浅谈煤矿矿区综合地质勘探和煤炭资源开发

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1、浅谈煤矿矿区综合地质勘探和煤炭资源开发　　摘要：煤炭是中国的第一能源，煤炭生产在中国国民经济中具有举足轻重的地位。中国东部煤矿已经进入深部开采阶段。深部开采矿井均为高产高效矿井，对煤田地质工作提出了更高的要求，包括查明煤层中的断层、褶曲、陷落柱和采空区的空间分布形态，同时查明与水文地质条件与瓦斯突出条件密切相关的煤层顶、底板岩性。本文通过简述在煤炭资源的开发过程中所采用的几种地质勘探方法，采用综合的地质勘探方式可以有效的探查煤矿矿区的地质情况，为煤炭的后续开发提供依据。关键词：煤田地质资源开发综合勘探井地质地质方法一、前言6目前，煤矿深部开采中的地质勘探技术是以地球物

2、理方法为先导，其它基础地质手段加以配合，依托计算机技术实现地质工作的动态管理是煤矿深部开采地质勘探的特点，从现今的发展方向来看，煤矿深部开采地质勘探技术的发展方向是将地球物理方法、基础地质勘探手段与地理信息系统技术进行有机结合。利用三维地震、矿井物探、地面钻探工程等多元数据，查明采区内断层分布、煤层埋藏深度与厚度、岩溶裂隙发育带的分布和隔水层厚度等地质信息。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统，把三维地震、矿井物探、构造地质、水文地质等多元信息进行复合、综合分析后建立预测与评价模型，实现地质资料的信息化、数字化和可视化，为开采地质条件的快速评价、生产地质工

3、作的动态管理、突发性地质灾害应变对策的制定提供技术支撑。二、传统水文地质勘探1.方法受岩溶承压水威胁的矿井，底板突水是各类因素综合作用的结果，突水机理主要包括：（1）岩溶裂隙水网络的发育情况，是发生底板突水的物质基础；（2）隔水层的厚度及岩性特征，是突水的制约因素；（3）采矿活动造成底板的破坏，是底板突水的诱导因素；（4）断裂构造及原生构造裂隙的发育程度，是导致底板突水的关键因素。因此，水文地质条件的探查范围包括了岩溶裂隙水网络发育规律、隔水层的厚度及岩性变化、断裂构造及底板裂隙的发育规律及发育程度、含水层水位变化规律等。2.传统方法的局限性6而任何一种单一的勘探方法

4、，只能大致探明某一种突水因素，对于整个开采范围的富水规律难以有效的探明。另外，矿井突水是一个十分复杂的问题，不可能用一个统一的规律进行描述，随着空间的变化，水文地质条件发生变化，各类突水因素在突水过程中的作用相互交替变化。因此，要防止底板突水，就必须对各类突水因素进行全面探查，有针对性的实施综合治理，才能有效的防止水害事故的发生。对水文地质条件的探查，采用单一的探查方法显然是不够的。三、采用综合方式进行地质勘探1.采区地面地震勘探采区设计前，通过采用地面地震勘探手段，查明采区构造形态和断层发育规律，查明煤层赋存状况及底板起伏形态，对影响开采的含水层富水性进行评价，并提

5、出水害防治措施，为采区设计提供可靠的地质资料。同时本阶段的主要工作也是进一步查明采区范围内的小构造，包括落差5m左右的断层、陷落柱和采空区的空间分布形态，根据采区衔接的要求，应提前布置实施。现已成熟的探测技术包括三维地震勘探、瞬变电磁法、矿井直流电法和钻探。地面物探方法较矿井物探方法施工简单，探测效率也高，但受到地表条件的限制。因此，在地表条件允许的前提下，三维高分辨率地震勘探技术是首选方法。2.微动测深勘查微动是一种在时间域和空间域都极不规则的震动现象。依据观测形式的不同微动测深探查主要分为一下几种形式：（1）单点勘查。单点勘查方式观测台阵，一般由两个不同半径的同心

6、圆组成，6在圆心和圆周上内接正三角形顶点处各设置一套微动观测仪。这种观测方式勘查深度与台阵的大小成正比。（2）测线勘查。在煤田勘查这种大面积勘探中，单点勘查已经不能满足生产要求。可采用测线（剖面）观测系统，在测区内按一定间距布置这样的测线，实现二维微动测深勘探，并反演测区三维S波速度结构，结合钻孔及其它地质资料，可进一步解释速度异常区域的地质意义。3.井下钻探及综合物探对富水区的每一工作面，针对不同的条件，采用各种物探手段，探明局部导水构造、隔水层变薄带及局部富水带，再用少量的钻探手段进一步验证，有针对性的重点布置注浆改造、疏水降压等治水工程。3.1井下直流电法透视：

7、从大的范畴来说，井下直流电法透视仍属于矿井直流电法。其目的是探测采煤工作面内部的导水构造、底板含水层的集中富水带。许多矿区的研究和试验证明，井下直流电法透视是探测水文地质异常区最为有效的物探方法之一。63.2TEM探测：瞬变电磁法（简称TEM），它是利用大功率的发射装置向铺设在地面的矩形线圈发送双极性大电流，在电流开启和关断时，由于电磁感应作用产生电压脉冲，电压脉冲的衰减产生感应磁场（即一次磁场）。一次磁场随着时间的推移，在地下介质中产生涡流。地下涡流的变化又生产二次磁场，由于不同地质体其电性特征存在差异，其二次场的衰减亦存在差异。因此，通过研究二次