0 前言

 

  煤炭是我國的基礎能源，在能源構成中一直占70%以上。煤炭資源勘查是煤炭工業(yè)的基礎和前提，承擔著為煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供充分資源保障和為煤炭安全高效開發(fā)提供可靠地質保障的兩大基本任務。

 

  中國煤炭資源豐富、煤種齊全，但煤田地質條件復雜，其顯著特點是聚煤盆地構造類型和成煤模式多樣化、煤系后期改造強烈，導致煤層賦存條件復雜、勘查開發(fā)難度加大[1]。我國東部地區(qū)是煤炭需求量最大的經濟區(qū)帶，煤炭開發(fā)強度大、后備資源短缺，露天和淺部煤炭資源基本上已動用，勘查重點轉向巨厚新生界覆蓋區(qū)、推覆體下、老礦區(qū)深部等非常規(guī)區(qū)塊，勘查難度加大。我國西部煤炭資源豐富，但多為黃土高原、戈壁沙漠、高寒凍土等自然環(huán)境惡劣或生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)，煤炭資源調查和勘查程度相對比較低，常規(guī)勘查手段的使用受到很大的限制。

 

  建國60a 來，中國煤炭地質勘查走過由小到大、由弱到強的發(fā)展歷程， 累計探明煤炭資源儲量1.4萬多億噸，為我國煤炭工業(yè)快速、穩(wěn)定發(fā)展做了重大貢獻。在長期的實踐中，廣大煤炭地質工作者針對我國煤田地質條件特點和煤炭工業(yè)建設的要求，積極探索，實施了多種勘查技術與方法，提出了若干勘查規(guī)范、規(guī)程與文件，推動著我國煤炭資源勘查理論和技術不斷發(fā)展。尤其是進入新世紀以來，國內經濟持續(xù)高速發(fā)展給煤炭地質勘查提出更高的要求， 煤田地質理論的進展為煤炭資源勘查注入新的活力，以三維地震和“3S”技術為代表的新技術手段推動煤炭地質勘查向深度和廣度兩方面突飛猛進地發(fā)展[4-9]。

 

  在此大背景下， 我國煤炭地質工作者從中國煤田地質特點和煤炭工業(yè)要求出發(fā)， 基于近年來大量專題科研成果和勘查工程實踐， 系統總結形成了適應中國煤田地質特點和煤炭工業(yè)要求的煤炭地質綜合勘查理論與技術新體系， 實現了我國煤炭地質勘查理論和技術的跨越式發(fā)展， 為新時期中國煤炭地質勘查事業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定了理論基礎、提供了技術方法依據[10]。

 

  中國煤炭地質綜合勘查理論與技術可以概括為：一個創(chuàng)新思路、兩大支撐理論、五大關鍵技術、一套標準規(guī)范、一批知識產權。

 

  1 創(chuàng)新思路

 

  在系統分析我國煤炭資源賦存規(guī)律和煤炭地質

 

  勘查工作特點的基礎上、重新確立了煤炭地質勘查的基本原則，將“煤田地質勘探”發(fā)展為涵蓋資源調查、地質勘查、礦井建設、安全生產、環(huán)境保護全過程地質工作的“煤炭地質綜合勘查”。形成了以中國煤田地質理論新進展為支撐、新形勢下煤炭地質勘查規(guī)范和標準體系為依據，由煤炭資源遙感技術、高精度地球物理勘查技術、快速地質鉆探技術、煤炭資源勘查信息化技術、煤礦區(qū)環(huán)境遙感監(jiān)測技術等核心技術構成的當代煤炭地質綜合勘查理論與技術體系。

 

  2 理論支撐

 

  煤炭資源綜合勘查技術體系以煤炭地質理論研究為基礎。經過我國煤炭地質工作者數十年的努力，基本上形成了特色鮮明的中國煤炭地質理論體系，并由傳統煤田地質理論走向系統煤炭地質科學時代。近年來，聚煤規(guī)律研究和構造控煤作用研究取得重大進展： 煤系高分辨層序地層模式、陸相成煤模式、海侵成煤模式、幕式成煤作用等新觀點的提出，深化了對聚煤規(guī)律的認識[11～13]；盆地動力學分析、煤田滑脫構造研究、控煤構造樣式的劃分等新成果推動著構造控煤作用日趨深入和實用化[14～17]。煤炭地質領域基礎理論的研究進展， 為建立煤炭地質綜合勘查技術體系提供了有力的支撐。

