潘樹仁，潘海洋，謝志清，程愛國，王 佟，陳美英，殷榕蔚

(1.中國煤炭地質(zhì)總局，北京 100038； 2.中國煤炭地質(zhì)總局勘查研究總院，北京 100039)

0 前言

煤炭是我國的主體能源和重要工業(yè)原料，煤炭在一次能源消費中仍將長期占主導(dǎo)地位。在未來很長一段時間內(nèi)煤炭依舊是最安全的、保障性最好、供應(yīng)最穩(wěn)定的能源。但是，煤炭利用方式粗放、能效低、污染重等問題沒有得到根本解決，目前“黑色煤炭”向“綠色煤炭”的轉(zhuǎn)化問題是迫切需要克服的世界性難題。我國現(xiàn)正在建設(shè)“藍(lán)天常在、青山常在、綠水常在”的美麗中國，因此必須堅定不移貫徹執(zhí)行“十九大”報告提出的創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，堅持青山綠水就是金山銀山，堅持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國策，統(tǒng)籌“山水林田湖草”系統(tǒng)治理，實行最嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度，推進(jìn)綠色發(fā)展方式與生活方式。煤炭地質(zhì)勘查作為貫穿整個煤炭產(chǎn)業(yè)開發(fā)全過程的基礎(chǔ)性與重要性地質(zhì)工作，實現(xiàn)綠色煤炭地質(zhì)勘查將推動煤炭行業(yè)綠色發(fā)展。

1 煤炭勘查研究進(jìn)展

1.1 煤炭地質(zhì)理論研究進(jìn)展

我國地質(zhì)學(xué)者在借鑒蘇聯(lián)相關(guān)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上結(jié)合我國煤炭資源稟賦特征，將我國煤炭地質(zhì)理論提升到了前所未有的高度，為煤炭工業(yè)發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)50年代煤田地質(zhì)學(xué)中主要以地槽學(xué)為基礎(chǔ)進(jìn)行大地構(gòu)造、成煤原因、地層學(xué)研究；自60年代始，李四光、陳國達(dá)等創(chuàng)立的地質(zhì)力學(xué)、地洼學(xué)等學(xué)說相繼問世，并為后期我國煤炭地質(zhì)理論的發(fā)展提供支撐[1]。如幕式聚煤作用[2-3]、海侵體系域成煤[4]、海侵事件成煤作用[5-6]、海相層滯后階段聚煤[7]等基于層序地層分析的成煤模式和聚煤作用理論；煤地質(zhì)學(xué)和系統(tǒng)論結(jié)合形成的多元成煤理論體系[8]，即多個層序旋回的泥炭沼澤體系的疊置超厚成煤層理論[9]，以及異地堆積、多層序疊置的斷陷盆地與坳陷盆地超厚成煤理論[9-10]；厘定了構(gòu)造控煤樣式，提出了構(gòu)造對煤的形成環(huán)境、沉積、聚集、賦存狀態(tài)全過程影響的構(gòu)造控煤理論[11～19]；系統(tǒng)分類煤田滑脫構(gòu)造，推覆體下找煤取得重大突破[20～21]。煤炭基礎(chǔ)地質(zhì)理論的研究為煤炭資源勘查提供了依據(jù)。

1.2 煤炭勘查技術(shù)進(jìn)展

煤炭地質(zhì)勘查旨在以煤炭為主，對與煤共伴生礦產(chǎn)進(jìn)行綜合勘查、綜合評價。根據(jù)勘查區(qū)的地形地質(zhì)物性條件，因地制宜地選擇遙感、鉆探、物探、測試、測繪等勘探技術(shù)手段，以最少的投入獲得最佳的地質(zhì)效果為目標(biāo)，綜合分析各種勘查手段獲得的信息，對煤炭資源進(jìn)行綜合勘查、綜合評價[22～23]。隨著高光譜遙感技術(shù)成功應(yīng)用于遙感地質(zhì)找礦，地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)逐步完善，形成了“物-化-遙”一體化的立體地質(zhì)勘查技術(shù)體系[24]。目前已經(jīng)形成了以高精度地球物理勘查技術(shù)、煤炭資源遙感技術(shù)、快速地質(zhì)鉆探技術(shù)、煤礦區(qū)環(huán)境遙感技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)為核心的煤炭地質(zhì)綜合勘查技術(shù)體系[25～26]。

