煤田构造勘探

煤田构造勘探（精选十篇）

煤田构造勘探 篇1

断点的解释以及断点组合是否合理决定了断层解释的合理性。本断层主要是以时间剖面为主进行解释, 这是因为本区属于预查勘测并且区内断层的发育较少。

1.1 断点的解释

以波形变面积显示的时间剖面是断点解释的最主要方面, 在地震时间剖面上, 落差较小的断层主要表现为同相轴的反射波具有较小的错断、扭曲以及能力变化 (如图1:小断点在时间剖面上的反映) 。较大的断层在地震时间剖面上主要表现为反射波同相轴存在较大的错断、终止或断层两盘地震反射波的产状存在明显的变化 (见图2:大断点在时间剖面上的显示) 。

1.2 断层的组合

在时间剖面上, 解释完断点后应当对断点的性质和落差进行进一步的分析, 并结合区内主体构造展布规律进行断层组合, 即将相邻时间剖面上, 具有相同性质、落差相当或具有规律变化落差的断点组合成断层。

1.3 断层倾角的解释

在时间剖面上, 当断层错开两个以上反射波时, 断层线就是上下反射波的连线, 而倾角就是断层的视倾角。当时间剖面垂直于断层走向时, 视倾角经过时深转换后, 就成为断层的真倾角。

1.4 断层品质评价

我们根据地质任务的要求对组合成断层的断点进行了评级, 根据《煤炭煤层气地震勘探规范》的要求对断点和断层的评级情况如下:全区参与评级的断点共215个, 其中:A级断点112个, 占总断点的52.09%。B级断点69个, 占总断点的32.09%。C级断点34个, 占总断点的15.82%。全区共控制断层31条, 其中可靠断层18条, 较可靠断层11条, 控制程度较差断层2条。另外解释出断点45个。

2 煤层露头解释

解释煤层露头主要以时间剖面为主, 目的煤层底板发育的反射波趋势线和第三系底界面反射波的不整合交点处即为目的煤层的露头 (见图3:煤层露头在时间剖面上的反映) 。

3 褶曲的解释

褶皱在时间剖面上有着直观地反映, 通过有效波的连续追踪就能解释出区内的各个褶曲 (向背斜在时间剖面上的反映见图4、5) 。

参考文献

[1]崔若飞.煤田地震资料精细构造解释技术[J].物探化探计算技术, 1998 (04) .

[2]周杰.相干技术在复杂断块地震构造解释中的应用[J].胜利油田职工大学学报, 2006 (05) .

[3]万永革, 沈正康, 盛书中, 徐晓枫.2008年新疆于田7.3级地震对周围断层的影响及其正断层机制的区域构造解释[J].地球物理学报, 2010 (02) .

[4]P.WERNER欧阳健.用地层倾角资料提高地震构造解释精度[J].国外油气勘探, 1988 (01) .

[5]李军, 尹宏伟, 张洁, 徐士进.逆冲断层相关褶皱模型及其在四川盆地大池干构造解释中的应用[J].江西科学, 2006 (03) .

煤田构造勘探 篇2

利用综合柱状图提取属性数据,弥补了煤田勘探资料的不足.通过尝试将盆地沉降史模拟技术应用于含煤盆地分析之中,反演了河北蔚县含煤盆地演化历程.根据沉降史、埋藏史、沉降量和沉降速率分析,将该盆地构造演化划分为三个阶段:早中生代(J)为盆地形成期,以快速沉降为特征;晚中生代(K)为稳定发展期,以抬升剥蚀为主;新生代(E-Q)为盆地反转期,蔚县煤田伸展断块格局定型.

作 者：占文锋 曹代勇 王强 张路锁 Zhan Wenfeng Cao Daiyong Wang Qiang Zhang Lusuo  作者单位：占文锋,王强,Zhan Wenfeng,Wang Qiang(北京工业职业技术学院,北京,100042)

曹代勇,Cao Daiyong(中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083)

张路锁,Zhang Lusuo(河北省煤田地质局,河北,石家庄,050051)

刊 名：中国煤炭地质 英文刊名：COAL GEOLOGY OF CHINA 年，卷(期)：2009 21(9) 分类号：P618.110.2 关键词：蔚县煤田   沉降史   构造演化  

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煤田地质勘探技术发展分析 篇3

【关键词】地质勘探；遥感技术；发展趋势

1.从山西煤炭资源储量及开采看煤田地质勘探的重要性

1.1山西煤炭资源储量

山西是煤炭资源储量大省，煤炭资源具有储量十分丰富、分布范围广泛、煤类品种齐全、煤炭品质优良、开发条件较好等特点。2003 年山西第三次煤田预测资料，全省2000米以浅预测煤炭总储量约为6600亿吨，占全国煤炭资源总量的11.9%，仅次于新疆和内蒙，总储量居全国第三位。山西煤炭资源储存范围分布广泛，在全省119个行政县（ 市、区）中，储存煤炭资源的有94个，占79%，其中，煤炭年产量在百万吨以上的县（ 市、区）有68个。山西煤炭资源的煤类品种齐全，从低变质煤、中变质煤到高变质煤，省内均有分布，煤炭种类分布具有从北向南，煤的变质程度逐渐增高的特征，依次分布着低变质煤、中变质煤、高变质煤。山西煤炭品质优良，据中国煤炭分类国家标准，山西拥有14个牌号的煤种，在市场上具有极佳的品牌效应。如大同煤田的弱粘结煤享誉中外，河东煤田的主焦煤被誉为煤中“精粉”，沁水煤田的“兰花炭”作为化工用煤的佳品而闻名遐迩。山西煤炭资源开发条件较好，宁武煤田平鲁一带煤层埋藏浅，适宜露天开采，其它地区多为中厚煤层，总体地质构造简单，煤层厚度稳定，瓦斯含量不高，适宜井工开采。

1.2煤田地质勘探的重要性

山西具有得天独厚的煤炭资源储存优势，是我国重要的煤炭生产供应基地，煤炭在中国的能源中处于十分重要的地位，煤炭工业的生产技术、安全状况、健康发展，关系着经济和社会发展。煤炭工业的建设和发展离不开地质勘探，煤田地质勘探作为煤炭工业的开路先锋，是运用地质科学和技术手段来分析、探测煤矿床，为煤矿设计和建设以及煤炭生产提供可靠的地质资料，使煤炭资源能够合理利用和顺利开发为煤炭安全高效生产提供服务。其主要任务是：查明煤矿床范围内矿体的分布特征；查明矿体地质构造特征；查明煤炭的储量、种类、质量、工业品级及其空间分布规律；查明矿床开采技术条件、水文地质条件以及矿区自然、经济条件。煤田地质勘探对于如何高效合理地开发应用煤炭资源、规范开采秩序、抓好煤矿安全生产、保护生态环境、促进煤炭企业可持续发展，有着十分重要的作用。在现实生产实践中，一段时期以来，受“重开采，轻勘探”的思想影响，煤田地质勘探没有得到应有的重视，以致于煤田地质勘探工作明显滞后，甚至一度陷入困境。近年来，对煤田地质勘探工作的重要性认识逐步到位，煤田地质勘探工作正在走出困境，呈现出良好的发展势头。

2.煤田地质勘探技术发展趋势分析

当前，我国煤田勘探技术手段主要有钻探工程、坑探工程、地球物理勘探、地质填图、遥感地质调查等。近年来，钻探仍是获得第一手地质资料的重要手段；物探仪器更新迅速，日新月异，灵敏度、分辨率、精确度越来越高，物探方法向多维、多参数测量、多方法组合发展；计算机和信息技术将普及到地质勘探技术的各个专业、运用到整个勘探系统。

2.1遥感地质调查技术大力发展

遥感地质是遥感技术在地质中的应用，是研究地质科学的一种新兴手段。目前国际上常用的遥感技术手段主要有：摄影遥感、电视遥感、多光谱遥感、红外遥感、雷达遥感、激光遥感、全息摄影遥感等。

遥感技术在地质调查中已经得到了普遍的应用，其具体应用就是像片的判读，其中包括航片（可见光航空像片）、卫片（多光谱卫星像片）的判读。该技术在地质填图、地质构造解释、找矿标志判别及动态分析方面的研究应用，高分辨率卫星图像、矿山GPS定位技术、数字航摄技术、地质勘查GIS技术等一系列现代化技术手段研究与应用，将使地质勘探技术进一步实现现代化。地质填图作为最基本的技术手段，是煤炭资源普查与勘探最基础的工作，它的主要目的是对含煤地区进行全面的地表地质研究，调查含煤区的地层、构造、主煤层和煤质及其他有益矿产的情况，为以后的地质工作指出方向。地质填图已由传统老旧的罗盘、锤子、放大镜三大件被先进的GPS导航、笔记本电脑和数码相机所取代，向数字化方向深入发展。

