浅析地质勘探在煤矿开采中的应用

石艳秋

摘 要：根据中国煤炭生产目前的发展状况以及煤田的特性，文章结合了世界煤矿技术的发展状况对中国煤田中有关地质勘探问题进行了讨论，论述了如何对勘探精度予以提高，进行动态地质研究等，并对煤田的地质勘探工作技术的发展进行了展望。

关键词：煤矿；地质勘探；技术；发展

煤炭作为二十世纪世界主要的能源物质，即便是进入到了二十一世纪仍旧在能源中占据主要地位，尤其是在我国。我国的能源种类较为单一，而已经探明的煤炭储量在一万亿吨。而天然气、石油在能源利用中也逐步发展，但由于资源本身的赋存条件以及开发、勘探等因素的限制，短时期内还不能大规模的进行生产。随着市场经济的不断深入改革，煤炭工业的发展需要与市场条件相适应才能够提高自身的竞争力，立稳市场，现代煤炭工业的发展要求是安全、经济、高效。因此，要着重发展勘探技术使之适应煤矿生产的发展要求。

1 存在的问题

1.1 突水事故频发、突水量增大

在我国东部的矿井开采中，水防治以及保水采煤是矿井建设以及煤矿开采工作中的重点问题，但是随着开采深度的不断加大，突水事故发生频率开始提高，突水量也日益增加。由于这些煤矿的地质水文特点本就十分的复杂，加上开采深度的不断加大，对于深层矿井的水治理问题不再完全适用浅层的矿井水治理经验，因此就需要拓展新的方法适应深井矿井的水动力条件的方法。因此，从技术上讲，我国的煤矿水害防治的发展主要趋势为：对矿区的深层地质特征的运移、岩溶水形成特点进行研究，对深井岩溶水的突出机理予以研究，对预测技术进行开发。以此开发出适应现代化的防治技术。

1.2 从动态地质研究的角度对井下灾害进行分析，其实折现现象都能够堪称是动力地质现象的一种，无论是常见的瓦斯突出、岩煤突出、突水、冲击地压以及井筒破裂等都和岩体自身的应力场紧密相关。主要就是由于岩煤在開采后，原有的地质各因素之间原本的平衡被破坏，因此岩体受到的应力会再次分配，从而诱发或者引发这些地质灾害现象的出现。通过对该类现象的形成机理进行研究，对灾害的出现进行实现的测定预防，通过动态的分析尽可能的对以上矿井病害的发生采取必要措施进行减弱、消除。

1.3 对于地质环境勘察的加强以及地质灾害的妨害等方面，由于本身的天然地质条件受到了开采影响而破坏，因此，就会形成环境上的一系列问题。诸如：水源污染、更低破坏、粉尘沙化、二氧化硫以及一氧化碳等物质造成的大气污染，从而引发了更具破坏力的地质灾害，诸如：滑坡、地表塌陷以及地裂，严重者会引起地震的产生。煤矿的开采是一个持续、长期的过程，这就在开采过程中会遗留很多历史问题，得不到相应的解决，有些问题会发展的相当严重，矿区的环境问题成为了制约煤矿产业发展的主要原因，另外加煤矿的开采不断的推进，旧的问题未得到解决新的问题又开始产生，不断积累下就自然成为了制约煤矿产业发展的原因，因此今后的矿区环境治理以及矿区环境的评价都会成为开发部门重点工作方向。

1.4 从勘探精度的提高角度分析，现代煤炭工业的机械自动化的主要特点就是连续作业。这就要求在开发前需要对煤层的变化精细入围的进行查明，包括煤层的结构、厚度以及灰分变化，以及煤层、煤层顶板、底板的岩石的物理性质局部变动。但是无论是世界还是我国，在对煤炭的埋藏储量上只要求了数量上的证实，并没有提供能够满足现代开采的详细地址信息，因此为了保证机械开采的顺利进行，都需要进行补充勘探。

