煤礦生產(chǎn)中地質(zhì)勘探方法的應(yīng)用研究

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摘要：文章首先簡(jiǎn)單概述了綜合地質(zhì)勘探方法，在其基礎(chǔ)上分別論述了各種地質(zhì)勘探方法，并對(duì)其應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了加強(qiáng)地質(zhì)勘探方法應(yīng)用的措施，希望可以推動(dòng)地質(zhì)勘探方法在煤礦生產(chǎn)中的有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)勘探；煤礦生產(chǎn)；應(yīng)用研究

煤炭是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的主體之一，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，煤炭的開(kāi)采量也在不斷上升，但是傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式和生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)日益增長(zhǎng)的煤炭需求，這就需要不斷更新煤炭開(kāi)采及生產(chǎn)技術(shù)。因此，本文對(duì)煤炭開(kāi)采生產(chǎn)過(guò)程中的地質(zhì)勘探進(jìn)行了分析，主要針對(duì)地質(zhì)勘探方法的應(yīng)用展開(kāi)論述。

1綜合地質(zhì)勘探方法概述

顧名思義，綜合地質(zhì)勘探方法綜合了多種勘探方法，并且利用多種勘探技術(shù)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，實(shí)現(xiàn)勘探工作的效益最大化。相較于傳統(tǒng)的勘探方法，綜合勘探方法可以發(fā)揮各種勘探方法的優(yōu)點(diǎn)，并且適用于多種類型的勘探環(huán)境，因此，效率更高，適用范圍更廣，而且可以達(dá)到多層次勘探的效果。從當(dāng)前綜合勘探方法的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，需要將物理方法、基礎(chǔ)地質(zhì)勘探方法以及GIS技術(shù)結(jié)合起來(lái)，搞清楚礦區(qū)的煤炭分布情況，比如煤層厚度、煤層深度、煤層走向等等，從而為煤炭的開(kāi)采和生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持和相應(yīng)的資料。此外，利用綜合勘探方法進(jìn)行煤礦開(kāi)采還可以有效預(yù)見(jiàn)可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害。因?yàn)榇蠖鄶?shù)的煤礦事故都存在隱蔽致災(zāi)的現(xiàn)象，常見(jiàn)的誘因包括采空區(qū)、導(dǎo)水裂隙帶、自燃、老窯破壞區(qū)、煤塵爆炸、沖擊地壓、火區(qū)以及沒(méi)探明地質(zhì)條件等等。另外，綜合勘探方法還可以為煤礦企業(yè)提供相應(yīng)的預(yù)防措施，從而在一定程度上避免發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

2我國(guó)綜合地質(zhì)勘探方法應(yīng)用現(xiàn)狀分析

在我國(guó)煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，由于煤礦數(shù)量眾多，難免會(huì)發(fā)生煤礦生產(chǎn)事故，給礦工以及企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失和不良影響，而且煤礦生產(chǎn)事故還會(huì)影響當(dāng)?shù)孛旱V的正常開(kāi)采。一般情況下，常見(jiàn)的煤礦生產(chǎn)事故包括煤礦坍塌、瓦斯爆炸、礦井滲水漏水以及采空區(qū)地面塌陷，雖然事故難以完全避免，但是通過(guò)相應(yīng)的地質(zhì)勘探工作可以在一定程度上對(duì)事故進(jìn)行預(yù)防，從而降低事故發(fā)生概率，減小經(jīng)濟(jì)損失。在當(dāng)前煤礦的開(kāi)采和生產(chǎn)過(guò)程中，綜合地質(zhì)勘探方法得到了較為廣泛的應(yīng)用，并且取得了較好的效果，但是在應(yīng)用期間依舊存在勘探活動(dòng)獲得地質(zhì)信息片面的情況，影響了勘探結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，為了提升勘探的效果，必須加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)勘探方法的研究與應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)有效勘探，保障煤礦的安全生產(chǎn)。

3綜合地質(zhì)勘探方法中其他方法分析

3.1地面地震勘探

在針對(duì)煤礦進(jìn)行地質(zhì)勘探的初期，需要進(jìn)行地面地震勘探，從而確定礦區(qū)地面的各種參數(shù)，取得相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料。在勘探的過(guò)程中，需要對(duì)礦區(qū)的巖層進(jìn)行勘探，明確地下巖層的分布規(guī)律以及走向，摸清地下的地質(zhì)構(gòu)造及構(gòu)造的相應(yīng)形態(tài)，而且需要根據(jù)所獲得的資料分析礦區(qū)可能發(fā)生的自然災(zāi)害事故，同時(shí)給出相應(yīng)的解決對(duì)策。在煤礦開(kāi)采前期，需要利用地面地震勘探方法確保煤炭的安全生產(chǎn)和高效開(kāi)采，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)和清潔利用的同時(shí)實(shí)現(xiàn)礦區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)保護(hù)。

