于　磊

（山西地質(zhì)博物館，山西太原030024）

山西煤礦資源地質(zhì)勘探存在的問題及改善措施探析

于磊*

（山西地質(zhì)博物館，山西太原030024）

煤炭作為當(dāng)前國家基礎(chǔ)性的能源物質(zhì)，無論是對國家的建設(shè)，還是對經(jīng)濟發(fā)展，甚至是對我國的國防建設(shè)都起到至關(guān)重要的作用。就目前的形勢來看，在開采煤炭資源的過程中，已經(jīng)出現(xiàn)淺層煤炭儲量偏少的問題，所以不得不將開采朝著更深的層次前進(jìn)。但是在開采深煤層時又存在一定難度，因而就需要合理地利用地質(zhì)勘探來確定深煤層的位置，從而達(dá)到提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期的目的。因此，分析山西煤礦資源地質(zhì)勘探存在的問題，從而提出改善技術(shù)及措施，希望能夠促進(jìn)山西煤礦資源的進(jìn)一步開采。

山西；煤炭資源；地質(zhì)勘探

時代與經(jīng)濟的發(fā)展讓我們看清煤炭資源的發(fā)展趨勢與發(fā)展需求。一直以來，煤礦資源的開發(fā)直接關(guān)系著國民經(jīng)濟的發(fā)展和能源有效供應(yīng)的戰(zhàn)略性問題。在目前的煤炭資源開發(fā)中，還存在諸多值得國家以及地方重視的問題，需要采取相應(yīng)的改善措施，才能順利開發(fā)煤礦資源，推動煤礦企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。山西省作為一個能源大省，長期性的粗放式管理使得山西煤礦資源浪費嚴(yán)重，導(dǎo)致資源可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。所以，我們只有認(rèn)清發(fā)展困境，了解發(fā)展要求，制定改善措施，才能讓山西省煤礦資源的開發(fā)與利用走上可持續(xù)發(fā)展之路。

1　山西煤炭資源開發(fā)利用過程中存在的問題

山西省擁有極為豐富的煤炭資源，其資源占據(jù)全國總量的五分之一，因此在能源重化工基地之中占據(jù)了主要地位。在山西全面轉(zhuǎn)型發(fā)展中，山西煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及企業(yè)兼并重組是重要的環(huán)節(jié)。從2006年開始進(jìn)行了第一次整合，礦山主體從2200家減少到130家，煤礦井?dāng)?shù)也從2598座減少到1053座，而單井年產(chǎn)30×104t提升到110×104t。因此，山西煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與煤炭企業(yè)的兼并重組支撐了煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，使得山西省逐漸成為煤炭版圖上的中心，但是依舊還存在部分問題需要我們?nèi)ソ鉀Q［1］。

1.1資源管理滯后，損失浪費嚴(yán)重

由于山西省煤礦企業(yè)分布過于廣泛，在管理監(jiān)督上還存在較大的難度，再加上煤礦規(guī)?；_采有所欠缺，而為了追求經(jīng)濟利益，大多數(shù)企業(yè)在開采中選擇“采厚棄薄”、“采富棄貧”的落后開采法，也不進(jìn)行任何的地質(zhì)勘探，就開展掠奪式的開采，這樣很容易浪費煤炭資源。另外，部分煤礦企業(yè)依舊選擇出賣原煤，只顧眼前利益開展開采工作，完全忽視了煤炭資源的后期加工與綜合利用，使得煤炭品種結(jié)構(gòu)過于單一，再加上加工程度偏低，使得資源浪費與效益外流同時存在，直接威脅全省煤炭經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

1.2違法采礦頻頻出現(xiàn)

目前，雖然山西省相關(guān)部門加大了打擊非法小煤礦的力度，也關(guān)閉了部分小型煤礦，但是由于能源價格、利益的吸引，很多小煤礦“死灰復(fù)燃”，通過“晝停夜開，明停暗開”的方式開采，甚至是轉(zhuǎn)向屋內(nèi)的打洞開采，這樣的開采方式極為不合理，也就談不上任何的對煤炭資源的地質(zhì)勘探。當(dāng)然，鋌而走險、私挖濫采、非法生產(chǎn)也是屢禁不止［2］。

