摘要:煤田地质勘查工作是煤炭工业的基础性工作,肩负着为国家经济发展提供能源的重任,加强地质勘查工作是缓解资源瓶颈制约、提高资源保障能力的重要举措。本文对煤田地质勘探技术及相关问题进行了探讨。
关键词:煤田;地质勘探;技术
引言
煤炭业在我国的经济发展中一直占有重要的位置,随着勘探技术的不断更新和勘探技术种类的不断增多,现在的煤田勘测,就要根据具体的地理位置以及地貌特征来选择一种最合适的技术措施进行勘探。地质勘探技术是煤炭开采中的重要环节,是煤田工业健康发展的基础,贯穿于社会发展的整个过程。在经济不断发展的同时,煤炭事业的队伍也在不断的扩大,煤田的勘探技术也从二维技术向三维技术发展,从传统的钻探技术发展到煤炭遥感技术,为中国的煤炭事业做出了重大的贡献。
1 煤田的地质勘探
煤田地质勘探是指运用地质科学理论和技术,分析、研究、探测煤矿床。其目的是为煤矿设计、建设和生产提供可靠的地质资料,保证煤炭资源合理、顺利开发。煤田地质勘探的任务是运用各种地质理论,选择相应的技术手段和工作方法,查明地层、地质构造、煤层、煤质、储量及开采技术条件,正确评价煤矿床及与含煤岩系伴生的其它有益矿产。为了使勘测的顺利进行,还要实行统一的管理,来综合的对地质信息进行研究。最近几年用的最多的技术就是遥感扫面和钻探技术。首先要确定煤层的分布、基本的深度、断层的分布以及其他的地质情况,再利用钻探的技术结合井测的方法和前面的勘测结果进行对比,来获得更加准确的勘测结果。勘探的一个重要的环节就是地震、钻探和井测,通过对勘探资料进行综合性的研究,精确采煤层的具体位置,这样大大的节约了钻探的工作量和钻孔的数量,减少了勘测的时间,降低了勘测的成本。
2 勘探工程施工的原则
勘探区的各种勘探工程的施工顺序,应按照由已知到未知,先地面后地下,先浅后深,由稀而密的原则安排,同时也必须结合具体情况灵活掌握与运用。
2.1由已知到未知的原则
是根据已进行过研究和揭露地区的地质资料,来推断未揭露地区地质情况而依次布置勘探工栓。这条原则常运用于新区的煤田普查工作、地质构造复杂的地区和掩盖式煤田追索地质构造和煤层露头等,根据已知勘探工程资料,逐步向未知地区布置和施工勘探工程。
2.2先地面后地下、先浅后深的原则
即先进行地表和浅部的地质工作,在搞清和掌握地表和浅部的地质特征和规律的基础上,分析和推断地下深处的地质变化,再进行深部勘探工程的施工。这是因为掌握地表及浅部地质特征和规律后,有利于指导深部的地质勘探工作。地表及浅部地质规律,可以通过地质填图或采用山地工程,经直接观测与研究获得第一手资料,而这些资料最为正确可靠。
2.3由稀而密的原则
指勘探工程的间距(线距与孔距)应随着不同勘探阶段要求的提高而相应地加密。在同一个勘探阶段内,勘探工程的施工也应由稀而密,除优先施工主导勘探线工程之外、一般先施工基本工程,后施工加密工程。这是因为采用由稀而密的原则,有利于选择资源条件好、勘探或开发比较有利的地区,避免造成勘探工程不必要的浪费。
3 主要的煤田勘探技术
3.1金刚石绳索取芯技术
与传统的岩芯钻探技术不同,金刚石绳索取芯技术在自动化以及灵活性上都有了很大的改变。金刚石绳索取芯主要涉及到几个方面:①钻孔的设计,合理的钻孔是金刚石绳索取芯的基础。钻孔的设计主要包括对开孔的地面的选择、开孔的套管的技术选择以及套管的长度的选择等。技术套管是钻孔结构中最重要的一个环节,套管的管径和绳索取芯转进有着十分密切的联系,技术套管的作用就是保护孔壁的稳定性,防止孔壁因为结构的变化而发生坍塌。在进行较深的钻孔施工时,通常在钻孔上采用大一级的钻具进行成孔,在遇到复杂的地形的时候,就把大地钻具留在孔内,然后用里面的小钻具来完成最后的成孔。