煤田地质的勘查技术分析

2016-04-14江勇郭爱华

地球 2016年8期

关键词：煤田遥感技术勘查

■江勇郭爱华

（河南省煤田地质局一队河南郑州451150）

煤田地质的勘查技术分析

■江勇郭爱华

（河南省煤田地质局一队河南郑州451150）

众所周知，资源能源与经济发展之间的关系密不可分，特别是在能源短缺、浪费严重的今天，煤炭这一不可再生资源的严峻形势更是令人担忧，所以我们在寻求高效利用途径的同时，还应借助先进技术予以勘查和开发。对此，笔者从煤田地质勘查现状出发，就常见的勘查技术作了分析，以供参考。

煤田地质勘查技术遥感技术

由于煤炭在我国能源系统中占有绝对优势，且在很大程度上影响着国民经济的健康发展，因此面对日益严峻的能源紧缺形势，我们十分有必要立足科学发展观开展煤田地质勘查工作，以期提高煤炭资源利用效率，缓解市场供需矛盾，推动煤炭行业长远稳步发展。

1　煤田地质勘查现状

对于煤炭开采而言，煤田地质勘查是其重要基础和基本前提，概括的讲，主要包括勘查可开发煤田资源、煤田生产、共伴生矿和尾矿以及煤田关闭等内容，以为安全、高效、科学开发和利用煤炭资源奠定坚实基础。而如果要想实现这一目标，就必须掌握并使用合适的勘查技术，用于查明煤层的地质条件、煤层特征和分布规律。

可是我国煤田较为分散不够集中，而且地形不尽相同相对复杂，加之很多煤田是由非专业个体户进行开采的，在加大勘查难度的同时，煤田地质勘查准确度和专业性也难以得到保障。虽然经过不断发展，煤田地质勘查手段有所丰富，水平有所提高，取得了一定的进展，但仍存在一定的问题，特别是细节处理不到位，如在识别落差5-10m小断层和控制断层产状方面效率较低；勘查前期水力压裂效果差，裂缝短；煤田受钻井冲洗液污染严重并易出现坍塌堵孔；突水事故时有发生等等。故为避免不良情况的发生，提高煤田地质勘查实效，除了需要确保勘查手段的先进性和实用性外，更要综合利用多种技术方法。

2　煤田地质勘查技术

2.1地质填图是基础手段

在煤田地质勘查过程中，可以说地质填图不仅是最基础环节，也是最基本的一种技术手段，可靠的地质填图可为后续的煤田勘查和开发提供有力依据，进而为预测煤田指明方向。简单的说，地质填图技术主要是以地质学理论和方法为重要基础，系统而全面的对某一特定的含煤区进行调查分析，随后将收集的地质信息在地质图中绘制出来形成相应的地形地质图，其中绘制内容主要体现为煤层、岩石地层单位、断层、褶皱等几方面。

2.2遥感技术是重要方法

遥感技术在煤田地质勘查工作中的影响不可小觑，因其在地质填图、解释地质构造、判别找矿标志以及进行动态分析等诸多方面有着良好的应用效果，故得以推广应用，而且通过有效结合GPS导航、数码相机和计算机，其勘测效果更为突显。

具体而言，遥感技术在煤田地质勘查中的应用主要体现在勘查和调查两方面，其中前者又有主动和被动遥感之分，一方面是在特定勘查区域利用卫星或飞机进行遥感，通过反射的电磁波获得目标物质的反射信息；另一方面则是通过在卫星或飞机上安装传感器用于接收反射或辐射的电磁波，然后获取目标物质图像以及数据信息。后者则是在遥感技术的作用下对煤田地质进行勘查，相对而言，其有着较强的整体性和客观性，而且效率高，实时性好，因而在煤田地质勘查中不可或缺，当下已在小比例尺地质填图、区域地质研究、煤田环境监测等方面取得了显著成效。如利用高光谱遥感技术识别岩石类型和矿物成分等煤田地质，空间定位和定量分析波普特征构建地质光谱库，通过数字测量、信息识别和数据处理，只需监测和提取便可开展找矿和填图工作。

2.3地震勘查尤为重要

由于煤田地质勘查工作涉及面广，影响因素较多，如果地质勘查有误或者不到位，则容易埋下安全隐患，引发重大事故。因此为安全起见，做好地震勘查势在必行。其中钻探技术、矿井直流电法、瞬变电磁法等技术较为成熟，而三维高分辨率地震勘查技术的应用，可在遥感技术的作用下将煤田地质信息以高分辨率的图像呈现出来，用于查明采区断层发育规律和构造形态，进而对含水层富水性做出合理分析，提出科学有效的处理措施，并为设计采区提高可靠的地质资料，关键的是方法简单效率高。如此一来，不仅可以科学及时的反映煤炭资源开发状况，而且通过有效监测有助于煤炭安全生产和维护。所以如果地表条件允许，建议优先选用三维高分辨率地震勘查技术。

2.4微动测深不可忽视

我国地大物博，地理环境不仅相同，煤田地质更是如此，因此面对较为复杂的地质环境，可在煤田地质勘查中应用微动测深勘查技术，即以天然场微动信号为基础，经数据处理和分析对面波信号加以提取，再通过反演得到地下S波的速度结构，以此完成对煤田地质构造的地球物理勘查。较之一般的勘查技术，其不仅作业方便，成本较低，而且浅部高速层屏蔽作用不再对其造成干扰，解决了地震勘查的探查难题，并在断层、采空区等由含水造成的低速区域有着更为灵敏的反应。目前其主要在以下几方面有所应用，一是对煤田地质进行平面勘查，一般需要配备足够多的仪器数量，并借助对测区三维体的反向推测，然后通过异常面或者速度异常体完成三维态势的描绘，相对来说准确度和精度均较高。二是适用于深度勘查的同心圆勘测，即以半径不同的两个同心圆为基础，在圆周和圆心内接正三角顶点位置布设微动观测仪，该方法获得的数据也相当准确。

当然想要进一步提高煤田地质勘查水平，可在实际中结合运用微动测探法和其他勘查手段，以期通过取长补短更为有效的解决采空区、断层、陷落柱等有碍煤田安全生产的地质问题。

3　煤田地质勘查技术的发展要点

总之，地质勘查技术是获取煤田地质特征和具体情况的重要途径，它能帮助我们掌握地质数据资料用于做好煤田开发准备并安全有序的开展生产，因此提高和创新勘查技术及方法十分必要。因此在以后的发展中，煤田地质勘查技术会朝着智能化和自动化发展，勘查装置和仪器也会更加先进高效，如在计算机技术的支持下可实时控制，分辨率、灵敏度、精确度会进一步提高，三维图形显示和数据分析的自动化程度会更高等，同时勘查方法也会有所变化，如测量多参数化、方向多维化、组合多样化等。

最具可行性和发展潜力的便是对3S一体化技术的创新，即利用遥感技术与地理信息系统和全球定位系统之间相辅相成、密不可分的关系加以有效整合和综合利用，如在用遥感技术及时更新地质系统数据的基础上，发挥地理信息系统的辅助作用用于提高不同的信息和分析手段，以便精确的将遥感数据以影像的形式表达出来，同时借助全球定位系统为探测煤田地质提高更为精确的地理位置和高程模型，以此将三者充分应用于煤田地质勘查中，进而促进煤炭资源朝着产业化和现代化方向发展，不过值得注意的是，必须以遥感技术的不断创新和与时俱进为前提。此外，随着数字化发展的不断深入，煤田地质工作也应向这一方向逐渐靠拢，即通过技术智能化、功能多样化和信息综合化的实现，为煤田开发和资源利用做出巨大贡献。