1.3隨意開采，嚴(yán)重破壞地質(zhì)環(huán)境

因為山西省處于黃土高原地區(qū)，山區(qū)占據(jù)了全省總面積的70%，再加上黃土高原本身地質(zhì)松軟、缺少地表植被，使得其自然地質(zhì)環(huán)境相對薄弱。同時，由于最近幾年煤礦過度開采，城市建設(shè)、公路建設(shè)、水利工程等等方面對地質(zhì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，也使得各類對人民生命財產(chǎn)安全帶來威脅的地質(zhì)災(zāi)害頻頻發(fā)生，如泥石流、滑坡、地裂縫、崩塌等，其中不合理開發(fā)是引發(fā)泥石流、滑坡、地裂縫、崩塌等最關(guān)鍵的因素，甚至部分區(qū)域已經(jīng)淪落成“無人區(qū)”，這樣不僅對全省經(jīng)濟會帶來影響，同時還會影響到社會的可持續(xù)發(fā)展。

1.4資源勘探滯后，后備儲量不足

由于煤炭資源屬于不可再生的資源，就算有新的煤炭資源被勘探出來，但是始終會有枯竭的一天。另外，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，煤炭資源呈現(xiàn)出驚人的消耗量。由于煤炭行業(yè)秩序過于混亂，地質(zhì)勘探運作缺少相應(yīng)的管理力度，再加上資金投入量不足，很容易減少新發(fā)現(xiàn)的煤炭資源，使得后備儲量的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實際的消耗速度，這樣的行為降低了對煤炭資源的保障程度，同時也降低了煤炭資源對山西省經(jīng)濟建設(shè)的支持力度。

1.5傳統(tǒng)勘探中的問題

在煤礦地質(zhì)勘探中，如果僅僅選擇一種勘探方式，很容易因為不全面的勘探造成突水現(xiàn)象的出現(xiàn)，或者是僅僅了解了一處巖溶發(fā)育具體情況，但是未能掌握煤礦整體的信息，這樣很容易影響后期的開采工作，無法掌握整體的煤炭資源。雖然在煤礦開采中，突水現(xiàn)象是非常常見的，屬于一般性病害，但是引起突水現(xiàn)象的原因很多，并且非常復(fù)雜，所以這也值得工作人員給予高度重視［3］。一般來說，煤礦出現(xiàn)突水現(xiàn)象沒有規(guī)律可循，由于時間與空間的差異，突水現(xiàn)象也會在地質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變作用下發(fā)生。如斷層導(dǎo)水型突出，構(gòu)造突水激勵就會起到主導(dǎo)作用，而底板破壞型突水，采礦東亞就成為突水的關(guān)鍵所在。所以，為了避免出現(xiàn)井田底板突水現(xiàn)象，我們就需要采取相應(yīng)的措施全面勘探突水原因，再采取有效的措施進(jìn)行突水治理，如此才能確保從根本上避免突水問題，這樣也能保障人員安全。換而言之，也就是在水文地質(zhì)條件的勘探中，只采取一種方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有通過多種手段的綜合運用，才能達(dá)到最佳化的勘探效果。

2　山西煤礦資源地質(zhì)勘探的改善及發(fā)展對策

想要真正解決山西煤炭資源所面臨的可持續(xù)發(fā)展問題，就應(yīng)該根據(jù)資源地質(zhì)勘探的要求，堅持環(huán)境保護(hù)以及資源節(jié)約的基本國策，做到統(tǒng)籌兼顧、周密計劃，加強煤炭資源利用體系科學(xué)化、合理化建設(shè)，這不僅有利于全面小康社會政策與體制建設(shè)得到保障，同時也為自然資源的法制建設(shè)提供了更多新的要求。就山西省而言，從2009年開始煤炭企業(yè)的兼并重組，無論是市場集中度、行業(yè)總體實力，還是資源規(guī)模的占用得到了質(zhì)的飛躍。將原本的的“多、小、散、亂”等局面一一改善。另外也通過下述的有效措施，將其山西煤礦資源的地質(zhì)勘探進(jìn)一步改善。

2.1建立煤炭資源勘探協(xié)調(diào)機制

想要將國有資產(chǎn)管理職能以及政府行政管理職能充分發(fā)揮出來，就需要在一定范圍內(nèi)做好明確的劃分，加強相互的溝通與協(xié)作，為煤礦企業(yè)資源的勘探提供宏觀方面的調(diào)控以及全方位服務(wù)，這樣才可以避免因為無序競爭所形成的小利局面的出現(xiàn)，但這絕對不是走計劃經(jīng)濟的老路，而是考慮到煤炭資源產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟本身的特殊性，從而讓“看不見的手”與“看得見的手”相互配合，以此來推動煤炭資源地質(zhì)勘探的順利發(fā)展。