2.2煤炭地质勘探技术信息化迅速推进

加强煤炭地质勘查主流程信息化系统技术的研究并广泛应用，大力推进煤炭地质勘查数据采集、研究和地质报告编制的信息化建设，是煤田地质勘探技术发展的必然趋势。现代信息技术的发展与应用对煤炭勘探开发技术产生巨大的推动作用，使勘探专业发生了巨大的变化。目前已实现用人机对话方式处理和智能分析显示地质勘探数据。此外，一些能在现场作预处理和自动控制各项操作的物探仪器、三维可视化技术、虚拟现实技术、数据银行和数据仓库技术等正在加快研究和开发。随着这些先进的仪器设备和信息技术在地质勘探中的应用，必将极大地提高地质勘探的效率，对地质勘探产生深刻的影响。

2.3采用综合方式进行地质勘探

（1）采区地面地震勘探。地震勘探是利用地下介质弹性和密度差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。采区设计前，采用地面地震勘探手段，查明采区构造形态和断层发育规律、煤层赋存状况和底板起伏形态，评价影响开采的含水层富水性，并提出防治水害的措施，为采区设计提供可靠的地质资料。同时，需要进一步查明采区范围内的小构造，根据采区衔接的要求提前布置实施。三维地震技术将不断发展，多维多分量地震勘探技术研究将进一步深化，地震勘探技术能力和应用范围将继续扩大。

（2）微动测深勘查。微动是一种在空间域和时间域都极不规则的震动现象。微动测深勘查方法是利用自身体波和面波不同震动这一优势反演地下地质结构。微动测深勘查主要有以下几种：

1）平面探查。在矿区或者要求更精细的勘探，该勘探的条件是在仪器数量足够多的情况下完成的，并需要反向推测测区三维体，从而通过速度异常体或者面描绘出三维态势。2）单点勘查。主要是单点勘查方式观测台阵，一般由两个不同半径的同心圆组成，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3个或3个以上不同半径的同心圆组成观测台阵。

2.4开发井下勘探技术

地面勘探技术已经是一项成熟的技术手段，如何将地面勘探技术成功地转移到煤矿开发井下，是世界各国一直在探究的课题。包括：利用瑞雷波进行独头巷道超前探测、应用槽波探测工作面内部构造、利用声发射技术预报煤与瓦斯突出危险区和利用微震观测确定“三带”发育高度等，由于煤层密度比上下围岩小，煤层是一个典型的低速槽，并且伴随着探地雷达技术的迅速发展，国外已经成功开发出一种能定量研究岩体、准确确定巷道周围裂隙带以及断裂带深度特征的Rock 雷达系统，代替了一些过时的应用技术。因此，从科技发展角度出发，煤矿井下物探技术将是煤田地质勘探技术的重要发展趋势。

2.5发展水平钻进技术

随着社会的进步、经济的发展，我国城市规模不断延伸，城市基建就需要非开挖技术的出现来解决施工等现实技术问题。水平定向钻进施工技术，又称HDD施工技术，是我国非开挖方法中最快速、技术最先进、设备最完善、应用最广泛的方法。水平钻进技术，不仅能在井下沿煤层定向钻进，还能在地面沿垂直—圆弧—水平线轨迹进入煤层钻进，该技术加快了煤田地质勘探速度，提高了勘探效率，节约了勘探资金。

3.对煤田地质勘探技术发展的几点建议

《国务院关于促进煤炭工业健康发展若干意见》明确指出，要加大煤炭资源勘探力度，增强煤炭资源保障能力，依靠科技进步，提高地质勘探精度，保障地质勘查质量，为合理规划和开发煤炭资源奠定基础。国务院对煤炭资源勘探工作高度重视并提出了更高的要求。要深入贯彻落实国务院文件精神，必须用科学发展观指导地质勘探工作，大力提高地质勘探创新能力，运用现代地质理论，发展高新技术，全面提升煤炭地质勘探能力和服务水平。

3.1争取优惠政策，加大地质勘探力度

根据各地煤炭资源分布特点、勘探技术和开发现状，充分利用已有扶持政策，积极争取各级政府对煤炭资源勘探的优惠政策，进一步加大煤炭资源勘探力度，多渠道融纳资金，查明煤炭资源的家底，为煤炭工业可持续发展提供科学依据和优良服务。各级决策层首先要彻底转变重开发、轻勘探的思想观念，提高对煤田地质勘探重要性认识，为煤田地质勘探健康可持续发展给予大力支持。

3.2依靠科技进步，提高地质勘查质量

要提高地质勘探精度和质量，必须依靠科技进步，研究地质理论，发展地质理论，大力引进和研究开发各种现代高新技术和仪器设备，用现代地质理论和科学技术武装地质勘探，进一步充实、完善、改进地质勘探技术方法和手段，为煤炭资源调查、煤田地质勘查以及相关的煤层气、水资源评价提供理论和技术支撑。

3.3深化体制改革，提高地质勘探创新能力

要进一步深化煤田地质勘探体制改革，尽快形成可持续的煤炭资源保障体系，建立煤炭地质勘查新体制、新机制、新体系和煤炭资源管理新秩序，以增强地质勘探活力和动力，提高地质勘探的创新能力。

3.4利用多种渠道，加强地质勘探人才队伍建设

充分利用各级教育机构和地质院校的教育资源优势，大力培养地质勘探技术人才，充实地质勘探队伍，有效解决地质勘探技术人才紧缺、队伍老化、数量不足、质量不高的问题；通过各种方式对现有勘探人员开展技术培训，不断更新知识，提高技术业务素质；制定优惠政策防止地质勘探人才流失，吸引优秀人才；加强国际国内地质勘探技术合作和交流，及时了解和掌握当前地质勘探的新动态、新知识、新方法、新手段；鼓励和支持地质勘探职工自学成才，为他们的学习和工作实践提供良好的环境和条件。

3.5重视生态建设，为环境保护提供相关调查评价

加强环境保护的地质调查研究，对因矿业开发引发的煤层自燃、环境污染、地面塌陷、山体滑坡等地质灾害，要加强调查评价。

3.6加强煤层气勘探开发

煤层气作为新型洁净能源，可降低大气污染，减少温室效应。煤层气的开发与利用，在为我们提供洁净能源的同时，还可减少矿井瓦斯排放，降低煤矿安全事故。

4.结语

煤炭现代化生产对煤田地质勘探提出了更高的要求，我们要清醒地看到，我国煤田地质勘探技术虽然发展迅速，但与发达国家的先进技术相比，尚存在一定差距。因此，必须进一步加快我国煤田地质勘探技术的发展速度，满足我国高产高效采煤工业生产的需求。基于煤炭在中国能源中的重要地位，国家对煤炭资源勘探和开发利用技术发展高度重视，大力鼓励支持科技创新，相关科研机构和生产企业不断加大对相关技术、装备的研发力度，煤炭资源勘探的技术水平和勘查精度以及对煤矿安全高效生产保障的能力正在逐步提高，发展前景十分广阔。

【参考文献】

[1]熊涛.浅析煤田地质勘探技术发展[J].城市建设理论研究，2011（4）.

[2]王定武.煤田地质与勘探方法[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.

浅析煤田地质勘探技术 篇4

煤炭资源是人们生产和生活的重要保障, 尤其是在国家重工业的发展中, 煤炭资源是重要的能源基础。新时代国内经济技术的高速发展, 对煤炭需求越来越高, 同时对煤田地质勘探技术也提出越来越高的要求。因此, 在长期的实践和研究中, 针对中国煤田地质状况以及煤炭开采情况, 广大煤炭地质工作者积极探索, 研究并实施多种煤炭地质勘探技术和方法, 对煤炭工业的发展做出重要贡献。

目前, 在中国煤田地质勘探工作中, 经常采用的勘探技术主要有:钻探工程、地球物理勘探、重磁电极地质雷达勘查技术、测井勘查技术以及遥感技术等[1]。

1 钻探工程

1.1 绳索取芯钻探技术

绳索取芯钻探技术作为钻探工程中比较重要且运用最广泛的技术手段之一, 该技术在运用过程中不断被完善和更新。

绳索取芯钻探技术在20世纪40年代问世, 发展迅速, 在钻探工作中发挥越来越重要的作用。绳索取芯钻探就是在钻进过程中, 当岩心充满岩心管后, 在不提出钻杆的情况下, 以钻杆为通道, 借助于绳索和专用打捞工具, 将钻进过程中贮存在内岩心管中的岩心提升到孔外。该技术不需要将钻杆提升到孔外, 从而减少了起下钻具的时间, 因此, 绳索取芯技术是增加纯钻进时间, 提高钻进效率的最有效途径之一。

