黑龙江省煤田地质二0四勘探队黑龙江七台河154600
摘要:随着社会经济的发展,我国各行各业都有了很大的发展空间,尤其是煤炭行业,煤炭行业是我国国民经济中的重要组成部分,煤田地质勘探在煤炭行业中占据着非常重要的地位。信息技术的发展,很多新能源被相继开发出来,对煤炭行业产生了一定的冲击,为了保证煤炭行业能在激烈的市场竞争中处于不败之地,必须要不断创新煤田地质勘探的技术,促使煤炭行业的健康稳定发展。本文就对煤田地质勘探技术及特点进行分析探讨。
关键词:煤田地质;勘探技术;特点
1我国煤田地质勘探技术的主要特点
1.1直接为采掘生产服务
煤层的地质勘探工作具有鲜明的工作目的,其主要是为后期的煤矿开采服务。通过对煤层分布、煤层结构、岩层结构等数据与图像的获取,并对岩层与煤层之间的相互作用力进行分析。提供给相关工作人员进行施工方案的确立,进而服务于煤矿施工建设。
1.2针对性、局部性
煤层的地质勘探技术具有针对性和局部性的特点。近年来,随着煤层勘探技术的不断提高,其勘测的方法和技术实施也呈现了较高超的特点,通过对局部定点监测就可以获取此片区域的煤层分布情况。其针对性表现在,对环境复杂或煤层含量较丰富的地区可以进行重点勘探,保证施工的安全性和煤炭的开采率。
1.3资料丰富、手段多样
我国煤层的分布比较广泛,其贮藏的地理特点也有较大的不同,针对不同的施工环境,相关科技人员研究出了不同的勘探方案。经过几十年来的工作经验总结,不同的勘探技术都形成了较完善的流程体系,针对复杂的环境还能够进行综合的运用。目前,我国的煤矿勘探资料也比较丰富,在方案的设计中,方便工作人员对相似工程进行比对分析,确立效益高、预算少和安全性高的最优施工方案。
1.4继承性、补充性
经过多年来的科学技术发展,我国的煤炭开采率不断上升,对于较难开采的地段也能够进行安全施工。因而,对于以往没有高效开采的地段可以进行再次勘探,对于还有开采价值的区域进行资源的再提取,避免资源浪费。
2我国煤田地质勘探主要的技术分析
2.1煤炭资源综合勘探方法
根据地形、地质和物性等条件,合理选择勘探手段,统筹布置各项工程,严格工程施工顺序,综合研究各种地质信息,提交高质量地质报告,这就是近年来逐渐完善的煤炭资源综合勘探方法。通过采用遥感扫面、物探扫线、钻探及测井扫点的工作部署,在具体勘探区,采用重磁资料确定煤系分布范围和基底深度、用高分辨率数字地震控制断层、褶皱和其他异常体的发育;用钻探结合测井方法验证地震勘探结果,并重点控制煤层的变化。通过地震、钻探和测井资料的综合解释研究,可获得高精度的地质勘探成果。在构造上,能够控制落差10-15m的小断层和落差5-10m的小断点、主采煤层的底板等高线能控制在1%-2%以内。在煤层上,能够控制煤层的发育特征,并可利用地震波组的波形、多元参数特征和变化趋势,解释典型煤层的厚度和宏观结构类型。在经济上,大幅度节约了钻探工作量,钻孔数减少50%-80%,缩短了勘探周期,勘探成本降低30%-50%,具有明显的技术经济效益。
2.2煤田钻探新技术
传统的岩芯钻探仍将是煤炭资源勘探的最直观手段,只不过随着综合勘探方法的采用,钻探工作量相对减少。伴随着新技术革命,钻探将会在自动化程度、操作的灵活性和机械效率等方面有大的进展和提高。
1)全面推广绳索取芯技术。绳索取芯技术就是在不提出钻杆的情况下,采用内套管的结构,以绳索提出内套管的方式,将钻进中收集到内套管的岩芯提取到地面后取出。使用该技术,能够大大减少工人劳动强度,提高效率、提高各项经济技术指标。该技术在煤田地质系统推广已有数年的历史,今后还将继续推广普及,并逐步解决推广应用中出现的技术问题,完善该项技术。