②钻井液的选择问题,钻井液的选择要根据自己的实际情况而定,但是必须满足的是固相物质的含量压迫比较低,同时要具有良好的润滑性和流变性。在具体的施工过程中,比如说在矿区内灰质岩层比较多,钻孔的深度也比较大,煤层分布也比较复杂,着就要求钻井液有良好的护壁性能和抗水敏功能。在金刚石绳索取芯的过程中,对于较薄的煤层,要一次性的将煤层穿透,在穿透后要及时的打捞内管进行取样,防止长时间的钻进会对煤芯造成破坏。而相对来说比较厚德煤层,要对钻井液进行及时的调制,同时保证煤芯的干净,如果有脱落的煤芯,要及时的处理干净,要随时核对卡簧的内径以及钻头的内径是否符合标准,坚决不能让旧卡簧和新钻头相互配合施工。
3.2高分辨率数字地震勘探技术
高分辨率的地震勘探技术就是用数字的方式记录高质量的地质信号,经过对数字的处理从而获得高分辨率的地震勘探效果的技术。高分辨率数字地震勘探技术主要包括数据的采集要用小道距、小药量、小组和基距以及小采样间隔、合理的钻井深度以及准确的泡点,数据的处理则强调噪声衰减、子波长度压缩以及精确的叠加和位移,最后使小型的煤田构造能够清晰的显现出阿里。从很早的时候开始,高分辨率地震勘测技术就已经得到了推广,并且一直在不断的完善和发展。这项技术保证了矿井的质量,避免因为地质资料的问题而带来的直接经济损失,已经得到了煤矿业主的大量承认和采用。
3.3三维地震勘探技术
三维地震勘探技术是在二维勘探技术的基础上演变而来的,是一项综合性比较强的工程。主要分为野外的数据采集、室内的数据处理以及地震资料解释。野外数据的采集就是由地面的工作人员利用数据采集仪器来实行对勘探区域的数据的采集,同时要保证数据的准确性和可靠性。
具体的实施步骤就是在确定好所有相关点得位置后,然后把炸药埋入井内,进行爆炸,最后利用爆炸过程中产生的地震波,来计算此区域内的地质结构。勘探的数据处理就是所测区域内的地形数据和地震数据进行对比,以检测数据的准确性,对有问题的数据要进行验证或者是删除。三维地震勘探技术的资料解释就是把采集来得数据进行计算并进行比较,然后根据这些资料对该区域内的地质构造进行分析,来判断煤层的分布情况,并分析出煤矿资源的产量,为以后的开发工作做充足的准备。
3.4煤炭遥感技术
煤炭遥感技术是将空间的遥感技术应用到煤田的地质勘探方面的新技术。提高了勘测的速度,而且随着科学技术水平的提高,尤其是计算机的发展,已经逐步形了一套比较完整的煤炭遥感科学体系,成功的实现了对煤田环境、矿区环境以及煤炭资源的监测。成为了煤炭勘探的一种主要手段。未来的煤炭遥感技术,在计算机的支持下,也会实现与GlS和GPS的有机结合,成为一套半自动化、半智能化的煤炭资源调查系统。为煤炭工业的可持续发展开辟一条新的道路。
3.5综合勘探技术
随着科学技术水平的提高,勘探技术也在向着多元化的方向发展。英国的煤炭企业利用三维地震勘探测出较小的断层,但是对于深部的煤矿探测采用的仍是钻孔技术。最近几年,大多数的煤矿公司都是用一种岩层显微扫描仪器来解释断层等构造特征,用组合测井的方法来确定岩石的类型、强度以及孔的渗透率等,这种综合的勘探技术可以有效的提高勘探效率,并且提供合理的开采方法,是未来勘探技术的发展方向。
4 总结
市场经济发展和科学技术的高速发展也带动了煤田地质勘探技术的发展,给煤田工业的发展提供了良好的条件。煤田的地质勘探工作,在保证能源的可持续发展的前提下,不断的进行技术创新,提高资源的保障能力,努力做到资源和环境并举,为煤田的健康发展提供良好的地质服务。随着未来的井下勘探技术和动态勘探技术的发展,煤炭事业也会有更进一步的发展,实现煤炭资源的合理开发。