 

  3 核心技術

 

  煤炭資源遙感技術、高精度地球物理勘查技術、快速地質鉆探技術、煤炭資源勘查信息化技術、煤礦區(qū)環(huán)境遙感監(jiān)測技術等構成中國煤炭資源綜合勘查理論與技術新體系的主體3.1 煤炭資源遙感技術遙感技術以其視域廣、效率高、成本低、綜合性強以及多層次性、多時相性、多波段性等特點，成為煤炭資源調查評價的重要技術手段。隨著遙感傳感器種類的增多、遙感圖像分辨率的提高、以及遙感數據處理和信息提取技術的發(fā)展， 遙感技術的應用前景日趨廣闊，煤炭資源調查遙感探測模式、工作流程和技術方法體系日趨成熟。中國煤炭資源地域分布的廣泛性，導致不同地區(qū)遙感找煤方法的差異。在中國西部廣大地區(qū)，煤系煤層出露較好、地質工作程度相對較低、人類活動干擾較少，在該類地區(qū)遙感解譯以直接尋找煤層煤系為目標， 首先通過大范圍中小比例尺遙感地質調查，選擇賦煤有利區(qū)段，然后再開展較大比例尺的遙感地質填圖或地表地質填圖，結合常規(guī)地質手段，經濟、高效地發(fā)現煤炭資源。而在中國東部地質工作程度較高、對植被和新生界覆蓋較多的隱伏和半隱伏地區(qū)， 遙感技術應用則以查明控煤構造、間接找煤為目標，同時重視與物探、鉆探等多元地學信息的綜合利用。

 

  遙感技術被廣泛運用于煤炭資源、水資源調查、煤層氣資源評價以及煤礦區(qū)環(huán)境評價， 水害防治和監(jiān)測等領域，已經形成了煤炭遙感技術體系。隨著航天遙感圖像分辨率的顯著提高， 其高分辨率圖像在1:50000 甚至1:25000、1:10000 煤田地質填圖中的應用，顯著提高了地質填圖的效率和精度。

 

  3.2 高精度地球物理勘查技術

 

  我國聚煤盆地類型多樣，構造十分復雜，煤炭地質工作的難度很大。而機械化采煤對地質報告精度的要求卻日益提高， 以往供建井設計的地質報告只能查明初期采區(qū)內落差大于30m 的斷層，精度遠遠不能滿足建井設計及開采的要求。以3D 地震勘探技術為核心的高精度地球物理勘查技術的應用，極大地提高了煤炭地質綜合勘查的效率。高分辨率三維地震技術在煤礦采區(qū)的普遍運用， 大幅度提高了勘探精度， 由原來的查明落差10～20m 的斷層提高到查明落差3～5m 的小斷層和幅度5m 的波狀起伏。

 

  勘探的領域進一步拓寬，先后攻克了山區(qū)、水域、沙漠等復雜條件下的地震勘探技術； 勘探能力進一步提高，可探測煤層厚度和結構的變化趨勢，圈定采空區(qū)、陷落柱、巖漿巖侵入體和煤層沖刷帶的分布范圍。近幾年，高精度磁法勘探在預測礦體、劃分大地構造單元、圈定巖體和斷裂（如大型侵入體的分布及規(guī)模、噴出巖的范圍、大斷裂及破碎帶的位置等）、研究基底起伏和圈定含煤遠景區(qū)、預測煤層自燃區(qū)邊界等方面均取得了長足進步。

 

  3.3 快速鉆探技術

 

