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[摘 要]在我国煤田开采工程的施工过程中,勘查技术是保证工程顺利实施,提高生产效率和安全系数的主要技术之一,从而推动煤碳开采工程在可持续发展道路上走的更好、更快的发展。本篇论文就是对煤田地质勘查技术的发展问题和趋势进行浅要分析。
[关键词]煤田 地质 勘查技术
中图分类号:X515 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)31-0288-01
走可持续发展道路是我国经济一直坚持的发展理念,随着新型能源的发现,煤炭能源已经不再是我国唯一的能源,但是就目前而言,我国煤炭资源仍不可替代。随着社会的发展,科学技术的进步,煤田地质勘查技术研发取得显著的成就,并推动煤炭开采工程进一步发展。由于我国煤田地質的复杂性和社会的发展对煤碳资源的需求量飞速增长,对煤田地质勘查技术提出更高的要求。
一、我国煤田地质勘查技术的概述
1.勘查技术的定义
煤地质学是对煤田地质的煤、煤层、煤质、含煤量和其它矿物质等的物质成分、成因、性质和分布规律等方面进行研究的学科。煤田地质勘查技术就以运用煤地质学的理论基础和技术为核心,结合煤田地质的实际情况和煤炭开采的技术和法律要求选择合适的勘查技术,为煤炭开采工程的设计、实施和质量控制提供精密的地质资料,从而降低其工程的成本,提升煤炭利用率和安全系数。
2.勘查技术的作用
地质勘查技术根据用途分为矿产地质勘查,水文地质勘查和工程地质勘查等。矿产地质勘查主要确定矿产的范围、资源量和开采价值;水文地质勘查主要确定地下水的范围和开发价值;工程地质勘查主要对公路、铁路等工程的地质条件分析。水文和工程地质勘查也是研究和确定矿产开采技术条件的重要方法。煤田地质勘查技术以煤田地质研究为理论基础,引进国内外先进的勘查技术,借鉴国外优秀的勘查方案和优化地质勘查工程的质量管理,从而提升煤田地质勘查工程的整体水平。
二、煤田地质勘查技术的问题
1.防水治与保水采煤研究
随着我国经济的飞速发展,对于煤碳等资源的需求量仍然很大,对煤矿开采工程提出的要求更高。随着煤矿工程地质的复杂程度和开采深度的加深,还有矿井突水、矿井水害的发生概率不断提升,严重影响煤矿开采工程的安全性能,因此矿井水防治和保水采煤的研究成为勘查技术研究的重要内容。煤矿水害防治技术主要针对煤田水文地质更深层次的岩溶水的形成和移动规律做深入研究。由于矿井水害的发生需要有充足的水源和充水通道两个条件,因此水防治技术应该对大气降水、地表水、潜水、承压水、老空积水和断层水等水源进行有效的控制,或煤矿井筒、构造断裂带、冒落裂隙带和含水层的露头区等充水通道作为煤田地质勘查的重点区域,研究防水治与保水采煤的系统,尽可能降低矿井水害和矿井突水的发生概率。
2.动态地质研究
从动态地质研究方面出发,岩煤突出、瓦斯突出、冲击地压、突水和井水破裂等是常见的井下灾害,这些都是动力地质现象造成的灾害。其根本原因是煤矿开采过程中由于对原有地质进行破坏,打破原有地质的平衡状态,岩体的应力场发生变动,从而引发以上井下灾害。动态地质研究的主要研究对象就是探究引发井下灾害的原因和临界条件。煤矿开采前模拟开采过程中的地质的变化,根据精密的数据分析,精确估算出上述井下灾害的发生概率,并设计出相应的防治方案,消除或降低其灾害的发生概率。结合煤田复杂的地质数据和先进的科学技术,建立煤田地质多元化的信息库。利用信息库的精确数据信息,及时准确的进行煤层底板深度、厚度、随着挖掘巷道和施工过程中造成的各种类似的内部小断层的生成的动态变化范围,从而实现对没煤矿开采工程质量和安全的有效控制。目前地质勘查完成工作情况如表1所示。
3.加强煤田地质勘查和地质灾害防治的研究
煤矿开采工程的环境破坏一直是有待改善的问题之一,由于其工程严重污染环境,造成对地质结构和耕地的破坏,大量二氧化硫、一氧化碳、粉尘的生成,水体污染和土壤沙化的环境问题,从而导致一系列的地质灾害,例如地震、地表塌陷、地裂、滑坡和泥石流、噪音污染、空气污染等。
