作者簡(jiǎn)介：郜宏偉（1984——），男，漢族，山西省高平市人，西南科技大學(xué)學(xué)士，現(xiàn)為開(kāi)灤能源化工股份有限公司范各莊礦業(yè)分公司助理質(zhì)工程師，主要從事煤礦井下物探技術(shù)工作。

摘要：煤礦礦區(qū)地質(zhì)勘探方法是探明位置區(qū)域地質(zhì)條件、保障煤礦開(kāi)采安全的重要技術(shù)手段，從勘探位置角度可分為地面綜合地質(zhì)勘探和井下勘探，地面綜合地質(zhì)勘探主要是遙感、地面三維地震探測(cè)和地面鉆探；井下勘探主要是巷探、井下物探和井下鉆探。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)勘探；地面；井下；煤礦；分析

煤炭資源的開(kāi)發(fā)和利用為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的能源保障，但是煤炭的資源的開(kāi)發(fā)和利用技術(shù)卻有待提升，尤其是煤礦的地質(zhì)勘探工作，更是關(guān)系著資源開(kāi)發(fā)的有效性和安全性。隨著采煤深度及綜合機(jī)械化的發(fā)展，為了保證采掘工作有計(jì)劃地推進(jìn)，必須準(zhǔn)確地掌握開(kāi)采的地質(zhì)條件。所以，為保證礦井的安全高效生產(chǎn)，提前進(jìn)行地質(zhì)勘探已成為各大煤礦重中之重。

1 地面綜合地質(zhì)勘探

1.1 遙感地質(zhì)勘探

近20年來(lái)，隨著航空航天對(duì)地觀測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電磁波信息傳輸技術(shù)等的深入研究，遙感技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，在實(shí)用化方向上邁出了重要的一步，并被廣泛應(yīng)用于煤礦初步地質(zhì)調(diào)查與勘探中。

遙感分為主動(dòng)遙感和被動(dòng)遙感。遙感的基本原理主要是利用各種物體反射或發(fā)射電磁波的性能，由飛機(jī)、衛(wèi)星、宇宙飛船等航空、航天運(yùn)載工具上的傳感器，從遙遠(yuǎn)距離接收或探測(cè)目標(biāo)物的電磁波信息。遙感技術(shù)在煤礦地質(zhì)調(diào)查過(guò)程中的具體應(yīng)用就是對(duì)含有豐富圖像信息和數(shù)字信息的航空相片和衛(wèi)星相片的判讀，是對(duì)煤田內(nèi)的斷裂構(gòu)造、褶曲構(gòu)造、節(jié)理密集帶及賦存煤的具體情況提供了一種有效技術(shù)手段。

1.2 地面地球物理勘探

地球物理勘探是利用巖石具有不同的物理性質(zhì)（如密度、磁性、導(dǎo)電性、彈性及放射性等）借助物探儀器，測(cè)出地下各種巖石對(duì)地球物理場(chǎng)所產(chǎn)生的異常而得到的物理數(shù)據(jù)，并利用測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)圈定含煤地層分布范圍，確定被掩蓋區(qū)深處煤層的位置，控制地質(zhì)構(gòu)造及解決其他地質(zhì)問(wèn)題的技術(shù)手段。

地面地球物理勘探包括電法、磁法和重力法及地震法。1.電法勘探是根據(jù)巖石的導(dǎo)電性差異來(lái)尋找礦產(chǎn)資源和研究地質(zhì)構(gòu)造。它可以探明含煤地層的構(gòu)造輪廓，了解埋藏深度，圈定老窯、巖溶陷落柱、巖漿巖體的分布范圍。2.磁法勘探是巖石和礦石具有不同的磁性，可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，這些磁場(chǎng)在局部地區(qū)發(fā)生變化，出現(xiàn)地磁異常。通過(guò)研究磁異常，可以尋找礦產(chǎn)和研究地質(zhì)構(gòu)造。3.重力勘探是利用組成地殼的各種礦體的密度差異所引起的重力變化，借助儀器找出重力異常區(qū)，尋找和圈定低密度煤炭礦產(chǎn)資源。4.地震勘探是利用人工爆破產(chǎn)生的地震波在不同巖層中傳播速度的差異，來(lái)探明含煤地層的埋藏深度、控制大斷層，判定地質(zhì)構(gòu)造的勘探手法。

1.3 地面鉆探工程

鉆探工程是通過(guò)鉆探機(jī)械向地下鉆進(jìn)直徑小而深度大的圓孔，并從孔內(nèi)取得巖、煤芯地質(zhì)資料，獲得全鉆孔巖性柱狀圖。從而揭露掩蓋地區(qū)和深部的整個(gè)煤系地層，取得地層、巖性、構(gòu)造及水文地質(zhì)等多方面資料。

