山西煤矿资源地质勘探存在的问题及改善措施探析

于　磊

（山西地质博物馆，山西太原030024）

山西煤矿资源地质勘探存在的问题及改善措施探析

于磊*

（山西地质博物馆，山西太原030024）

煤炭作为当前国家基础性的能源物质，无论是对国家的建设，还是对经济发展，甚至是对我国的国防建设都起到至关重要的作用。就目前的形势来看，在开采煤炭资源的过程中，已经出现浅层煤炭储量偏少的问题，所以不得不将开采朝着更深的层次前进。但是在开采深煤层时又存在一定难度，因而就需要合理地利用地质勘探来确定深煤层的位置，从而达到提高生产效率，缩短生产周期的目的。因此，分析山西煤矿资源地质勘探存在的问题，从而提出改善技术及措施，希望能够促进山西煤矿资源的进一步开采。

山西；煤炭资源；地质勘探

时代与经济的发展让我们看清煤炭资源的发展趋势与发展需求。一直以来，煤矿资源的开发直接关系着国民经济的发展和能源有效供应的战略性问题。在目前的煤炭资源开发中，还存在诸多值得国家以及地方重视的问题，需要采取相应的改善措施，才能顺利开发煤矿资源，推动煤矿企业实现可持续发展。山西省作为一个能源大省，长期性的粗放式管理使得山西煤矿资源浪费严重，导致资源可持续发展面临严峻挑战。所以，我们只有认清发展困境，了解发展要求，制定改善措施，才能让山西省煤矿资源的开发与利用走上可持续发展之路。

1　山西煤炭资源开发利用过程中存在的问题

山西省拥有极为丰富的煤炭资源，其资源占据全国总量的五分之一，因此在能源重化工基地之中占据了主要地位。在山西全面转型发展中，山西煤炭产业结构的调整以及企业兼并重组是重要的环节。从2006年开始进行了第一次整合，矿山主体从2200家减少到130家，煤矿井数也从2598座减少到1053座，而单井年产30×104t提升到110×104t。因此，山西煤炭产业结构的调整与煤炭企业的兼并重组支撑了煤炭工业的可持续发展，使得山西省逐渐成为煤炭版图上的中心，但是依旧还存在部分问题需要我们去解决［1］。

1.1资源管理滞后，损失浪费严重

由于山西省煤矿企业分布过于广泛，在管理监督上还存在较大的难度，再加上煤矿规模化开采有所欠缺，而为了追求经济利益，大多数企业在开采中选择“采厚弃薄”、“采富弃贫”的落后开采法，也不进行任何的地质勘探，就开展掠夺式的开采，这样很容易浪费煤炭资源。另外，部分煤矿企业依旧选择出卖原煤，只顾眼前利益开展开采工作，完全忽视了煤炭资源的后期加工与综合利用，使得煤炭品种结构过于单一，再加上加工程度偏低，使得资源浪费与效益外流同时存在，直接威胁全省煤炭经济的可持续发展。

1.2违法采矿频频出现

目前，虽然山西省相关部门加大了打击非法小煤矿的力度，也关闭了部分小型煤矿，但是由于能源价格、利益的吸引，很多小煤矿“死灰复燃”，通过“昼停夜开，明停暗开”的方式开采，甚至是转向屋内的打洞开采，这样的开采方式极为不合理，也就谈不上任何的对煤炭资源的地质勘探。当然，铤而走险、私挖滥采、非法生产也是屡禁不止［2］。

1.3随意开采，严重破坏地质环境

因为山西省处于黄土高原地区，山区占据了全省总面积的70%，再加上黄土高原本身地质松软、缺少地表植被，使得其自然地质环境相对薄弱。同时，由于最近几年煤矿过度开采，城市建设、公路建设、水利工程等等方面对地质生态环境造成严重的影响，也使得各类对人民生命财产安全带来威胁的地质灾害频频发生，如泥石流、滑坡、地裂缝、崩塌等，其中不合理开发是引发泥石流、滑坡、地裂缝、崩塌等最关键的因素，甚至部分区域已经沦落成“无人区”，这样不仅对全省经济会带来影响，同时还会影响到社会的可持续发展。

1.4资源勘探滞后，后备储量不足

由于煤炭资源属于不可再生的资源，就算有新的煤炭资源被勘探出来，但是始终会有枯竭的一天。另外，随着我国经济的不断发展，煤炭资源呈现出惊人的消耗量。由于煤炭行业秩序过于混乱，地质勘探运作缺少相应的管理力度，再加上资金投入量不足，很容易减少新发现的煤炭资源，使得后备储量的增长速度远远低于实际的消耗速度，这样的行为降低了对煤炭资源的保障程度，同时也降低了煤炭资源对山西省经济建设的支持力度。

