江西省煤田地质局227地质队 343009
摘要:煤田地质勘探是开采的基础,本文主要分析了煤田地质勘探的阶段中应用的煤田钻探新技术、重磁电及地质雷达勘查技术、测井勘查技术、遥感地质调查技术、综合勘探技术5种煤田地质勘探技术,并阐述了煤田地质勘探的特点及煤田地质勘探技术发展趋势。
关键词:煤田地质勘探;钻探技术;测井勘查技术
随着我国经济的发展,对煤炭这种能源物质的需求量呈现出直线上升的状态,并且当前的环保意识也不断增强,环保煤的应用越来越多,急需更加优质的煤炭资源,更需要加强煤田地质勘探。由于我国的煤田勘探技术发展较晚,落后于西方国家,以往采用的煤田地质勘探技术手段单一,对人工的依赖程度较高,降低了勘探的准确性,伴随着当前计算机技术的发展,煤田勘探技术的自动化程度、精度和效率也在不断提高,这对于煤田资源的合理开发具有非常重要的意义。
1煤田地质勘探阶段分析
煤田地质勘探阶段包括预查阶段、普查阶段、详查阶段、勘探阶段。①预查阶段。主要是根据工作人员在某矿区中的测量数据判断该矿区的地质结构及是否存在煤田,如果通过检测、数据分析确定存在煤矿则启动预查阶段的工作,进行煤矿的具体勘查、定位,分析该区域的地形特点和地质结构,为以后的工作提供数据支撑。②普查阶段。该阶段主要是预查完成之后进行的煤炭资源评价工作,评估煤田的经济价值,制定煤炭资源的开发计划。③详查阶段。该阶段主要是寻找地质依据、划分井田、编制矿区。④勘探阶段。该阶段主要是分析煤田的具体地质资料,以井田为单位对矿井建设进行初步设计。
2煤田地质勘探技术
煤田地质勘探技术主要包括煤田钻探新技术、重磁电及地质雷达勘查技术、测井勘查技术、遥感地质调查技术、综合勘探技术,具体论述如下:
2.1煤田钻探技术
煤田钻探技术流程:第一步:在进行煤田钻探之前应该做好准备工作,确定地层层序和地质构造、煤层的赋存状态、计算煤层储量等。第二步:采用勘探剖面法布置勘探工程,钻孔布置在勘探线上。钻探过程中,边钻进边选择层位对岩心进行提取,利用获得的地质信息绘制原始钻孔柱状图。传统的煤田钻探技术采用立轴式钻机设备,该设备不能进行斜钻,并且工作强度大,不能达到某些工艺需求,钻探效率低。随着科学技术的发展出现了很多新技术,应用最多的为绳索取芯技术和钻进参数探测技术。
①绳索取芯技术。绳索取芯钻探是一种不提钻而由钻杆内捞取岩心的先进钻进方法,该技术的应用降低了煤田钻探的劳动强度,减少起下钻的辅助时间,减少钻孔弯曲度,提高了钻探效率。绳索取芯技术应用中应注意:选择适宜的套管直径深度,做好防斜措施,配套使用钻头和扩孔器,定期保养绳索取芯钻具。
②钻进参数探测技术。该技术可以通过钻机的各种传感器实时掌握钻机工作中的钻进压力、钻杆旋转速度等钻进参数。根据这些参数可以实现钻进设备的实时操作调整,提高钻进效率。
2.2重磁电及地质雷达勘查技术
我国国土地质条件复杂,有很多特殊的地质地貌,比如陷落柱、沉积盆地、断层,还存在矿山空洞、采空区等异常体,对于这些特殊的地区使用传统的方法进行煤田勘探具有一定的局限性,而重磁电及地质雷达勘查技术可以实现对这些特殊地质地貌的准确、高效的地质勘探,重磁电及地质雷达勘查技术包括频率域电磁法勘探、地质雷达探测、直流电法勘探(含高密度电法勘探)、瞬变电磁法勘探等方法。
2.3测井勘查技术
煤田地质勘探中必不可少地需要建设钻井,必须用到测井勘查技术,当前的测井技术可以测量岩层的声学特性、导电特性、电化学特性等参数。比较常见的测井技术包括电法测井技术、声波测井技术和核测井技术。电法测井技术主要沿着钻井的剖面利用下井装置测量岩层的自然电位、电阻率等参数。声波测井技术主要是探测剖面岩层的声学物理特性,根据声波的传播速度和传播幅度测定岩层的特性,估计地层的异常压力及合成地震记录等。核测井技术主要利用天然放射线对岩石的剖面进行照射,根据放射线的强度计算物性参数。
