煤炭地質(zhì)綜合勘查理論與技術(shù)的分析

王國強 常小妮

（1.榆林市榆神煤炭榆樹灣煤礦有限公司 陜西榆林 719000 2.信息產(chǎn)業(yè)部電子綜合勘察研究院 陜西西安 710001）

煤炭地質(zhì)綜合勘查理論與技術(shù)的分析

王國強1常小妮2

（1.榆林市榆神煤炭榆樹灣煤礦有限公司 陜西榆林 719000 2.信息產(chǎn)業(yè)部電子綜合勘察研究院 陜西西安 710001）

在信息化時代，煤炭企業(yè)要想取得更高的生產(chǎn)經(jīng)營實效，就需要盡可能多地獲取精準且具時效性的煤炭地質(zhì)信息，開展高效的煤炭地質(zhì)勘察工作。傳統(tǒng)的煤炭地質(zhì)信息資源管理模式較為滯后，而基于現(xiàn)代信息技術(shù)的煤炭地質(zhì)信息資源能夠有效保證煤炭地質(zhì)勘察的工作效率。基于本文就從煤炭地質(zhì)綜合勘察理論與技術(shù)分析的意義出發(fā)，并結(jié)合實例分析煤炭地質(zhì)信息資源在煤炭地質(zhì)勘察中的應(yīng)用及應(yīng)用成效。

煤炭；地質(zhì)信息資源；勘查理論；應(yīng)用

煤炭地質(zhì)信息資源能夠為煤炭勘察提供有效的參考與指導(dǎo)作用，煤炭地質(zhì)信息包括紙質(zhì)檔案、電子檔案以及以往的勘測結(jié)果報告等，以往很多煤炭企業(yè)的煤炭地質(zhì)信息資源管理過于分散，并沒有實現(xiàn)統(tǒng)一化管理，從而在實際勘察應(yīng)用中帶來了如相互封閉、信息傳遞不暢等問題，一定程度上制約了這些信息資源在勘察中的參考與指導(dǎo)意義。本文就以煤炭地質(zhì)信息資源的意義作為切入點，結(jié)合實例分析煤炭地質(zhì)信息資源在煤炭地質(zhì)勘察中的應(yīng)用與應(yīng)用效果，具體如下。

1 煤炭地質(zhì)信息資源對于地質(zhì)勘察的意義

以往煤炭企業(yè)的煤炭地質(zhì)信息資源管理過于分散，并沒有實現(xiàn)統(tǒng)一化管理，即電子檔案、紙質(zhì)檔案、勘測記錄等都分別由不同部門管理，使得信息傳遞不暢，難以對煤炭勘察提供及時、高效的指導(dǎo)[1]。雖然不同類型的煤炭地質(zhì)信息的載體不同，但其內(nèi)容特征都存在明顯的聯(lián)系，因此如果通過加工處理、掃描錄入，并借助信息技術(shù)軟件是完全可以實現(xiàn)不同載體煤炭地質(zhì)信息資源一體化管理的。目前很多煤炭企業(yè)都引入了現(xiàn)代信息技術(shù)，開展煤炭地質(zhì)信息資源一體化管理，以下就結(jié)合實例進行較為深入的探討。

2 煤炭地質(zhì)勘察案例概述

煤炭地質(zhì)信息資源的目的是為了更好地服務(wù)煤炭勘察及開采工作，以下本文就結(jié)合陜西省榆林市榆樹灣煤礦實例，分析煤炭地質(zhì)信息資源高效管理在煤炭地質(zhì)勘察中的應(yīng)用。

2.1 勘察案例概述

榆樹灣煤礦于2008年建成投產(chǎn)，企業(yè)性質(zhì)為國有，設(shè)計生產(chǎn)能力800萬t/年。礦井采用主、副斜井-回風(fēng)立井聯(lián)合開拓。礦井劃分為四個開采水平，第一水平開拓2-2煤層，第二水平開拓3-1煤層，第三水平開拓4-3煤層，第四水平開拓5-3上煤層。礦井初期開采2-2煤層，開采深度為990～1090m。為進一步明確煤炭礦區(qū)資源，單位決定對榆樹灣煤礦201盤區(qū)（西翼）進行勘探。榆樹灣煤礦201盤區(qū)（西翼），范圍西南、西北以煤礦邊界為界，東北以2-2煤大巷中心線為界、東南以原盤區(qū)邊界為界，呈一正方形，由5個拐點連線圈定，面積為16.42km2，見圖1。

