付桂湘

摘要：礦井地質(zhì)是指從礦井基本建設(shè)開(kāi)始，直到礦井開(kāi)采結(jié)束為止這一期間的全部地質(zhì)工作，是礦山生產(chǎn)建設(shè)的一項(xiàng)重要技術(shù)基礎(chǔ)工作，礦井的一切采掘工程都必須以可靠的地質(zhì)資料為依據(jù)。為此，必須加強(qiáng)礦井地質(zhì)工作，更好地研究與解決煤礦生產(chǎn)建設(shè)中的各種地質(zhì)問(wèn)題，以適應(yīng)礦山生產(chǎn)建設(shè)的需要。必須堅(jiān)持為生產(chǎn)服務(wù)的方向，根據(jù)礦井不同地質(zhì)條件，按照生產(chǎn)建設(shè)各個(gè)階段的特點(diǎn)和要求進(jìn)行。必須堅(jiān)持現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)和綜合分析并重的原則，實(shí)踐資料必須準(zhǔn)確、完整；預(yù)測(cè)資料必須有理有據(jù)，并在實(shí)踐中不斷檢驗(yàn)、修正和完善。

關(guān)鍵詞：煤礦；地質(zhì)；地質(zhì)災(zāi)害

煤礦地質(zhì)工作是煤田地質(zhì)勘探的繼續(xù)，在煤田地質(zhì)勘探階段結(jié)束后，從建井階段至開(kāi)采結(jié)束的所有地質(zhì)工作，實(shí)際屬于探采結(jié)合。在掘進(jìn)和開(kāi)采過(guò)程中收集地質(zhì)資料，逐步修正已有的勘探資料，指導(dǎo)掘進(jìn)開(kāi)采，最大程度地利用資源，同時(shí)收集、研究影響采掘的地質(zhì)因素，減少災(zāi)害發(fā)生。

1 在首采區(qū)適度提高勘探程度

地質(zhì)勘探結(jié)束后，按地質(zhì)勘探和煤礦設(shè)計(jì)，都要求首采區(qū)達(dá)到一定數(shù)量、比例的高級(jí)儲(chǔ)量，還應(yīng)對(duì)構(gòu)造、煤層有一定的控制程度，已有利主井、副井、風(fēng)井的選址或和井型設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確知道巷道與煤層的空間關(guān)系，減少石門(mén)開(kāi)拓量，達(dá)到采掘、運(yùn)輸、安全最經(jīng)濟(jì)、優(yōu)化的設(shè)計(jì)。但在現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)體制模式背景下很難達(dá)到，為此必須找到在現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)模式條件下的經(jīng)濟(jì)承受能力、效益與風(fēng)險(xiǎn)協(xié)調(diào)的勘探模式和對(duì)策。

原有的煤田地質(zhì)勘探規(guī)范是我國(guó)數(shù)代地質(zhì)工作者總結(jié)我國(guó)古代及世界各國(guó)煤田（礦）勘探技術(shù)，特別是前蘇聯(lián)的勘探技術(shù)規(guī)范而成，基本經(jīng)濟(jì)分析模型是計(jì)劃經(jīng)濟(jì)模式。經(jīng)濟(jì)模式的轉(zhuǎn)變，煤田地質(zhì)勘探經(jīng)費(fèi)很有限，最終導(dǎo)致勘探程度不夠，很難達(dá)到規(guī)范要求的勘探程度，甚至勘探、設(shè)計(jì)礦井同時(shí)進(jìn)行，高級(jí)儲(chǔ)量勉強(qiáng)達(dá)到規(guī)范要求，但對(duì)構(gòu)造及煤層的控制程度往往不夠。根據(jù)這種背景下的勘探地質(zhì)資料進(jìn)行礦井設(shè)計(jì)、開(kāi)采，風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增高，對(duì)國(guó)家會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失。

