煤矿地质勘探和储量的研究
代艳梅
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代艳梅,. 煤矿地质勘探和储量的研究[J]. 煤炭技术研究,2023.1. DOI:10.12721/ccn.2023.157305.
摘要: 煤矿地质勘探和储量计算是煤炭企业进行煤矿资源开采前的核心工作,关系到整体开采效益。当前煤矿地质勘探中应用的技术种类比较多,应掌握每种勘探技术的应用原理和注意事项,在地质勘探环节发挥各项技术的功能效用,了解煤矿开采区域的真实情况,在此基础上对煤矿储量进行准确计算,对不同位置开采的可能性进行细致评估,从而制定基本的开采计划,进行预算分析,为后续煤矿开采工作的有序开展提供保障。
关键词: 煤矿;地质勘探技术;煤矿储量;计算方法
DOI:10.12721/ccn.2023.157305
基金资助:

煤矿资源是关系到国民经济发展的一项重要资源,在社会快速发展的形势下,各行各业对于煤矿资源的需求量逐渐增加,为提高煤矿开采质量,则要重视对多种煤矿地质勘探技术的研究,根据煤矿区域的情况进行勘探技术的合理选择与应用,同时也要做好储量分析工作,这是保证煤炭采掘活动顺利进行的基础和前提,对提升采掘效率和质量有着重要意义。

1.煤矿地质勘探技术分析

煤矿通常处于地下较深地层,实际开展开采工作时会对周围地质结构产生不同程度的影响,在周围岩壁所承受的构造应力超过一定限度后就会威胁整体结构的稳定性,还会对周围岩层造成破坏。煤矿地质勘探技术能够对煤矿周围地质结构分布情况和构造应力分布等进行了解和分析,对于开采阶段可能造成的影响和发生的安全事故进行预测,便于后续安全作业,对煤矿企业开采工作的有效开展有着积极影响。常用的勘探技术主要包括以下几种:

1.1电阻率法

电阻率法主要是根据不同介质的导电性对煤矿区域的人工电流场分布情况进行观察与处理,从而确定煤矿在地下的分布情况,也可以了解该区域的地质构造。这种勘探技术可实现高密度检测,与常规电阻率法相比优势作用较为明显,能进行大范围检测,探测点密度大、极距多,可实现多种装置设备的联合应用,对于收集到的参数信息进行对比分析后能及时发现异常情况,但是这项技术在具体操作过程中整个流程较为复杂。

1.2瞬变电磁法

这一探勘探技术主要是利用电磁波对地下煤矿资源的分布进行探测,无需接触煤炭资源就能够完成探测工作,根据发射波和回射波断面大小进行判断,通常会根据探测深度来调整电磁波的功率大小,深度越大,发射功率也越大,回线匝数也随之增加。这是一种相对特殊的地质勘探技术,可获得较为准确的勘探效果。

1.3雷达勘探法

雷达勘探技术主要是根据地下介质电阻率和介电常数等指标,通过雷达探测的方式根据电磁脉反射情况探测目标物体,也可以掌握地下各种物质的具体分布,了解实际地质情况。将其应用于煤矿地质勘探中能够将地下煤炭资源的位置、分布和岩性变化等清晰体现出来,实现对多种内容的全面探测,精准度比较高,而且便于管理,能在较短时间内获得精准结果。

1.4地震探测法

这一探测技术主要是利用地震波原理对地下介质的密度和弹性性能进行探测,由于不同介质的这两方面要素存在较大差异,在地震波发射后地下介质会产生不同的反应,对反应情况进行收集分析可确定地下介质的组成,判断介质形态和性质,了解在实际进行煤矿开采时该区域可能发生的反应,提前进行有效应对实现安全开采。

1.5测井勘察技术

其主要以物理参数为依据对待开采区域地质情况进行全面勘探,技术在实际应用时具有较长的针对性,能够对一定区域内的具体情况全面勘察从而确定煤矿位置。同时也能够将煤矿所处位置的周围岩层和地址构造进行清楚展示,便于勘探人员对该区域地质情况的全面掌握,为后续开采计划合理制定提供可靠依据。