绳索取芯钻探技术可用于钻进各种地层, 在6级~9级中硬岩层中效果最好;适用于中深孔中采用, 但一般情况下, 钻孔越深其经济技术效果越好。绳索取芯钻探技术的优点是:钻进效率高;地质效果好;钻头寿命长;减轻劳动强度;降低钻探成本;有利于复杂地层钻进、孔内安全和便于测斜工作。缺点在于:钻杆的内径大而且管壁比较薄, 连接强度要求高;钻头壁较厚, 切削孔底岩石的面积较大, 因此, 钻进时碎岩功率消耗较大, 钻井液循环压力高。今后该技术还将继续推广, 其问题和缺点将会被完善。

1.2 钻进参数探测技术的推广

在钻探施工过程中, 工人大部分情况下是依靠感觉和经验而获得钻进特征, 通过对钻进状态的判断来采取用来调整操作的措施。这种主观性的方法需要钻工具有足够的工作经验和丰富的专业知识, 不能轻易掌握并且很难形成标准化操作。近年来, 通过利用科学技术研究和对外技术合作, 通过各传感仪钻进参数探测系统可以及时准确地掌握钻杆旋转速度, 钻进进尺速度, 钻杆扭矩, 钻进压力, 进、返水量, 泵压, 孔深, 泥浆粘度、密度和酸碱度等钻进参数, 依据这些参数, 钻工可及时、准确地调整操作。不仅大大降低工人劳动强度, 还可提高钻进质量和工作效率。随着煤田地质勘探技术的提高, 该技术得到越来越广泛的应用。

2 地球物理勘探

在当前煤田地质勘探工作中, 地球物理勘探是必不可少的技术手段之一。地球物理勘探主要是用物理方法来勘测地壳上部岩石、构造等来澄清地质问题, 寻找有用矿产的新兴科学, 是根据地质体的物理性质差异, 借助一定装置和专门的仪器来探测其物理量分布规律。地球物理勘探常利用的岩石物理性质有:密度、磁导率、电导率、弹性等。与此相应的勘探方法有:重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探等[2]。

2.1 电法勘探

电法勘探是根据岩石及矿石电学性质如导电性、电化学活动性、电磁感应特性和介电性等电学性质差异, 借助专门的仪器设备观测和研究地球物理场的变化及分布规律, 来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。其主要特点是利用的场源形式多、方法变种多、解决的地质问题多, 工作领域宽广。

2.2 地震勘探

地震勘探是地球物理勘探中重要的技术手段之一, 是通过利用地下介质弹性和密度的差异, 通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应, 推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法, 目前采用最多的是高分辨地震勘查技术[3]。高分辨地震勘查技术通过采用高分辨二维地震、三维地震、多波多分量震等方法, 来查明断层落差, 圈定煤层分叉合并区、岩浆岩对可采煤层的影响范围及陷落柱分布情况等。

2.3 重力勘探

重力勘探是测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异常, 以确定这些地质体存在的空间位置﹑大小和形状﹐从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。重力勘探具有成本低、深度大、轻便快捷获得煤田地质资料的优点。

2.4 磁法勘探

通过观测和分析由岩石、矿石磁性差异所引起的磁异常, 进而研究地质构造和矿产资源 (或其它探测对象) 的分布规律的一种地球物理勘探方法。在地面磁法勘探中, 一般是布置一系列的平行等距的测线, 垂直于被寻找的对象 (矿体等) 的走向, 在每条测线上按一定距离设置测点, 在测点上测地磁场垂直分量的相对值, 测线距与测点距之比从10﹕1到1﹕1。

在煤田地质勘探中, 煤矿与周围岩石的磁性具有明显差异而发生磁异常, 地面仪器接收到磁异常后形成数据资料进行保存, 然后对该资料进行分析和研究, 即可推断出随测区域煤矿的分布规律。

2.5 地球物理测井

地球物理测井是运用物理学的原理和方法, 使用专门的仪器设备, 沿钻井 (钻孔) 剖面测量岩石的物性参数, 了解井下地质情况, 从而发现煤层、金属、非金属、放射性等矿藏资源。这是煤田地质勘探中不可缺少的手段。

岩石和矿物有不同的物理特性, 如导电特性、声波特性、放射性等。在地球物理勘探中相应地建立了多种测井方法, 如电法测井、声波测井、放射性测井和气测井等。

3 煤田地质勘探中的遥感技术

目前, 在地质勘探中已经形成了煤炭遥感技术体系, 遥感技术被应用的领域日趋广泛, 如在煤炭资源调查、煤层气资源评价以及煤矿区环境评价, 水害防治和监测等方面都得到了应用。煤炭资源遥感技术主要是通过应用航天遥感、航空遥感、地面遥感测试等技术, 对地下煤炭资源进行调查和评价, 以得到煤炭资源开发利用的可靠信息。

遥感技术具有高效率、低成本、层次性、时相性、波段性以及较强综合性等特点, 是调查和评价煤炭资源的重要技术手段。随着遥感技术的进步, 遥感传感器种类也不断增多, 同时, 还提高了遥感图像分辨率, 使遥感数据处理和信息提取技术也得到一定程度的发展。可见, 遥感技术有着日益广阔的发展和应用前景, 在煤田地质勘探中, 调查煤炭资源的遥感探测模式和技术方法逐步得到完善。

4 综合勘探方法

由于大部分情况下勘探区地形地质条件和物理性质等复杂, 一种简单的勘探技术很难使勘测结果达到十分精确的水准。因此, 根据煤矿区的地形地质条件、构造复杂程度等, 可以合理选取多种勘探手段, 统筹各项勘查工程布置, 将得出的各种地质信息进行综合分析, 从而提高地质报告的质量。也就是将钻探技术、物探技术、遥感技术以及测井等技术手段相结合, 在勘探区内, 运用得出的重磁资料推定煤系的分布范围;用高分辨率数字地震控制断层、褶皱和其它异常体的发育;用钻探结合测井方法验证地震勘探结果, 并重点控制煤层的变化[4]。

煤田地质勘探技术手段多种多样, 每一种勘探方法都有自己的作用和使用条件, 应结合工作实践的具体情况选取适当的方法进行运用, 以提高煤田地质勘探的工作效率。

5 结语

从目前的生产技术条件来看, 中国的煤田地质勘探技术仍远远落后于世界先进技术水平。因此, 为了推动中国煤炭行业快速向前发展, 为了提高煤炭资源勘查的精确程度, 保证煤炭开采工作的安全进行, 我们应把握时机, 加大在煤田地质勘探发展方面的技术投入, 鼓励创新, 以取得在煤炭资源勘探方面的突破性进展。

摘要：作为煤炭开采的关键, 煤田地质勘探技术直接影响着煤炭资源的开发效益。根据中国煤田地质勘探技术的现状, 在钻探工程和地球物理勘探等方面对煤田地质勘探技术进行了重点介绍。

关键词：煤田,勘探技术,钻探,地球物理勘探,遥感

参考文献

[1]李世峰, 金瞰昆, 周俊杰.资源与工程地球物理勘探[M].北京:化学工业出版社, 2008.

[2]汤凤林.岩心钻探学[M].武汉:中国地质大学出版社, 2009.

[3]房玉涛, 李翠.煤田地质勘探技术研究[J].硅谷, 2011 (02) :23.

浅谈煤田地质勘探前沿发展趋势 篇5

摘要：本文根据中国煤炭生产方针、煤田地质特点及世界先进技术发展现状，讨论了中国煤田地质勘探前沿问题，从提高勘探精度，开展动态地质研究等方面加以论述。并且展望了煤田地质勘探技术发展的趋势。

关键词：地质勘探勘探技术发展趋势

0引言

20世纪，煤炭在世界能源中占主要地位，进入21世纪，煤炭在世界一次能源中仍将占主要地位，在我国尤其如此。在我国，1500m左右的煤炭总资源量约4万亿吨，已探明保有储量达1万亿吨。而石油、天然气，由于资源赋存条件与勘探、开发困难等原因，一个时期内难于大幅度增产。但是，随着开放与市场经济发展，煤炭要有竟争力才能在市场上站住脚，经济、安全、高效采煤就成为煤炭工业发展的关键。因此，世界上所有采煤国家都需要继续开展煤田地质勘探工作，而且，煤田勘探技术要迅速发展才能满足生产要求。

1我国煤田地质勘探前沿问题

从我国煤田地质特点及世界先进技术的发展现状来看，我们可以看出，近年来我国煤田地质勘探前沿问题可概括为以下几个方面。

1.1从完善矿井水防治与保水采煤研究方面来看我国东部一些矿井，随着采深增大，突水事故经常出现，突水量也日益增大。由于这些煤田水文地质条件特别复杂，加之来深不断增大，浅部矿井水治理获得的一些认识往往不适应深部矿井水动力条件。因此，我国煤矿水害防治技术的发展趋势是：深入研究矿区深部岩溶水形成与运移特征，深部矿井底板岩溶水突出机理，开发突水预测预报技术：开发适应现代机械化开采的采掘区无水险水害防治技术。