2.2加強煤炭資源勘探規(guī)劃

加強對煤炭資源的勘探，需要在國家統(tǒng)一規(guī)劃的基礎(chǔ)上，建立煤炭勘探的規(guī)劃區(qū)。對于非國家規(guī)劃區(qū)，一律不允許進(jìn)行無序的煤礦勘探。在國家規(guī)劃區(qū)域范圍內(nèi)，也需要實施勘探的準(zhǔn)入制度。在煤炭地質(zhì)勘探資質(zhì)認(rèn)真制度完善后，未擁有條件、不具備資質(zhì)的煤炭企業(yè)，都不允許進(jìn)行區(qū)域內(nèi)的勘探。在資源方面，煤礦企業(yè)也需要繳納3種費用：第一，土地使用費，也就是土地的出租費用。第二，礦產(chǎn)資源費，按照價格的百分比計算。第三，紅利，相當(dāng)于資源地租，資源條件好的可以多交一點，而資源差的可以少交或者是不交。

2.3加強煤炭資源的保護(hù)

一直以來，煤炭資源保護(hù)已經(jīng)成為老生常談的問題，在國內(nèi)也建立了相應(yīng)的法律法規(guī)來保護(hù)資源，如《煤炭法》、《礦產(chǎn)資源法》等，當(dāng)然也包含了地方性法規(guī)。但是造成資源浪費有增無減的原因包含了：第一，資源管理度偏低。第二，欠缺執(zhí)法強度，監(jiān)督管理機制不強。第三，對資源的開發(fā)與利用缺少相應(yīng)的評估管理體系，在礦井資源的回收上只能做出大致的估計，但是卻沒有確切的數(shù)據(jù)加以支持。第四，在資源浪費方面沒有明確的約束機制。所以，在煤炭資源的保護(hù)方面，還需要從資源的勘探入手，從根本上解決煤炭資源的問題，當(dāng)然，杜絕浪費與破壞的問題出現(xiàn)也是不可少的［4］。

2.4建立煤炭資源戰(zhàn)略儲備制度

對于煤資源的戰(zhàn)略儲備與產(chǎn)品的戰(zhàn)略儲備有著同樣的地位，并且對于更經(jīng)濟、更低成本的煤炭資源需要進(jìn)行戰(zhàn)略儲備，否則，就容易出現(xiàn)“采厚棄薄、嫌貧愛富”的問題，造成的后果不堪設(shè)想。一般來說，全國煤礦平均資源的回收率在35%左右，對于部分后備性的煤炭資源，可以選擇投資性勘探，但是勘探的結(jié)果可以暫時不用投入到市場之內(nèi)，而是作為戰(zhàn)略性儲備使用。將來，就可以根據(jù)煤炭資源供需的實際需求，再決定應(yīng)該如何去開發(fā)資源，如何做到相應(yīng)的調(diào)節(jié)［5］。

2.5采用綜合方式進(jìn)行地質(zhì)勘探

2.5.1利用采區(qū)地面的地震勘探

在設(shè)計采區(qū)之前，可以通過地面地震的勘探手段，能夠查明斷層的發(fā)育規(guī)律以及采區(qū)的構(gòu)造形態(tài)，通過底板起伏形態(tài)以及煤層賦存狀況等查明，評價對開采含水層富水性產(chǎn)生的影響，以此來提出針對性的水害防治措施，就能夠提供可靠的資料供采區(qū)設(shè)計分析。

如，三維三分量采區(qū)的地震勘探中，利用這一技術(shù)，就可以發(fā)現(xiàn)斷距較小的小斷層。在解釋出的構(gòu)造圖中，斷定層條數(shù)增加。三維地震疊偏資料經(jīng)過三維空間歸位處理，對繞射波、斷面波等異常波有較好的壓制作用。使得斷面的反射波對斷層下盤影響減小，因而能夠更清楚地在疊偏剖面上識別斷主要層位置，發(fā)現(xiàn)更多的斷層。利用垂直剖面與水平切片相結(jié)合及放大功能等優(yōu)勢，能夠發(fā)現(xiàn)落差少于1/4個相位的小斷層，并且區(qū)使得解釋出的斷層平面組合更趨合理。如此的方式，也有利于煤炭資源的地質(zhì)勘探。

