我国煤矿矿井地质工作发展阶段概述

1、我国煤矿矿井地质工作发展阶段概述第22卷11期2010年11月中国煤炭地质coalge0l0gy0fchinav01.22no.11nov.2010doi:10.3969.issn.1674-1803.2010.11.08文章编号:16741803(2010)11-002603我国煤矿矿井地质工作发展阶段概述吴基文.赵志根(1.安徽理工大学地球与环境学院.安徽淮南232001;2.中国煤炭学会矿井地质专业委员会,安徽淮南232001)摘要:矿井地质是一门探索性,适用性都非常强的技术科学,是在煤田地质勘查的基础上,在矿井建设和生产期间,直接为煤矿建设和生产服务的一项重要技术基础工作.我国的矿井地

2、质工作是随着煤炭工业的迅速发展而建立和发展起来的,并积累了丰富的实践经验,逐步形成了一套比较完整的工作内容和工作方法,它对煤矿建设和生产起着重要的作用,其发展历程可划分为四个阶段:初期创立阶段,曲折发展阶段,开拓前进阶段和发展提高阶段.随着我国经济的快速发展,煤炭需求量也随之持续增长,煤炭开采逐步向深部等难采块段及边缘地区推进,其地质条件日趋复杂,开采难度加大,因此矿井地质工作必须做好基础地质的研究工作,重视高新技术应用,完善地质保障体系,逐步提高勘探精度.关键词:煤矿;矿井地质;地质技术:发展概况中图分类号:td163文献标识码:adevelopmentstagesofcoalminemin

3、inggeologicalworksinchinawujiwen一.zhaozhigen(1.schoolofearthandenvironment,ahhuiuniversityofscienceandtechnology,huainan,anhui2320012.professionalcommitteeofmininggeology,chinacoalsociety,huainan,anhui232001)abstract:themininggeologyisanexploratoryandapplicableengineeringscience,animportanttechnical

4、elementtaskintheserviceofmineconstructionandproductionbasedoncoalgeologicalexploration.themininggeologicalworksinchinaisrootedanddevelopedalongwiththerapiddevelopmentofcoalindustry.duringtheprocess,abundantpracticalexperiencesaccumulated,awholesetofjobdutiesandmethodshaveformedstepbystep,thusthemini

5、nggeologyplaysamajorroleincoalmineconstructionandproduction.itsdevelopmenthistorycanbedividedintofourstages:initialinstituting,zigzagdeveloping,openupnewwaysforwardingandprogressiveimprovingstages.alongwithrapiddevelopmentofecononlyinthecountry,coaldemandisalsosustainablegrowing,coalminingisgraduall

6、yadvancingtowarddeeppartandmarginaltroubleareas,geologicalconditioniscomplicateddaybyday,miningdifficultyincreasing.thus,mininggeologicalworksshouldgetdonewithfundamentalgeologicalstudies,thinkmuchofinnovativeandhightechnologyapplication,perfectgeologicalguaranteesystem,improveexplorationdegreeofacc

7、uracyprogressively.keywords:coalmine;mininggeology;geologicaltechnology;generaldevelopmentsituation0前言矿井地质工作是在煤田地质勘查的基础上,在矿井建设和生产期问.直接为煤矿建设和生产服务的一项重要技术基础工作,其作用在于保证开采合理布局,指导井巷工程的施工和充分合理利用煤炭资源,以达到采煤的最大经济效益.矿井地质是一门探索性,适用性都非常强的技术科学.无论是在矿井建设阶段还是矿井生产阶段,作者简介:吴基文(1961一),男,安徽舒城人,博士,教授,博士生导师,中国煤炭学会矿井地质专业委员会秘书

8、长,委员,主要从事煤矿工程地质与水害防治,矿山地质灾害及煤田地质学等方面的教学与科研工作.收稿15t期:2010112o责任编辑:唐锦秀都直接为煤矿生产建设服务.主要的目的和任务是:查明地质条件,提供地质资料,指导采掘生产,组织矿床勘探,进行储量管理.调查伴生矿产.长期生产实践证明,矿井地质工作在煤矿生产建设中占有举足轻重的地位.矿井建设生产的设计,影响设计和生产的地质因素的处理,以及矿井水,火,瓦斯和矿山压力等灾害事故的防治,均需要准确的地质资料作为决策的依据.因此,加强矿井地质工作,开展矿井地质研究,对煤炭资源的合理开发和综合利用具有重要的指导意义.我国的矿井地质工作是随着煤炭工业的迅速发

9、展而建立和发展起来的,并积累了丰富的实践经验,逐步形成了一套比较完整的工作内容和工作方法l】-2】,它对煤矿建设和生产起着重要的作用.11期吴基文,等:我国煤矿矿井地质工作发展阶段概述271发展阶段在旧中国,煤炭资源遭到掠夺式的开采,产量低,技术落后,根本谈不上矿井地质工作.我国矿井地质工作主要是在解放后,随着煤炭工业的迅速发展而建立和发展起来的.近60a的发展历程,大致可分为四个阶段.1.1初期创立阶段19531958年为我国矿井地质初创阶段.这一阶段的基本特点是:设置矿井地质机构,建立矿井地质队伍,引进苏联矿井地质经验,确立为煤矿生产建设服务的方向.1953年,首先在燃料工业部煤矿管理总局

