1、工程地质勘探中煤田地质研究【摘要】：随着我国国民经济的发展，煤炭的需求量也在逐步的增长，煤田的勘察就是在发现煤矿后，确定其具有的开发价值，根据煤炭工业规划的需求，对矿区或井田进行详查勘探，对区内的地质、经济条件及开采技术等进行详细勘测研究，作出对其的工业评价，提供满足煤田建井设计与开采需要的地质资料。 【关键词】：工程地质；勘探；煤田；研究 中图分类号：TB16文献标识码： A 文章编号： 引言 进入 21 世纪后，煤炭在世界能源中占主要地位，在我国尤其如此，我国煤炭的总资源量约 4 万亿吨，已探明保有的储量达 1 万亿吨，而石油、天然气等由于勘探开发困难与资源储存条件等原因，在一定的时期内难
2、于大幅度增产，随着开放与市场经济发展，经济安全高效的采煤技术就成为了煤炭工业发展的关键，对煤田地质勘察，是对煤矿床进行技术的、地质的和经济的调查研究过程，即从煤矿床的寻找开始，直至煤层采完矿井报废为止的全部地质勘探工作。它是按一定程序进行的，一般将它们分为煤炭资源地质勘探、矿井生产地质勘探两大阶段。这两大阶段有它们的共同点，也有不同点。在煤矿设计、建井前进行的地质勘察工作，属于资源勘探阶段，在此后进行的地质勘测工作，则属于生产勘探阶段，为矿井地质工作的范畴。 1.我国煤田地质勘探主要存在的问题 从我国煤田地质特点可以看出，我国煤田地质勘探中出现的问题主要包括以下几个方面： （1）从开展的动态地
3、质勘探研究方面来看，常见的瓦斯突出、岩煤突出、突水井筒破裂、冲击地压等井下灾害，实际上是一种动力地质的现象。这些现象均与岩体的应力场有联系，主要是因为岩煤经过采掘后，各种地质因素之间原有的自然条件下的平衡遭受破坏，导致岩体应力的再分配，从而引发这类灾害性地质现象的发生。通过研究这些现象所形成的地质机理，事先测定出采掘阶段岩体各种应力随时的动态变化，就有可能预测上述动力地质灾害是否能够形成，从而采取消除或减弱这些地质灾害的措施。 （2）从矿井水防治与保水采煤方面来看，在我国东部的一些矿井，随着煤田采深的增大，突水事故经常出现。由于采深的不断增大，这些煤田水文地质条件变得更加复杂，浅部矿井的水治理
4、方法往往不适应深部矿井水动力的治理。 （3）从地质勘探精度来看，连续的作业是煤炭工业采掘机械化、现代化、自动化的特点。这就要求开发前要查明所采煤层的细微变化，如煤层及其顶底板岩石物理力学性质的局部变化、结构和灰分的局部细小变化、煤层厚度等。但是，一般现有探明的煤炭储量只说明了煤炭的原地埋藏数量，并没有充分提供满足现代开采技术要求的煤开采地质详细信息，因此，为了适应现代机械化的开采，煤田的地质情况普遍需要补充勘探。 （4)从煤层气开发情况来看，近年来许多国家开始把煤层气作为一种能源来进行研究，现已有 20 多个国家和地区对其进行了研究、勘探与开发活动。在煤层气的试验开发中，遇到了许多技术性的难题
5、：多数井煤层气衰减快、产率低，完井后坍塌堵孔，钻井冲洗液污染煤层，完井后采气效果差，水力压裂效果不明显，所占比例低等。因此，研究我国煤层渗透率变化规律、渗透率低的原因、煤层力学破坏规律和稳定性、煤层气富集和高产因素，开发适于我国自己的低渗率煤层的完井、钻井、增产和采气实用技术，开发有利区段的评价选择模式就成为探索我国煤层气技术攻关的重点。 (5)从加强环境地质勘查与灾害地质防治方面来看，由于矿区因开发而使自然条件下的地质体系遭受破坏，从而形成了许多的环境问题，如水源污染、耕地破坏、粉沙化、 二氧化硫、一氧化碳造成的大气污染等以及更具破坏性的地质灾害现象，如地表塌陷、地裂、滑坡乃至诱发人为性的地
6、震。由于地质本身构造关系及煤矿的不断开发采掘，所产生的地质灾害问题相当严重，煤矿开采所带来的环境问题是制约煤炭工业可持续健康发展的关键因素之一，矿区的环境评价与治理工作将成为开发部门重点的工作内容。 2.勘探工程施工的原则 勘探区的各种勘探工程的施工顺序，应按照由已知到未知，先地面后地下，先浅后深，由稀而密的原则安排，同时也必须结合煤田当时具体情况的灵活掌握与运用。 2.1 由已知到未知的原则 是根据已进行过揭露和研究地区的地质资料的情况，来推断未揭露地区的地质情况而依次布置勘探工栓。这条原则常运用于地质构造复杂的地区、新区的煤田普查工作和掩盖式煤田煤层露头和追索地质构造等，根据已知勘探工程资