2.5.2微動測深勘查

微動，指的是在空間域和時間域之中都呈現(xiàn)出極為不規(guī)律的一種震動現(xiàn)象。按照波動的相關(guān)理論，微動記錄不僅包含了體波，同時也包含了面波。由于絕大部分情況下，微動的震源來至于地表面或者是海底面，在微動的面波成分相對于體波，還是占絕了一定的優(yōu)勢。而微動測深勘探方法就是利用這樣優(yōu)勢，從而對地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行反演。

2.5.3井下鉆探以及綜合物探

通過放水實驗，能夠做到宏觀性的含水層富水性的控制，在此基礎(chǔ)上，對于每一個富水區(qū)工作面都需要按照不同的條件，使用相應(yīng)的物探手段，對局部的導(dǎo)水構(gòu)造、局部富水帶以及隔水層變薄帶加以探明，然后再利用鉆探手段對其進(jìn)行再次驗證，就可以有針對性的對疏水降壓以及注漿改造等治水工程進(jìn)行重點布置［6］。

如，在使用鉆探技術(shù)時，為了方便煤炭資源的開采，可以利用反循環(huán)鉆探技術(shù)，反循環(huán)鉆探技術(shù)分為空氣反循環(huán)和水力反循環(huán)兩大類，這種分類主要是根據(jù)循環(huán)的介質(zhì)不同進(jìn)行的；水力反循環(huán)鉆探技術(shù)的循環(huán)介質(zhì)是水或者泥漿之類，它的工作原理就是將水或者泥漿傳送到孔底，取芯鉆頭就可以得到粒狀的巖芯，然后取得的巖芯就可以隨著鉆頭到達(dá)地面，空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)的工作原理就是雙壁鉆桿外管將空氣輸送到孔底，空氣到達(dá)孔底之后就會產(chǎn)生膨脹，對孔底的潛孔錘會產(chǎn)生一個沖擊力，從而潛孔錘就會對孔底的巖石產(chǎn)生劇烈的撞擊，使巖石剝落。當(dāng)然，針對不同的煤炭資源，合理地利用鉆探技術(shù)，才能讓煤炭資源的開采更為的合理。

總而言之，對于存在底板巖溶水害威脅的區(qū)域，在探查其水文地質(zhì)條件后，就應(yīng)該將各種規(guī)模的放水實驗作為最關(guān)鍵的探查手段，并且以此為計劃，配合上各種鉆探手段和物探手段，進(jìn)一步查明局部水文地質(zhì)存在的異常區(qū)域，進(jìn)而達(dá)到相互驗證、相互補充的條件，以此來體現(xiàn)多種勘探方法擁有的綜合效應(yīng)，這樣所取得的技術(shù)效果也非常明顯。

3　結(jié)語

綜上所述，對于山西省的建設(shè)與發(fā)展而言，煤炭資源的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為一項艱巨而又長期的任務(wù)。無論是站在全局的角度來看，還是站在局部的角度來看，無論是站在經(jīng)濟發(fā)展的角度來看，還是站在社會發(fā)展的角度來看，我們都需要認(rèn)識到煤炭資源可持續(xù)發(fā)展對山西省的重要性。作為煤礦開采企業(yè)，不應(yīng)該局限于眼前利益，應(yīng)該放眼于未來，積極探索，以可持續(xù)發(fā)展的要求來約束自己，不斷地強化煤炭資源的開發(fā)與利用管理，以便從煤炭資源的地質(zhì)勘探入手，提升經(jīng)濟建設(shè)質(zhì)量，讓煤炭資源的地質(zhì)勘探走上一條可持續(xù)發(fā)展之路。

［1］劉寶.論礦區(qū)綜合地質(zhì)勘探與深部煤礦資源的開采［J］.科技致富向?qū)В?013（29）：233.

［2］段明亮.云南省石林縣煤礦資源開采監(jiān)管研究［D］.云南財經(jīng)大學(xué)，2014.

［3］張彤.地質(zhì)勘探技術(shù)在煤田開發(fā)中的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（36）：83.

［4］關(guān)林.淺析礦區(qū)的綜合地質(zhì)勘探與煤炭資源開發(fā)［J］.城市地理，2014（10）：21.

［5］蘭紅強.煤礦水文地質(zhì)問題及勘探技術(shù)探討［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2014（12）：190-191.

［6］郜宏偉.淺談煤礦礦區(qū)的地質(zhì)勘探方法［J］.環(huán)球人文地理，2014（12）：44.

TD166

A

1004-5716（2016）06-0102-03

2015-05-28

2015-06-03

于磊（1982-），女（漢族），山西靈丘人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)勘查技術(shù)工作。