煤矿深部开采综合地质勘探方法研究

【摘要】深部开采对煤田地质勘探工作提出了新的要求，本文主要介绍煤炭资源的开发过程

中所采用的几种地质勘探方法，采用综合的地质勘探方式可以有效的探查煤矿矿区的地质
情况，为煤炭的后续开发提供依据。

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　　【关键词】煤矿；地质勘探；深部开采
　　目前，煤矿深部开采中的地质勘探技术是以地球物理方法为先导，其工作模式可分为
三个层面：（

1）井田范围主要可采煤层开采地质条件评价；（ 2）采区地质条件勘查；

（

3）综采工作面地质条件超前探测。

　　而从现今的发展方向来看，煤矿深部开采地质勘探技术的发展方向是将地球物理方法、
基础地质勘探手段与地理信息系统技术进行有机结合。利用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、
地面钻探和井巷工程等多元数据，查明采区内断层分布、煤层埋藏深度与厚度、岩溶裂隙发
育带的分布和隔水层厚度等。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统，把三
维地震、瞬变电磁、矿井物探、构造地质、水文地质等多元信息进行复合、综合分析后建立预测
与评价模型，实现地质资料的信息化、数字化和可视化，为开采地质条件的快速评价、生产
地质工作的动态管理、突发性地质灾害应变对策的制定提供技术支撑。
　　

1.传统水文地质勘探

　　

1.1 方法

　　受岩溶承压水威胁的矿井，底板突水是各类因素综合作用的结果，突水机理主要包括
（

1）岩溶裂隙水网络的发育情况，是发生底板突水的物质基础；（2）隔水层的厚度及岩

性特征，是突水的制约因素；（

3）采矿活动造成底板的破坏，是底板突水的诱导因素；

（

4）断裂构造及原生构造裂隙的发育程度，是导致底板突水的关键因素；（5）水压与矿

压的偶合作用也是导致底板突水的重要因素。因此，水文地质条件的探查范围包括了岩溶裂
隙水网络发育规律、隔水层的厚度及岩性变化、断裂构造及底板裂隙的发育规律及发育程度、
含水层水位变化规律等。
　　

1.2 传统方法的局限性

　　而任何一种单一的勘探方法，只能大致探明某一种突水因素，如：采用传统的地面钻
探、抽水及注水试验，只能探明某一点的岩溶发育及富水情况，对于整个开采范围的富水规
律难以有效的探明。另外，矿井突水是一个十分复杂的问题，不可能用一个统一的规律进行
描述，也就是说，随着空间的变化，水文地质条件发生变化，各类突水因素在突水过程中
的作用相互交替变化，如：断层导水型突水，构造的突水机理起到了主导作用，而底板破
坏型突水，采矿动压是突水的关键因素。因此，要防止底板突水，就必须对各类突水因素进
行全面探查，有针对性的实施综合治理，才能有效的防止水害事故的发生。对水文地质条件
的探查，采用单一的探查方法显然是不够的。
　　

2.采用综合方式进行地质勘探

　　

2.1 采区地面地震勘探

　　采区设计前，通过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，查明
煤层赋存状况及底板起伏形态，对影响开采的含水层富水性进行评价，并提出水害防治措
施，为采区设计提供可靠的地质资料。
　　同时本阶段的主要工作也是进一步查明采区范围内的小构造，包括落差

5m 左右的断

层、陷落柱和采空区的空间分布形态，根据采区衔接的要求，应提前布置实施。现已成熟的
探测技术包括三维地震勘探、瞬变电磁法、矿井直流电法和钻探。地面物探方法较矿井物探方
法施工简单，探测效率也高，但受到地表条件的限制。因此，在地表条件允许的前提下，三