2)推广钻进参数探测技术。在钻探施工时,有许多钻进特征是依靠工人的感觉和经验获得的,钻工是依靠对钻进状态的判断采取措施来调整操作。这种方式人为主观性大、不易掌握,难以形成标准化操作。通过近年来的科技攻关和对外技术合作,钻进参数探测系统正在被越来越多的煤矿企业应用,因为它可以通过各传感仪实时掌握到下列钻进参数:钻杆旋转速度、钻进进尺速度、钻杆扭矩、钻进压力、进水量、返水量、泵压、孔深、泥浆粘度、密度和pH值等。钻工依据这些参数,可及时、准确地调整操作。这可大大降低工人劳动强度,提高钻进质量和工作效率。
2.3高分辨率数字地震勘探技术
高分辨率数字地震勘探就是一整套以数字方式记录高质量的地震信号,并经数字处理而获得高分辨率地震勘探效果的技术方法,它包括在数据采集上采用四小(小药量、小道距、小采样间隔和小组合基距)、两高(高频检波器、高频低截滤波)、合适的井深及准确点位(炮点、检波点);在数据处理上强调噪声衰减、子波长度压缩及精确的叠加和偏移,最终获得高信噪比、宽带的高频信号,使得小型煤田构造和异常清晰的显出。从1985年开始至今,高分辨率数字地震勘探技术在地质综合勘探和地震补充勘探实践中得到不断完善和发展。通过地震补充勘探,查明规模较小的断层、褶皱及其他异常体,以使得设计部门能够及时优化、修改设计,包括:①改变开拓方案,调整井筒位置和生产能力;②修改采区设计,如工作面位置、走向及长度;③修改主要巷道位置,调整矿井边界等。
这些成果保证了高产高效矿井的高速高质量建成,避免了因地质资料而带来的直接经济损失。目前,该项技术已得到广泛承认,并被越来越多的煤矿业主,包括亏损煤矿和地方煤矿业主的承认和采用,一场全国性的地震补充勘探和采区地震已经兴起。近年来,随着用户要求的逐渐提高和大容量高速计算机的发展,使人们能够对海量的地震勘探数据进行处理,这才使得三维地震勘探技术得以提出和飞速发展。三维地震勘探技术能够将探测小构造的程度大大提高。由于那些条件较好、启用三维方法较早的矿区大受益处,从而使其他一些煤矿或待开发井田的业主开始要求进行三维地震勘探工作,由二维转向三维的大趋势已不容置疑。在二维地震勘探技术推广中,目前正在进一步通过增大主频波来提高分辨率以探测更小的断层,完善山区地震勘探方法,研究总结勘探方法和地震勘探成果解释等方面,进一步发展和拓宽二维勘探技术,以期更好的为煤炭生产用户服务。三维地震勘探由于工作量大、成本高、技术成熟度低等因素,近几年已经通过推广体积解释技术、深度域代替时间域、模型技术的广泛使用、约束反演的使用、山区三维地震问题的解决、纵横波联合勘探的推进、多道三维地震勘探技术的开发、现场实时处理的应用等一系列方法和手段,得到逐步完善和发展,进一步提高了精度、降低成本、提高工作效率、最大限度满足用户的需求。
2.4煤炭遥感技术
煤炭遥感技术是一项将空间遥感应用于探测与煤田地质和煤炭工业有关方面的高新技术,具有实时、准实时、快速、客观、整体性强的特征。近年来,伴随着计算机软硬件的飞跃有了突破性的进展,逐步形成了较为完整的煤炭遥感科学体系,在煤田自燃环境监测、煤矿区环境监测、煤矿区水资源调查、煤炭资源调查、中小比例尺填图和区域地质研究等方面取得成功,并逐渐同物探、钻探一样,成为煤炭资源勘探的一种手段。目前,煤炭遥感正在继续沿着和GIS及GPS有机结合的方向,在计算机支持下,建成准实时性、半自动化、半智能化的中国煤田地质和煤炭资源调查信息系统,中国北方煤田自燃环境监测信息系统,中国煤矿区环境监测信息系统,煤矿区水资源调查信息系统,煤炭生产控制与土地复垦监测信息系统,并形成网络化、可视化和社会化的信息产品,为煤炭工业的可持续发展提供科学决策依据。
结语
煤炭地质勘查要根据勘查区地形、地质和物性等条件,合理选择勘探手段,统筹布置各项工程,严格工程施工顺序,综合研究各种地质信息,进行综合勘探。我国煤田地质勘探技术与世界先进技术相比尚存在较大的差距,因此,必须把握时机,加快我国煤田地质勘探技术的发展,才能满足我国高效采煤的需求。
参考文献
[1]刘国云.浅谈我国煤炭地质勘查技术现状与应用发展[J].科技风,2012(12).
[2]叶志欣,黄文科.浅谈在地质找矿中地质勘探的应用[J].科技研究,2014(8).