1.5传统勘探中的问题

在煤矿地质勘探中，如果仅仅选择一种勘探方式，很容易因为不全面的勘探造成突水现象的出现，或者是仅仅了解了一处岩溶发育具体情况，但是未能掌握煤矿整体的信息，这样很容易影响后期的开采工作，无法掌握整体的煤炭资源。虽然在煤矿开采中，突水现象是非常常见的，属于一般性病害，但是引起突水现象的原因很多，并且非常复杂，所以这也值得工作人员给予高度重视［3］。一般来说，煤矿出现突水现象没有规律可循，由于时间与空间的差异，突水现象也会在地质结构的改变作用下发生。如断层导水型突出，构造突水激励就会起到主导作用，而底板破坏型突水，采矿东亚就成为突水的关键所在。所以，为了避免出现井田底板突水现象，我们就需要采取相应的措施全面勘探突水原因，再采取有效的措施进行突水治理，如此才能确保从根本上避免突水问题，这样也能保障人员安全。换而言之，也就是在水文地质条件的勘探中，只采取一种方法是远远不够的，只有通过多种手段的综合运用，才能达到最佳化的勘探效果。

2　山西煤矿资源地质勘探的改善及发展对策

想要真正解决山西煤炭资源所面临的可持续发展问题，就应该根据资源地质勘探的要求，坚持环境保护以及资源节约的基本国策，做到统筹兼顾、周密计划，加强煤炭资源利用体系科学化、合理化建设，这不仅有利于全面小康社会政策与体制建设得到保障，同时也为自然资源的法制建设提供了更多新的要求。就山西省而言，从2009年开始煤炭企业的兼并重组，无论是市场集中度、行业总体实力，还是资源规模的占用得到了质的飞跃。将原本的的“多、小、散、乱”等局面一一改善。另外也通过下述的有效措施，将其山西煤矿资源的地质勘探进一步改善。

2.1建立煤炭资源勘探协调机制

想要将国有资产管理职能以及政府行政管理职能充分发挥出来，就需要在一定范围内做好明确的划分，加强相互的沟通与协作，为煤矿企业资源的勘探提供宏观方面的调控以及全方位服务，这样才可以避免因为无序竞争所形成的小利局面的出现，但这绝对不是走计划经济的老路，而是考虑到煤炭资源产业经济本身的特殊性，从而让“看不见的手”与“看得见的手”相互配合，以此来推动煤炭资源地质勘探的顺利发展。

2.2加强煤炭资源勘探规划

加强对煤炭资源的勘探，需要在国家统一规划的基础上，建立煤炭勘探的规划区。对于非国家规划区，一律不允许进行无序的煤矿勘探。在国家规划区域范围内，也需要实施勘探的准入制度。在煤炭地质勘探资质认真制度完善后，未拥有条件、不具备资质的煤炭企业，都不允许进行区域内的勘探。在资源方面，煤矿企业也需要缴纳3种费用：第一，土地使用费，也就是土地的出租费用。第二，矿产资源费，按照价格的百分比计算。第三，红利，相当于资源地租，资源条件好的可以多交一点，而资源差的可以少交或者是不交。

2.3加强煤炭资源的保护

一直以来，煤炭资源保护已经成为老生常谈的问题，在国内也建立了相应的法律法规来保护资源，如《煤炭法》、《矿产资源法》等，当然也包含了地方性法规。但是造成资源浪费有增无减的原因包含了：第一，资源管理度偏低。第二，欠缺执法强度，监督管理机制不强。第三，对资源的开发与利用缺少相应的评估管理体系，在矿井资源的回收上只能做出大致的估计，但是却没有确切的数据加以支持。第四，在资源浪费方面没有明确的约束机制。所以，在煤炭资源的保护方面，还需要从资源的勘探入手，从根本上解决煤炭资源的问题，当然，杜绝浪费与破坏的问题出现也是不可少的［4］。

2.4建立煤炭资源战略储备制度

对于煤资源的战略储备与产品的战略储备有着同样的地位，并且对于更经济、更低成本的煤炭资源需要进行战略储备，否则，就容易出现“采厚弃薄、嫌贫爱富”的问题，造成的后果不堪设想。一般来说，全国煤矿平均资源的回收率在35%左右，对于部分后备性的煤炭资源，可以选择投资性勘探，但是勘探的结果可以暂时不用投入到市场之内，而是作为战略性储备使用。将来，就可以根据煤炭资源供需的实际需求，再决定应该如何去开发资源，如何做到相应的调节［5］。