2 煤炭綠色勘查內(nèi)涵

2.1 綠色勘查的定義

煤炭綠色勘查是指以“青山綠水就是金山銀山”“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”發(fā)展理念為指導(dǎo)，綜合考慮勘查區(qū)的生態(tài)環(huán)境、勘查成本、勘查勞動強(qiáng)度，合理選擇節(jié)約、高效的勘查技術(shù)手段，綜合開展煤系多礦種的協(xié)同勘查與綜合評價，最大限度降低對生態(tài)環(huán)境的擾動和影響，最大限度的降低勘查成本及勘查勞動強(qiáng)度，以最少的成本取得預(yù)期的地質(zhì)信息與成果。包含對已知的煤炭資源勘查、開發(fā)過程中開展的補(bǔ)充性勘查、以及對未知煤炭資源進(jìn)行高效、科學(xué)、節(jié)約的找礦工作。

2.2 綠色勘查的原則

綠色勘查是一項系統(tǒng)工程，需要集成理論創(chuàng)新、綜合采用多項技術(shù)來實現(xiàn)[1]。煤炭綠色勘查應(yīng)充分利用現(xiàn)代數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)，對區(qū)域性的地質(zhì)資料進(jìn)行綜合分析，最終實現(xiàn)“數(shù)據(jù)勘查”“智慧勘查”，并在此基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)勘查結(jié)果進(jìn)行工程驗證[27]。在整個勘查過程中，應(yīng)堅持：(1)勘查工程協(xié)同布置、技術(shù)互補(bǔ)原則：保證最少工程投入，取得最多的地質(zhì)信息；(2)勘查手段的合理高效、經(jīng)濟(jì)節(jié)約原則：通過前期對地層、構(gòu)造、沉積特征、聚煤規(guī)律研究，有目的的選擇合適的工作手段，充分考慮勘查的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理；(3)環(huán)境擾動與環(huán)境修復(fù)并行原則：綠色勘查對環(huán)境非絕對零污染、零破壞，在滿足環(huán)保要求、技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件下，應(yīng)該最大限度降低環(huán)境擾動，最大限度的修復(fù)受到擾動的環(huán)境；(4)工作環(huán)境“以人為本”的原則：綠色勘查過程中應(yīng)堅持“以人為本”，勘查設(shè)計、勘查施工注重勘查工作者投入勞動效率的最大化，合理設(shè)立勘查方案，在保證預(yù)期成果基礎(chǔ)上降低勘查工作的勞動強(qiáng)度。

3 煤炭綠色勘查基本要求

3.1 綠色勘查理念要求

綠色勘查需同時推動勘查技術(shù)與勘查理念的革新，將綠色勘查理念與先進(jìn)的勘查技術(shù)結(jié)合起來，并貫穿于煤炭全產(chǎn)業(yè)鏈，統(tǒng)籌解決煤系、煤盆地礦產(chǎn)協(xié)同勘查、開發(fā)及在此過程中地質(zhì)災(zāi)害防治、礦山環(huán)境恢復(fù)等，做到煤炭資源綠色勘查、綠色開發(fā)、綠色利用、恢復(fù)綠色。