1.2从开展动态地质研究方面来看常见的岩煤突出、瓦斯突出、冲击地压、突水、井筒破裂等井下灾害，实际上是一种动力地质现象。这些现象均与岩体应力场有关。主要起因于岩煤采掘后，原有自然条件下各种地质因素之间的平衡遭受破坏，岩体应力再分配，从而引发或诱发出这类灾害性地质现象。通过研究这些现象形成的地质机理，事先测定出采掘阶段岩体应力随时空的动态变化，就有可能预测上述动力地质现象是否会形成，确定并采取消除或减弱这些灾害的措施。

1.3从加强环境地质勘查与灾害地质防治方面来看由于矿区在天然条件下以及因开发而使地质体系遭受破坏，从而可能形成一系列环境问题，如耕地破坏、水源污染、沙化，粉尘、一氧化碳、二氧化硫造成的大气污染等以及更具破坏性的灾害地质现象，如地裂、地表塌陷、滑坡乃至诱发地震。由于历史原因及煤矿不断开发，旧帐未清，新帐纷至，所产生的问题相当严重，煤矿环境问题是制约煤炭工业可持续发展的关键因素之一，今后矿区环境评价与治理将成为开发部门重要的工作内容。

1.4从提高勘探精度来看连续作业是煤炭工业现代化或采掘机械化和自动化的特点。这要求开发前查明所采煤层的细微变化，如煤层厚度、结构和灰分的局部细小变化。煤层及其顶底板岩石物理力学性质的局部变化等。但是，世界各国的煤炭证实储量及我国的探明储量均只主要说明煤炭的原地埋藏数量，并未充分甚至没有提供满足现代开采技术要求的开采地质信息，为适应现代机械化开采，普遍需要补充勘探。

1.5从攻克煤层气开发难关来看近年来许多国家正在把煤层气作为一种能源进行研究，已有20多个国家开展了煤层气研究、勘探和开发活动。在煤层气试验开发中，目前所遇到的问题是：多数井煤层气产率低、衰减快，钻井冲洗液污染煤层，完井后坍塌堵孔，水力压裂效果不明显，裂缝短，所占比例低，完井后采气效果差等。显然，研究我国煤层渗透率低的原因、渗透率变化规律、煤层气富集和高产因素、煤层力学稳定性和破坏规律，开发适于我国低渗率煤层的钻井、完井、采气和增产实用技术，探索我国煤层气开发有利区段的评价选择模式就成为技术攻关的重点。

2煤田地质勘探技术发展趋势

用发展眼光看，近年来钻探仍将成为获取“第一性”地质资料的重要手段。物探仪器日新月异，性能改进与更新迅速，向高灵敏度、高分辨率、高精确度、遥控、计算机实时控制、处理、数据分析和三维图形显示方向发展：物探方法向多维、多参数测量、多方法组合发展：计算机和信息技术将普及到地质勘探的各个专业、各个作业单元，乃至管理整个勘探系统。近年来，值得注意的煤田地质勘探技术发展趋势如下。

2.1开发井下勘探技术根据国内外资料，落差小于5m、长度小于150m的小断层及小型褶曲，近期不可能用地面勘探方法查明。因此，国内外普遍认为，应在采区开采前，在井下开展采区勘探或工作面勘探，其方法包括矿井物探和沿煤层钻进。基于煤层密度比上下围岩小，煤层是一个明显的低速槽，国外在70年代末首先采用槽波地震勘探技术在井下探测煤层构造。近年来，探地雷达技术发展迅速。最近南非开发出一种Rock雷达系统，能定量研究岩体，准确确定断裂带深度、巷道周围裂隙带特征。显然，煤矿井下物探技术将大有作为，是一重要发展方向。

2.2发展水平钻进技术20世纪80年代以来，技术先进的采煤国家愈来愈重视采用水平钻进方法沿煤层钻进，并采用与之相配合的随钻测斜技术。水平钻进技术是由受控定向钻进发展而来的。近年来，这种钻进技术发展迅速，不仅能在井下沿煤层钻进，还能在地面沿垂直一圆弧一水平线轨迹进入煤层钻进。地面水平钻进，在煤炭部门是80年代后期才从石油部门引进的。

2.3加强综合勘探据有关材料说明，英国煤矿区尽管用三维地震勘探曾解释出小至煤厚落差的断层，但英国深部煤矿公司仍然重视钻孔研究。近年来，他们在已经评价的赋存经济可采储量的井田，按400～500m网度布无心孔，用组合测井方法勘探。他们开发了一种岩层显微扫描仪，通过人机联作能解释几十厘米落差的断层、裂隙、沉积和构造特征，以及应力方向。借助专用软件，用组合测井可确定出岩石类型、岩石强度、孔隙度或渗透率、倾角、孔径、分析水和烃等。据说，通过这一综合勘探方法，“可提供一份详细、实用的构造及应力场图”，“从而使矿山设计切实可行”，可提供最佳施工方向和合理地选定开采方法。这表明，选用合适手段、采用多手段综合勘探，是深都煤矿勘探的发展方向。

2.4研究动态地质勘探技术如前所述，危害矿井安全的动力地质现象由采掘活动诱发而形成。它们具有动态特性。因此，预测动力地质现象的形成及其强度，不能简单地只凭反映原始地质条件的静止数据，而应主要分析基于岩煤层应力或其物性随时间变化的动态特征资料。高产高效采煤推进速度快，进行动态勘探，即在采掘期间连续多次勘探采区的应力或物性随时间变化很有必要。

2.5加快发展信息技术计算机和信息技术现已在煤田地质勘探各个专业推广应用，发展较快。由于引入了许多高新技术，如并行分布式处理、大容量存储、工作站、多媒体、人工智能和神经网络技术等，目前已能用人机对话方式处理、分析、解释和显示地质勘探数据，一些物探仪器自动化程度高，能在现场作预处理，控制各项操作和质量，选择有关参数。

3结语

根据相关资料分析表明，除少数几个发展中国家外，各主要产煤国家的煤田地质勘探工作量自80年代以来均明显减少，但用于开发勘探、工作面勘探的工作内容和工作量却明显增多，勘探精度大大提高。从煤炭现代化生产要求角度看，我国煤田地质勘探技术与世界先进技术相比尚存在较大差距，因此，必须把握时机，加快我国煤田地质勘探技术的发展，才能满足我国高产高效采煤的需求。

参考文献：

[1]储绍良.矿井物探应用北京：煤炭工业出版社1995

淮北煤田地质与勘探技术浅析 篇6

关键词：淮北,煤田地质,勘探,钻探

煤是目前我国非常重要的能源之一, 同时煤也是冶金工业和炼焦工业的重要原料。随着煤的液化和气化技术研究的进一步深入, 以煤为原料生产燃料更进一步促使煤在能源中的比重加大, 并且在煤或煤灰中还能够提取有利用价值的金属元素如金、锗、铀、镓、钒等。煤资源埋藏于地下, 使其具有隐蔽、稀少和复杂的特点。因此, 煤田资源的勘探难度大、成本高[1]。煤田地质勘探的最终目的是为煤矿建设设计提供煤炭资源、储量和开采技术条件等提供必须的地质资料, 以便大大地减少开发风险和获得最大的经济效益。淮北矿区地处于华东腹地, 该矿区总面积达9600平方公里, 含煤面积约为6 9 1 2平方公里, 包括宿县、濉肖、涡阳、临涣四大矿区。淮北矿区除煤炭资源外, 其也有丰富的伴生矿资源 (煤层气约3000多亿立方米、天然焦1.5亿吨、优质高岭土4.8亿吨) 。为了进一步要精确地探明淮北矿区以煤为主的矿产资源, 发现煤田矿床并查明具体的矿体分布、矿产的质量、数量、种类、开采利用条件、技术经济评价及应用前景, 以满足国家建设或矿山企业需要的各种地质勘查工作[2]。在煤田地质勘探过程中就必须要合理地运用各种地质科学理论, 选择高效经济的勘探技术和钻探技术, 探明地质构造、地层、煤层、煤质、储量及开采条件等[3], 以便实现煤矿床及与含煤岩系伴生的其它有益矿产的正确评价, 进而为煤矿设计、建设和生产提供最可靠的地质资料, 从而保证煤炭资源合理利用和开发。因此, 分析和研究淮北矿区的煤田地质与勘探具有巨大的经济价值和现实需要。