2.5采用综合方式进行地质勘探

2.5.1利用采区地面的地震勘探

在设计采区之前，可以通过地面地震的勘探手段，能够查明断层的发育规律以及采区的构造形态，通过底板起伏形态以及煤层赋存状况等查明，评价对开采含水层富水性产生的影响，以此来提出针对性的水害防治措施，就能够提供可靠的资料供采区设计分析。

如，三维三分量采区的地震勘探中，利用这一技术，就可以发现断距较小的小断层。在解释出的构造图中，断定层条数增加。三维地震叠偏资料经过三维空间归位处理，对绕射波、断面波等异常波有较好的压制作用。使得断面的反射波对断层下盘影响减小，因而能够更清楚地在叠偏剖面上识别断主要层位置，发现更多的断层。利用垂直剖面与水平切片相结合及放大功能等优势，能够发现落差少于1/4个相位的小断层，并且区使得解释出的断层平面组合更趋合理。如此的方式，也有利于煤炭资源的地质勘探。

2.5.2微动测深勘查

微动，指的是在空间域和时间域之中都呈现出极为不规律的一种震动现象。按照波动的相关理论，微动记录不仅包含了体波，同时也包含了面波。由于绝大部分情况下，微动的震源来至于地表面或者是海底面，在微动的面波成分相对于体波，还是占绝了一定的优势。而微动测深勘探方法就是利用这样优势，从而对地下地质结构进行反演。

2.5.3井下钻探以及综合物探

通过放水实验，能够做到宏观性的含水层富水性的控制，在此基础上，对于每一个富水区工作面都需要按照不同的条件，使用相应的物探手段，对局部的导水构造、局部富水带以及隔水层变薄带加以探明，然后再利用钻探手段对其进行再次验证，就可以有针对性的对疏水降压以及注浆改造等治水工程进行重点布置［6］。

如，在使用钻探技术时，为了方便煤炭资源的开采，可以利用反循环钻探技术，反循环钻探技术分为空气反循环和水力反循环两大类，这种分类主要是根据循环的介质不同进行的；水力反循环钻探技术的循环介质是水或者泥浆之类，它的工作原理就是将水或者泥浆传送到孔底，取芯钻头就可以得到粒状的岩芯，然后取得的岩芯就可以随着钻头到达地面，空气反循环钻探技术的工作原理就是双壁钻杆外管将空气输送到孔底，空气到达孔底之后就会产生膨胀，对孔底的潜孔锤会产生一个冲击力，从而潜孔锤就会对孔底的岩石产生剧烈的撞击，使岩石剥落。当然，针对不同的煤炭资源，合理地利用钻探技术，才能让煤炭资源的开采更为的合理。

总而言之，对于存在底板岩溶水害威胁的区域，在探查其水文地质条件后，就应该将各种规模的放水实验作为最关键的探查手段，并且以此为计划，配合上各种钻探手段和物探手段，进一步查明局部水文地质存在的异常区域，进而达到相互验证、相互补充的条件，以此来体现多种勘探方法拥有的综合效应，这样所取得的技术效果也非常明显。

3　结语

综上所述，对于山西省的建设与发展而言，煤炭资源的可持续发展已经成为一项艰巨而又长期的任务。无论是站在全局的角度来看，还是站在局部的角度来看，无论是站在经济发展的角度来看，还是站在社会发展的角度来看，我们都需要认识到煤炭资源可持续发展对山西省的重要性。作为煤矿开采企业，不应该局限于眼前利益，应该放眼于未来，积极探索，以可持续发展的要求来约束自己，不断地强化煤炭资源的开发与利用管理，以便从煤炭资源的地质勘探入手，提升经济建设质量，让煤炭资源的地质勘探走上一条可持续发展之路。

［1］刘宝.论矿区综合地质勘探与深部煤矿资源的开采［J］.科技致富向导，2013（29）：233.

［2］段明亮.云南省石林县煤矿资源开采监管研究［D］.云南财经大学，2014.

［3］张彤.地质勘探技术在煤田开发中的应用［J］.科技创新与应用，2014（36）：83.

［4］关林.浅析矿区的综合地质勘探与煤炭资源开发［J］.城市地理，2014（10）：21.

［5］兰红强.煤矿水文地质问题及勘探技术探讨［J］.内蒙古煤炭经济，2014（12）：190-191.

［6］郜宏伟.浅谈煤矿矿区的地质勘探方法［J］.环球人文地理，2014（12）：44.

TD166

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1004-5716（2016）06-0102-03

2015-05-28

2015-06-03

于磊（1982-），女（汉族），山西灵丘人，工程师，现从事地质勘查技术工作。