由于我国之前对于煤炭开采的管理政策没有跟上其工程的发展,造成煤碳资源的过度开发,没有计划的不合理开发造成对煤田地质的严重破坏,近几年我国意识到生态环境保护的重要性时,已经对环境造成一定程度的破坏,政府单位只能花费大量的财力、人力和时间对其破坏进行治理。勘查技术为煤矿开采等工程提供详细的数据信息,包括煤层顶底板、夹矸类型、性质(强度、孔隙度、渗透率、倾角等)。根据这些数据信息,工程师设计出最佳的实施方案,保证生态环境和施工安全的前提下提升煤矿开采率。
三、煤田地质勘查技术的发展趋势
1.井下勘查技术的进一步开发
井下勘查技术对于井下工程中落差小于5m,长度小于150m的小断层或小型褶曲进行确认,地面勘查技术不能勘查到该范围内的现象。在煤矿开采之前,利用井下勘查技术对煤田地质区域进行矿井物探和沿煤层钻井等勘查。近几年我国借鉴国外先进的雷达勘查技术已经基本发展成熟,将其技术运用到井下勘查工程中取得明显的成就,其中常被采纳的由南非开发的rock雷达系统能够检测出岩体的类型和性质、断层的范围、巷道周围细小的裂隙等关键开采数据。上述可知,井下勘查技术对于煤矿开采工程而言十分重要,需要进一步开发。
2.水平钻进技术的开发
随着煤矿开采工程的不断发展,水平钻进技术逐渐走入人们的视线,并和垂直钻进技术相结合研发出侧钻技术,该技术在井下勘查和地表勘查工程中被广泛采用,该技术还实现地面沿垂直、弧线或水平等轨迹进入煤层钻进,大大提升煤矿开采的施工水平。
3.加强综合勘查技术的提升
勘查技术的提升,不仅仅要对井下开采过程中的小至煤层厚度落差造成的断层进行勘查,还要对钻孔方面进行深入研究,将两种技术相结合,形成网状式的勘查方式。利用岩层显微扫描仪的先进技术,通过专业人员的操作,可以精确分析出几十厘米落差的断层、裂隙、沉积、应力范围和构造特性,从而实现对煤田地质工程的有效控制。
结束语
综上所述,结合煤田地质和勘查技术的浅要分析可知,现今我国煤田地质勘查技术仍具有很大的开发潜力,借鉴发达国家先进的勘查技术和结合我国勘查技术的发展问题,对我国井下勘查技术和水平钻进技术进行综合性提升,从而提升我国煤田地质勘查工程的综合实力。
参考文献
[1] 王金香,陈华飞,赵蕻.浅议煤田地质与勘查技术[J].价值工程.2012(10).
[2] 王会江.浅析煤田地质勘查技术[J].能源与节能.2013(11).
[3] 张芸.浅析煤田地质勘查技术的发展及应用[J].能源与节能.2013(12).
[4] 沈宁.浅析煤田地质勘查技术[J]中国科技博览.2015(2).
[关键词]煤田 地质 勘查技术
中图分类号:X515 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)31-0288-01
走可持续发展道路是我国经济一直坚持的发展理念,随着新型能源的发现,煤炭能源已经不再是我国唯一的能源,但是就目前而言,我国煤炭资源仍不可替代。随着社会的发展,科学技术的进步,煤田地质勘查技术研发取得显著的成就,并推动煤炭开采工程进一步发展。由于我国煤田地質的复杂性和社会的发展对煤碳资源的需求量飞速增长,对煤田地质勘查技术提出更高的要求。
一、我国煤田地质勘查技术的概述
1.勘查技术的定义
煤地质学是对煤田地质的煤、煤层、煤质、含煤量和其它矿物质等的物质成分、成因、性质和分布规律等方面进行研究的学科。煤田地质勘查技术就以运用煤地质学的理论基础和技术为核心,结合煤田地质的实际情况和煤炭开采的技术和法律要求选择合适的勘查技术,为煤炭开采工程的设计、实施和质量控制提供精密的地质资料,从而降低其工程的成本,提升煤炭利用率和安全系数。
2.勘查技术的作用
地质勘查技术根据用途分为矿产地质勘查,水文地质勘查和工程地质勘查等。矿产地质勘查主要确定矿产的范围、资源量和开采价值;水文地质勘查主要确定地下水的范围和开发价值;工程地质勘查主要对公路、铁路等工程的地质条件分析。水文和工程地质勘查也是研究和确定矿产开采技术条件的重要方法。煤田地质勘查技术以煤田地质研究为理论基础,引进国内外先进的勘查技术,借鉴国外优秀的勘查方案和优化地质勘查工程的质量管理,从而提升煤田地质勘查工程的整体水平。
二、煤田地质勘查技术的问题
1.防水治与保水采煤研究