1.5 针对煤层气的开发难问题，很多国家开始转变研究方向，将煤层气作为新兴能源进行研究开发，目前已经有二十多个国家开始对煤层气进行开发研究。但是在煤层气的研究中遇到了很多技术性的难题：首先多数煤层气的衰减较快，并且会受到专精过程中的污染；其次完井后会坍塌堵孔，水力压裂的效果较为不明显，所占比例较低，采气效果较差。因此对我国如何开发煤层气的技术攻关重点就集中在了对我国煤层气开发的区段研究和模式探索上面。

2 煤田地质勘探技术发展趋势

用发展眼光看，近年来钻探仍将成为获取“第一性”地质资料的重要手段。物探仪器日新月异，性能改进与更新迅速，向高灵敏度、高分辨率、高精确度、遥控、计算机实时控制、处理、数据分析和三维图形显示方向发展：物探方法向多维、多参数测量、多方法组合发展。近年来，值得注意的煤田地质勘探技术发展趋势如下。

2.1 开发井下勘探技术根据国内外资料，落差小于5m、长度小于150m的小断层及小型褶曲，近期不可能用地面勘探方法查明。因此，国内外普遍认为，应在采区开采前，在井下开展采区勘探或工作面勘探，其方法包括矿井物探和沿煤层钻进。基于煤层密度比上下围岩小，煤层是一个明显的低速槽，近年来，探地雷达技术发展迅速。南非最近开发出的新型雷达系统对于岩体的定量研究效果十分显著，能够准确对断裂带的深度、巷道裂隙情况进行准确判定。可以说将来在井下物探的发展前景十分良好。

2.2 受控定向钻是水平钻技术的发展基础

近年来，水平钻得到广泛应用并发展迅速，不仅被应用在煤层钻进上，同时还被应用在多角度多轨迹的钻探中。我国煤炭部门是在上世纪末引入了水平钻技术，并应用到石油的勘探中。因而在技术以及发展研究上还存在一定的差距。

2.3 加强综合勘探

据有关材料说明，英国煤矿区尽管用三维地震勘探曾解释出小至煤厚落差的断层，但英国深部煤矿公司仍然重视钻孔研究。近年来，他们在已经评价的赋存经济可采储量的井田，按400～500m网度布无心孔，用组合测井方法勘探。他们开发了一种岩层显微扫描仪，通过人机联作能解释几十厘米落差的断层、裂隙、沉积和构造特征，以及应力方向。借助专用软件，用组合测井可确定出岩石类型、岩石强度、孔隙度或渗透率、倾角、孔径、分析水和烃等。

2.4 对地质勘探技术进行动态分析

在矿井的病害中，很多动力地质现象都是由于煤矿的开采诱发，因而在特征上具有一定的动态性。所以，对地质现象的预测要综合其形成和强度，不能只是单单对原始的静态数据进行反映，而是应当动态的分析岩煤层的应力实时动态数据资料。在加快推进煤矿的开采速度，实行动态勘探，对采掘区域进行连续的勘探，掌握其实时应力以及物性变化。

2.5 加强信息技术的发展

煤矿的地质勘探中已经逐步的加入了计算机信息技术，并一定程度上开始推广，可以说，信息技术在煤矿的勘探工作中发展较快。由于很多高新技术的引用，在目前的煤矿勘探工作中，很多勘探数据对于地质情况的介绍、显示以及分析和处理都能够通过人机对话的方式进行，并且勘探中所使用的物探仪器也具有相对较高的自动化程度，能够对现场进行预处理，对各项操作以及质量进行有效控制，对相关参数进行选择。

3 结束语

据不完全统计，很多国家在煤炭的地质勘探上从上世纪的80年代后工作量明显的开始减少，但是在工作内容以及开发勘探的工作量却相对有所增加，并且在勘探禁锢上的要求越来越高。而从现代化的煤矿生产方面分析，我国在勘探上的技术同世界勘探技术相比还存在着很大的不足，所以，更是要对煤田的地质勘探工作予以重视，加快相关技术的发展，以此推动我国煤炭业的发展。

参考文献

[1]储绍良.矿井物探应用[M].北京：煤炭工业出版社.

[2]李夫忠.走向精确勘探的道路[M].北京：石油工业出版社.