论矿区综合地质勘探与深部煤矿资源的开采

资源信息与工程

Ｖｏｌ．３２№５Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１７

论矿区综合地质勘探与深部煤矿资源的开采

梅昌龙

（贵州省地矿局一一二地质大队，贵州安顺５６１０００）

摘　要：煤炭资源是国民经济建设的基础能源，在经济发展中发挥了至关重要的作用。从当前我国的实际发展现状来看，浅层煤炭资源在历经几十年的大规模开采后近乎殆尽，因此，现阶段的煤炭开采须转向深部煤炭资源。然而，因为深部煤矿资源开采难度较大，所以必须综合使用多种地质勘探技术为深部煤矿资源的开采保驾护航。本文将就矿区综合地质勘探与深部煤矿资源的开采展开展的研究，希望能够为有关深部煤炭资源的开采工作提供一些参考。

关键词：矿区；地质勘探；深部煤矿资源；开采中图分类号：ＴＤ８２

文献标识码：Ａ

文章编号：２０９６－２３３９（２０１７）０５－００４７－０２

１　矿区基本情况

贵州省思南县高桥煤矿位于思南县城（思塘镇）南西２３０°方位约２８．５ｋｍ（直距），属思南县香坝乡所辖。勘探区总体地势为东高西低，纵向上中间低、南北两面３０°。区内最高点位于北东部大山梁子一带，海拔９５３．０ｍ，最低点位于矿区中部香坝河一带，海拔４７５ｍ，最大相植被覆盖率低，一般小于１０％。

对高差４７８．０ｍ，一般相对高差１００～３００ｍ。岩石裸露，高，为剥蚀、侵蚀型低山丘陵地貌，坡度较缓，一般２０°～

和台阵大小间其关系为正比例关系，总体而言，即为依据勘察深度不同，实际可选取三个或以上半径完全不同的同心圆进行观测台阵的建立；

（２）测线勘察技术。在煤田当中，其中所牵涉到的

勘察范围一般均相对较大，也正是基于这一原因，因此选用此项技术实施勘察工作，于勘察区域当中依据某固定间距进行测线布设，便可实现２Ｄ动态测量勘察，之后便可获得与之相对应的地质结构，并在这一基础之上，与上钻孔及其他方面的地质信息相配合，就异常地质现象展开深入分析；

（３）平面勘察技术。于矿区亦或是另外一些有着较

２　综合地质勘探

２．１　地面地震勘察

在采矿区开展设计前，可选取地面振动勘探技术来探查其构造形态，全面了解断层的发育情况和底板起伏及每层整体储存量，而后再针对限制开采的含水层进行具体分析，制定相应的预防及治理措施，在设计阶段提供详细的参考依据。须注意在这一环节内的主要任务是了解煤矿矿区当中小规模构造情况，具体工作包括了落差约为５ｍ断层，采空区及陷落柱布局情况，依据相关规定要求提前采取布设。在地面上所采用的物探技术相较于井下而言更为简易，并且效率也会更高。但是，也会受到部分地表因素的干扰，因而，若条件允许，应尽可能选用三维高分辨地震勘探方法，以确保达到最佳效果。２．２　微动测深勘察

微动测深勘察要求不但需要在时空层面上不得出现毫无规律的震动，同时也不能在空间层面发生毫无规律的震动。一般而言，振动源大都位于地表亦或是海底面，依据实际的观测形式，大致可将振动源分为以下三类：

（１）单点勘察技术。此技术是由两个半径完全不同

高精度要求的勘探工作当中，若所选用的以期设备数量较大，则可借助于此项技术来具体实施便可找出不正常的地质现象。

２．３　井下钻探与综合物探

开展放水试验时，需要在确保对核心含水层富水性能够实现宏观控制的基础上，依据各项条件要求，科学选取与之相适宜的物探方式，并结合勘探目的与要求来实施具体操作步骤安排，合理调整解决策略，切忌盲目行动。此外，不同的实验方式能够获得不同的效果，如坑透、脉冲干扰等方法，因此，可采用多种使用方式及时查出所勘探区域内的异常情况。

３　深部煤矿资源开采

随着当前我国社会经济的快速发展，对于能源的需求量也在不断增大，煤炭资源的开采强度也随之扩大，浅层煤炭资源的完全枯竭只是时间问题，矿井深部开采将成为煤矿生产的必然过程。面对复杂的深部煤矿勘探作业，单纯采用一种方法必定会存在着一定的局限性，因此须综合多种地球物理方法，综合勘察多个角度。综合地球物理勘探技术解决深部开采问题的思路如图１所示。