7、料，逐步探测未知地区地质情况的勘探工程。 2.2 先浅后深、先地面后地下的原则 即先进行地表与浅部的地质勘探工作，在掌握搞清地表与浅部的地质规律和特征的基础上，分析和推断地下更深处的地质变化，指导深部的地质勘探工作从而有利于更深部地质工作的施工。这是因为掌握地表及浅部地质规律与特征后，可以通过采用山地工程或地质填图，经过直接的观测与研究获得第一手的资料，而获得的这些资料一般是最为正确可靠的。 2.3 由稀而密的原则 指勘探地质工程的间距(线距与孔距)应该随着不同勘探阶段要求的提高而相应地加大其密度。对于同一个地质勘探阶段内，地质勘探工程的施工也应由稀而密，除应该优先施工主导地质勘探线工程之外，
8、一般先施工基本工程，后施工加密的工程。这是因为采用由稀而密的方法原则，有利于选择开发比较有利、资源条件好的勘测地区，避免造成勘探工程不必要的浪费。 3.我国煤炭地质勘探的主要技术 3.1 高分辨率数字地震勘探技术 高分辨率的地震勘探技术就是用数字的方式记录高质量的地质信号，经过对数字的处理从而获得高分辨率的地震勘探效果的技术。高分辨率数字地震勘探技术主要包括数据的采集要用小道距、小药量小组、和基距以及小采样间隔、合理的钻井深度以及准确的泡点，数据的处理则强调噪声衰减、子波长度压缩以及精确的叠加和位移，最后使小型的煤田构造能够清晰的显现出来。从很早的时候开始，高分辨率地震勘测技术就已经得到了推广
9、，并且一直在不断的完善和发展，这项技术保证了矿井的质量，避免因为地质资料的问题而带来的直接经济损失，已经得到了煤矿业主的大量承认和采用。 3.2 测井勘查技术 采用声、电、核系列等物理参数测井，煤层气测井及水文测井等技术。可精确为煤层定深、定厚。常应用于煤岩层煤层沙泥、水分析、力学性质分析，煤层炭灰水分析；煤岩层定性、定厚、定深等； 3.3 遥感技术 应用航空遥感(微波、可见光、红外)、航天遥感、地面遥感测量技术。进行煤层自燃遥感探测、煤炭资源的评价以及城市地籍信息系统的建立等。 3.4 金刚石绳索取芯技术 与传统的岩芯钻探技术不同，金刚石绳索取芯技术在自动化以及灵活性上都有了很大的改变。金刚
10、石绳索取芯主要涉及到几个方面：（1）钻孔的设计，合理的钻孔是金刚石绳索取芯的基础。钻孔的设计主要包括对开孔的地面的选择、开孔的套管的技术选择以及套管的长度的选择等。在进行较深的钻孔施工时，通常在钻孔上采用大一级的钻具进行成孔，在遇到复杂的地形的时候，就把大地钻具留在孔内，然后用里面的小钻具来完成最后的成孔；（2）钻井液的选择问题，钻井液的选择要根据自己的实际情况而定，但是必须满足的是固相物质的含量压迫比较低，同时要具有良好的润滑性和流变性。在具体的施工过程中，比如说在矿区内灰质岩层比较多，钻孔的深度也比较大，煤层分布也比较复杂，着就要求钻井液有良好的护壁性能和抗水敏功能。在金刚石绳索取芯的过程
11、中，对于较薄的煤层，要一次性的将煤层穿透，在穿透后要及时的打捞内管进行取样，防止长时间的钻进会对煤芯造成破坏。而相对来说比较厚德煤层，要对钻井液进行及时的调制，同时保证煤芯的干净 ，如果有脱落的煤芯，要及时的处理干净，要随时核对卡簧的内径以及钻头的内径是否符合标准，坚决不能让旧卡簧和新钻头相互配合施工。 结语 总之, 煤田地质勘探是煤炭资源开发利用的重要工作,在一个勘探区，一般多采用各种勘探手段的相互配合，且工程布置必须按一定的排列组合形式，以利于提供全面、正确而又系统的地质资料，真正起到为我国煤炭资源合理开发, 有效利用提供充分依据的作用。满足煤矿设计和建设部门的需要。 参考文献： 1阚绪岩，淮北煤田地质与勘探技术浅析J,科技资讯，2010 (4). 2赵振军，王秀丽，张敬东.煤田地质勘探前沿发展趋势探讨J. 中国新技术新产品， 2011（22） 13彭苏萍.煤矿安全高效开采地质保障体系M. 煤炭工业出版社, 2001.