3.2 綠色勘查技術(shù)要求

通過勘查技術(shù)的革新推動煤炭地質(zhì)勘查往綠色勘查轉(zhuǎn)變并非狹義的運用高新技術(shù)，而是運用先進(jìn)、成熟的、經(jīng)濟(jì)、合理的勘查技術(shù)。鼓勵針對前沿性勘查技術(shù)的研發(fā)與轉(zhuǎn)化，利用最新測井、鉆井、航空物探等勘查技術(shù)，綜合布置勘查工程，做到一種工程多種用途。如：一孔多用技術(shù)、多分支井技術(shù)等。同時，應(yīng)充分考慮勘查過程中技術(shù)局限性與運用成本，取長補(bǔ)短、因地制宜的選擇最優(yōu)的勘查技術(shù)組合。利用綠色環(huán)?？商娲夹g(shù)，如利用物探、淺鉆等技術(shù)替代鉆探、槽探技術(shù)等。

3.3 綠色勘查流程及“三邊”工作要求

改變勘查工作目的、任務(wù)、設(shè)計、施工、評價等工作思路，從原始的尋找、評價煤炭資源提升至開采、利用煤炭資源，以及后期的恢復(fù)煤炭資源勘查開發(fā)利用引發(fā)的環(huán)境問題上來。以尋找綠色煤炭資源為煤炭資源勘查的目的[28]，以數(shù)據(jù)勘探、智慧勘探思維指導(dǎo)煤炭勘查過程中“三邊”工作，注重勘查過程中地質(zhì)信息的收集、匯總、分析研究，以最小的投入獲得最多的地質(zhì)信息成果。

3.4 綠色勘查法律法規(guī)保障要求

在推動綠色勘查過程中，必須做到“誰施工，誰恢復(fù)，誰治理”的原則，明確責(zé)任。同時，推動煤系礦產(chǎn)綜合勘查、綜合評價，煤盆地多種礦產(chǎn)協(xié)同勘查標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)等制定工作，2006年國務(wù)院頒布了《關(guān)于加快煤層氣(煤礦瓦斯)抽采利用的若干意見》(國辦發(fā)[2006]47號)，國土資源部印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)煤炭和煤層氣資源綜合勘查開采管理的通知》(國土資發(fā)[2007]96號)等文件，對煤炭與煤層氣資源綜合勘查提出新的要求，有力地促進(jìn)了煤炭與煤層氣資源的綜合勘查開發(fā)，也為多礦種綜合勘查提供了參考。

4 煤炭綠色勘查技術(shù)體系

通過60多年煤炭地質(zhì)勘查實踐，我國已經(jīng)形成了具有中國煤田特色、國際一流的煤炭地質(zhì)綜合勘查體系，總結(jié)出了一整套煤炭地質(zhì)綜合勘探理論和方法[29]。新時代煤炭資源綠色勘查技術(shù)體系應(yīng)以完善的煤炭勘查理論體系為基礎(chǔ)，引入“綠色發(fā)展理念”，參照現(xiàn)行的勘查標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的勘查工程技術(shù)，對煤炭資源進(jìn)行綠色勘查與評價、形成可共享、可轉(zhuǎn)化的勘查成果。煤炭綠色勘查技術(shù)體系包含：煤炭綠色勘查理論體系、煤炭綠色勘查工程技術(shù)體系、煤炭綠色勘查標(biāo)準(zhǔn)體系、煤炭綠色勘查評價體系、煤炭勘查綠色恢復(fù)體系(圖1)。

4.1 煤炭綠色勘查理論體系

煤炭勘查理論體系是以層序地層學(xué)、聚煤規(guī)律、構(gòu)造控煤與控煤構(gòu)造樣式等理論為基礎(chǔ)的理論體系，結(jié)合煤盆地動力學(xué)分析，煤系層序地層高分辨研究，陸相、海侵成煤模式等研究成果，形成煤炭資源精準(zhǔn)預(yù)測、成煤環(huán)境精確還原、成煤過程精準(zhǔn)推演、聚煤規(guī)律精準(zhǔn)描述、煤炭資源質(zhì)量精細(xì)分類等量化理論體系。