為解決這一現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)、風(fēng)險(xiǎn)、效益問(wèn)題，煤田（礦）勘探應(yīng)在井筒附近和首采區(qū)適當(dāng)加密勘探工程，勘探工程間距取規(guī)范的下限，二類(lèi)二型煤田（礦）最終勘探工程間距保持在250-300米為宜，提高勘探程度，高級(jí)儲(chǔ)量達(dá)到規(guī)定的比例，對(duì)首采區(qū)構(gòu)造、煤層控制程度達(dá)到準(zhǔn)確控制，達(dá)到規(guī)范要求的勘探程度，確定合理的井筒位置，準(zhǔn)確控制首采區(qū)構(gòu)造，明確井筒與煤層的空間關(guān)系，最大程度的減少風(fēng)險(xiǎn) ，提高有限勘探經(jīng)費(fèi)的利用效益。

目前煤田地質(zhì)勘探仍沿用計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代的模式，勘探地質(zhì)工作和礦井地質(zhì)工作仍有脫節(jié)?？碧诫A段對(duì)大的構(gòu)造控制、儲(chǔ)量控制有明確的規(guī)范要求，但小的構(gòu)造和煤層的局部變化限于現(xiàn)有的技術(shù)還無(wú)法控制，這些小的構(gòu)造和變化正是影響煤礦開(kāi)采的主要因素，決定煤礦的開(kāi)采經(jīng)濟(jì)效益甚至成敗，正確認(rèn)識(shí)分析、預(yù)測(cè)這些小的構(gòu)造也是煤礦地質(zhì)工作的主要內(nèi)容，最終達(dá)到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)煤層、構(gòu)造的空間賦存關(guān)系，指導(dǎo)掘進(jìn)開(kāi)采。因此煤礦地質(zhì)人員應(yīng)和地面勘探同步介入勘探區(qū)，共同熟悉礦區(qū)的基本構(gòu)造、水文，地層等地質(zhì)狀況，為煤礦地質(zhì)工作階段提供條件。

2 加強(qiáng)煤系地層沉積古地理研究解決煤層對(duì)比問(wèn)題

煤炭是一種沉積成因的可燃有機(jī)巖，煤系地層沉積時(shí)的古地理環(huán)境、古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及其演化控制著煤系地層的厚度，煤層的厚度、結(jié)構(gòu)，后期構(gòu)造演化控制煤層的空間賦存形態(tài)及空間關(guān)系。這些問(wèn)題都要在勘探和井田開(kāi)采過(guò)程中控制、發(fā)現(xiàn)、揭露、認(rèn)識(shí)。認(rèn)識(shí)程度及準(zhǔn)確程度直接影響建井的進(jìn)程和對(duì)開(kāi)采經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)的控制。利用沉積旋回分析煤系地層，分析每一個(gè)旋回的巖石、煤層組合特征，掌握煤層與各沉積旋回的關(guān)系，確認(rèn)各煤層在旋回中的空間位置，總結(jié)出煤層的巖石、結(jié)構(gòu)特征，使煤層對(duì)比更加可靠。為解決這一問(wèn)題，建議煤礦地質(zhì)人員在工作中，不僅要熟悉井田的構(gòu)造形態(tài)，區(qū)域、局部構(gòu)造應(yīng)力狀況，還要加強(qiáng)分析煤系地層當(dāng)時(shí)的沉積古地理環(huán)境，為煤層對(duì)比提供有力的證據(jù)。

3 引入新的方法，更加準(zhǔn)確研究巷道布置

煤礦地質(zhì)工作以井下巷道素描，觀(guān)察地層巖性、構(gòu)造的變化并進(jìn)行編錄為基礎(chǔ)，準(zhǔn)確判斷構(gòu)造性質(zhì)、規(guī)模、巖漿侵入等。逐步掌握礦井的整體構(gòu)造特征和煤層的空間賦存狀態(tài)，對(duì)采掘巷道的設(shè)計(jì)布置提供準(zhǔn)確依據(jù)。巷道掘進(jìn)過(guò)程中遇到構(gòu)造變化，能夠及時(shí)正確作出判斷并指導(dǎo)掘進(jìn)。如果判斷失誤導(dǎo)致掘井方向的偏差必然造成巨大的經(jīng)濟(jì)、物力、人力的浪費(fèi)，甚至造成后期采掘的困難。