随着我国经济的飞速发展,对于煤碳等资源的需求量仍然很大,对煤矿开采工程提出的要求更高。随着煤矿工程地质的复杂程度和开采深度的加深,还有矿井突水、矿井水害的发生概率不断提升,严重影响煤矿开采工程的安全性能,因此矿井水防治和保水采煤的研究成为勘查技术研究的重要内容。煤矿水害防治技术主要针对煤田水文地质更深层次的岩溶水的形成和移动规律做深入研究。由于矿井水害的发生需要有充足的水源和充水通道两个条件,因此水防治技术应该对大气降水、地表水、潜水、承压水、老空积水和断层水等水源进行有效的控制,或煤矿井筒、构造断裂带、冒落裂隙带和含水层的露头区等充水通道作为煤田地质勘查的重点区域,研究防水治与保水采煤的系统,尽可能降低矿井水害和矿井突水的发生概率。
2.动态地质研究
从动态地质研究方面出发,岩煤突出、瓦斯突出、冲击地压、突水和井水破裂等是常见的井下灾害,这些都是动力地质现象造成的灾害。其根本原因是煤矿开采过程中由于对原有地质进行破坏,打破原有地质的平衡状态,岩体的应力场发生变动,从而引发以上井下灾害。动态地质研究的主要研究对象就是探究引发井下灾害的原因和临界条件。煤矿开采前模拟开采过程中的地质的变化,根据精密的数据分析,精确估算出上述井下灾害的发生概率,并设计出相应的防治方案,消除或降低其灾害的发生概率。结合煤田复杂的地质数据和先进的科学技术,建立煤田地质多元化的信息库。利用信息库的精确数据信息,及时准确的进行煤层底板深度、厚度、随着挖掘巷道和施工过程中造成的各种类似的内部小断层的生成的动态变化范围,从而实现对没煤矿开采工程质量和安全的有效控制。目前地质勘查完成工作情况如表1所示。
3.加强煤田地质勘查和地质灾害防治的研究
煤矿开采工程的环境破坏一直是有待改善的问题之一,由于其工程严重污染环境,造成对地质结构和耕地的破坏,大量二氧化硫、一氧化碳、粉尘的生成,水体污染和土壤沙化的环境问题,从而导致一系列的地质灾害,例如地震、地表塌陷、地裂、滑坡和泥石流、噪音污染、空气污染等。
由于我国之前对于煤炭开采的管理政策没有跟上其工程的发展,造成煤碳资源的过度开发,没有计划的不合理开发造成对煤田地质的严重破坏,近几年我国意识到生态环境保护的重要性时,已经对环境造成一定程度的破坏,政府单位只能花费大量的财力、人力和时间对其破坏进行治理。勘查技术为煤矿开采等工程提供详细的数据信息,包括煤层顶底板、夹矸类型、性质(强度、孔隙度、渗透率、倾角等)。根据这些数据信息,工程师设计出最佳的实施方案,保证生态环境和施工安全的前提下提升煤矿开采率。
三、煤田地质勘查技术的发展趋势
1.井下勘查技术的进一步开发
井下勘查技术对于井下工程中落差小于5m,长度小于150m的小断层或小型褶曲进行确认,地面勘查技术不能勘查到该范围内的现象。在煤矿开采之前,利用井下勘查技术对煤田地质区域进行矿井物探和沿煤层钻井等勘查。近几年我国借鉴国外先进的雷达勘查技术已经基本发展成熟,将其技术运用到井下勘查工程中取得明显的成就,其中常被采纳的由南非开发的rock雷达系统能够检测出岩体的类型和性质、断层的范围、巷道周围细小的裂隙等关键开采数据。上述可知,井下勘查技术对于煤矿开采工程而言十分重要,需要进一步开发。
2.水平钻进技术的开发
随着煤矿开采工程的不断发展,水平钻进技术逐渐走入人们的视线,并和垂直钻进技术相结合研发出侧钻技术,该技术在井下勘查和地表勘查工程中被广泛采用,该技术还实现地面沿垂直、弧线或水平等轨迹进入煤层钻进,大大提升煤矿开采的施工水平。
3.加强综合勘查技术的提升
勘查技术的提升,不仅仅要对井下开采过程中的小至煤层厚度落差造成的断层进行勘查,还要对钻孔方面进行深入研究,将两种技术相结合,形成网状式的勘查方式。利用岩层显微扫描仪的先进技术,通过专业人员的操作,可以精确分析出几十厘米落差的断层、裂隙、沉积、应力范围和构造特性,从而实现对煤田地质工程的有效控制。
结束语
综上所述,结合煤田地质和勘查技术的浅要分析可知,现今我国煤田地质勘查技术仍具有很大的开发潜力,借鉴发达国家先进的勘查技术和结合我国勘查技术的发展问题,对我国井下勘查技术和水平钻进技术进行综合性提升,从而提升我国煤田地质勘查工程的综合实力。
参考文献
[1] 王金香,陈华飞,赵蕻.浅议煤田地质与勘查技术[J].价值工程.2012(10).
[2] 王会江.浅析煤田地质勘查技术[J].能源与节能.2013(11).
[3] 张芸.浅析煤田地质勘查技术的发展及应用[J].能源与节能.2013(12).
[4] 沈宁.浅析煤田地质勘查技术[J]中国科技博览.2015(2).