4.2 煤炭綠色勘查工程技術(shù)體系

煤炭勘查工作布置過程中，需針對不同地形地質(zhì)物性條件，合理選擇地質(zhì)填圖、山地工程、高分辨率遙感、物探、鉆探、化驗測試等勘查手段，科學(xué)布置各項勘探工程，綜合分析研究各類地質(zhì)信息，編制數(shù)字化煤炭地質(zhì)勘查報告?？辈楣こ碳夹g(shù)體系包含先進(jìn)、成熟的遙感技術(shù)、物探技術(shù)、鉆探技術(shù)、分析測試技術(shù)、測井技術(shù)，以及信息化技術(shù)。煤炭資源勘查信息化技術(shù)應(yīng)包含地勘成果數(shù)據(jù)收集、挖掘、分析及處理技術(shù)。

4.3 煤炭綠色勘查標(biāo)準(zhǔn)體系

我國煤炭資源勘查標(biāo)準(zhǔn)體系以《固體礦產(chǎn)勘查工作規(guī)范-礦產(chǎn)地質(zhì)》(GB/T33444-2016)、《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T0215-2002)為核心，以地質(zhì)填圖、遙感、地震、電法、測井、水文地質(zhì)、煤質(zhì)評價等專業(yè)規(guī)范為補(bǔ)充，形成了完善勘查標(biāo)準(zhǔn)體系，推動原有的規(guī)范制修訂，引入“綠色勘查”理念，合理勘查工程替代，以最低的勘查工程投入取得最好的勘查效果，推動綠色勘查技術(shù)體系建設(shè)。

4.4 煤炭綠色勘查環(huán)境恢復(fù)技術(shù)體系

煤炭勘查對環(huán)境擾動是無法規(guī)避，隨著勘查技術(shù)發(fā)展勘查工作對環(huán)境的影響逐漸減少?？辈檫^程中應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行環(huán)境修復(fù)與評價工作，環(huán)境的修復(fù)與保護(hù)應(yīng)貫穿勘查整個過程，地表勘查場地布置、工程施工中固體與液體廢棄物等對環(huán)境的影響等應(yīng)在勘查設(shè)計、施工過程中予以考慮，在勘查結(jié)束后予以恢復(fù)，將對環(huán)境擾動影響降至最低。煤炭綠色勘查環(huán)境恢復(fù)技術(shù)體系包含勘查過程中固體廢棄物處理技術(shù)、土地復(fù)墾技術(shù)、植被恢復(fù)技術(shù)、泥漿處理技術(shù)、鉆孔封孔技術(shù)等。

圖1 煤炭綠色勘查標(biāo)準(zhǔn)體系框架Figure 1 Coal green exploration technological system framework

4.5 煤炭綠色勘查評價體系

煤炭資源勘查應(yīng)注重地質(zhì)信息成果、勘查成本等評價工作?？辈樵O(shè)計施工前應(yīng)系統(tǒng)的進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)成果總結(jié)與勘查區(qū)環(huán)境評價工作，依據(jù)勘查目的，合理選擇對環(huán)境擾動小、成本合理、高效的勘查手段，進(jìn)行勘查工作。并在勘查工作結(jié)束后，進(jìn)行環(huán)境修復(fù)，對勘查獲得的煤炭資源從開場技術(shù)條件、煤質(zhì)等方面進(jìn)行綠色評價[28]。

5 結(jié)論

煤炭資源勘查是一項系統(tǒng)工程，綠色勘查理念的引入，將對煤炭地質(zhì)勘查過程地質(zhì)信息的采集、匯總、解釋、評價工作流程、技術(shù)手段及方法產(chǎn)生變革。注重勘查過程中“三邊”工作，充分考慮煤炭勘查過程中環(huán)境約束、成本約束，以最低的環(huán)境代價、成本投入取得最佳的地質(zhì)勘查成果。同時，沉積盆地內(nèi)多礦種協(xié)同勘查，煤系資源的綜合勘查，以及通過運用“大數(shù)據(jù)”“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)進(jìn)行的“數(shù)據(jù)勘查”“智慧勘查”，將成為煤炭地質(zhì)勘查發(fā)展方向，對勘查成果的研究、評價、共享、運用將貫穿整個勘查過程。

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