煤矿地质勘查特点及技术措施

马 倩

(广东省地质局第三地质大队)

煤矿地质勘查特点及技术措施

马 倩

(广东省地质局第三地质大队)

随着煤矿地质勘查技术的不断发展，能够不断消除已有技术的局限性，为煤矿地质勘查工作提供强有力的支持。为此，首先从整体上对煤炭资源开采存在的问题进行分析，然后对煤矿地质勘查的特点及技术措施进行讨论，并结合小型煤矿矿井地质勘查实例进一步分析，最后对煤矿地质勘查技术的发展方向进行了探讨，为煤矿地质勘查工作的顺利进行提供参考。

煤矿 地质勘查技术 发展方向

煤矿地质勘查是煤炭资源开发的基础性工作，为了确保煤矿地质勘查工作的有序开展，通过总结煤炭资源开采所存在的问题进行讨论并对煤矿地质勘查的工作特点及技术措施进行深入分析。

1 煤炭资源开采存在的问题

(1)破坏地质环境，引发地质灾害。在煤炭资源开采过程中，容易出现诸如水资源污染、土地沙漠化等环境问题。目前，由于国内各煤矿开采技术水平发展不平衡，相当一部分煤矿开采条件还不够完善，并且水资源和煤炭资源分布状况不佳。部分煤矿企业在开采煤炭资源时，没有制定有效的生态环境保护措施，导致在开采过程中，严重破坏了煤矿周边生态环境，出现了诸如瓦斯爆炸、火灾、透水等各类事故灾害。由于煤矿区域地下水文地质条件的复杂性，如果大量开采煤炭资源，很可能会破坏地质环境的平衡性，进而引发诸多地质灾害。通过采用地质勘查技术手段，对发生矿井事故概率较高的区域开展评估工作，能够及时发现各类隐患，将各类地质灾害发生的可能性降至最低，确保煤矿安全生产。

(2)工程地质勘探质量较低。在开展地质勘探工作时，由于未能设置勘探环节的侧重点，导致开展勘探工作缺乏针对性，使得勘探方法频频出现错误。此外，对工程地质的分析未能结合计算公式和煤矿实际地质特征，导致结果与实际出现较大偏差，严重影响了勘探工程的质量。另外，工程技术管理也是影响地质勘探质量的因素，部分勘探单位的勘探设计材料并非由专业地质工作人员编写，由于编写人员专业性知识的不完善以及对于实际地质工作情况了解不足，导致地质勘探材料中频频出现原则性错误，不仅增大了材料的审查难度，而且会延长工程的批报周期。

2 煤矿地质勘查特点及技术

2.1 勘查特点

(1)统筹规划煤矿地质勘查工作。在煤矿地质勘查工作中，应结合地质勘查工作的实际需要，从宏观上分析煤矿地质勘查的地质环境和具体条件，制定相应的策略，对煤矿地质勘查工作进行细致化、精细化规划。

(2)遵循资源分布规律和地质特点。煤矿地质勘查的主要对象是自然环境、地质结构、地层结构等内容，该类因素都会对勘查结果的准确性产生影响，如果无法全面细致地考虑上述影响因素，便会影响煤矿地质勘查工作的顺利进行。因此，煤矿地质勘查工作应结合自然环境、地质条件以及勘查工作所需的诸多因素，遵循资源分布规律和地质特点，制定合理的勘查方案，为煤矿地质勘查工作奠定基础。

2.2 勘查技术

(1)遥感技术。遥感技术多适用于对城市地质信息系统的监测、煤炭资源的评估及煤层自燃的勘探等多方面工作的开展，主要包括地面测试遥感、应用航天遥感、红外微波等航空遥感等。

(2)测井勘探技术。测井勘探技术可较为准确的为煤层进行定深，精度达0.1 m，非煤层定深精度达0.2 m，常被应用于煤岩层的定深、定性以及煤层水、沙泥分析等，主要包括煤层气测、通过声、电、核等物理参数测井以及水文方式测井等技术。

(3)地质雷达勘探技术。通过借助于瞬息变化的电磁法进行勘探活动、推行高精度重力勘探、直流电勘探等方法完成勘探，该项技术被广泛运用于石油地质勘探和煤炭地质勘探等资源勘探专业领域中，开展褶曲、陷落柱和断裂等地质构造范围的勘探，并圈定地下河、岩溶发育带等不同类型的地质构造体。此外，该技术还可完成勘测空洞等异常体。

