李海民

摘 要：文章主要針對地質(zhì)勘探在煤炭資源開發(fā)中的應(yīng)用進行了分析論述，并就集中勘探方法進行了詳細的分析，通過綜合性的勘探方式能夠有效了解礦區(qū)地質(zhì)狀況，為后期的開發(fā)方案制定提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：煤炭資源；地質(zhì)勘探；礦區(qū)；開發(fā)

礦區(qū)的開發(fā)會受到很多因素的影響，首先地質(zhì)條件是首要影響因素，地層中斷層的發(fā)育以及煤層的厚度等都會對資源的開發(fā)造成影響，尤其會對資源開發(fā)的接續(xù)造成影響。單單依賴于某一種勘探方式往往很難準確把握煤層的分布以及底層分布狀況，只有結(jié)合多種勘探方式以及多種手段才能夠充分了解開發(fā)區(qū)域的實際狀況。例如，在地面采用三維物探的方式，而在井下，首先采用多用途探巷并配合使用井下物探以及鉆探的方式，通過各個影響因素的研究，對勘探資料進行整合分析，獲得準確的勘探結(jié)果，從而為煤炭生產(chǎn)提供準確的數(shù)據(jù)保障。

另外，通過對勘探目的層的合理選擇，將井下巷道充分的利用起來，通過多種勘探試驗手段，并結(jié)合綜合水文勘探方式，將地質(zhì)條件探查清晰，避免礦井受到水害威脅。

1 傳統(tǒng)勘探分析

1.1 方法

在礦井中，出現(xiàn)底板突水的礦井大多存在巖溶承壓水，該類現(xiàn)象產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，產(chǎn)生突水狀況的機理主要包括以下幾點：首先，底板突水的主要原因在于在結(jié)構(gòu)中裂隙水網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展狀態(tài)；其次，突水狀態(tài)會受到巖性特征以及隔水層厚度的影響；再者，導(dǎo)致底板突水發(fā)生的主要誘因在于采礦活動對于底板的損壞；而發(fā)生底板突水的關(guān)鍵因素就在于原聲構(gòu)造的裂隙以及斷裂結(jié)構(gòu)的發(fā)育；最后，突水的程度還會受到礦壓-水壓共同作用的影響。所以，因此針對水文地質(zhì)勘探主要包括隔水層厚度的探查以及裂隙水網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的規(guī)律、含水層變化以及發(fā)育狀態(tài)。

1.2 傳統(tǒng)方法的局限

傳統(tǒng)方法中，單一的勘探方式僅僅只能夠探明引發(fā)突水的一種因素。例如，采用抽水試驗以及注水試驗或者鉆探法只能針對巖溶的發(fā)育以及巖溶的富水狀態(tài)進行了解，而針對整體的開采地域中的富水規(guī)律無法予以全面性的掌握。并且，礦井突水不僅僅是由于一種因素引發(fā)的，不能僅采用一種方式探明一種原因便可以解決。因此，需要依照實際的空間變化狀態(tài)以及水文條件變化規(guī)律等在變化過程中相互作用，例如在斷層導(dǎo)水突水中，起主導(dǎo)作用的主要為構(gòu)造突水機理；而引發(fā)底板破壞性突水的關(guān)鍵在于采礦動壓。所以，突水現(xiàn)象的防治需要進行全面的勘探，針對性的進行治理，通過綜合性的方案，進行全面的突水防治。對水文地質(zhì)條件的探查，采用單一的探查方法顯然是不夠的。

2 綜合勘探分析

2.1 地面地震勘探

在對采區(qū)進行設(shè)計前應(yīng)當對采區(qū)地面進行地震勘探，從而對采區(qū)的斷層發(fā)育狀況以及地層構(gòu)造形態(tài)等進行查明。了解煤層底板形態(tài)以及賦存狀況，并針對地下含水層的實際狀況進行準確的評價，從而提出針對性的防治措施，從而保證采區(qū)的設(shè)計建立在有效的地質(zhì)資料之上。

并且在本階段中，需要對采區(qū)小結(jié)構(gòu)地質(zhì)狀態(tài)予以查明，例如斷層落差在5米左右的結(jié)構(gòu)以及采空區(qū)以及陷落柱等的分布狀況和空間狀況，并針對這些結(jié)構(gòu)進行預(yù)先的布置。目前使用較為廣泛的勘探方式主要包括瞬變電磁法、三維地震勘探以及鉆探和直流電法。四種方式中，操作最簡單的為物探法，但是容易受到地表條件的影響。所以綜合考慮各種因素，三維地震勘探方式是最佳選擇。