1 煤田矿区地质勘探概述

煤地质学是以地质理论为基础, 研究关于煤、煤层、煤盆地、含煤岩系及与煤共生的其它矿产的成因、物质成分、性质及其分布规律的学科。煤田地质学与大地构造学、构造地质学、矿床学、沉积学、石油地质学及地球物理探矿等密切相关。煤田地质勘探是运用地质科学理论和技术, 选择相应的方法和技术手段, 以查明地质构造、地层、煤质、煤层、储量及开采条件, 以便正确地评价煤矿床及与含煤岩系伴生的其它有益矿产, 从而研究、分析和探测煤矿床资源, 为煤矿的设计、建设和生产提供较可靠的地质资料, 从而使煤炭资源能够合理地开发。

2 淮北矿区煤田地质勘探的不足

2.1 勘探手段单一

在煤田地质勘探过程中, 近年来使用的勘探手段单一, 勘探效果也不理想。勘探队进行勘探只使用钻探、地质填图、测井等手段。物探队进行勘探仅使用物探手段, 其结果是导致地质控制精度不够, 不能清楚地解释地质构造情况。

2.2 勘探程序简化

煤田地质勘探目前对勘探的周期要求越来越短, 从预测区直接进入到勘探, 省略了其中普查和详查工作, 有可能造成勘探工程的布置不合理, 在先期开采地段, 在首采区的选择上有误, 勘探手段选择不当。

3 煤田勘探对钻探工艺的要求

在煤田地质勘探过程中, 各种钻孔施工是一项非常常见和非常重要的工作, 包括地质钻孔、放水孔、防灭火钻孔、煤层注水钻孔、瓦斯抽放钻孔、探放水钻孔及其它用途的钻孔的施工工作。通过对煤田地质的分析和钻探理论的研究及实践经验可知, 为了适应不同条件的钻进地层, 要求钻机的回转转速要有较大的调整范围, 较大的功率储备, 要能实现减压钻进和加压钻进等功能。要求钻机的给进系统既要满足低压大流量和高压小流量, 又要同时实现低压小流量和高压大流量。典型地层钻进对钻探工艺的要求见表1。

4 淮北矿区煤田地质勘探的发展方向

4.1 井下物探技术

对淮北矿区落差小于5 m、长度小于150m的小断层及小型褶曲, 使用现有的地面勘探方法无法查明。因此, 在采区开采前, 应在井下开展工作面勘探或采区勘探, 使用的方法主要是沿煤层钻进和矿井物探。另外, 也应开展使用探地雷达技术, 以便更有效地定量研究岩体, 准确确定巷道周围裂隙带和断裂带深度的特征, 更好地为矿区地质勘探服务。

4.2 水平钻进技术

更多地采用水平钻进方法沿煤层钻进, 同时采用随钻测斜技术。水平钻进技术是由受控定向钻进发展而来的。目前, 水平钻进技术发展迅速, 既能在井下沿煤层钻进, 又能在地面沿垂直一圆弧一水平线轨迹进入煤层钻进。

4.3 勘探手段要多样化

选用综合勘探技术, 是淮北矿区深部煤矿勘探的发展方向。综合勘探技术能够提供实用的、详细的应力场和构造图, 进而使矿山设计、施工和开采提供最佳的施工方向和开采方法。在低山丘陵区和平缓的平原等有条件的地区, 先要进行地面物探, 了解了勘探区的基本构造形态后, 再选择合理的钻探网度进行布孔, 从而能够提供不仅能解决地质目的, 而且比较经济的综合勘探方法。

4.4 推进信息化建设

由于信息技术的快速发展, 信息技术现已经在煤田地质勘探中推广应用。由于信息技术中引入了许多高新技术, 如大容量存储、并行分布式处理、多媒体、工作站、神经网络和人工智能等技术, 在煤田地质勘探数据的处理过程中, 可以用人机对话方式分析、处理、解释和显示大量的地质勘探数据, 在现场就能作预处理、选择相关参数, 可以提高勘探精度。

5 结语

在总结淮北矿区以煤田矿产资源为主的基础上, 探讨了煤田地质勘探技术的目的、方法和手段, 分析了目前淮北矿区煤田地质勘探过程中的两点不足, 即勘探手段单一、勘探程序简化。探讨了淮北矿区煤田地质勘探的四个发展方向, 即井下物探技术、水平钻进技术、勘探手段要多样化和推进信息化建设。为淮北矿区的煤田地质勘探工作提供了有益的借鉴。

参考文献

[1]王强.浅谈煤田地质勘探前沿发展趋势[J].中小企业管理与科技, 2009, 19:245.

[2]刘胜.大同煤田地质构造综合探测技术应用[J], 中国煤田地质, 2005, 2:47～49.

[3]柴茂.煤田地质预测在煤炭资源规划中的应用[J].山西煤炭管理干部学院学报2009, 3:45～47.

煤田勘探测量管理系统研究 篇7

在长期的煤田勘探工作中积累了大量的地震、测井、地质成果图件等方面的勘探资料, 这些勘探资料是煤炭行业工作发展的重要基础信息资源。但长期以来, 这些资料分散在各专业部门中, 由各专业部门分别进行管理, 在存储和开发利用方面, 大多还存在存储手段单一、纸介质存储、低效的人工管理等弊端, 这种状况已无法满足复杂的勘探现状对地质信息的需求。而在信息化高速发展的今天, 建立统一数据库, 对勘探测量图件资料进行统一管理, 改变现有的资料存储单一、不安全、数据冗余、不方便查找等缺点, 实现勘探图件资料数据及时更新和维护, 有效管理数据资料。

1 系统建设目标

1.1 勘探测量图件统一管理

采用大型的数据库将勘探公司测量采集生成的二维勘探测线图、三维勘探测线图、构造图、地形图、测井图等图件成果进行统一管理。

1.2 实现勘探成果发布, 为领导决策提供强有力支持

煤田勘探资料丰富, 并可通过网络发布, 用户可以方便地交流、共享信息内容。为领导决策提供最准确、最全面的信息服务, 减轻管理者从事低层次信息处理和分析的负担。

2 系统总体框架和结构

系统总体分为数据层、管理层和应用层。数据层包括勘探测量图件数据, 测井、勘探测线等专业数据, 通过大型数据库存放各类资源。管理层首要提供的是Map GIS数据管理及Map GISIMS组件服务。应用层对用户提供各种应用服务。

系统同时将C/S和B/S两种模式结合起来, 充分利用了两种架构的优势。C/S模式能提供安全有效的人机交互处理能力、资料管理部门人员可通过C/S模式对数据进行格式转换、编辑处理、录入上载等工作。而利用B/S的优势, 又能够在Internet上发布勘探数据资料和提供相应资料信息查询。而且基于C/S和B/S两种运行模式的系统平台为用户提供了安全且高效的操作.将数据的录入与查询分开, 既能安全有效地管理数据, 又可通过网络进行数据共享查询, 为领导决策提供强有力的支持。本系统采用大型数据库管理系统 (SQL Server2000) 作为数据管理平台, 使用Map GIS的空间数据引擎来管理平台。系统运行于XP、Windows2003等操作系统, 实现应用程序中有关地理信息的处理功能。

3 系统功能设计

3.1 测量图件成果管理系统

3.1.1 成果数据编辑功能:

数据录人人员将勘探到的数据通过测量图件成果管理系统中提供的数据转化、数据校正、数据裁剪等工具进行数据格式和图幅的修正, 并准备入库。

3.1.2 导航图编辑功能:

数据录入人员可以在导航图中录入施工工区图和相应属性数据, 还可以对其施工工区图进行编辑, 增强导航图的可视性。并将勘探成果分别录入到施工工区对应区域。

3.1.3 叠加功能:

数据录入人员可以通过叠加功能将成果测线与地形图叠加、测线与构造图叠加、边界与地形图叠加、边界与构造图叠加, 并将产生的叠加图录入数据库中。

3.1.4 管理工具功能:

提供数据转换功能, 可将Auto CAD格式数据转换为Map GIS格式;提供投影变换;提供误差校正;提供图像分析;提供距离测量;提供面积测量, 测量任意不规则区域的面积。

3.2 测量图件成果发布系统

3.2.1 图件成果查询功能:

用户可以通过良好的网页界面, 点击查询导航图, 找到查询的勘探工区中的勘探图, 如三维勘探测线图。另外还可以通过输入关键字和关键信息快速查询到勘探图。

3.2.2 图件下载功能:系统还提供了下载功能, 用户可以将查询到的勘探图以Map GIS格式下载到本地进行编辑。

3.2.3 叠加查询功能:

领导还可以通过我们提供的叠加分析功能, 查看到叠加图。通过叠加图, 领导可以清晰地看到施工状况、计划完成情况。

3.2.4 成果数据统计功能:系统通过统计功能, 统计出施工面积等基本信息.为施工提供数据依据。

3.3 权限管理系统

用户管理模块是每一个系统的必备模块, 它是权限控制渠道。用户管理模块是管理员对不同用户分配不同角色, 每个角色拥有不同的权限。此系统的权限是通过控制菜单来管理的, 当不同权限的用户登人, 他们能看的菜单是不同的。