1.6遥感技术

该技术属于一项较为先进勘探技术,利用卫星定位系统和地面遥感测试技术可实现对各方面信息数据的准确实时收集,将其应用到煤矿地质勘探工作中可快速获得精准数据,不用投入较多成本,整个操作流程较为方便,实现连续不间断勘测,检测周期比较短,能够对煤炭资源的具体情况进行评价分析,构建相对完善的信息系统,为煤矿采掘工作开展提供数据支持。

2.煤矿储量计算方法

在进行煤炭资源储量计算的过程中首先要做好地质勘探工作,了解地质构造、地层分布和煤层赋存情况等,确保能够为煤矿储量的准确计算提供有效数据,在此基础上选择合适的计算方法对资源储备量进行计算,常用方法有几何法和等高线法等,而几何法又分为块段法和断面法。

2.1煤炭储量计算公示

煤炭资源主要分布于地下深层,以层状形态存在,进行储量计算时主要是用煤炭分布总面积乘煤层厚度和煤层容积,而影响煤炭储量结果准确性的因素主要为煤层厚度。煤炭储量计算公式为:

截图1741770504.png    (1)

其中Q为煤炭总储量;S为总面积;M为煤层厚度;d为煤层容积。

2.2常用计算法

2.2.1块段法

实际应用这种计算法方法进行煤矿储量计算时,要提前了解该区域煤炭质量特征,掌握具体构造分布,确定煤层倾斜角和厚度等,对以上几方面因素进行全面细致分析。进行级别界限区分时会根据煤炭储量级别进行计算分析,在初期开采时通常会选择煤层倾斜角比较小的区域。由于煤炭种类比较多,不同种类煤炭的储量计算方法也有所不同,对于不同块段的煤炭储量都应按照公式(1)进行计算。

2.2.2剖面法

这一计算方法主要通过勘探线剖面图进行煤矿储量计算,主要包括平行和非平行两种。平行剖面法在两个剖面的煤层体积块段中,先确定两个剖面之间的距离,将其与两个剖面面积相乘。在这一过程中需要确定煤层的边部位置,做好煤层勘察工作,而后进行详细计算。计算时若发现相邻煤层剖面之间无法时间有效延伸,则要对导致的原因进行具体分析并采取针对性办法进行处理。若勘探线没有处于煤层边界部位,剖面会出现向外延伸的情况。非平行剖面法在实际进行煤炭储量计算时,主要以平行勘探线上的煤层剖面面积进行计算分析,计算公式为:

截图1741770504.png(2)

其中,S1 为相邻剖面Ⅰ-Ⅰ上煤层剖面面积,S2为相邻剖面Ⅱ-Ⅱ上煤层剖面面积;L1、L2为勘探线的长度。由上述公式计算分析可了解到,确定煤层体积后就可以确定煤炭资源总储量。

2.2.3等高线法

这种计算方法主要根据煤层的等高线图对相邻煤层面积进行计算,根据面积来确定煤层煤炭总量,主要采用直接计算法进行分析,a1、a2、a3为煤层在等高线之间的倾斜长度,b1、b2、b3为上述对应的投影数据,计算公式为:

截图1741770504.png(3)

其中Q为等高线之间煤矿储备量;b为煤层水平投影面积;h为相邻高线之间的距离;M为煤层厚度;d为煤层容积。这种计算方法的整个过程较为简单,计算结果的准确度比较高。

结语:煤矿地质勘探技术种类比较多,选择合适的勘探技术能够对开采区域地质信息的有效获取,也能够获为煤炭储量计算提供技术支撑。通常会根据具体地质构造情况和开采需要选择合适的储量计算方法,要明确具体的计算流程,收集各方面数据信息,保证计算结果的准确性,在了解不同区域的煤炭储备量后可制定科学的开采计划,降低不合理开采造成的经济损失,以此提升煤矿开展效益。

参考文献:

[1]王远德.煤矿地质勘探技术及其重要性研究[J].技术与市场,2016,23(9):2.

[2]李建芳.浅谈煤矿储量计算的原则参数及常见的方法[J].能源与节能,2017(11):33-34.

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