大型構(gòu)造的判斷認(rèn)識(shí)，比較流行的大地構(gòu)造理論有板塊構(gòu)造理論等，對(duì)于解決區(qū)域構(gòu)造的研究有獨(dú)特的指導(dǎo)意義，能很好的解釋區(qū)域構(gòu)造形態(tài)、應(yīng)力場(chǎng)等問(wèn)題。對(duì)于煤田地質(zhì)工作，能很好的解決煤田聚煤盆地的形成演化過(guò)程，后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的區(qū)域性構(gòu)造表現(xiàn)，對(duì)于煤礦地質(zhì)工作需要解決具體的小構(gòu)造形態(tài)仍有指導(dǎo)意義。

構(gòu)造應(yīng)力環(huán)境分析、判斷小的構(gòu)造，使用李四光的地質(zhì)力學(xué)理論應(yīng)該有獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)，首先在分析區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力形態(tài)背景，使用地質(zhì)力學(xué)理論指導(dǎo)分析礦區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)行跡，準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)具體構(gòu)造行跡，確認(rèn)應(yīng)力特征及構(gòu)造性質(zhì)。

研究礦區(qū)地質(zhì)最終是為指導(dǎo)生產(chǎn)，為巷道設(shè)計(jì)提供依據(jù)，解決巷道掘進(jìn)中遇到的問(wèn)題?？碧竭^(guò)程中控制的往往都是大構(gòu)造、煤層的大體形態(tài)，和實(shí)際情況都有一定的誤差，只能在掘進(jìn)中修改，造成掘進(jìn)量增大而增加生產(chǎn)成本。本人認(rèn)為，充分利用煤田勘探地面地質(zhì)圖、鉆探工程等地質(zhì)資料，引入數(shù)學(xué)地質(zhì)理論有可能很好的解決這一問(wèn)題。

4 加強(qiáng)地質(zhì)數(shù)字化建設(shè)，提高準(zhǔn)確性

數(shù)學(xué)地質(zhì)就是引入概率統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)方法，使用計(jì)算機(jī)把地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)體數(shù)字化，從定性地質(zhì)描述逐步定量地質(zhì)描述，實(shí)現(xiàn)不同程度級(jí)別的模擬仿真，研究地質(zhì)現(xiàn)象的時(shí)空演化過(guò)程，達(dá)到更加精確的描述解釋地質(zhì)現(xiàn)象。煤炭是一種外生沉積層狀礦產(chǎn)，構(gòu)造形態(tài)主要表現(xiàn)為面狀和線(xiàn)性，一般條件下有很好的連續(xù)性和穩(wěn)定性，數(shù)學(xué)地質(zhì)研究有很好的適應(yīng)條件，達(dá)到勘探、詳查的煤田或礦井資料的詳實(shí)程度應(yīng)該能達(dá)到高度的模擬仿真。如煤層底板引入趨勢(shì)分析等數(shù)學(xué)地質(zhì)方法，使用多項(xiàng)式高次擬合，等趨勢(shì)方向有可能為采掘巷道提供準(zhǔn)確的依據(jù)。利用剩余量解釋構(gòu)造，解釋大的構(gòu)造形態(tài)，高次擬合趨勢(shì)解釋小的構(gòu)造。估計(jì)串珠狀的正剩余和串珠狀的負(fù)剩余可以代表為線(xiàn)狀構(gòu)造，結(jié)合引力場(chǎng)等解釋斷層性質(zhì)。不連續(xù)的、無(wú)規(guī)律的正負(fù)剩余有可能代表面狀構(gòu)造如褶曲，正剩余可能代表構(gòu)造背斜，負(fù)剩余可能代表向斜構(gòu)造，普采巷道掘進(jìn)中拐彎，綜采巷道上挑或下臥形成上下山。和三維地震解釋資料、鉆探資料相互印證補(bǔ)充，更加合理精確的解釋煤層、及構(gòu)造在空間的賦存展布狀態(tài)關(guān)系，為煤礦建井選擇主巷道及生產(chǎn)巷道設(shè)計(jì)提供更加有力的依據(jù)，達(dá)到最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，減少巷道的設(shè)計(jì)失誤。

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