4 系统数据库设计

4.1 地理信息数据

空间信息数据用于存放和管理基础地形图, 实现对不同比例尺 (1:5000、1:10000、1:10000fl等) 和不同文件格式 (栅格影像地形图和矢量地形图库) 的地形图进行管理。另外还存放施工导航图。属性信息数据包括基础图的属性数据。

4.2 行业信息数据

行业信息数据目前主要包括勘探公共地理信息数据和勘探专题图数据。勘探公共地理信息数据主要包括勘探开发涉及的施工队伍、施工年份等的数据。一般根据不同的勘探方法, 提取出与具体业务相关的数据层, 形成针对不同来源的勘探专题型数据库。勘探专题图数据则是包括二维地震勘探测线图、三维地震勘探测线图、构造图等。如二维地震勘探测线图显示地下的地质构造情况, 连同几十条相交的二维测线共同使用, 即可编制出地下某地质时期沉积前地表的起伏情况。

4.3 数据组织关系

基础地形信息数据和专题图信息数据中的图形都是Map GIS支持的。分别以点、线、区和MSI等图格式存放在图层表中。系统的地理数据和专题数据图的属性数据都存放在图库表中。为了数据能最大地存入库而又不产生冗余, 我们将图索引表又分成了地形图索引表、构造图索引表、测线图索引表。各表中同时存放地形图、构造图、测线图勘探出的数据。每张专题图都在图索引中有相应的编码, 编码是依据专题图不同比例尺、幅类型、施工工区等勘探公共地理信息数据的不同而制定的。这些数据都存放在勘探施工表里。

结束语

勘探数据的管理与应用是一项庞大的系统工程, 需要构筑扎实的基础.综合应用各种先进的技术。Map GIS平台在领域有着自己的基础平台, 并且围绕专业图件绘编、数据库管理、煤田勘探开发生产管理、地面建设等领域深入应用。能为煤炭行业提供全面的优秀信息管理解决方案。通过基于Map GIS的勘探成果管理系统对勘探图件进行管理, 能提高勘探研究效率, 降低勘探成本, 提高勘探决策的及时性和准确率。抢救历史数据, 保护数据资产, 这必将促进煤田勘探技术的发展, 并将带来巨大的经济效益。

参考文献

[1]昊信才.地理信息系统原理与方法[M].北京:电子工业出版社, 2002.

华北地区的煤田分布与煤田构造研究 篇8

煤炭是当今世界重要的矿产资源, 据国际能源中心估计, 全世界煤炭总储量为6900亿吨标准煤。我国是世界第一煤炭生产与消费大国, 煤炭在我国分布广泛, 主要集中华北地区、西北地区和东北地区, 其中最为重要的供应地为华北地区。

煤炭是古代植物长时间埋在地下, 经历了复杂的物理化学和生物过程的作用而形成的固体可燃物, 在经过地质作用形成煤层。华北地区的煤田是我国主要开采的煤层, 该区煤层形成于晚古生代。该时代煤层在构造煤的作用下, 含有较多的瓦斯成分, 从而制约了该区的瓦斯事故防治和煤层开发。在煤炭地质理论中, 构造煤具有重要的地位, 能对煤层可燃气的开发和瓦斯浓度的控制产生决定性影响。

由已有的构造煤赋存规律研究成果可以知道, 煤田区域行为的主要影响因素为构造应力与顺层滑动的相互作用;构造煤形成的主要控制因素为切层和断层。根据勘测与研究结果, 华北地区的煤田分布规律主要与构造有关, 总体上说, 由南向北分为三个煤层带。

(1) 南部煤层带

南部煤层带主要包括河南西部、永城、平顶山、淮北和淮南等煤田。该区域中, 平顶山、淮北和淮南的煤层结构为Ⅲ-Ⅳ类构造煤;河南西部煤田结构主要为Ⅳ-Ⅴ类构造煤;永城煤田为Ⅰ-Ⅱ类原生结构煤。

(2) 中间煤层带

中间煤层带主要包括鄂尔多斯、山西地区、渤海湾和山东西部地区的煤田, 该煤层带总体上为原生结构煤, 煤体结构类型总体上以原生结构煤为主, 尤其是西部鄂尔多斯盆地内, 主要是Ⅰ-Ⅲ原生结构煤。比较重要的煤田有:准格尔煤田、东胜煤田、神府煤田、贺兰山煤田和河东煤田等。此外, 该煤层带还包括Ⅲ-Ⅳ类构造煤, 主要分布在太行山东侧和山东西部地区。

(3) 北部煤层带

北部煤层带主要包括辽宁西部地区和北京西部地区, 该煤层带绝大部分为Ⅲ-Ⅳ类构造煤。

2. 煤田构造理论

2.1 煤田构造研究进展

煤层的形成与赋存的主要地质因素就是构造作用。首先, 地壳运动为构造拗陷的形成和煤的聚集提供场所, 构造格局与沉积构造的迁移与转化在煤形成聚集的过程中起重要作用。因此, 在煤层的勘察与测量工作中, 煤田的构造研究是一项极为重要的任务。

我国煤田构造研究体系是在前苏联的基础上起步的, 然后才逐渐形成了一套基本完成的理论体系, 并在改革开放后得到迅速的发展完善。当前, 我国煤田构造体系的主要理论内容包括:地质力学、断块学说、岩石圈板块构造学说和构造地质理论等等。主要的研究对象为岩相古地理、古气候和成煤植物、主要聚煤期的古构造、聚煤作用与聚煤盆地演化等。国内煤田构造学界先后确定了板块活动的观点、煤田滑脱构造的概念和构造控煤概念等重要理论, 促使我国煤田构造理论框架结构完善。

当前时期, 国内对煤田构造的研究主要包括以下方面:

(1) 板块构造理论对煤田构造的研究具有重要指导意义;

(2) 煤田构造理论与地质构造、盆地构造等学科相互交叉渗透;

(3) 高精度勘测技术、遥感技术等先进技术在煤田构造研究中的应用越来越广泛;

(4) 煤田构造的研究与安全、高效生产紧密相连;

(5) 煤田构造理论的发展得益于全国煤炭资源的潜力评价工作的进行。

2.2 煤田构造的主要控制因素

(1) 地球动力学环境

煤田构造发生形变的基本条件是地球动力学环境的变化。以华北地区为例, 整个区域由众多不同的构造活动带拼合而成。因此, 华北地区的煤田具有非均匀性显著、活动带密度大、地表环境复杂等特点。

(2) 构造演化历程

构造演化历程对含煤岩系的改造过程影响显著。聚煤底层的构造演化过程开始的越早, 含煤岩系的变形就越复杂。我国最具有工业价值的煤层形成于早石炭纪至新生代时期, 一直伴随着聚煤作用的发生。在不同的时期、不同地域的地壳运动与地表构造演化方式均不相同, 所以不同聚煤区和聚煤期的煤层所受影响也就不同。

(3) 深部构造与基底属性

煤层形成过程中的空间差异主要取决于深部构造与基底属性。由于不同层次间的地壳存在密切的联系, 地壳浅部的煤层和深层的物质运动密切相关, 深层的构造格局在很大程度上决定了聚层构造演化的活动历程。一般情况下, 板块内部的地台稳定且盖层变形较小, 含煤岩系就能得到较好地保存。

(4) 构造应力场作用

导致含煤岩系变形的直接原因为构造应力场的作用。实际上, 煤田构造就是含煤岩系在应力作用下变形和变位的综合结果。即使在同一地区、不同含煤岩系也会经历不同期次的应力场作用, 其结果也就千差万别。板块构造应力向板内减弱, 致使煤系变形的空间具有规律性展开的特征。深部地壳的活动会引起不同区域应力的分异, 最终导致煤系构造变形复杂。

(5) 煤系的组合特征

煤系的上覆和下伏岩性导致含煤岩系的变形具有特殊性。煤系组成的主要特点就是成层性好、软硬岩层相间、回旋频繁和软弱层位发育等特点。

2.3 煤田构造研究任务

随着国内煤田构造理论与煤炭勘测技术的发展, 煤层的地质构造的清晰程度正在不断提高。但是, 由于我国不同类型煤田地质条件复杂, 完全勘测存在很大难度, 另外, 勘测经费的限制也严重阻碍了煤层构造勘测的效果。因此, 充分利用有限的地质信息资源, 获得更多有价值的勘测结果并提高构造的查明程度, 是当前煤炭勘测工作的主要研究任务。

3. 华北地区的煤田构造分区

3.1 概述

华北赋煤区域在经历地质演化中地壳运动作用的改造后, 分割为不同种类、不同大小的煤田。一般情况下, 赋煤区构造单元是从赋煤的角度划分的, 从区域煤田构造的规划看, 华北地区煤田构造单位的划分如图2所示。

