摘要:能源是人类发展的物质基础,煤炭在日常的消耗中占据着核心的地位。我国的煤炭资源本身就相对较少,提高煤炭地质勘查技术,可以有效提高我国的煤炭资源利用率。我国的煤炭地质勘查技术一直在不断发展之中,勘查设备和勘查方法都有所提高。研究我国的煤炭地质勘查的进展,优化煤炭地质勘查的设备技术,能够有效促进我国煤炭地质勘查技术的不断提高。
关键词:煤炭地质;地质勘测;技术分析
引言
虽然国内煤炭行业整体的发展速度相对于先前有了明显的降低,但是我国的国情是“富煤贫油少气”的实际情况并没有发生变化,煤炭资源仍旧是我国的主体资源,在我国战略性能源结构中仍旧扮演着不可替代的作用。做好煤炭地质勘查工作,不仅有助于增强我国煤炭资源开采的精准化、精细化及安全性程度,同时有助于推动煤炭行业健康绿色可持续发展。因此,对煤炭地质勘查技术的现状及提升措施进行分析有着较为重要的意义。
1我国煤炭地质勘查的主要进展
1.1我国煤炭地质勘查技术的主要进展
我国煤炭的勘查技术已经由传统性逐渐转向科学性,并将许多先进的科学技术运用到了勘查中。例如一些遥感、物探、钻探技术,这些先进科学技术的运用,不仅能够提高煤炭地质勘查的数据准确性,还能够有效拓展勘查的范围。而且我国的计算机网络技术发展非常迅速。计算机不仅运用到了煤炭勘查技术中,还能够运用到煤炭勘查数据的处理中。在计算机网络的帮助下,煤炭勘查的数据能够以图像的形式展现出来,使勘查数据处理得更加快速准确,加快了煤炭资源的开发。煤炭勘查开发过程中肯定会存在一定的污染,我国现在的勘查技术已经能够对煤炭周围环境的破坏进行评估,提高煤炭周围环境的运用率。煤炭勘查技术的与先进的网络技术结合起来,不仅提高了煤炭地质勘查的速度,也促进了煤炭的开采。
1.2我国煤炭地质勘查设备的主要进展
煤炭地质勘查设备是我国煤炭地质勘查中的基础设备也是核心部件。传统的煤炭地质勘查设备主要是一些老旧设备,而且技术不算发达,体积较大,在测试的过程中,数据会存在一定的不确定性。而且,传统的煤炭地质勘查设备还存在一定的局限性,在煤炭地质勘查的范围上也存在一定的局限性。我国煤炭区域一般都在比较偏僻的地方,环境非常恶劣,煤炭地质勘查设备具有重要的作用。煤炭勘查设备必须保持一定的精确性和准确性,才能使勘查的数据准确。随着科学技术的快速发展,我国仪器设备更加精密精小,而且数据测得也更加准确,材料发展也相当迅速,许多高强、高模、高质量的材料已经运用到了探测设备中,能够有效提高煤炭地质勘测的准确性与效率。煤炭地质勘测的主要进展也决定了我国煤炭地质勘测技术的发展。
2煤炭地质勘测技术应用
2.1探地雷达法
探地雷达法又称地质雷达,简称GPR,是1910年德国人Hulsemeyer与Lowy在一项专利中阐明的概念,这也是第一次探地雷达法进行详细的描述。近年来,探地雷达法由于其具有探测速度快,操作简单方便,可连续检测和无损的特点使其受到环境检测、地质勘测、工程调查以及考古领域专业人士的青睐。探地雷达法与瞬变电磁法的电磁传播理论基础的式样的,都是借助电磁波在介质中电磁特性,即在不连续处产生反射与散射的特点对矿区地下的目标进行定位、成像进行利用麦克斯韦方程组判定电磁特性变化从而达到勘测目的的方式。探地雷达法的种类是多种多样的,但是基本的组织构架是一致的,有控制单元、发射机、接收机、电缆、天线、电源等。