3 小型煤矿矿井地质勘查实例分析

小型煤矿指的是资源丰富，但是开采技术条件不足，地质构造复杂且地质不稳定或者是煤炭资源缺乏的煤矿，其资源条件仅能达到30万t/a。

3.1 合理选择并运用勘查手段

小型煤矿在选择勘查手段时，要根据勘查区表面土的覆盖情况，将山地工程、地质填土、生产巷道以及老窑调查的作用充分发挥出来，岩心钻探技术仅能作为辅助式手段，用于对深部的控制。勘查方法宜选择剖面线法，勘查手段以大比例尺地质填图为基础，结合槽探、井探、老窑调查和生产矿井巷道素描等辅助手段，根据实际情况布置钻探工程。

3.2 勘查工程布置

按工程地质条件布置坑孔的注意点：①地貌单元及其衔接地段，勘探线应垂直于地貌单元界限，每个地貌单元应有控制坑孔，2个地貌单元之间过渡地带应有钻孔；②断层，在上盘布坑孔，在地表垂直断层走向布置坑探，坑孔应穿过断层面；③滑坡，沿滑坡纵横轴线布孔、井，查明滑动带数量、部位、滑体厚度，坑孔深应穿过滑带到稳定基岩；④河谷，垂直河流布置勘探线，钻孔应穿过覆盖层并深入基岩5 m以上，防止误将漂石当作基岩；⑤查明陡倾地质界面，使用斜孔或斜井，相邻两孔深度所揭露的地层相互衔接，防止漏层。

一般来说，如果煤矿地质构造复杂可以布置一条或者数条主导勘查线，以此来展示完整的地层构造与剖面情况。在开展钻孔工作时，其深度以不漏掉可开采煤层以及获取完整的煤系剖面作为基本原则。个别情况下，为了开展煤层对比工作，确定其层位，钻孔需要贯穿整个煤系，一直打到其下伏地层为止。勘查线基本的线距，最密集为250 m。如果情况需要，也可以在浅层部位的先期开采地段或者在井筒附近加密钻孔，可以提升构造与煤层的整体控制度。

3.3 勘查阶段与施工顺序

勘查小型煤矿可以在普查与大比例尺地质填图的基础上，根据一次性勘查完毕的原则进行作业。在施工中，结合实际情况，可以选择具有代表性的地段，布置数条的主导勘查线，通过密集的勘查工程，将煤层、煤系以及控制构造系统的揭露出来，再通过分析比较，对勘查区的构造特点以及含煤量有一个初步了解。具体来说，首先施工的坑孔必须为后继坑孔提供进一步地质分析所需的资料，在勘探过程中应及时整理资料，并利用该类资料指导和修改后继坑孔的设计和施工。根据实践经验，第一批施工的坑孔应为：①对控制场地工程地质条件具有关键作用和对选择场地有决定意义的坑孔；②建筑物重要部位的坑孔；③为其他勘查工作提供条件；④在主要勘探线上的坑孔。考虑到洪水的威胁，应在枯水期尽量先施工水上或近水的坑孔，由此可知，第一批坑孔的工程量是比较大的。

4 煤矿地质勘探技术的发展方向

4.1 注重开采系统化问题

对于我国东部煤区，需要做好相应的寻找与评定工作，以缓解能源带来的压力。考虑到需要进行深部的开采工作，需要在勘探过程中注重地质勘探安全保障系统的建设。只有深入研究煤炭沉积地质所涉及到的水文地质与应力场，才能够重新认识东部地区相关的地质灾害，提供较为可靠的地质勘探原始数据，从而大幅度提高地质勘探的工作效率。在对我国西部煤区进行地质勘探时，为了进一步改善边远地区实际的生态水平，缓解区域所面临的水资源压力，应加大对水资源寻找方面的资金投入，以解决水资源短缺和生态环境等方面的问题。

4.2 推进地质信息化工程建设

为了满足地质评估和开采水平方面的要求，在进行煤矿地质勘查时，应合理运用GIS地质勘查技术和GPS定位技术。同时，为了方便研究并利用煤矿区域地质，可以建立出一套行之有效的开采信息管理系统支持地质信息化工程建设方案，为煤矿地质勘查工作贡献一份力量。

在实际开采环节中，需要利用现代化技术，将煤炭开采和煤田地质勘查相互的结合，对煤矿开采地质条件进行评价：①大力推广三维地震勘查技术，以便积极讨论地震勘查新途径；②提高对矿井物探测仪的研制，建立与之相互匹配的预测评价系统；③加强对瓦斯等地质规律的研究，以便面对煤矿突发事件时拥有更佳地处理方式；④建立瓦斯勘查评价体系。

5 结 语

在对煤矿地质勘查的特点及技术进行详细分析的基础上，对煤矿地质勘查技术的发展方向进行了探讨，对于确保煤矿地质勘查工作的顺利开展具有一定的参考价值。

2014-12-17)

马 倩(1988—)，女，助理工程师,516081 广东省惠州市惠阳区澳头镇。