3.2 华北赋煤区构造分区

华北赋煤区构造分区主要包括缘挤压与伸展变形带、东西南北挤压与伸展变形带。该区域赋煤区可以划分为四个级别, 分别是:赋煤构造区、赋煤构造亚区、赋煤构造地带、赋煤坳陷区。对应的地形构造单元分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级构造单元。具体如下表所示:

4. 结论

华北地区煤田的开发程度较高, 露天煤矿与浅地层煤炭资源基本上已被充分利用。因此, 该区域找煤的方向主要为新生界覆盖与矿区周围的深部区域。加强对煤田构造理论的研究能为煤炭勘测技术的发展提供有力支持。

摘要：本文首先介绍了华北地区的煤田分布, 主要包括南部、中部和北部三个煤层带。然后介绍了我国煤炭构造理论的发展, 在此基础上展开了对华北地区煤田构造的探讨。华北赋煤构造区主要包括赋煤构造亚区、赋煤构造带和赋煤坳陷等构造区域。本文研究结果对于提高我国煤炭勘测技术和查明华北地区煤田构造特点都具有重要意义。

关键词：华北地区,赋煤区,煤田构造,煤田分布

参考文献

[1]曹代勇.煤田构造研究与煤炭资源潜力评价[C].第七次煤炭科学技术大会文集:279-282.

[2]曹代勇, 等.中国煤田构造研究现状与展望[J].中国煤炭地质, 2008, 20 (10) :1-6.

[3]王恩营, 等.华北板块晚古生代煤层构造煤区域分布的大地构造控制及演化[J].煤矿安全, 2010 (2) :86-89.

[4]张玉贵.构造煤演化与力化学作用[D].太原理工大学, 2006.

煤田地质勘探技术及特点分析 篇9

关键词：煤田,地质勘探,技术,特点

1 我国煤田地质勘探主要技术

1. 1 地面地震勘探技术

高分辨率的地面地震勘查技术是一种比较先进的地质勘探技术, 它主要使用二维地震以及三维地震方法来探测断层的落差, 再进一步探测断层的变化, 还能检测岩浆岩的影响。因为岩浆岩会发生一定的变化, 给以后的开采工作带来一定的麻烦, 为此, 需要在事前进行合理分析, 找出影响因素。随着科技的进步, 这种技术已经逐渐成熟, 并广泛地应用到工作实践当中, 为勘探环节提供了质量保障[1]。

1. 2 遥感技术

遥感技术被人们所熟知主要是因为其应用在航天工作中, 随着这种技术的普及, 其也应用到地质勘探工作中。它主要是利用卫星的微波、红外以及可见光等对地面进行遥感测试, 从而获得准确的地面信息, 能够测量煤田的大小, 评价煤田的发展前景。如今, 遥感技术的优势愈发明显, 其具有检测效率高、检测速度快与检测准确性高的特点, 能够提高勘探的效率, 勘探的准确性显著提升。

1. 3 测井勘查技术

这种技术主要是将多种物理参数进行科学合理的整合, 从而提高勘探的质量, 该技术可以在较短的时间内获得煤田的储量, 还能测量非煤系的地层, 也能检测出这些地层的厚度与深度, 从而准确掌握煤田的数据, 为开采和安全工作提供保障。

2 我国煤田地质勘探技术的主要特点

2. 1 细节处理不到位

我国的煤田地质勘探技术细节处理难以令人满意, 存在着诸多不到位的问题, 例如: 在勘探过程中, 水力压裂的结果比较差, 为勘探工作制造了障碍; 或者钻井冲液处理不当, 对煤层带造成不良的影响; 或者在完井之后, 出现严重的坍塌问题, 使得开采工作面临较大的障碍。

2. 2 人为地质灾害较多

煤田地区许多地质灾害是自然环境引起的, 但是也有一部分地质灾害是由人为因素引起的, 如果发生灾害会造成巨大的人员伤亡和经济损失, 为此, 在地质勘探工作中, 要探明容易出现的地质灾害, 并做好应对灾害的准备, 减少灾害的发生。

2. 3 矿井水防治能力较弱

在勘探工作结束之后, 矿井水会给日后的开采工作带来不利的影响, 例如影响煤炭的质量, 影响水的质量, 相关勘探人员对这种影响的重视程度较低, 没有在勘探工作中做好有效的防治工作[2]。

3 煤田地质勘探技术应用发展趋势

随着科学技术的不断进步, 一些勘探技术已经走向成熟, 勘探技术使用的设备仪器更加先进, 勘探结果更加准确, 而且在与计算机技术相结合的背景下, 其能够更加快速、准确地对大量的勘探数据进行分析、研究和计算。如今, 计算机信息技术和传统的勘探技术已经逐渐融合, 并且逐渐在多个地质勘探领域得到了广泛使用。但是, 在一些落差小于5m, 长度不超过150m的小型褶曲位置, 我国的勘探技术很难通过地面勘探的手段来查明。

从20 世纪下半叶开始, 部分发达国家已经开始探索使用水平钻技术, 取得的实际效果也非常可观, 该技术能够在更好的控制状态下进行作业。伴随着钻进技术的跨越式发展, 许多国家的煤炭企业已经可以在井下沿着煤层的方向进行钻进, 同时, 这种技术方式还能够在地面位置上根据垂直- 圆弧- 水平的线路, 准确完成煤层钻进的任务。该技术在石油领域中已经得到应用, 但是在煤田勘探工作中还没有得到使用, 相信在不久的将来, 这种技术也能使用在煤田地质勘探工作中。此外, 许多西方发达国家的煤炭公司开始通过对钻孔技术中岩层显微扫描仪设备的使用, 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, 使得勘探工作能够顺利进行[3]。

4 我国煤田地质勘探技术发展的建议

当前, 我国许多煤田开采部门和企业非常重视经济效益, 将利益最大化摆在发展的首位, 但是这种发展理念并不科学, 没有认识到地质勘探的重要性, 没有认识到安全生产的重要性, 使得安全事故频发。

为此, 相关部门和企业要重视煤田地质勘探工作, 为地质勘探工作提供更多的资金和技术支持, 加强安全培训方面的投入, 这样才能够在安全高效的状态下进行勘探, 工作人员的生命安全也能得到保证, 同时, 社会上的勘探企业也应当学会使用多种工作策略, 通过更加实际的工作方式, 促进工作成效得到提升, 研究出实用的勘探技术。此外, 相关企业要重视技术创新, 因为创新是技术进步的源泉, 研究人员要深入到地质勘探工作中, 了解勘探人员的实际需求, 获得他们的真实反馈, 然后有针对性地进行技术创新, 同时, 企业不要一切以经济效益为中心, 只追求经济效益, 不能盲目追求研发速率, 这势必会影响创新的成果, 应通过多种方式联合的方式, 不断地提升勘探团队的专业技术水平与能力, 从而有效地推动我国煤田地质勘探事业向更高的目标迈进, 实现健康、可持续发展。

5 结束语

经过多年的发展, 我国的煤田地质勘探技术有了明显进步, 煤炭开采工作更加安全和高效, 让人们充分认识到了勘探工作的重要性, 但是, 随着形势的不断变化, 人们对地质勘探工作的要求逐渐提升, 需要相关人员提升技术水平, 熟悉勘探技术的主要特点, 探索出更加先进、更加合理的勘探技术, 从而保障煤炭开采工作顺利进行, 为社会创造更多的利益。

参考文献

[1]李同春.计算机技术在煤田勘探中的应用研究[J].计算机光盘软件与应用, 2012, 23:60-61.

[2]姜再富, 等.浅析煤田地质勘探技术的发展及应用[J].能源与节能, 2013, 04:3-4.

