地質(zhì)勘察技術(shù)在煤田勘探過程中的應(yīng)用研究

李 磊

山東省煤田地質(zhì)局第二勘探隊(duì) 山東 濟(jì)寧 272000

對于我國的煤田開發(fā)來說在開發(fā)的過程中不僅需要完善的系統(tǒng)，還要具備整體的工作流程。所以，針對這些復(fù)雜的工作流程，僅靠人力是無法準(zhǔn)確掌握各項(xiàng)數(shù)據(jù)的，只有利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)才能獲得精確的數(shù)據(jù)，提高煤礦生產(chǎn)的安全保障。目前我國使用最多的技術(shù)是地質(zhì)勘察技術(shù)，其主要作用是可以對煤巖體賦存做出準(zhǔn)確的認(rèn)識。所以，加深對地質(zhì)勘察技術(shù)的研究，可以促進(jìn)我國煤田業(yè)的良好發(fā)展。

一、煤田勘探的技術(shù)分析

我國幅員遼闊，物產(chǎn)豐富，其中較為突出的是礦物資源數(shù)量比較多，且分布較廣。通過以往的開采數(shù)據(jù)顯示，我國絕大多數(shù)的煤礦整體集中分布在平原地區(qū)和低山丘陵地區(qū)，這些地區(qū)的特點(diǎn)是地勢險(xiǎn)峻且環(huán)境惡劣，所以在開采前經(jīng)常需要對該地進(jìn)行地質(zhì)勘察，檢查是否具備開采條件，要對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)及水文條件進(jìn)行一個(gè)充分的了解，只有這樣才能確保開采工作的安全[1]。

(一)水文地質(zhì)條件。我國煤礦分布整體處于南高北低的情況，所以想要知道煤層的含水情況，需要先對煤炭巖層的含水量進(jìn)行分析。例如，礦區(qū)中含水層是基巖風(fēng)化帶裂隙或殘破積層，對礦床的充水影響比較低。其中還有很多閉合面的斷裂帶，這些閉合面的含水性比較弱，導(dǎo)水性能也不強(qiáng)，所以會對礦坑的充水有一定的影響，無法滿足礦坑的沖水量。但煤系碎屑具有質(zhì)地堅(jiān)硬的特點(diǎn)，其可以作為礦區(qū)的隔水層，雖然這些碎屑也存在裂隙，但仍然可以阻擋地下水與地表水進(jìn)入礦坑。所以為了更好的保證煤層的含水量，在開采前，工作人員需要制定科學(xué)的排放計(jì)劃，安置排水溝，有助于地下水或地表水排出礦區(qū)[2]。

(二)工程地質(zhì)條件。在地質(zhì)勘察的工作中，其中比較重要的一項(xiàng)流程是勘察巖石構(gòu)造。通過對巖石構(gòu)造的分析，開采人員可以結(jié)合礦區(qū)的地理?xiàng)l件制定開采方案。巖石構(gòu)造基本分為三種情況：松散軟弱巖層、半堅(jiān)硬巖層、堅(jiān)硬巖層。一般來說，半堅(jiān)硬巖層最為適合開采，因?yàn)槠涫峭ㄟ^泥巖、粉砂巖等組成煤層頂?shù)装?，其特點(diǎn)是比較堅(jiān)硬，不容易出現(xiàn)裂縫，所以穩(wěn)定性較強(qiáng)，可以承受開采過程中外界的壓力，保護(hù)礦床開采作業(yè)。因此，在開采前需要勘察這些巖層的位置，并對其進(jìn)行保護(hù)，確保開采過程中保障安全性和穩(wěn)定性。其次，在勘察地質(zhì)結(jié)構(gòu)的過程中，還需要根據(jù)勘察信息，綜合制定科學(xué)、有效的開采方案，在確保煤礦安全性的基礎(chǔ)上保障礦床的工作穩(wěn)定性[3]。

