煤田地质勘探及主要技术手段研究
摘要
关键词
煤田地质勘探;技术手段;资源开发
正文
引言
在当今世界,能源资源的供给与需求格局正在发生深刻变化。随着全球工业化和城市化进程的不断推进,对能源的需求呈现出持续增长的趋势。而在这一背景下,煤炭作为传统主要能源资源之一,仍然扮演着不可或缺的角色。然而,煤炭资源的开采与利用所面临的挑战也愈发突显。在能源开发利用的过程中,环境污染、资源枯竭等问题日益引起关注,迫切需要寻找科学有效的途径进行煤炭资源的开发和利用。在这一背景下,煤田地质勘探作为煤炭资源开发的前沿领域,其意义和价值愈发凸显。通过对煤田地质环境的综合研究和评价,可以为科学开采、高效利用煤炭资源提供重要支撑,同时有助于保障国家能源安全和可持续发展。因此,加强煤田地质勘探技术的研究与应用,解决存在的问题,提高勘探效率和质量,对于推动我国煤炭资源的科学开发和利用具有重要意义。
1.煤田地质勘探概述
煤田地质勘探作为煤炭资源开发的重要环节,其意义和任务十分重大。它不仅仅是简单地对煤炭资源进行调查和评估,更是为了确定煤炭资源的各项参数,如位置、储量、品质、开采条件以及开发潜力等。通过深入的地质调查和研究,可以为矿井的设计、建设和生产提供可靠的地质依据,从而确保煤矿的安全、高效开采和煤炭资源的有效利用。煤田地质勘探的主要任务包括为研井初步设计提供地质资料,其成果需要满足选择井筒、水平运输巷、总回风巷的位置以及划分初期采区的需求。这意味着勘探工作不仅要全面了解煤田地质环境,还需要针对性地提供具体的建议和方案。此外,煤田地质勘探还需保证井田境界和矿井设计能力不因地质情况的变化而产生重大变化,以确保整个矿区的稳定和安全性。同时,还需要保证不因煤质资料而影响煤的既定工业用途,这对于煤炭资源的市场价值和经济效益至关重要。
因此,煤田地质勘探工作需要高度的专业性和系统性,涉及到地质学、矿产学、地球物理学等多个学科领域。只有通过深入细致的勘探工作,才能够全面了解煤炭资源的情况,为后续的矿井设计和开采工作提供可靠的支持和指导。在煤炭资源日益紧张的情况下,煤田地质勘探的重要性更加凸显,其工作需要不断地进行技术创新和方法改进,以适应不断变化的需求和挑战。
2煤田地质勘探技术手段使用的意义
煤田地质勘探技术手段的应用在煤炭资源的合理开发和利用中扮演着至关重要的角色。通过科学的地质勘查,可以为煤炭资源的开发提供科学依据,从而确保煤矿的安全生产。这一过程不仅涉及到对煤田地质结构、煤层分布、矿井地质条件等方面的全面了解,还包括对地下瓦斯、矿井水等地质灾害的预测和防范。通过对地质条件的详细研究,可以有效避免矿井事故的发生,确保煤矿安全生产。另外,煤田地质勘探技术手段的使用还可以提高煤炭资源的利用效率,降低开采成本,减少资源浪费和环境污染。通过精准的地质勘查和煤层预测,可以准确确定煤炭资源的储量和品质,为合理的开采方案提供支持。同时,采用先进的开采技术和装备,可以提高开采效率,降低开采成本,从而实现资源的可持续利用。除此之外,煤田地质勘探技术手段的使用还可以促进煤炭科技的进步,推动煤炭产业的转型升级,增强煤炭行业的竞争力和可持续发展能力。通过引入先进的勘探技术和装备,可以提高煤炭资源的开采效率和品质,推动煤炭产业向高端化、智能化方向发展。同时,通过科技创新,可以开发出更加环保、高效的煤炭开采和利用技术,实现煤炭产业的可持续发展。
3当前我国煤田地质勘探技术存在的主要问题
3.1动态地质研究方面的问题