3.2瞬變電磁勘探

瞬變電磁技術(shù)屬于煤礦生產(chǎn)中比較常用的一種勘探技術(shù)，可以在不與物體接觸的前提下完成地質(zhì)勘探工作。瞬變電磁技術(shù)一般是將發(fā)射線圈設(shè)置在探測(cè)對(duì)象的地表周圍，探究隨時(shí)間變化發(fā)射線圈所具備的衰減規(guī)律，以達(dá)到綜合地質(zhì)勘探的目的。例如，濟(jì)寧三號(hào)煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，采用了地面二維地震勘探、地面瞬變電磁法勘探和地面三維地震勘探三種方法。該煤礦地形主要是由湖區(qū)及陸地組成，其中湖區(qū)主要分布在井田的西部及西南部，占總井田面積的2/3，常年積水。東部主要為陸地，具有相對(duì)比較平坦的地勢(shì)。全區(qū)第四系沖積地層比較發(fā)育，主要是由砂質(zhì)粘土、粘土及砂層組成。瞬變電磁法勘探主要目的層有3、上3、16、17煤層以及奧灰頂界面和第四系底界面，目的層下上均具有連續(xù)性好的反射波。礦井自建井以來(lái)，開(kāi)展了2261.26km的地面地震勘探，其中二維施工面積為15km，三2維施工面積達(dá)到了46.26km。具體如表1所示。通過(guò)對(duì)濟(jì)寧三號(hào)煤礦開(kāi)展一系列的綜合地質(zhì)勘探工作后，大致查明了該煤礦內(nèi)落差超過(guò)5m的斷層，同時(shí)還解釋了落差3-5m的斷點(diǎn)，有效修正了采區(qū)邊界斷層，為后續(xù)施工的順利進(jìn)行提供參考和借鑒。

3.3掘進(jìn)巷道超前探測(cè)

在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，掘進(jìn)巷道迎頭超前探測(cè)一般是指井下電法AMN三極多組組合裝置，主要是將供電電極A、A、A布置在巷道掘進(jìn)頭附近3-6m的位置，在巷道掘進(jìn)123頭后方以3-6m步長(zhǎng)作為移動(dòng)探測(cè)來(lái)對(duì)測(cè)量電極MN進(jìn)行布設(shè)，通過(guò)分析和探究觀測(cè)點(diǎn)電源場(chǎng)的分布特征來(lái)了解和掌握掘進(jìn)頭前方異常分布位置，進(jìn)而達(dá)到超前探測(cè)的目的。例如，某煤礦從1306切眼最西端對(duì)1306輔順西KF18斷層下下界面位置進(jìn)行了超前探測(cè)，并結(jié)合井下實(shí)地考察，最終發(fā)現(xiàn)探測(cè)情況與實(shí)際揭露地質(zhì)條件相符。3.4隨鉆測(cè)量定向鉆技術(shù)該技術(shù)主要是借助彎外管孔底螺桿馬達(dá)來(lái)驅(qū)使鉆頭回轉(zhuǎn)，借助孔口監(jiān)視器來(lái)對(duì)鉆孔軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)了解和掌握，同時(shí)還可以借助高壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)螺桿馬達(dá)工具方位角及面向角的變化進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，從而了解鉆孔軌跡變化。在煤礦地質(zhì)勘探過(guò)程中，通過(guò)隨鉆測(cè)量定向鉆技術(shù)可以了解鉆孔部位的地質(zhì)情況，了解異常地質(zhì)構(gòu)造及煤層走勢(shì)，為后續(xù)煤炭生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行提供保障。

3.5測(cè)井技術(shù)

由于測(cè)井技術(shù)具有操作方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)，在煤礦地質(zhì)勘測(cè)中應(yīng)用廣泛，其不僅可以準(zhǔn)確判定斷層位置，還可以通過(guò)及時(shí)采集相應(yīng)的勘測(cè)信息判定煤層厚度。借助測(cè)井技術(shù)還可以獲取清晰的測(cè)井曲線，以便對(duì)煤層的地質(zhì)特征給予直觀反映，進(jìn)而有效確定煤層的具體位置及厚度。通過(guò)對(duì)煤層聲波曲線、密度等進(jìn)行分析后，就可以掌握煤層變化程度，對(duì)煤層性質(zhì)給予準(zhǔn)確判定。同時(shí)，借助測(cè)井技術(shù)還可以對(duì)煤層進(jìn)行自動(dòng)分層，進(jìn)一步提高煤礦地質(zhì)勘測(cè)精度。

4綜合地質(zhì)勘探方法的應(yīng)用策略分析

在設(shè)備方面，針對(duì)部分煤礦企業(yè)存在的設(shè)備落后問(wèn)題，企業(yè)需要合理安排資金，引進(jìn)新的設(shè)備，或者對(duì)舊的設(shè)備進(jìn)行改造升級(jí)。與此同時(shí)，企業(yè)還需要對(duì)自身的設(shè)備進(jìn)行自主研發(fā)，研究適合自身的綜合地質(zhì)勘探方法的應(yīng)用模式。在綜合地質(zhì)勘探方法的應(yīng)用期間，煤礦企業(yè)需要加強(qiáng)人才培養(yǎng)，一方面，新員工可以跟著老員工學(xué)習(xí)操作經(jīng)驗(yàn)和操作技巧；另一方面，老員工可以跟著新員工學(xué)習(xí)相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)，從而提升自身操作的專業(yè)性。此外，煤礦企業(yè)也需要定期開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)，可以組織員工學(xué)習(xí)生產(chǎn)和操作知識(shí)，也可以組織員工學(xué)習(xí)安全知識(shí)，培養(yǎng)安全觀念，提升安全意識(shí)。

5小結(jié)

煤礦綜合地質(zhì)勘探方法在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中獲得了較為廣泛的應(yīng)用，一定程度上推動(dòng)了煤礦的開(kāi)采和生產(chǎn)，并且推動(dòng)地質(zhì)勘探資料的信息化和數(shù)字化進(jìn)程，為煤礦生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

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作者：高建玲 單位：山西省煤炭地質(zhì)勘查研究院