二、煤田勘探過程中地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用

(一)深井鉆探技術(shù)。技術(shù)是目前我國在煤田勘探工作中比較常用的一種技術(shù)。該技術(shù)的作用是可以對煤田的地質(zhì)狀況及周圍的環(huán)境做出詳細(xì)的勘察。通過細(xì)線將想要勘察的位置進(jìn)行固定，然后將鉆機(jī)以垂直的角度鉆入固定的位置，通過滑車和天車等與孔口聯(lián)合工作，保證勘察位置的精確。這里需要注意的是，在運(yùn)用深井鉆探技術(shù)時(shí)，需要選用剛度比高強(qiáng)的材料作為鉆具，例如金剛石，因?yàn)楹芏嗝簬r層都比較堅(jiān)硬，所以利用硬度比較強(qiáng)的可以達(dá)到鉆探效果。由此我們可知，深井鉆探這項(xiàng)技術(shù)，能夠在勘察煤炭體情況的前提下，還可以對巖層、水樣等其他條件進(jìn)行檢測，確保煤礦開采的安全性[4]。

(二)地震法煤田勘探技術(shù)。地震法煤田勘探技術(shù)的工作原理是根據(jù)煤田巖石自身的彈性和密度來對其進(jìn)行震波檢測。因?yàn)椴煌禾飵r石的彈性和密度各不相同，所以通過震波的頻率等數(shù)據(jù)來判斷地下巖層的分布及形態(tài)。其具體工作流程是，首先工作人員要將人工震波從地表發(fā)出，然后向地表深處傳播。震波在傳播的過程中，會根據(jù)不同的介質(zhì)折射出不同現(xiàn)象，工作人員在接收震波后，通過檢波器來對信息進(jìn)行分析和判斷，繼而得出煤巖體的分布情況。如果工作人員接收到一些異常的震波反射，則很有可能是地下的煤巖層情況存在一些其他特殊介質(zhì)，或者煤巖層過于堅(jiān)硬。一般出現(xiàn)這類現(xiàn)象，則應(yīng)該停止對該地區(qū)的開采工作[5]。

(三)重力法煤田勘探分析技術(shù)。應(yīng)用重力勘察的辦法對煤田進(jìn)行勘探，其主要工作原理是利用煤田地下巖層的密度及橫向的重力差異來對煤田的結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷，通過密度還能夠判斷出煤田的儲量，所以該技術(shù)可以達(dá)到較為精確的煤田勘探。重力法是依托于地表位置所產(chǎn)生的重力變化來進(jìn)行勘探工作，通過重力發(fā)生的變化程度及面積規(guī)模來計(jì)算勘探物體的密度變化，最終將二者結(jié)合，綜合分析煤田情況。由此可知，重力法煤田勘探技術(shù)一般應(yīng)用于煤田區(qū)域的地下水勘察和煤層位置的環(huán)境勘察等[6]。

(四)遙感技術(shù)。遙感技術(shù)，主要分為兩部分組成。一部分是利用飛行設(shè)備或衛(wèi)星作為信號載體來進(jìn)行傳感，然后通過反射或者輻射電磁波來對想要勘察的內(nèi)容以圖像的形式進(jìn)行獲取。另一部分是在飛行設(shè)備或衛(wèi)星上面增加電磁波，利用電磁波對目標(biāo)的獲取進(jìn)行直接反射，由此來獲取信息。這種遙感技術(shù)更多的是科技感比較高，可以形成一個(gè)清晰的圖像，為煤炭的開采人員提供數(shù)據(jù)支撐。通過將遙感技術(shù)與傳統(tǒng)的勘探技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，最終形成全新的煤田勘探技術(shù)。這種全新的勘探技術(shù)不僅可以提高勘探的準(zhǔn)確性，還能夠?qū)γ簬r層進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，目前還可以將這項(xiàng)技術(shù)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，計(jì)算機(jī)可以自動接收勘測的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)整合分析，在通過圖像來詳細(xì)的分析煤田周圍的自然環(huán)境及礦區(qū)環(huán)境，為開采前的規(guī)劃工作提供了便利[7]。

結(jié)束語

綜上所述，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前在煤田的開采過程中，經(jīng)常會用到地質(zhì)勘察技術(shù)。通過地質(zhì)勘察技術(shù)可以對煤田的分布情況及周圍環(huán)境的狀態(tài)做出分析，最終制定科學(xué)、合理的開采方案。目前在地質(zhì)勘察的過程中主要運(yùn)用深井鉆探技術(shù)、地震法煤田勘探技術(shù)、重力法勘探技術(shù)和遙感技術(shù)來對煤田進(jìn)行勘探，其中應(yīng)用最為廣泛的是深井鉆探技術(shù)，因?yàn)樵摷夹g(shù)的操作性不強(qiáng)，其成本也比較低。所以，煤田的勘探工作不僅可以為開采工作提供信息，還能夠促進(jìn)我國煤炭行業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。