圖1 201盤區(qū)（西翼）在榆樹灣煤礦中的位置及周邊礦權(quán)關(guān)系圖

2.2 勘察手段的選擇及依據(jù)

勘查手段的選擇和合理應(yīng)用，取決于勘查區(qū)的地質(zhì)特征、自然地理、物性條件及勘查合同對勘查工作的地質(zhì)任務(wù)要求。就勘查區(qū)而言，有如下特征：

（1）煤礦地表被第四系地層覆蓋，屬掩蓋式。機械巖芯鉆探可直接揭露地層、煤層、含水層等目標層，同時為編錄、測井、采樣、抽水試驗等提供條件，因此鉆探為首選之勘探手段。

（2）本區(qū)巖煤層測井物性條件良好，曲線異常顯著，利用鉆孔進行測井獲得巖、煤層物性資料，解釋煤巖層的深度、厚度、結(jié)構(gòu)，巖石強度，與鉆探成果互相印證。可準確的確定巖層深度、厚度、巖性，煤層深度、厚度、結(jié)構(gòu)。故測井在本次勘探中是配合鉆探的主要手段。

（3）采動易造成淺層隔水層破壞，導(dǎo)致含水層水下瀉，對生產(chǎn)安全造成威脅，進行抽水試驗，確定含水層位置及富水性、滲透性以及各含水層間的水力聯(lián)系。因此本次布置水文孔進行抽水試驗，是行之有效的勘探手段。

（4）通過巖、煤芯取樣測試、化驗，確定煤的質(zhì)量、煤類、煤的工藝性能及工業(yè)用途。

3 地質(zhì)信息資源在煤炭地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

3.1 地質(zhì)信息資源的采集與管理在勘察中的應(yīng)用

3.1.1 煤炭地質(zhì)信息資源的采集與管理軟件

煤炭礦區(qū)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)采集使用廠方提供的《TYSC》采集軟件，該軟件運行環(huán)境為windows，采用通用ACCESS數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)記錄與管理，采樣間隔0.05m，主要功能除采集數(shù)據(jù)外，還可以回放、監(jiān)視、打印等管理功能。

室內(nèi)資料管理采用中國煤田地質(zhì)總局物探公司1992年開發(fā)的煤田地球物理測井資料處理系統(tǒng)《CLGIS》，所有的處理均由該軟件完成，提供測井單孔成果資料，優(yōu)點是處理功能齊全，性能穩(wěn)定，但再處理化程度低，不能滿足數(shù)據(jù)庫化管理和自動成圖要求。為了彌補《CLGIS》的不足，榆樹灣煤礦公司于2006年自行開發(fā)了煤田地球物理測井平臺《CJPT》，將測井?dāng)?shù)據(jù)完全數(shù)據(jù)庫化，從測井成果表、圖件、自動成圖完全按照測井行業(yè)標準統(tǒng)一起來，是測井成果資料達到統(tǒng)一、齊全、美觀、準確，屬全國首創(chuàng)。

3.1.2 勘察參數(shù)方法選擇

根據(jù)勘察區(qū)物性特征、《煤田地球物理測井規(guī)范》及勘探設(shè)計要求，勘測選用的參數(shù)方法有：三側(cè)向電阻率（LL3＜Ω.M＞）、自然伽瑪（GR＜Pa/Kg＞）、短源距伽瑪伽瑪（GGS＜CPS＞）、長源距伽瑪伽瑪（GGL＜CPS＞）、井徑（CAL＜mm＞）、自然電位（SP＜mv＞）、聲波（SV＜μs/m＞）、井溫（TEM＜℃＞）以及井斜（DAAD＜°′＞）等。

3.2 地質(zhì)信息編錄及管理在煤炭勘察中的應(yīng)用

原始地質(zhì)編錄要在勘察現(xiàn)場進行，確保及時、準確、客觀、齊全。

3.2.1 校對審查原始地質(zhì)資料

勘察前首先要檢查原始日報、丈量鉆具表、采煤報告、野外鑒定手稿、鑒定表、煤樣說明書、封孔設(shè)計和封孔報告等原始地質(zhì)資料，發(fā)現(xiàn)問題及時更正和解決，各項原始記錄及基礎(chǔ)資料及時、準確、清楚、完整，保證綜合地質(zhì)成果的質(zhì)量[2～3]。

3.2.2 編制各種地質(zhì)圖件

勘察需要運用新理論、新方法，全面分析研究，使用計算機繪制地形地質(zhì)圖、水文地質(zhì)圖、地層綜合柱狀圖、勘查線剖面圖、巖煤層對比圖、水文地質(zhì)工程地質(zhì)剖面圖、抽水曲線圖、各煤層底板等高線及資源量估算圖等。