2.4遥感地质调查技术
当前国际中应用的遥感地质调查技术包括红外遥感、全息摄影遥感、激光遥感、雷达遥感、多光谱遥感等多种形式,可以实现自动化编录和成图,提高地质勘探的效率,具有大面积同步观测、投入小、定位准确等特点。煤田遥感地质勘探主要是利用遥感技术进行地质填图。煤田地质勘探中的各个阶段都要进行地质填图。地质填图主要是对含煤地区的断层、煤层、岩层等进行测量和描述,将获得的地质信息按照一定的比例在地形图上填绘,得到地层综合柱状图、地质剖面图等。
2.5综合勘探技术
综合勘探技术就是根据煤田工作区的具体的地形、地貌、地球物理条件等应该选择合适的勘查技术手段,做好测井技术、地震勘探技术、钻井技术多种勘查施工工序的排列及配合,达到投资少、效果好的目的。例如煤田地质勘探区被新生界地层覆盖则可以采用钻探与地震相结合的综合勘探方法,应用钻探技术查明煤田的水文地质和煤质,应用地震勘探技术探明煤田资源量区、地质构造、断层、煤层的赋存深度、煤层的合并地带、煤层厚度及岩石特性等信息。
3我国煤田地质勘探特点
3.1煤田地质勘探直接为采掘生产服务
煤田地质勘探的主要目的就是探明煤田资源,为之后的开采服务,通过煤田地质勘探获得煤层结构、地质结构数据及影像资料,确定最佳的煤田开采方案,更好地服务于我国的煤炭工业建设。
3.2煤田地质勘探的针对性、局部性、继承性
随着煤田地质勘探技术的不断进步,提高了煤田勘探的效率,对局部进行监测就可获得区域的煤田分布情况,但是对于一些地质环境复杂或者煤炭资源含量十分丰富的地区则需要针对性地进行勘探,以降低后期开采中安全事故的发生率。随着煤田地质勘探技术的进步,对于一些以往难以勘探和开采的区域可以进行再次勘探,所以说煤田地质勘探具有继承性。
3.3煤田地质勘探资料丰富
我国是一个煤炭资源比较丰富的国家,在西北地区和东北地区的储量较多,但是由于不同区域的环境和气候差异很大,导致煤田地质勘探和开采施工的特点、技术方案体系也不相同。我国煤田地质勘探、开采已经进行了几十年,形成了完整的技术流程体系,资料丰富,对于一些环境比较复杂的煤田地质勘探和开采可以综合应用这些资料,确定预算最少和安全系数最高的煤田地质勘探和开采方案。
4煤田地质勘探发展趋势
当前应用的煤田地质勘探技术在不断进步,部分技术已经比较成熟,应用的勘探设备部分也已经到达国际先进水平,得到了更加准确的勘探结果,在信息化背景下,能够更加准确、快速地对勘探数据进行分析,但是对于长度小150m、落差小于5m的小型褶曲位置,我国的勘探技术还难以查明。许多西方发达国家的煤炭公司已经开始在钻孔技术中使用岩层显微扫描仪设备,来对半米落差的断层、裂隙以及构造特征进行详细解释,这种技术能够准确计算出具体的应力方向,我国这方面的技术还相对落后,今后应该加强这方面的技术研发。
此外,煤田地质勘探中还存在细节处理不到位、矿井水防治能力较弱等问题,其中细节处理不到位主要体现在细节处理存在诸多问题,如钻井冲液处理不当、完井之后存在坍塌现象;矿井水防治能力较弱主要体现在煤田地质勘探工作结束之后,勘探人员对矿井水的防治工作不到位可能会影响煤炭的质量、影响水的质量。对于这种现象,应该加强煤田地质勘探人员科学可持续发展意识、安全意识的培训,在勘探中合理统筹布置各项工作,严格监管勘探过程。
5结束语
煤田地质勘探技术经过几十年的发展,已经取得了很大的进步,在实际煤田地质勘探中我们应该结合具体的情况选择勘探技术,积极和西方国家进行技术交流,认真总结经验积极研究新技术,才能推动地质勘探技术的不断发展,为社会创造更多的经济效益。
参考文献:
[1]吕浩岩.浅谈GPS技术在煤田地质勘探测量中的主要应用[J].黑龙江科技信息,2019.
[2]岳洋.试论煤田地质勘探技术及其特点[J].黑龙江科技信息,2019.