在实际勘测过程中,探地雷达是通过脉冲的形式将大功率高频电磁波由发射天线进行发射端饿,当地下介质传播遇到不同的介质,其电性有差异,就会发生反射、透射、折射的电箱,因此,勘测人员需明确不同地下介质的介电常数与电阻率,在结合勘测所获取的高频电磁波进而分析矿区地下介质的分布情况。需要注意的是,一般情况下探地雷达的勘测深度在0-6m,若勘测距小于1.5m时,煤炭不会出现分层现象,若大于1.5m就会出现明显的类似光学原理的折射、反射现象,若勘测距离始终保持在6m,反射也相对复杂时,则该探测区采空的可能性极大,易发生坍塌事件。
2.2三维地质勘探
三维地质勘探是使用不同岩石的灵活性,使用人工激励(如炸药)振动引起地壳地质波,使用精密仪器记录的信息表面点的振动(地质波场),通过计算机处理,提高信噪比,突出有效信息,分析地质波的传播,从而达到解决地质问题主要用途:煤层厚度测量、预测分叉的主煤层、确定地下主煤层露头位置、划分奥陶系灰岩断裂带,圈定煤层自燃主要火区、划分煤层范围带化冲击岩。高分辨率三维地质技术已广泛应用于煤矿采区。所提供的服务包括陷落柱、煤层宏观结构、厚度变化趋势等,高精度三维地质技术的成功开发和应用为煤炭行业带来了数百亿元的巨大经济效益。山西很多矿区采用三维地质勘探技术,改进了矿井和矿区的设计,使采煤工作面长度从1000~1200m增加到2000~3000m。从10-20m的滑距断层识别到3-5m的滑距断层和5m波浪形地貌的断层,勘探精度有了很大提高,构造识别精度从60%提高到80%。
2.3地球物理勘探
地球物理勘探是煤矿勘查的重要手段。利用专用仪器检测地球物理场中的自然或人为变化,消除干扰因素的影响。对实测数据进行修正,根据图中所反映的异常特征,综合考虑工作区域综合地质资料,利用修正值绘制平面图和剖面图,确定异常原因。对地质体的形态、赋存、空间位置等进行定性或定量的解释,分析地质构造,圈定地质层位,解决生产和安全生产中遇到的各种地质问题。地质勘探工程地质主要用于了解浅层构造,用于查明含煤地层构造、煤层起伏状,煤层顶板和底板的深度和厚度,识别断裂构造、岩溶陷落柱、采空区等等。“十三五”期间,围绕提高煤矿地质勘探精度、拓宽拓展煤矿工作范围等开展了大量的地质勘探技术研究。
2.4瞬变电磁法的应用
瞬变电磁法对低电阻体有着非常敏感的反应,可以准确的查明煤炭矿井中的含水地质,提升探测的深度,自动消除主要噪声源,并且其对地形地貌不会产生任何影响,因此,在煤炭矿井水文地质勘测中,加强瞬变电磁法的有效应用可以获取可靠的地质信息。在实际勘测水文地质中可以采用两套瞬变电磁仪器,达到相互验证的效果,为了保证探测的准确性与精密性,使探测区域的地面形成互补,需预先选择好地理位置适宜的巷到,应运用多种物探技术进行地质特点的分析。结合煤炭矿井的实际概况对于矿井下采用偶极瞬变电磁法,将发射线圈与接收线圈放置于同一侧二者相距10m左右,探测深度调节为100m,探测点间相距5m,发射线圈均采用2m*2m,频率为25Hz,电流为17-18A,时间窗口为20S,且探测方向应在被测物质的内部。一般情况下,瞬变电磁法结果呈现低阻现象时为充水性空洞,未充水则会呈现高阻现象,但需要结合矿井的实际情况对矿区的水文地质做出科学的分析与评价。
结束语
煤炭地质勘查在煤炭的开采中占据了重要的地位,只有保证煤炭地质勘查数据的准确性、速度,才能保证煤炭开发的速度与效率。在当今社会煤炭消耗得非常快,而且造成了大量的浪费,煤炭资源对于我国来说是非常稀缺而且迫切需要的,煤炭地质勘查技术和设备的发展决定了煤炭开采的效率。随着科学技术的快速发展,我国煤炭地质勘查技术将不断地发展,不断地促进煤炭的开采水平提升。
参考文献
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