钻井技术在煤田地质勘探中的应用 篇10

关键词：煤田地质；取芯；钻探工艺；岩心钻探

中图分类号： P634 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）27-163-21 我国煤田地质勘探的现状和发展过程

1.1 煤田地质勘探的重要性

当今我国经济正在飞速发展，煤田资源作为国家的战略储备资源，煤炭资源的开发利用对我国经济的发展起着决定性的作用。随着煤炭工业的高速发展，对于煤田地质勘探工作提出了更高的要求，为了使煤田地质勘探技术迅速而健康的发展，既要根据我国煤田地质实际和煤炭工业要求，又要考虑我国的技术现状和世界先进技术的发展方向。

1.2 当今煤田地质勘探发展历程

新中国成立初期，我国从事煤田地质勘查工作的技术人员只有500多名，设备只有简单的几十台钻机，只能从事简单的地质勘查工作。经过五十多年的发展，国家大力发展地质行业专业技术人员，我国煤田地质勘探飞速发展，到现在形成了有测量、钻探、物探、岩矿化验等多专业相配合的现代化勘探队伍。

20世纪的我国的钻探水平只能使用普通的合金钻头，钻孔的直径比较大，岩芯的采取率不高，生产效率较低。经过五六十年的发展，钻探技术不断完善改进，各种钻井新技术的研发与使用，优化了钻井参数，钻井效率与钻孔合格率大幅度提高，已经达到了国际领先水平。

2 煤田地质勘探对钻探设备的要求

2.1 钻探设备的发展

钻探设备是煤田钻探工作的物质技术基础，新中国成立后，国家大力发展煤炭行业装备制造业，各省市也专门成立了自己的煤机厂，引进国际现金技术研发适合本地的钻井设备。

由过去的百米钻机发展到现在的1000-3000米的岩芯钻机，柴油机、泥浆泵等钻机的配套设备也得到了大幅度的发展。由于近些年我国的浅部煤田基本上已经勘探完成，今后的勘探方向是向深、远、难的发展，所以大力发展深井岩芯钻机已适应深部煤田勘探问题迫在眉睫。

2.2 煤田地质勘探中钻探设备使用情况

以河北煤田地质局为例。河北煤田地质局下属四个地质大队，主要采用THJ-2000岩心钻机。这种钻机具备提升能力大、行程长、转速高、扭矩大等特点。钻机可使用电动机或柴油机两种动力带动，与之匹配的泥浆泵为三缸单作用卧式活塞泵型号：3NBB260-35。该泵采用了汽车变速箱，可变五种流量，主要用于岩芯、煤层钻进或煤田地质、冶金地质、水文地质工程孔钻进中供给冲洗液用，冲洗液可为泥浆泵、清水、煤水等，亦可作为以上的输液泵。

在当今激烈竞争中，煤炭部门与冶金、石油、地矿等部门相比设备相对落后，往往在竞争中落伍，中标机会相对减少。为适应当今市场的发展，在地质行业脱颖而出，使用生产效率高的钻井设备势在必行。

3 煤田地质勘探中钻井液体系及常见处理剂

3.1 钻井液作用

钻井过程中，选用优质钻井液能提高钻井效率，减少井内事故的发生。优质的钻井也具有稳固井壁、平衡地层压力、润滑钻头、悬浮携带岩屑等作用。钻井液作用主要体现在以下几个方面：

①钻进的过程中，在地层和钻井液液柱的压力作用下钻井液中的一部分水通过裂隙或者孔隙渗透到地层中，固相颗粒吸附到井壁上逐渐行程泥饼，保护井壁，防止井壁上碎小的岩石掉入井底，发生卡钻事故。

②钻头不断磨洗井底岩石，钻井液通过泥浆泵泵入井内，将钻头切屑下来的岩屑携带上来，冲洗井底，润滑钻头，保持井底干净，提高钻井效率。

3.2 常用钻井液处理剂

最初的钻井过程中，由于地层较浅，钻井队主要使用清水开钻，边钻进边补充清水，为了提高钻井液的黏度等参数，只是简单的添加一些纤维素和纯碱等处理剂。为了满足越来越高的施工要求，根据施工经验和借鉴石油钻井液参数，在清水加入膨润土和钻井液处理剂按照一定的比例配置钻井液，钻井液密度一般在1.15-1.30g/cm3，失水量控制在30ml/30min以内。

常用的钻井液处理剂有：①碳酸钠（Na2CO3）俗称纯碱或苏打，白色粉末，易溶于水呈碱性。配置新钻井液时，主要的作用是作为（膨润土）的分散剂使用，提高钻井液的黏度和稳定性降低失水量。碳酸钠水化后，游离出来的碳酸跟离子与钻进岩层产生的Ca2+ 、Mg2+离子发生反映行程不溶于水的碳酸盐沉淀下来，被钻井液携带出井口。②氢氧化钠（NaOH）俗称火碱、烧碱。白色晶体，容易受潮，易溶于水。主要作用改变钻井液的酸碱性。

以上两项主要是常用的无机处理剂，为了优化钻井液参数，施工过程中根据实际需要添加有机处理剂改变钻井液性能。有机处理剂主要有：①降粘剂主要作用提高钻井的黏度，增大钻井液悬浮能力，降低垒失量。常用的增粘剂有：钠羧甲基纤维素（CMC）。②腐殖酸类，主要来源于褐煤。难溶于水，易溶于碱性溶液。主要作用是降粘和降滤失。常用的有腐殖酸钾。

4 煤田地质钻探过程中常见孔内事故情况、预防处理

在钻井过程中，由于人为、设备、地层等原因时常会发生井内事故。而煤田地质钻探主要采用取心钻探。由于取心管与井壁的间隙较小，所以熟练掌握各种事故处理的方法，分析事故产生的原因是我们现场施工管理人员必须要掌握的技术。

4.1 井内常见的钻井故障及发生原因

①卡钻。发生的主要原因：井下钻遇的岩层吸水膨胀导致锁紧或者是钻进过程由于井壁上较大的掉块把钻杆接头、钻头卡住。

②埋钻。由于钻井液性能差，护壁效果不好，地层压力差较大，钻遇流沙层位等原因都会导致埋钻的出现。

③烧钻。当钻进溶洞、岩层裂隙较大时，钻井液出现大范围的漏失，井底钻头旋转产生的热量得不到钻井液的润滑导致烧钻。

④折断或掉钻具。钻杆接头磨损严重，接头焊接质量不好，钻具长时间使用疲劳破坏，钻进时扭矩较大，憋钻跳钻严重都会是钻具折断掉入井底。

在钻井的过程中由于操作人员人为失误未按照操作规程违章操作也是导致事故发生的重要原因之一，所以加强生产一线职工的技术、安全培训，提高钻探人员工作责任心，技术水平也是预防生产事故的重要手段。

4.2 事故一般处理方法

当钻井时发生长时间无进尺、泵压下降、排水槽泥浆明显减少，憋钻跳钻等现象时。应及时停止钻井，准确丈量上余。了解井内情况认真分析找出事故发生的原因，制定具体的解决方案。

处理事故主要有以下几个方法：①如果钻井液能正常循环的情况下，首先应加大泥浆泵的排量，大排量冲洗井内，防止事故的严重化。②逐渐加大钻机的提升力，反复旗下钻具。使钻具逐渐松动，最后提出井下。③提钻确定事故头形状位置，采取适用的矢锥等打捞工具打捞折断、脱落的事故钻具。④使用返丝钻具和返丝矢锥，利用钻机反转分多次将事故钻具提出井内。此外还可以配置解卡泥浆，浸泡柴油、套铣桶等方法处理事故。

今年来河北省煤田地质局就有多起应用新技术成功处理事故的案例。如2012年我局承揽的峰峰矿区一号回灌试验井发生黏附卡钻事故。现场技术人员利用配置油基解卡钻井液浸泡事故卡点61小时成功解卡。2010年该局在内蒙古施工一口地热井，钻进2150米时发生吸附卡钻，采用柴油浸泡处理无效时，工程技术人员应用氢氧化钠溶液进行浸泡解卡并成功。

5 煤田地质勘探中钻井新技术

5.1 绳索取芯技术

绳索取芯金刚石钻井技术：从2000年开始绳索取芯技术逐步在我局钻机应用，并以其多重的优点得到广泛的传播。绳索取芯钻井工艺具有岩芯采取率高、钻井效率高、工人劳动强度低、提高钻头使用时间、降低钻井成本、降低事故发生率等优点。其工作原理主要是：

取芯管采用双层管设计，当岩芯充满取芯管时，不用提钻，使用钻台上小卷扬机，打捞矛通过钻杆水眼，将岩芯管提出井内。极大地减少起下钻的时间。现场施工应根据地层条件，孔深结构，钻井深度等多方面因素权衡选取绳索取芯技术。

5.2 气举反循环钻井工艺

气举反循环钻井工艺是欠平衡钻井工艺的一种，在生产实践过程中，当遇见施工地点干旱少水或钻遇重大漏失地层时可以采用气举反循环钻井技术。主要采用空气作为介质充当钻井液，排出岩粉，与传统钻井液钻井工艺相比有钻井效率高，进尺高，保护地下水层，成本低等特点。该技术逐步在我局地热井施工中使用，并取得了良好的效果。

6 结束语

煤田地质勘探工作条件差，起步较晚，技术水平低，技术管理人员短缺这些问题都制约着煤探钻探技术的进步和发展。通过国际国内地质勘探行业的学习，加快新技术的应用学习，加强专业技术人员的培养，高科技专业设备的引进购买，加强科研工作的力度只有这样才能适应当今地勘市场的变化更上时代的补发。

参 考 文 献

[1] 屠厚泽.钻探工程学[M].武汉：中国地质大学出版社，1987.

[2] 汤凤林.岩心钻探学[M].武汉：中国地质大学出版社，1997.