2.2 微動測深勘查

微動是一種在時間域和空間域都極不規(guī)則的震動現(xiàn)象。根據(jù)波動理論，微動記錄既包含有體波也包含有面波。由于在大多數(shù)情況下，微動的震源是在地表面或海底面，在微動中的面波成分相對于體波成分來說占絕對優(yōu)勢，微動測深勘查方法就是利用這一占絕對優(yōu)勢的面波來反演地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法。同時，依據(jù)觀測形式的不同微動測深探查主要分為以下幾種形式：（1）單點勘查。單點勘查方式觀測臺陣，一般由兩個不同半徑的同心圓（內(nèi)接正三角形）組成，在圓心和圓周上內(nèi)接正三角形頂點處各設(shè)置一套微動觀測儀。這種觀測方式勘查深度與臺陣的大小成正比。根據(jù)勘查深度的要求，可采用由三個或三個以上不同半徑的同心圓組成觀測臺陣；（2）測線勘查。

2.3 井下鉆探及綜合物探

在放水試驗對主要含水層的富水性達到宏觀控制（礦井、采區(qū)）的基礎(chǔ)上，對富水區(qū)的每一工作面，針對不同的條件，采用各種物探手段，探明局部導(dǎo)水構(gòu)造、隔水層變薄帶及局部富水帶，再用少量的鉆探手段進一步驗證，有針對性的重點布置注漿改造、疏水降壓等治水工程。

（1）井下直流電法透視：從大的范疇來說，井下直流電法透視仍屬于礦井直流電法。其目的是探測采煤工作面內(nèi)部的導(dǎo)水構(gòu)造、底板含水層的集中富水帶。許多礦區(qū)的研究和試驗證明，井下直流電法透視是探測水文地質(zhì)異常區(qū)最為有效的物探方法之一。（2）TEM探測：瞬變電磁法（簡稱TEM），它是利用大功率的發(fā)射裝置向鋪設(shè)在地面的矩形線圈（或稱發(fā)射框）發(fā)送雙極性大電流，在電流開啟和關(guān)斷時，由于電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生電壓脈沖，電壓脈沖的衰減產(chǎn)生感應(yīng)磁場（即一次磁場）。一次磁場隨著時間的推移，在地下介質(zhì)中產(chǎn)生渦流。因此，通過研究二次場的衰減規(guī)律，可達到推測、分析地下地質(zhì)異常體的目的。（3）彈性波CT：即地震層析成相技術(shù)，可以推測主要構(gòu)造的發(fā)育情況，但由于該項技術(shù)起步比較晚，還有待于進一步完善提高。（4）瑞利波：利用瑞利波探測技術(shù)可以對掘進巷道前方的地質(zhì)異常體，特別是斷裂構(gòu)造進行超前探查，預(yù)防突遇斷層出水。該項技術(shù)對于探測前方構(gòu)造效果較好。

針對礦區(qū)水文地質(zhì)異常以及實際地質(zhì)狀況還可以采用槽波、坑透以及脈沖試驗等進行探測。通過上述分析，可以看出，針對具有水害隱患的礦區(qū)，通過了解分析其水文地質(zhì)條件，結(jié)合各種放水試驗，并利用鉆探和局部異常調(diào)查等手段，相互驗證、補充后，得到準確的勘探結(jié)果，對于礦區(qū)煤礦開采以及安全生產(chǎn)具有重要的意義。

3 結(jié)束語

目前應(yīng)用的礦區(qū)地質(zhì)勘探技術(shù)結(jié)合了基礎(chǔ)地質(zhì)勘探以及地球物理方法，并采用了現(xiàn)代化的信息技術(shù)。采用地面鉆探、礦井物探以及三位地震和井下工程等勘探手段，收集多方數(shù)據(jù)，查明采區(qū)地質(zhì)狀態(tài)，例如煤層分布、深度、厚度以及采區(qū)地下斷層的分布、埋藏深度等。通過現(xiàn)代化的信息技術(shù)建立起全面的地理信息平臺，并采用復(fù)合式的地質(zhì)勘探手段，綜合分析采區(qū)資源分布狀況，制定合理的采掘方案。實現(xiàn)信息化、可視化、安全化的開采。從而有效提高煤礦資源的開采效率。實現(xiàn)現(xiàn)代化的動態(tài)地質(zhì)管理，更好的應(yīng)對突發(fā)性的災(zāi)害。

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