动态地质研究旨在探究煤田地质环境中的动力因素及其对煤炭资源的形成、分布、开采和保护所产生的影响。其主要涉及瓦斯地质、水文地质、地压地质、地震地质、地温地质等多个领域。
目前,研究手段和方法尚未达到先进水平,缺乏高效、精确、实时的动态地质监测和预测技术,这导致难以及时掌握煤田地质环境的变化规律和趋势。其次,研究内容和范围相对狭窄,缺乏对煤田地质环境的系统分析和综合评价,难以揭示动态地质因素之间的相互作用和影响机制。另外,研究成果与应用亦存在不足,缺乏与煤炭资源勘探、开采、利用和保护相结合的动态地质研究案例和实践,这使得难以为煤炭产业的可持续发展提供有效指导。
3.2矿井水的防治问题
矿井水,既是在煤矿开采过程中常遇到的地下水,涵盖了自然涌水和人为引水两种情形。其防治工作至关重要,旨在采取各种技术措施,以防止或减少其涌入,同时排除或利用这些水源,以确保矿井的安全生产并保护环境,这也是煤矿安全生产和煤炭资源有效利用的关键因素。
然而,防治水工作的基础尚未夯实,缺乏对矿井水文地质条件的充分认知与评价,难以制定科学合理的防治水方案和措施。同时,技术水平的不高也是一大挑战,缺乏高效、安全和节能的防治水设备和方法,导致难以应对复杂多变的矿井水害情况的挑战。更进一步地,防治水的管理制度亦存在着明显不健全的问题,缺乏对防治水工作的有效监督和考核机制,这使得防治水措施的落实和执行难以得到保障。
3.3环境地质勘查不足
环境地质勘查旨在系统研究煤田地质环境的特征、演化和变化,以及煤炭资源开发利用对地质环境的影响和反馈,为煤炭产业的生态文明建设提供必要的地质信息和服务。其涉及地质灾害、地下水污染、土壤侵蚀、地表沉降、矿山生态修复等诸多领域。
在我国煤田地质勘探技术中,环境地质勘查尚存诸多问题。勘查范围较窄,未对煤田地质环境进行全面系统的调查评价,导致难以全面反映煤炭资源开发利用对地质环境的综合影响;勘查手段和方法相对滞后,缺乏高精度、高效率、高分辨率的环境地质勘查技术,使得获取的地质环境数据存在一定程度的不准确性;此外,缺乏与煤炭资源开发利用相结合的环境地质勘查案例和实践,限制了其为煤炭产业绿色发展提供有效支持的能力。
4煤田地质勘探的主要技术手段
煤田地质勘探的主要技术手段 煤田地质勘探是指为了寻找和评价煤炭资源,对煤田的地质条件、煤层分布、煤质特征、储量规模、开采条件等进行系统的调查和研究的活动。煤田地质勘探的目的是为了提供煤炭资源的基础数据,指导煤炭的合理开发利用和保护。
4.1三维地质填图技术
三维地质填图技术是指利用地质信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)、遥感技术(RS)等数字化技术,对野外地质调查所获取的各种地质成果进行数字化处理并存储的技术。三维地质填图技术可以实现从野外数据采集到室内综合整理和地质地理数据一体化存储管理,再到地质建模、图件编绘和空间分析,以及专题研究和应用的全程数字化、信息化和三维可视化。三维地质填图技术可以提高地质填图的效率和质量,增强地质图的表达能力和应用价值,为煤田地质勘探提供科学的技术支撑。
4.2地球物理勘探技术
地球物理勘探技术是指利用具有不同物理性质(如密度,磁性、电性,弹性波传播速度、放射性等)的岩层和煤层对地球物理场所产生的异常来寻找矿体,圈定含煤区域、推断地质构造及解决其他地质问题的一种技术手段。地球物理勘探技术主要包括重力勘探、磁法勘探、电法及电磁勘探、地震勘探、钻探及测井勘探和放射性勘探等方法。地球物理勘探技术可以实现对煤田地下深部的探测,揭示煤田的地质结构、煤层赋存规律、煤层厚度、煤质参数等信息,为煤田地质勘探提供重要的物理依据。
