地质勘探技术在煤田的发展和应用论文_朱振奇

地质勘探技术在煤田的发展和应用论文_朱振奇

沈阳煤业集团多种经营有限公司钻探分公司 辽宁沈阳 110000

摘要:随着国家的不断发展,对煤田的需求在逐渐的增加,对煤田地质勘探技术的要求也在逐渐的提高,而且煤田的需求在逐渐的增加,在煤田地质勘探中,需要将煤田地质勘探技术提高,这样对整个煤田地质勘探有着很重要的影响,只有高超的煤田地质勘探技术,才能保证煤田地质勘探的准确性,在煤田地质勘探中是非常重要的。

关键词:煤田地质;勘探;技术

引言

地质勘探技术主要是指对矿体或地质体探明形态、结构及储量的工程技术。一般在地质勘探中主要是钻探及坑探工程,并进行物理勘探与化学勘查。新中国成立时,我国煤田地质勘探技术人员及钻探工人较少,随着近年来的发展,煤田地质勘探队伍逐步壮大,涉及物探、钻探、水文、工程及遥感地质等综合性行业,在资料采集处理、方法理论研究及综合分析等方面的研究形成一定规模,不只是发挥找煤、矿山矿井地质等作用,还在评价煤层气、勘探水资源等方面获得比较明显的经济社会效益,使我国成为世界最大产煤国作出了十分重要的贡献。

1煤田中地质勘探的重要性

因煤田近年来在井下地质构造、瓦斯与水等灾害源方面的研究方面存在一定问题,难以对其进行有效预防,导致煤田频发各类事故,造成十分严重的经济损失及社会负面影响。在煤田开采中,地质构造是一个主要影响因素。受构造应力作用,煤岩层产生破坏或波状弯曲,形成对矿井设计与煤田安全高效回采具有较大影响的断层或褶曲,而地质勘探技术对煤田地质构造等关键因素的掌握具有一定的帮助,所以,不管是防治矿井水害,还是防治瓦斯灾害或预防顶底板事故等,煤田地质勘探都具有十分重要的作用。

1.1防治煤田瓦斯作用

很多煤田事故都与其地质构造具有比较紧密的关系,诸如瓦斯作为煤田的头号杀手,其赋存与上下顶底板岩层岩性、赋存煤层周围断层情况等都具有重要关系,为使产生的煤田事故不断减少,降低生命财产损失,就要探明井下地质构造,以便于有针对性采取相应防治措施。在建井过程中研究预测瓦斯涌出规律,如原始资料不足,就容易使实际涌出量与预测结果存在较大差距,进而导致工作面具有过大的瓦斯浓度,使正常生产受到影响。若在勘探过程中对瓦斯样及时进行采集,对瓦斯含量进行正确测试,就会有效避免该类事故。勘探过程中钻孔取芯是唯一采集瓦斯的途径,要研究煤田范围内的瓦斯规律,最好的方法就是在勘探阶段多分析采集的瓦斯样,也具有经济合理性。勘探过程中瓦斯采样点应尽可能增加,最好在较高瓦斯含量的区域采集测试每个钻孔的瓦斯,以确保全面了解整个勘探区的瓦斯状况,为研究治理矿井生产中的瓦斯提供十分丰富的资料。通过综合分析勘探阶段钻孔获得的瓦斯资料,可查明对瓦斯含量产生影响和控制的地质因素,再绘制瓦斯地质图,在图中标注不同区域的瓦斯含量,在煤田生产中根据图中标明的瓦斯含量,对瓦斯采取合理的治理措施,进而确保煤田生产安全。所以,在勘探过程中研究瓦斯十分重要。

1.2防治煤田水害防治作用

在煤田开采中,矿井水是一个重大地质隐患,新地层第四系含水层和底板灰岩承压水普遍影响我国东部石炭、二叠系煤田,部分矿井还受顶底板砂岩水等影响,其中通常造成较大突水事故的就是底板灰岩承压水突水。东部煤田石炭系伏太灰或奥灰含水层在下部煤层中具有较强的富水性、较高水压,但煤层底板只有较薄的隔水层,部分井田煤系地层受到强烈的构造作用,区内较发育的张裂性、张剪性断裂及陷落柱,若将地质构造条件查明并采取有效预防措施,就可将产生矿井突水事故的可能性有效避免。