3.2.3 繪制各種匯總表格

按標準化表格內(nèi)容的要求繪制煤層綜合成果表、煤質(zhì)分析成果表、資源量匯總表。煤層綜合成果表是對野外工作的匯總表，也是地質(zhì)報告編制最基礎(chǔ)的資料，包括鉆探、測井、綜合煤層成果及資源量估算煤層厚度的采用，煤層頂?shù)装宓膸r性、厚度等；煤質(zhì)分析成果表，包括工業(yè)分析、元素分析等；主要煤層冒裂帶高度的匯總表；分煤類、分煤層匯總資源量。

3.2.4 編制地質(zhì)報告

最終把本次的勘查工作反映出來，必須編制地質(zhì)報告。本次報告的編制按照《煤炭地質(zhì)勘查報告編寫規(guī)范》（MT/T1044-2007）進行。

3.2.5 原始資料的保管和巖芯的處理

原始資料是勘查項目最基本的資料，歸檔使得原始資料能長期保存。巖芯出管后，按順序擺放，仔細丈量，詳細編錄，鉆孔現(xiàn)場驗收合格后，對未作特殊要求的鉆孔巖芯就地挖坑掩埋。

3.3 煤炭地質(zhì)信息資源在勘察中的應(yīng)用成效分析

根據(jù)勘察的底層信息數(shù)據(jù)以及現(xiàn)有資料進行分析，可以看出：本區(qū)地層由老到新，物性特征明顯，組合規(guī)律性強，地層界面清楚，根據(jù)測井不同的參數(shù)和方法定性劃分地層依據(jù)充分，成果準確，完全滿足了測井規(guī)范和設(shè)計要求。根據(jù)勘察所反映的不同巖層物性反映特征、參考以往區(qū)域基準孔所得的各參數(shù)曲線解釋點取證及大量的測井實踐確定分層定性解釋原則，利用三種以上的測井參數(shù)對地層進行定性、定厚分析，并繪制測井曲線，見圖2。

圖2 煤層測井參數(shù)曲線形態(tài)特征分析圖

借助煤炭地質(zhì)信息資源在勘察中的應(yīng)用，可以看出201盤區(qū)煤層具有高電阻率、低密度、負自然電位、低伽瑪值、聲波時差大的物性特征，煤層與其頂?shù)装鍑鷰r物性差異明顯，各種參數(shù)曲線在煤層處均有異常幅值反映，曲線陡直、界面清晰，很容易與頂、底板巖層區(qū)分。通過以上煤炭地質(zhì)信息能夠有效掌握區(qū)內(nèi)各巖層、煤層、標志層的物性特征及物性變化規(guī)律[4]，并準確地解釋和提供了巖煤層的深度、厚度和結(jié)構(gòu)，具有顯著參考價值。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文首先對煤炭地質(zhì)信息資源的內(nèi)涵及必要性進行探討，之后結(jié)合實例，分別從煤炭地質(zhì)信息資源的采集與管理軟件、參數(shù)方法選擇、地質(zhì)信息的編錄管理以及信息資源的分析及應(yīng)用成效探討了煤炭地質(zhì)信息資源在煤炭地質(zhì)勘察中的應(yīng)用，希望能為相關(guān)人士提供些許參考。

[1]賈建稱，范永貴，吳艷，陳翠菊.中國煤炭地質(zhì)勘查主要進展與發(fā)展方向[J].中國煤炭地質(zhì)，2010，S1：147～153.

[2]賈建稱，張妙逢，吳艷.深部煤炭資源安全高效開發(fā)地質(zhì)保障系統(tǒng)研究[J].煤田地質(zhì)與勘探，2012，06：1～7.

[3]毛善君.“高科技煤礦”信息化建設(shè)的戰(zhàn)略思考及關(guān)鍵技術(shù)[J].煤炭學(xué)報，2014，08：1572～1583.

[4]吳沖龍，何珍文，翁正平，劉軍旗.地質(zhì)數(shù)據(jù)三維可視化的屬性、分類和關(guān)鍵技術(shù)[J].地質(zhì)通報，2011，05：642～649.

TD166

A

1004-7344（2016）10-0177-02

2016-3-5

王國強（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事煤炭地質(zhì)工作。

常小妮（1986-），女，助理工程師，本科，主要從事樁基檢測勘察地災(zāi)評估的工作。