鉆探工程根據(jù)地質(zhì)目的的不同，鉆孔分為探煤孔、構(gòu)造孔、水文孔、水源孔、取樣孔、井筒檢查孔、驗(yàn)證孔等。如：開(kāi)平煤田詳查階段設(shè)置的探煤地質(zhì)孔，可以對(duì)煤層的深度、厚度、范圍等有個(gè)詳細(xì)了解。為了弄清巖溶發(fā)育及富水情況，需要設(shè)計(jì)水文觀測(cè)孔等。鉆探工程是最重要最常用的技術(shù)手段。它能適用于任何地區(qū)，尤其是在表土覆蓋很厚的地區(qū)，成為探測(cè)深部巖層、煤層的主要手段。鉆探工程不僅在煤田勘探各個(gè)階段都使用，而且在礦井建設(shè)和生產(chǎn)時(shí)期也常使用。鉆探工程有時(shí)也可布置在井下巷道中采用小型鉆機(jī)探查煤層頂板、底板、煤厚或水平鉆進(jìn)探測(cè)地質(zhì)構(gòu)造。

2 地下綜合地質(zhì)勘探

2.1 采區(qū)地震勘探

采區(qū)設(shè)計(jì)前，通過(guò)采用地下地震勘探手段，查明采區(qū)構(gòu)造形態(tài)和斷層發(fā)育規(guī)律，查明煤層賦存狀況及底板起伏形態(tài)，對(duì)影響開(kāi)采的含水層富水性進(jìn)行評(píng)價(jià)，為采區(qū)設(shè)計(jì)提供可靠的地質(zhì)資料。

同時(shí)本階段的主要工作也是進(jìn)一步查明采區(qū)范圍內(nèi)的小構(gòu)造，根據(jù)采區(qū)銜接的要求，應(yīng)提前布置實(shí)施。現(xiàn)已成熟的地下探測(cè)技術(shù)包括三維地震勘探法、瞬變電磁法、礦井直流電法、放射性測(cè)井法等。

2.2 井下綜合物探及鉆探

井下物探種類繁多，我們可以針對(duì)不同的工作面，不同的地質(zhì)條件，采用不同的物探手段，探明異常區(qū)地質(zhì)情況，然后采用少量的鉆探手段對(duì)重點(diǎn)異常區(qū)進(jìn)一步驗(yàn)證。

（1）井下高密度電法儀：其目的是探測(cè)采掘巷道前方及下方是否存在著導(dǎo)水構(gòu)造、底板含水層的集中富水帶。（2）井下瞬變電磁法超前探測(cè)： （簡(jiǎn)稱TEM），當(dāng)發(fā)射電流開(kāi)啟和關(guān)斷時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生電壓脈沖，電壓脈沖的衰減產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)（即一次磁場(chǎng)）。一次磁場(chǎng)隨著時(shí)間的推移，在地下介質(zhì)中產(chǎn)生渦流。地下渦流的變化又生產(chǎn)二次磁場(chǎng)，由于不同地質(zhì)體其電性特征存在差異，其二次場(chǎng)的衰減亦存在差異。瞬變電磁法超前探測(cè)可以探測(cè)前方富水區(qū)異常區(qū)針對(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行探放水。（3）地震儀：通過(guò)捶擊地面產(chǎn)生地震波，地震波在傳播過(guò)程中，遇到不同的地質(zhì)界面，波形會(huì)發(fā)生變化。利用波形圖可以推測(cè)主要構(gòu)造的發(fā)育情況、存在的具體過(guò)程，還可以探測(cè)巷道老硐位置。

綜上所述，任何一種單一的勘探方法，只能大致探明某一處地質(zhì)因素，而對(duì)于整個(gè)開(kāi)采范圍內(nèi)地質(zhì)情況是難以探明的。所以采用單一的探查方法顯然是不夠的。我們要以鉆探工程為主，其他工程相輔，聯(lián)合多種勘探手段相結(jié)合的方式進(jìn)行地質(zhì)勘探。使其相互補(bǔ)充、相互驗(yàn)證，綜合取得十分顯著的技術(shù)效果。

3 結(jié)論

煤礦地質(zhì)勘探的發(fā)展方向是將所有可利用的物探方法與技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)地有機(jī)結(jié)合。針對(duì)某一區(qū)域采用多種物探手段查明該區(qū)域內(nèi)斷層分布、煤層埋藏深度與厚度、巖溶裂隙發(fā)育帶的分布和隔水層厚度等。然后針對(duì)性地進(jìn)行鉆探排查，為煤礦開(kāi)采地質(zhì)條件提供技術(shù)服務(wù)，提前避免突發(fā)性事故的發(fā)生，保證煤礦安全生產(chǎn)。

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