煤炭资源开发以及矿区综合地质勘探分析

摘 要：文章主要针对地质勘探在煤炭资源开发中的应用进行了分析论述，并就集中勘探方法进行了详细的分析，通过综合性的勘探方式能够有效了解矿区地质状况，为后期的开发方案制定提供可靠的数据基础。

关键词：煤炭资源；地质勘探；矿区；开发

矿区的开发会受到很多因素的影响，首先地质条件是首要影响因素，地层中断层的发育以及煤层的厚度等都会对资源的开发造成影响，尤其会对资源开发的接续造成影响。单单依赖于某一种勘探方式往往很难准确把握煤层的分布以及底层分布状况，只有结合多种勘探方式以及多种手段才能够充分了解开发区域的实际状况。例如，在地面采用三维物探的方式，而在井下，首先采用多用途探巷并配合使用井下物探以及钻探的方式，通过各个影响因素的研究，对勘探资料进行整合分析，获得准确的勘探结果，从而为煤炭生产提供准确的数据保障。

另外，通过对勘探目的层的合理选择，将井下巷道充分的利用起来，通过多种勘探试验手段，并结合综合水文勘探方式，将地质条件探查清晰，避免矿井受到水害威胁。

1 传统勘探分析

1.1 方法

在矿井中，出现底板突水的矿井大多存在岩溶承压水，该类现象产生的原因较为复杂，产生突水状况的机理主要包括以下几点：首先，底板突水的主要原因在于在结构中裂隙水网络的发展状态；其次，突水状态会受到岩性特征以及隔水层厚度的影响；再者，导致底板突水发生的主要诱因在于采矿活动对于底板的损坏；而发生底板突水的关键因素就在于原声构造的裂隙以及断裂结构的发育；最后，突水的程度还会受到矿压-水压共同作用的影响。所以，因此针对水文地质勘探主要包括隔水层厚度的探查以及裂隙水网络发展的规律、含水层变化以及发育状态。

1.2 传统方法的局限

传统方法中，单一的勘探方式仅仅只能够探明引发突水的一种因素。例如，采用抽水试验以及注水试验或者钻探法只能针对岩溶的发育以及岩溶的富水状态进行了解，而针对整体的开采地域中的富水规律无法予以全面性的掌握。并且，矿井突水不仅仅是由于一种因素引发的，不能仅采用一种方式探明一种原因便可以解决。因此，需要依照实际的空间变化状态以及水文条件变化规律等在变化过程中相互作用，例如在断层导水突水中，起主导作用的主要为构造突水机理；而引发底板破坏性突水的关键在于采矿动压。所以，突水现象的防治需要进行全面的勘探，针对性的进行治理，通过综合性的方案，进行全面的突水防治。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。

2 综合勘探分析

2.1 地面地震勘探

在对采区进行设计前应当对采区地面进行地震勘探，从而对采区的断层发育状况以及地层构造形态等进行查明。了解煤层底板形态以及赋存状况，并针对地下含水层的实际状况进行准确的评价，从而提出针对性的防治措施，从而保证采区的设计建立在有效的地质资料之上。

并且在本阶段中，需要对采区小结构地质状态予以查明，例如断层落差在5米左右的结构以及采空区以及陷落柱等的分布状况和空间状况，并针对这些结构进行预先的布置。目前使用较为广泛的勘探方式主要包括瞬变电磁法、三维地震勘探以及钻探和直流电法。四种方式中，操作最简单的为物探法，但是容易受到地表条件的影响。所以综合考虑各种因素，三维地震勘探方式是最佳选择。

2.2 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。根据波动理论，微动记录既包含有体波也包含有面波。由于在大多数情况下，微动的震源是在地表面或海底面，在微动中的面波成分相对于体波成分来说占绝对优势，微动测深勘查方法就是利用这一占绝对优势的面波来反演地下地质结构的方法。同时，依据观测形式的不同微动测深探查主要分为以下几种形式：（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圆（内接正三角形）组成，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。根据勘查深度的要求，可采用由三个或三个以上不同半径的同心圆组成观测台阵；（2）测线勘查。

2.3 井下钻探及综合物探

在放水试验对主要含水层的富水性达到宏观控制（矿井、采区）的基础上，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。

（1）井下直流电法透视：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。（2）TEM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（或称发射框）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。因此，通过研究二次场的衰减规律，可达到推测、分析地下地质异常体的目的。（3）弹性波CT：即地震层析成相技术，可以推测主要构造的发育情况，但由于该项技术起步比较晚，还有待于进一步完善提高。（4）瑞利波：利用瑞利波探测技术可以对掘进巷道前方的地质异常体，特别是断裂构造进行超前探查，预防突遇断层出水。该项技术对于探测前方构造效果较好。

针对矿区水文地质异常以及实际地质状况还可以采用槽波、坑透以及脉冲试验等进行探测。通过上述分析，可以看出，针对具有水害隐患的矿区，通过了解分析其水文地质条件，结合各种放水试验，并利用钻探和局部异常调查等手段，相互验证、补充后，得到准确的勘探结果，对于矿区煤矿开采以及安全生产具有重要的意义。

3 结束语

目前应用的矿区地质勘探技术结合了基础地质勘探以及地球物理方法，并采用了现代化的信息技术。采用地面钻探、矿井物探以及三位地震和井下工程等勘探手段，收集多方数据，查明采区地质状态，例如煤层分布、深度、厚度以及采区地下断层的分布、埋藏深度等。通过现代化的信息技术建立起全面的地理信息平台，并采用复合式的地质勘探手段，综合分析采区资源分布状况，制定合理的采掘方案。实现信息化、可视化、安全化的开采。从而有效提高煤矿资源的开采效率。实现现代化的动态地质管理，更好的应对突发性的灾害。

参考文献

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