【摘要】煤炭资源作为一种重要的能源,在我国社会经济发展中的重要性越来越高,其应用技术也不断先进。煤田地质勘探研究主要是指查找煤层的形成与分布规律,对地质条件与精确的勘察方法进行研究。本文从煤田地质勘探基本理论入手,对几种主要的勘探技术进行介绍,并对煤田地质勘探技术的应用趋势进行预测。
【关键词】煤田;地质;勘探;发展;趋势;遥感
1、引言
煤炭资源是一种重要的能源,在现代经济的发展中起到重要的作用。我国有着丰富的煤炭资源,有一些还未探明储量。随着煤炭资源的利用率不断提高,在勘探与开采过程中应用的技术也越来越先进,与煤田地质勘探相关的理论也不断完善,几种主要的地质勘探应用技术也不断成熟。
2、煤田地质勘探相关理论
我国虽然煤炭资源丰富,但由于在前期开采过程中宏观调控能力不足,导致在规模、经营方式、技术应用上都存在散乱差的现象,甚至造成了煤炭资源的浪费问题。过多的分散式煤炭开采模式安全隐患非常多,政府管理起来难度也很大。规模以下的煤炭开采企业管理水平落后,无法与现代社会的发展相适应。我国开始对煤炭行业进行产业结构调整,关停小煤矿,开始进行规模化生产、规范化生产,促进我国的煤炭行业健康稳定向前发展。
煤田的地质勘探工作是对煤炭开采的前提与基础工作。它主要是对煤层的分布规律、煤层特征、地质条件进行研究,在研究的过程中,对勘探技术不断更新。煤田勘探主要是在煤田的普查基础上,在开采过程中对煤矿进行可持续生产的远景查看与技术研究工作。[1]
我国当前在煤田地质勘探中主要存在着几个问题。首先煤层气的研究与勘探开发中,有很多的细节处理不到位,如水力压裂效果不明显,钻井冲液对煤层造成影响、完成井后发生坍塌的问题等;第二,由于在煤炭开采过程中有可能会遇到各种各样的天气条件,所以在地质勘探前要做好地质灾害与气候灾害的防御工作,目前还有一定的距离;第三,现代地质勘探工作对未来煤炭开采对水质的影响重视度不够,没有做好矿井水的防治策略,对整个的地质勘探管理工作还欠缺规范性,多个环节间的衔接处理不当。[2]
3、我国煤田地质勘探主要技术
3.1地面地震勘探技术
我国的煤炭资源丰富,随着近几十年的发展,在煤田地质勘探领域已经走在世界前列。高分辨地震勘查技术主要采用二维地震、三维地震方法对断层的落差进行查明,之后对煤层的分叉合并区进行确定,同时可以得出岩浆岩对煤层的影响范围大小,划分异岩带。地质雷达勘察技术主要是采用瞬变电磁法、高精度磁法、高精度重力法进行勘查。目前重磁电与地质雷达勘查技术已经广泛应用于煤田地质勘探、石油地质勘探领域。[3]
3.2遥感技术
遥感技术主要应用于航天领域,通过卫星的微波、红外、可见光等,实行地面遥感测试,对煤炭资源进行评价、对煤层自燃遥感探测等。遥感技术具有实时性、准时性与客观快速的特点,通过遥感技术与现代计算机信息技术的结合,煤田矿区的环境监测中取得了不错的效果。未来遥感技术将向着GPS与GIS有机结合的方向发展。[4]
3.3测井勘查技术
测井勘查技术主要是利用电、气、核等物理参数来对煤井进行勘查。测井勘查技术可以有效确定出煤层的厚度与深度。此外,测井勘查技术还可以对非煤系的地层进行厚与深的确定、对煤岩层力学性质进行分析、对煤层的炭灰水分析等。此外还有煤田钻探新技术,通过推广绳索取芯技术降低了工人的劳动强度,提高生产效率。
4、煤田地质勘探技术应用发展趋势
随着对于煤田地质勘探研究的不断深入,钻探技术更加成熟。目前物探的设备仪器先进性更高,精度也更高,借用计算机硬件与软件,对多数据的分析与计算更加快速与准确。计算机信息技术与传统的勘探技术进行结合,已经开始在多个地质勘探领域内得以应用。
目前,对于落差低于五米,长度低于150米的小型褶曲,仍不可能使用地面勘探的方法进行查明;从上个世纪开始,发达国家就已经开始逐渐使用水平钻技术来进行煤层钻进。水平钻进技术主要是通过受控点定向钻发展而来,随着钻进技术的迅速发展,能够在井下沿煤层进行钻进,另外也可以在地面上按照垂直--圆弧--水平的线路进行煤层钻进,地面水平钻进技术在我国已经从石油部门引进到了煤田地质勘探领域;在未来,要充分利用积累的经验与先进的仪器设备,不断加强综合勘探技术的应用。[5]一些国外的企业通过对钻孔技术中岩层显微扫描仪设备的应用,对仅有半米落差的断层、裂隙与构造特征进行解释,从而计算出应力方向。通过对多角度的现实分析加以专用的软件进行计算模型建立,最终确定出煤田构造。
在一些煤田中,由于工艺使用不规范,管理水平不高等,采掘活动容易诱发危害矿井安全的动力地质现象,这些现象都具有典型的动态特性。采用动态地质勘探技术不但能够对原始地质条件的静止数据进行反映,还能基于岩煤层的应力与物性变化体现动态特征的资料,在现代煤炭开采速度不断加快的情况下,实现动态勘探非常有必要性。
5、现代煤田地质勘探技术发展建议
很多煤田的管理者对经济效益的关注超过对安全的考虑,所以往往管理不到位,有可能会引起安全事故。国家要在企业层面或科研机构层面上不断加强资金投入,企业也可以通过多渠道融资的方式,对煤炭的地下资源进行全面掌握。不断通过技术革新的方式实现煤田地质的可持续发展,加强理论研究与技术改造,建立水资源评价与地质资源污染评价制度。[6]不断加强勘探团队的建设,促进煤田地质科技工作向前发展。随着我国社会与群众对环境保护的意识不断增强,在未来的煤田地质勘探过程中,要不断重视对生态的建设,加强环境保护,加强对当地造成的污染影响评价,发展循环经济,促进煤炭资源利用率最大化,减少资源浪费问题。
6、结语
我国煤炭资源丰富,多地区在进行煤田地质勘探过程中不断积累工作经验,形成了多种实用性强的勘探技术,这些技术促进了煤炭开采工作的高效进行。但在未来,随着计算机信息技术的不断发展,将会有更多先进的技术应用于煤田地质勘探中,数据的处理与模型建立更加方便快捷。通过煤田地质勘探技术的不断进步,促进我国煤炭行业不断向前发展。
参考文献
[1]李同春.计算机技术在煤田勘探中的应用研究[J].计算机光盘软件与应用,2012,23:60-61.
[2]姜再富,田阳,王佩保.浅析煤田地质勘探技术的发展及应用[J].能源与节能,2013,04:3-4+17.
[3]任朝波.关于煤田地质勘探技术发展趋势的研究[J].化工管理,2013,14:114.
[4]佟凯,李洪军.煤田地质勘探技术发展问题及趋势探讨[J].民营科技,2012,05:13.
[5]张维东.关于煤田地质勘探技术的研究[J].广东科技,2012,11:144+146.
[6]倪倩.浅谈我国煤炭地质勘探技术发展的趋势[J].华北国土资源,2013,06:89-90.