浅析煤矿矿区的综合地质勘探与煤炭资源的开发

摘 要 煤炭是中国的第一能源，煤炭生产在中国国民经济中具有举足轻重的地位。中国东部许多老矿区的开采深度均在-800m以下，一些新建矿井的覆盖层厚度便达600m，开采深度为-1000m左右。因此，中国东部煤矿已经进入深部开采阶段。深部开采矿井均为高产高效矿井，对煤田地质工作提出了更高的要求，包括查明煤层中落差5m左右的断层、幅度5m左右的褶曲、陷落柱和采空区的空间分布形态，同时查明与水文地质条件与瓦斯突出条件密切相关的煤层顶、底板岩性。

关键词 煤矿矿区 地质勘探 综合

中图分类号：TD1 文献标识码：A

0前言

煤炭是中国的第一能源，煤炭生产在中国国民经济中具有举足轻重的地位。中国东部许多老矿区的开采深度均在-800m以下，一些新建矿井的覆盖层厚度便达600m，开采深度为-1000m左右。因此，中国东部煤矿已经进入深部开采阶段。深部开采矿井均为高产高效矿井，对煤田地质工作提出了更高的要求，包括查明煤层中落差5m左右的断层、幅度5m左右的褶曲、陷落柱和采空区的空间分布形态，同时查明与水文地质条件与瓦斯突出条件密切相关的煤层顶、底板岩性。

目前，煤矿深部开采中的地质勘探技术是以地球物理方法为先导，其它基础地质手段加以配合，其工作模式可分为三个层面：（1）井田范围主要可采煤层开采地质条件评价；（2）采区地质条件勘查；（3）综采工作面地质条件超前探测。

1地质勘探的阶段划分

固体矿产的地质勘探一般由找矿、普查、详查以及勘探四个阶段组成，四者之间先后顺序不能轻易打乱，否则会对地质勘探工作造成困扰：找矿就是寻找评价具有工业价值的矿产资源为开展普查工作提供依据的过程；普查一般是在已知赋存有工业价值矿产资源的地区或者找矿的基础上进行的。详查是建立在普查工作的基础之上，对资源条件较好且近期开发有利的地区进行。矿区开发建设的总体设计需要详查为其提供依据，详查成果确定矿区建设规模及井田划分不因地质情况而发生重大变化；特殊水文地质和矿山工程地质等这些影响矿区开发的条件要做出正确客观评价；开发建设井田地段的工作程度要保证满足矿井建设可行性研究的需要，只有将这些工作确认到位，才能确保下步工作顺利进行；精查是直接为矿井设计和建设服务的矿产地质勘查工作。

2煤炭企业在资源开发中常用的地质勘探方法

当前，煤矿的矿井突水、煤与瓦斯、陷落柱与断层以及采空区塌陷灾害是我国的煤矿地质的主要灾害。这些灾害严重影响煤矿企业的安全生产，威胁周边人民群众生命财产安全。煤矿的地质勘探的可行性和比选性工程方案能预上述为地质灾害的防治提供设计依据。我国传统的地质地质勘探是应用地球物理方法，主要有下列几种：一是直流电测深法；二是瞬变电磁法；三是地质雷达法。

以上传统的地质勘探方法单一使用都有一定的局限性，只能大致对煤矿地质结构大探明某一种突水因素，而不能对整个煤矿开采范围的地质结构有效掌握。

3采用综合方式进行地质勘探

3.1采区地面地震勘探技术

采区设计前，通过采用地面地震勘探手段，查明采区构造形态和断层发育规律，查明煤层赋存状况及底板起伏形态，对影响开采的含水层富水性进行评价，并提出水害防治措施，为采区设计提供可靠的地质资料。

3.2微动测深勘查技术

微动是一种在时间域和空间域都极不规则的震动现象。根据波动理论，微动记录既包含有体波也包含有面波。由于在大多数情况下，微动的震源是在地表面或海底面，在微动中的面波成分相对于体波成分来说占绝对优势，微动测深勘查方法就是利用这一占绝对优势的面波来反演地下地质结构的方法。依据观测形式的不同微动测深探查主要分为一下几种形式：

（1）单点勘查。单点勘查方式观测台阵，一般由两个不同半径的同心圆（内接正三角形）组成，在圆心和圆周上内接正三角形顶点处各设置一套微动观测仪；

（2）测线勘查。在煤田勘查这种大面积勘探中，单点勘查已经不能满足生产要求。可采用测线（剖面）观测系统，获得S波速度剖面成果图。在测区内按一定间距布置这样的测线，可实现二维微动测深勘探，并反演测区三维S波速度结构，结合钻孔及其它地质资料，可进一步解释速度异常区域的地质意义；

（3）平面探查。在矿区或者要求更精细的勘探，在仪器数量足够多的情况下可采用平面观测，并反演测区三维S波速度体，从而圈出速度异常体或者面。

3.3井下钻探与综合物探法

井下钻探是开展矿井防治水工作的重要手段之一，其优点众多，譬如不受地面条件限制，工程量小、工期短、投资少、针对性强、水压水量直观、经济合理。具体可用以下三种方法，首先是井下直流电法透视，这种方法是探测采煤工作面内部的导水构造、底板含水层的集中富水带为目的。二是TEM探测：瞬变电磁法，也被称作TEM法，这种方法是以探测不同高程的相对富水区为目的，，为针对性的采取防治水措施提供可靠的资料；三是弹性波CT，也被称为地震层析成相技术，这种方式能够可推测煤矿矿区的主要构造的发育状况，四是瑞利波方法，这种方法能够对掘进巷道前方的地质异常体情况做到了解，对于探测煤矿矿区的前方构造有良好的效果。

4结束语

总之，地球物理方法是煤矿开采地质勘探技术发展趋势，煤矿企业在对矿区的地质勘探中，必须将基础地质勘探手段与地理信息系统技术充分结合起来，大力运用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、地面钻探和井巷工程等勘探技术，取得多元数据，以便对断层分布、地下煤层深度和厚度以及岩溶裂隙发育带的分布等等地质状况充分的掌握，进行综合分析，然后建立出矿区的预测与评价的模型，发挥地球物理勘探方法的作用，为煤矿的安全与稳定生产夯实基础。