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1.3煤田顶底板施工防治作用

在煤田生产中顶板事故最常见,如比较落后的工艺,不符实际的生产工序等很多原因引起该事故频发,其中与地质条件及其构造具有一定关系的顶板事故相对较多。采掘过程中遇到断层,因放炮松散煤岩层时产生震动导致冒顶,由地质构造间接引发顶板事故也比较常见。若对巷道周围或工作面地质构造分布情况进行准确探测,就能有效避免产生顶底板事故。

2煤田地质勘探技术的应用

2.1地面地震勘查技术的应用

在勘探实践中,高分辨二维地震、三维地震和多波多分量地震是最为常用的三种方法。应用该方法,需在采区设计前注意以下两方面问题:第一,搞清煤层赋存情况、底板的起伏形态,及断层法律规律,以此为依据圈定煤层分叉合并区。第二,客观评价对可能会给开采工作带来影响的含水层富水性,找准可采煤层的波及范围和各陷落柱的具体位置,根据评价结果制定相应的防水害预案。当地表条件适当时,实践工作中通常会选用三维高分辨率地震勘探技术进行勘探。

2.2遥感技术的应用

煤田遥感技术是一种空间遥感新技术,由于这种技术具有实时性强、探测速度快、结果精准、整体性强等优势,因此,在探测、煤田地质和煤田工业领域被广泛应用。随着计算机网络的飞速发展,煤田遥感科学体系逐步完善,在煤田自燃环境监测、煤田区环境监测、煤田区水资源调查、煤田资源调查、中小比例尺填图和区域地质研究的应用中成果显著,近年来它开始和物探、钻探仪器一起,被并称为煤田资源勘探的三大利器。一方面提升了各信息系统的智能化和半自动化水平,提高了探测的精准度和实时性。另一方面也实现了各信息系统的网络化、可视化和社会化,这一进步将为煤田工业的可持续发展奠定坚实的基础。

2.3测井勘查技术的应用

基于科技发展及经济实用性的角度而言,中国煤田的地面勘探技术已经非常纯熟,如何将地面勘探技术应用到井下开发中去,是业界普遍关注和研究的重点课题之一。未来,将电、声、核等系列物理参数作为测井依据,在煤田井下开发中使用水文测井和煤层气测井等先进技术来进行煤田地质勘探,将成为未来发展的重点。当前,Rock雷达系统已在国外普遍应用,并取得了卓越的应用效果。该系统具有可对岩体进行定量研究、精准的确定巷道四周的裂缝带及断裂带的深度特征的功能,在煤层及非煤层的厚度和深度的确定方面都非常精准。

3煤田地质勘探技术的未来发展方向

当前,找矿工作难度日益增加,特别是在预测隐伏矿方面,只凭借某种单一的物探或化探方法来完成找矿工作几乎是不可能。未来,矿产勘查将朝着综合勘查的方向发展,要求在勘查中集合多种勘查手段的优势,通过交叉使用法来降低多解性。由于物化探方法只有在工作区的成矿地质背景条件下才能应用,所以物化探信息应与矿区的地质条件相结合。在实际勘查过程中,应按照地质-物化探-地质的思路推进。一旦在实际应用中脱离了成矿地质条件,则将无法解决地质和找矿中的现实问题。

在地质勘探技术应用过程中,动力地质现象是诱发矿井生产的一大安全隐患,而动力地质现象主要是由于动态的采掘活动造成的,所以,在对其强度和成因的分析中,很难采集到稳定的数据,相对而言,通过加强对岩煤层应力或变化的动态特征来获取的资料更为准确。也即,为了提升煤田开采工作的安全性和高效性,必须走动态勘探之路。

4结语

目前,国内煤田地质勘探技术手段种类繁多,矿井需根据矿井生产不同阶段选取合适的地质勘测方法,以获取有效的地质信息资料。而就当前煤田发展形势而言,煤田企业需充分地质勘探的作用,保证矿井生产的安全与高效,并及时对煤田地质勘探技术进行改进,这在某种程度上已成为限制煤企效益的重要因素。

参考文献:

[1]冯海龙.试论煤矿地质勘探技术及运用[J].技术与市场,2014,07:109-110.

[2]李松.地质勘探技术在煤田的发展和应用[J].科技创新与应用,2017,03:171.

[3]倪斌.煤田地质与勘探技术发展若干问题的探讨[A].中国煤炭学会.世纪之交的煤炭科学技术学术年会论文集[C].中国煤炭学会:,1997:5.

论文作者:朱振奇

论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第36期

论文发表时间:2017/3/31

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