  鉆探裝備不斷更新，鉆探工藝不斷改進[8]。根據我國煤炭地質復雜、含煤區(qū)多樣性的特點，因地制宜地發(fā)展研究了多種鉆進工藝，如空氣泡沫鉆進工藝、潛孔錘反循環(huán)鉆進工藝、氣動潛孔錘鉆進工藝、液動沖擊回轉鉆進工藝、受控定向鉆進技術等，繩索取心和金剛石鉆進工藝基本成熟， 為在復雜地質條件下施工提供了適用的技術手段。目前，在煤田勘查施工中， 全液壓頂驅鉆機已逐步替代現有立軸式和轉盤式鉆機， 是煤田勘探設備自動化發(fā)展假創(chuàng)新成果之一。鉆進參數監(jiān)測系統的研制成功，使我國煤田鉆探開始步入世界煤田地質勘探的先進行列。

 

  3.4 煤炭資源信息化技術

 

  計算機信息技術廣泛運用于煤炭地質勘查的各個領域， 從野外數據的采集到地質報告編制基本實現了數字化、信息化，并提交電子版地質報告。充分結合煤田資源勘查、開發(fā)的生產實際與工作方法，考慮具體地測空間信息的特點， 開發(fā)設計了適合煤田資源勘探、煤礦開采的功能需求的軟件開發(fā)平臺。深入開展了煤炭勘查地測空間信息系統關鍵技術的研究?？紤]煤炭地質勘查、數字地質報告編制信息化及對信息共享的迫切需求，實現了大量數據處理、圖形圖件制作、信息交流的自動化。充分利用網絡技術，實現了不同部門間信息的共享。

 

  3.5 煤礦區(qū)環(huán)境遙感監(jiān)測技術

 

  應用遙感資料進行礦山管理的技術優(yōu)勢凸顯[18]，以多年來實測的煤礦開采區(qū)地物光譜數據為其理論依據，遙感技術可廣泛應用于煤火區(qū)探測、礦區(qū)突水預測及控制開采區(qū)塌滑流（塌陷、滑坡、泥石流）引發(fā)的地裂縫監(jiān)測等諸方面， 另外遙感技術在煤炭資源開發(fā)引發(fā)的地面塌陷導致的土地破壞、地貌變化、植被破壞以及矸石山污染等礦山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中也可發(fā)揮巨大的作用，具有廣闊的應用前景[19]。

 

  4 標準和規(guī)范

 

  編制規(guī)范與技術標準14 項，為構建中國煤炭地質綜合勘查理論與技術新體系提供了政策依據。

 

  主要包括： ①煤、泥炭地質勘查規(guī)范（DZ/T0215-2002）；②煤田地質填圖規(guī)程（1:50000、1：125000、1：

 

  10000、1：5000）（DZ/T0175-1997）；③煤炭勘查地質報告編寫規(guī)范（MT/T1042-2007）；④遙感煤田地質填圖規(guī)程（MT/T1043-2007）；⑤煤炭地質勘查鉆孔質量評定（MT/T1044-2007）；⑥煤礦床水文地質、工程地質、環(huán)境地質評價標準；⑦煤炭地質勘查煤質評價技術標準（報批稿）；⑧煤炭煤層氣地震勘探規(guī)范（MT/T897-2000）；⑨煤炭電法勘探規(guī)范（MT/T898-2000）；⑩煤田地球物理測井規(guī)范（討論稿）；（11）煤層氣勘查技術標準（報批稿）；（12）煤炭地質勘查報告圖示、圖例標準（討論稿）；（13）煤礦床水文地質勘查工程質量標準（討論稿）；（14）煤礦科技術語第1 部分：煤炭地質與勘查（GB/T 15663.1-2008）。

 

  5 結論

 

  中國煤炭地質綜合勘查理論與技術新體系的建立， 是廣大煤炭地質工作者針對我國復雜地質條件下煤炭資源勘查的實際需求， 立足于長期科學研究和工程實踐所取得的集成性成果。該體系集理論研究、工作方法、技術裝備于一體，涵蓋了從煤炭資源勘查→采前建設→開采→采后治理的多個方面，廣泛采用了國內、外最先進的技術方法，實現了我國煤炭地質勘查理論和技術的跨越式發(fā)展， 極大地推動了我國煤炭地質勘查工作， 在實踐中已取得煤炭資源綜合勘查方面的突破性進展。