煤矿地质工作方法探讨.doc

煤矿地质工作方法探讨张 东 煤矿地质工作是煤田地质勘探的继续，在煤田地质勘探精查阶段结束后，从建井阶段至开采结束的所有地质工作，实际属于探采结合。在开采掘进中收集地质资料，逐步修正已有的勘探资料，指导掘进开采，最大程度的利用资源蕴藏量，同时收集、研究影响采掘的地质因素，减少灾害发生。一 在首采区适度提高勘探程度地质勘探最终阶段结束，按地质勘探和煤矿设计，都要求首采区达到一定数量、比例的高级储量，还应对构造、煤层有一定的控制程度，已有利主井、副井、风井的选址或和井型设计，准确知道巷道与煤层的空间关系，减少石门开拓量，达到采掘、运输、安全最经济、优化的设计。但在现有的经济体制模式背景下很难达到，为此必须找到在现有的经济模式条件下的经济承受能力、效益与风险协调的勘探模式和对策。原有的煤田地质勘探规范是我国数代地质工作者总结我国古代及世界各国煤田（矿）勘探技术，特别是前苏联的勘探技术规范而成，基本经济分析模型是计划经济模式。目前我国已经实现经济改革30年，民营经济以成为我国经济的重要成分，煤田地质勘探的出资人由国家或国营大公司逐步向民营公司等经济体转化，这些经济体的经济承受能力远比国营经济差，根本无力承受长周期、高投入的地质勘探，但抗风险意识、开采效益意识却显著提高。经济模式的转变，煤田地质勘探经费很有限紧张，最终导致勘探程度不够，很难达到规范要求的勘探程度，甚至勘探、设计矿井同时进行，高级储量勉强达到规范要求，但对构造及煤层的控制程度往往不够。根据这种背景下勘探地质资料进行矿井设计、开采，经济风险容易增高，对经济体或国家都会产生经济损失。为解决这一现实的经济、风险、效益问题，认为煤田（矿）勘探应在井筒附近和首采区适当加密勘探工程，勘探工程间距取规范的下限，二类二型煤田（矿）最终勘探工程间距保持在250-300米为宜，提高勘探程度，高级储量达到规定的比例 ，对首采区构造、煤层控制程度达到准确控制，达到规范要求的勘探程度，准确经济的确定井筒空间位置，准确控制首采区构造，明确井筒与煤层的空间关系，最大程度的减少风险 ，提高有限勘探经费的利用效益。 目前煤田地质勘探仍沿用计划经济时代的模式，地面地质勘探地质工作和煤矿地质勘探仍有脱节。勘探阶段对大的构造控制、储量控制有明确的规范要求，但小的构造和煤层的局部变化限于现有的技术还无法控制，这些小的构造和变化正是影响煤矿开采的主要因素，决定煤矿的开采经济效益甚至成败，正确认识分析、预测这些小的构造也是煤矿地质工作的主要内容，最终达到准确预测煤层、构造的空间赋存关系，指导掘进开采。因此煤矿地质人员应和地面勘探同步介入勘探区，共同熟悉矿区的基本构造、水文，地层等地质状况，为煤矿地质工作阶段提供条件。 二 加强煤系地层沉积古地理研究解决煤层对比问题煤炭资源是一种外生沉积矿产， 煤系地层沉积时的古地理环境、古构造运动及其演化控制着煤系地层的厚度，煤层的厚度、结构，资源蕴藏量，后期构造演化控制煤层的空间赋存形态及空间关系。这些问题都要在勘探和井田开采过程中控制、发现、揭露、认识。认识程度及准确程度直接影响建井的进程和开采经济风险的控制。当时的古地理环境、古构造在煤系地层上的直接反映就是地层岩性具有一定的沉积旋回，不同的岩性组合旋回代表了不同沉积古地理单元，也反映了当时的古构造演化过程。利用沉积旋回过程分析煤系地层，分析每一个旋回的岩石、煤层组合特征，确认煤层与各沉积旋回的关系，确认各煤层在旋回中的空间位置，总结出煤层的岩石、结构特征，实现煤层对比和切眼的连接。为解决这一问题，建议煤矿地质人员在工作中，不仅要熟悉井田的构造形态，区域、局部构造应力状况，还要加强分析煤系地层当时的沉积古地理环境， 为煤层对比提供有力的证据，实现各煤层的准确对比。三 引入新的方法，更加准确研究巷道布置煤矿地质工作的一般性日常工作主要是井下检查素描巷道，观察地层岩性、构造的变化并进行编录，进行这一工作的前提是准确的认识岩性，准确判断构造性质、规模等。逐步掌握矿井的整体构造特征和煤层的空间赋存状态，对采掘巷道的设计布置提供准确依据，巷道掘进过程中遇到构造变化，及时正确作出判断指导掘进。如果判断的失误导致掘井方向的偏差必然造成巨大的经济、物力、人力的浪费，甚至造成后期采掘的困难。 大型构造的判断认识，比较流行的大地构造理论有板块构造理论等，对于解决区域构造的研究有独特的指导意义， 能很好的解释区域构造形态、应力场等问题。对于煤田地质工作，能很好的解决煤田聚煤盆地的形成演化过程，后期构造运动的区域性构造表现，但对于煤矿地质工作需要解决具体的小构造形态的指导意义却不是很大，构造应力环境分析、判断小的构造，使用李四光的地质力学理论应该有独到的优点，首先在分析区域构造应力形态背景，再使用地质力学理论指导分析矿区构造应力场行迹，准确认识具体构造行迹，确认应力特征及构造性质更加准确。研究矿区地质现象最终是为指导生产，具体在为巷道设计提供依据，解决巷道掘进中遇到的问题。目前煤矿地质工作的状况都是只能提出初略的方向，往往不是很准确，只能在掘井中修改，造成无谓的掘进量而增加生产成本。本人认为，充分利用煤田勘探地面地质填图、钻探工程等地质资料，引入数学地质理论有可能很好的解决这一问题。数学地质就是引入概率统计等数学方法，使用计算机把地质现象或地质体数字化，从定性地质描述逐步定量地质描述，实现不同程度级别的模拟仿真，研究地质现象的时空演化过程，达到更加精确的描述解释地质现象。煤炭是一种外生沉积层状矿产，构造形态主要表现为面状和线性，一般条件下有很好的连续性和稳定性，数学地质研究有很好的适应条件，达到精查或详查的煤田或矿井资料的详实程度应该能达到高度的模拟仿真。如煤层底板引入趋势分析等数学地质方法，使用多项式高次拟合，等趋势方向有可能为采掘巷道提供准确的依据， 利用剩余量解释构造，初略趋势解释大的构造形态，高次拟合趋势解释小的构造。估计串珠状的正剩余和串珠状的负剩余可以代表为线状构造，结合引力场等解释断层性质。不连续的、无规律的正负剩余有可能代表面状构造如褶曲，正剩余可能代表构造背斜，负剩