4.3复杂地形和特殊地形的煤田地质勘探技术
复杂地形和特殊地形的煤田地质勘探技术是指针对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。复杂地形和特殊地形的煤田地质勘探技术可以克服传统方法的不足,提高煤田勘探的精度和效率,为煤田地质勘探提供新的技术手段。
4.4地质填图技术
地质填图技术是指对工作地区或已发现的矿区进行系统的地质观察,测制一定比例尺的地质图,查明工作地区或已发现矿区的地质构造特征和矿产形成、赋存的地质条件的一种基本工作方法。地质填图技术是矿产普查和勘探中的一种基本工作方法,是为了提供煤炭资源的基础数据,指导煤炭的合理开发利用和保护。地质填图技术主要包括地质路线观察与描述、地质剖面绘制、地质图编制等步骤。地质填图技术可以反映煤田的地质特征、煤层分布、煤质特征、储量规模、开采条件等信息,为煤田地质勘探提供基础的地质资料。
4.5测井勘探技术
测井勘探技术是指在钻孔中使用的地球物理勘探方法的通称,也称为井中地球物理勘探。测井勘探技术是将地质信息转换成物理信号,然后再把物理信号反演回地质信息的一种技术。测井勘探技术根据所利用的岩石物理性质不同,可分为电测井、放射性测井、磁测井、声波测井、热测井和重力测井等。测井勘探技术可以实现对钻孔内的岩层和煤层的物理特性参数的测量,评价储集层的岩性、物性(孔隙性、渗透性)、电性、含油性等信息,为煤田地质勘探提供精确的物理数据。
4.6遥感地质勘探技术
遥感地质勘探技术是指通过远距离的感应仪器获取地球表面信息的技术。遥感地质勘探技术是非接触式的信息获取,可以通过大气、云雾等障碍物对于地表数据的干扰。遥感地质勘探技术在地质勘探中的应用主要来源于地表物理场异常信号与矿产资源的关联,通过探测地表的物理信息来揭示地下的构造构造、矿产物品位、矿体形态、矿床分布等信息。遥感地质勘探技术主要包括光学遥感、雷达遥感、红外遥感、微波遥感、高光谱遥感等方法。遥感地质勘探技术可以实现对煤田地表的大范围、快速、连续的观测,获取煤田的地貌、植被、水文、土壤等信息,为煤田地质勘探提供宏观的地质背景和辅助信息 。
5结束语
在当今世界,能源资源的稀缺性与能源安全问题日益引起人们的关注,而煤炭作为全球主要的能源资源之一,在世界能源结构中扮演着重要角色。然而,随着煤炭资源的不断开发与利用,煤田地质勘探已成为保障煤炭资源可持续供应的关键环节。煤田地质勘探技术的发展与应用不仅关乎煤炭产业的发展与煤炭资源的安全开采,更直接影响着国家能源安全和经济可持续发展。然而,当前我国煤田地质勘探技术仍存在一系列问题,如动态地质研究不足、矿井水的防治问题以及环境地质勘查不足等。这些问题严重制约了煤田地质勘探工作的深入开展和煤炭资源的有效开发利用。为解决这些问题,有必要加强对煤田地质勘探技术的研究与创新,提高技术手段的先进性和可靠性,加强对动态地质因素的研究,完善矿井水的防治措施,并加强环境地质勘查工作,从而为我国煤炭资源的合理开发与利用提供更加科学的支撑。同时,要加强与国际合作,借鉴国际先进技术和经验,不断提高我国煤田地质勘探技术水平,为促进我国煤炭产业的健康可持续发展作出积极贡献。
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