的同心圆构成，并埋于圆心及圆周当中同时于正三角形顶上布设微动观察仪一套，此项技术所设置的勘察深度

作者简介：梅昌龙（１９８５－），男，贵州安顺人，本科，研究方向：固体矿产。

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第３２卷第５期２０１７年１０月

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图１　深部开采综合物探技术解决思路

本文将结合贵州省思南县高桥煤矿的实际情况来就深部煤矿资源开采展开具体分析：３．１　勘探类型划分

区可采（１），煤层厚度本区的主要可采煤层为吴家坪底部一层０．７５～０．８９ｍ之间，平均厚度０．７８Ｍ１，ｍ，全

变化不大，属厚度稳定煤层。（２）勘探区内为一向斜构造，两翼产状：北西翼倾向１１８°～１６５°，一般在１４０°左右，倾角４７°～７９°，一般６０°左右；南东翼倾向２６６°～３４５°，一般在３０５°左右；倾角７°～１８°，平均为１１°。勘探区西侧有一条断层通过，Ｆ１断层为逆断层，倾向东，倾角６５°，与许家坝向斜轴部斜交，破坏了地层的连续性度，Ｆ１断层对本勘探区煤层有破坏作用。３．２　钻探作业

钻孔施工前，由地质人员作出钻孔施工设计书交机场，指导钻探施工，在可采煤层地段的每回次进尺不得大于０．５０ｍ。为了满足各种样品的采取及物探测井工作，终孔孔径不得小于７５ｍｍ。每个钻孔工程必须按开孔、终孔、变更通知书的管理程序操作。每个钻孔终孔后一天内完成钻孔工程质量验收，由项目负责人组织，地质及水文地质工程地质编录人员和机长参加；三天内完成钻探地质编录资料工作。所有钻孔完工后，由地质项目组随机选一个钻孔作封孔质量取心抽查。

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３．３　抽水试验

根据本矿区的水文地质资料，与矿床充水有关的含

水层有“Ｔ试验工作主要针对以上各层进行布置１ｙ２”、“Ｐ３ｃ、Ｐ３ｗ”、“Ｐ３ｍ”。本次所设计的抽水ＺＫ００５。布置ＺＫ００３和

验，ＺＫ００５作为抽水试验孔作“Ｐ，ＺＫ００３中作“Ｔ１ｙ２”层的抽水试施工宜采用清水钻进３ｃ、Ｐ３ｗ”、和，“Ｐ当地层的原因导致不能使用

３ｍ”两层的抽水试验。

清水钻进时，应在主要含水层或试验段用清水钻进，若必须使用泥浆钻进，应采取有效的洗井措施；分层抽水试验及分层测水位的钻孔，必须严格止水，并检查止水效果，

不合格时应重新进行。若在抽水试验过程中，有的抽水目的层富水性弱，抽水试验降低次数可根据实际情况酌情减少（，但抽水时间应适当延长。若抽水过程中，上覆层抽水段）。富水性较弱勘探区资源量预算结果如表，视其实际情况，抽下层时可采用混合１所示。

表１　勘探区资源量预算结果表

煤层编号Ｍ３３１资源量３３２／万吨

３３１资源量比例／１

１０８

８８７

３３３８５２

３３１合计＋１３３２／万吨８４８

＋３３３

５３．８４

＋３３２％５．８５

３３１４　结语

总之，在深部煤矿资源开采工作中所应用到的综合地质勘探技术，其未来发展方向将会以基础地质勘探、地球物理方法、地理信息系统这三方面技术的融合为主。为提升对深部煤矿资源开采的安全性与有效性，以地理信息系统为平台来构建起矿井多元信息集成系统，充分融合矿井物探、三维地震、构造地质、水文地质等多方面的信息，通过综合分析来构建起科学性的预测及评价模型，以期能够实现地质资料的数字化、信息化与可视化，并最终为促进地质勘探与煤矿资源开采工作的发展提供技术支持。

参考文献：

［１］　郜宏伟２０１４（１２）：４４．

．浅谈煤矿矿区的地质勘探方法［Ｊ］．环球人文地理，［２］　董一鹏能源与节能．煤矿水文地质勘探中群孔抽水试验的应用研究，２０１６（２）：６－７．［Ｊ］．