某煤矿地质勘探技术及运用的探讨

摘 要煤炭资源在我国的能源构成中占据着领先地位，中国的化工能源中约有95%的部分是煤炭。因此，煤炭工业是国民经济中有着举足轻重的基础产业，加强煤矿地质勘探技术的研究对促进煤矿工业的发展，继而支持国民经济的健康发展有着重要的意义。本文通过某煤矿的地质勘探，对煤矿地质勘探技术及其重要性进行探讨，供同行参考。

关键词煤矿地质；勘探技术

中图分类号TD文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)061-0185-01

勘探技术是在地质勘探工作中运用的一种工程技术，其目的是通过勘探技术的运用，继而探明矿体或地质体的产状、形态、规模、深度、结构和储量等。在地质勘探中，通常运用的是坑探工程和钻探工程技术，而以地球物理勘探和地球化学勘查为辅助。随着科技的发展和我国经济的腾飞，我国的煤矿地质勘探工作也在不断发展。当前的煤矿地质勘探研究涉及到多个工种多个行业以及多个专业，其包括钻探、物探、水文地质、工程地质、煤质化验、岩矿及古生物鉴定、航空测量、遥感地质等综合性的地质勘探，并在资料采集与处理、综合解释与分析、方法理论研究等方面都具有一定的水平和规模，不仅在找煤、煤岩层定性、矿山矿井地质等方面发挥着重要作用，同时也在煤层气评价、水资源勘探等许多方面取得了良好的经济效益和社会效益，为中国成为世界第一产煤大国作出了重要贡献。

1工程概况

某煤矿生产主采3下煤层，平均厚度5.29m，倾角5°～9°。矿井为竖井开拓，生产水平（-518m）開拓三条东西大巷，沿煤层布置，采区分布在大巷两侧，主要运输为胶带运输机运输，辅助运输采用世界先进的无轨胶轮机车运输，采煤方法为走向长壁冒落法，采用综采放顶煤采煤工艺。

2综合地质勘探技术的应用

2.1地面钻探

该煤矿在建井前虽然已经过精查地质勘探，地面共施工钻孔234个，平均2.23个/km2，总工程量162670m，但还是不能满足生产需要。为了进一步查明井田地质，特别是构造、煤层被冲刷侵蚀情况，提高储量级别，以及查明井田水文地质特征，根据生产接续有针对性的开展了地面钻探，共施工钻孔51个，总工程量44551m。补充了精查地质勘探资料的不足，为矿井的安全生产，进一步提供了第一首的地质资料。

2.2采区地面地震勘探

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。该煤矿主要采用了地面二维地震勘探、地面三维地震勘探和地面瞬变电磁法勘探三种方法。地震勘探主要目的层有3上、3下、16上、17煤层、第四系底界面和煤系地层底界面。地震勘探结果是：主要目的层的反射波连续性好，利于对比追踪。矿井自建井以来共进行地面地震勘探61.26km2，其中二维施工面积15km2，三维施工面积46.26km2。通过进行地面地震勘探，查明了区内落差大于5米的断层，并对落差3～5m的断点给予了解释，对采区边界断层进行了修正，为设计提供了详实的地质依据。

2.3井下多用途探巷的施工与井下钻探

充分利用在掘的巷道对采区内的地质情况进行边掘边探，通过采取不同的探测方法，及时为工作面布置提供详实地质资料，大大减少了废巷的施工。1）生产采区在首采工作面回采之前施工沿煤层布置的采区运输巷和采区边界巷，进一步探测煤层赋存状况与地质构造发育情况，为今后的工作面布置提供准确的资料。2）先期施工工作面泄水巷，兼顾探测工作面地质情况。大巷均为沿煤层布置，无岩石集中巷，必须在相邻工作面顺槽掘进期间，先期施工工作面泄水巷，对正在回采的工作面涌水进行顺利排放，保证了工作面的正常回采，同时泄水巷兼顾探测工作面内的煤层地质情况。3）适时利用已掘巷道，通过布置井下钻孔对工作面布置与回采影响大的地质构造进行探测。如1305胶顺探测KF17断层延展情况及落差、1305辅顺探测KF18支断层延展情况及落差、16300胶顺探测八里铺东断层的位置等等。施工井下地质钻孔166个，总进尺10229m。4）适时利用已掘巷道，通过布置井下钻孔对上覆可采煤层情况进行探测。利用已施工的3下煤层巷道探测上部3上煤层的冲刷边界，为3上煤层工作面布置提供准确资料。5）施工专门探巷探测地质构造。例如施工的16304探巷探测SF338断层的延展情况、123上05探巷探测KF1201断层情况等。

2.4掘进巷道超前探测

掘进巷道迎头超前探测是井下电法AMN三极多组组合装置，一般在巷道掘进头附近以3～6m距布置供电电极A1、A2、A3，测量电极MN在巷道掘进头后方一定距离范围内以3～6m步长移动探测，通过观测点电源场的分布特征达到分析掘进头前方异常分布位置的目的。如:13下06切眼最西端超前探测13下06辅顺西KF18断层界面位置，通过井下的实际运用，探测情况与实际揭露地质情况基本吻合。

2.5井下工作面音频电透

工作面音频电透视法是采用直流电法探测原理，根据地下各种煤岩层之间存在的导电差异，利用专门的仪器在井下观测人工场源的分布规律来达到解决地质问题的目的。它适宜在工作面顺槽掘进任务完成后，利用专门的仪器，一条顺槽内某点布置发射点发射，另一条顺槽对应点左右一定范围内接收，测网密度一般要求发射点距50m、接收点距10m，形成一个扇形扫描区。对应每个发射点，在另一巷道的扇形对称区间有20多个点进行观测，以确保测区内各单元有3次以上的发收射线覆盖。最后对现场收集的资料进行计算、分析、解释、成图，圈定水文异常区，并根据各层段岩层视电导率值的异常变化定性判断涌水量的大小。通过探查采煤工作面顶板砂岩或侏罗系底部砾岩含水性异常的位置、形态及其含水相对强弱，为矿井的防治水提供依据。采用此方法共在四个采区进行了10个工作面的探测，通过采后对比分析，取得了较理想的地质效果。

2.6井下工作面震波CT探测

井下工作面震波CT探测利用的是震波CT成像技术，它是根据物体外部的测量数据，依据一定的物理和数学关系反演物体内部物理量的分布，最后得到清晰的、不重叠的分布图像。经过多年的震波CT研究与实践，成功应用于矿井生产，取得了良好的地质效果。矿井震波CT探测技术和矿井震波反射偏移成像技术是有效探测采煤工作面内断层等地质异常体的矿井物探技术之一。

3结语

影响煤炭开采的主要因素是煤田的地质构造。煤岩层在构造应力的作用下，会发生破坏或者发生波状弯曲，继而形成断层或褶曲。这些都极大地影响了矿井设计与煤炭安全高效回采。而地质勘探技术能够很好的帮助我们事先掌握井下的煤田地质构造等关键因素。因此，不论是在矿井瓦斯灾害防治，还是在矿井水害防治方面，或者顶底板事故预防方面，煤矿地质勘探工作都起着举足轻重的作用，需要引起重视。

参考文献

[1]傅耀军,华解明,方向清.试论煤田(矿)水文地质问题及勘探技术方法[J].华北科技学院报,2009,10.