10、设立矿井地质处.1年月,由煤矿管理总局主持,在,9546淮南矿区召开厂全国第一届煤矿矿井地质会议.这是一次具有历史意义的会议.会上介绍和交流了国内外矿井地质工作经验;论述了矿井地质的目的,任务和重要意义:明确指出建立各级矿井地质工作机构,开展矿井地质工作的必要性和迫切性.在会议精神的推动下,1954年下半年到1955年上半年,在全国一些重要矿区,纷纷建立局,矿两级矿井地质机构.矿务局设地测处和矿区勘探队,矿设地测科.在缺乏技术力量和管理经验的困难情况下,采取引进苏联经验,抽调人员改行和加速学校人才培养等措施,初步建立了我国矿井地质机构和队伍.为了使矿井地质生产,科研和教育配套,这一时期,在唐山

11、煤炭科学院建立了我国第一个矿井地质研究室;在煤炭中等和高等专业院校中,分别设置矿井地质专业和开设矿井地质课程.经过数年的艰苦努力,到1958年,我国矿井地质工作取得了显着的成效.进行了大量补充勘探工作,查明了老矿区煤炭储量,编制了各种矿井地质资科;使我国煤矿摆脱了盲目被动状态,促进了煤矿生产建设的高速度发展.实践证明,矿井地质机构的建立和矿井地质工作的开展,对于减少无效进尺,加快采掘进度,提高资源回收,预防灾害事故等,都起到了明显的作用.1.2曲折发展阶段【酬这一阶段是从1958年到1976年.由于对矿井地质这项重要的技术基础工作认识不足.在其发展的历程中,几经挫折,大起大落.1958年掀起的

12、大跃进,打乱了煤矿生产的正常步伐;放松了生产的准备工作,作为煤矿技术基础工作的矿井地质也遇到了削弱.1962年贯彻调整,巩固,充实,提高方针,煤矿开始调整采掘关系,为加快开拓延深和采区掘进的速度.矿井地质工作又重新得到加强.19661976年的loa动乱,矿井地质工作再度遇到严重削弱,撤消机构,下放人员,使矿井地质工作濒临瘫痪状态.由于缺乏地质资料,矿井技术改造,老矿挖潜,开拓延深难于进行;由于地质和水文地质情况不清,巷道报废,采面落空,灾水淹井时有发生.1.3开拓前进阶段2-511976年以后,我国矿井地质工作进入了开拓前进的时期.这一时期的基本特点是,总结矿井地质几起几落的经验教训,制定有

13、中国特色的矿井地质规程,加强矿井地质教育和科学研究,成立矿井地质学术组织;开拓矿井地质新领域.在加强生产矿井地质工作方面,煤炭工业部生产司矿井地质测量处多次召开全国矿井地质测量会议.采取健全机构,充实人员,补足欠帐,狠抓基础,制定规程等一系列有效措施,使矿井地质工作很快从混乱走上正规.1984年5月,一部符合我国实际的矿井地质规程正式颁布试行.这是30a来我国矿井地质工作实践经验的结晶,对于指导矿井地质工作的开展,促进矿井地质工作水平的提高,无疑将起到重要的作用.在建立矿井地质学术组织方面,1982年.中国煤炭学会成立了矿井地质专业委员会,对组织学术交流,推动学科的形成和发展,起到了显着的作用

14、.学会组织了矿井构造预测,煤矿建井地质,煤矿综采地质,煤矿安全地质,岩浆侵人煤层,岩溶陷落往,矿井地质技术手段,瓦斯地质编图,瓦斯突出预测预报,矿井水文地质等专题学术讨论会,编辑出版了矿井地质,瓦斯地质等内部学术刊物.在矿井地质教育方面,煤炭高等院校对原有煤田地质及勘探专业进行了改造和拓宽,增设了有关矿井地质方面的课程组,招收了攻读矿井地质的研究生,举办了各种形式的矿井地质培训班;并在煤炭成人高校中创办矿井地质专业.一批矿井地质新生力量不断充实到矿井地质的各级部门.在矿井地质科学研究方面,煤炭科学研究总院重庆分院矿井地质室,在矿井物探仪器和方法方面的研究,西安分院矿井地质室,在矿井立体摄影方面

15、的研究,都取得了令人瞩目的成绩,为矿井地质增添了新的探查和观测手段.一些煤炭高等院校和研究单位,在瓦斯地质,矿井构造预测,综采地质条件评价和探查仪器等方面的研究,也取得了可喜的进展.这一时期,在我国着名地质学家,矿井地质的老前辈柴登榜教授的组织和领导下,编着了我国第一部矿中国煤炭地质第22卷井地质工作手册和矿井地质及矿井水文地质教材.龙荣生教授在系统总结我国40a的矿井地质研究工作的基础上,将矿井地质作为一门学科正式提出,并于1991年正式出版了矿井地质学教材,为我国矿井地质人才培养提供了很好的书籍.1.4发展提高阶段7-ol进入20世纪90年代,由于社会主义市场经济的推动,以及探测新技术的发

16、展与完善,矿井地质的研究内容和范围不断扩大,经济地质,动态地质,环境地质,安全地质等方面都得到了长足的发展与应用.矿井地质在生产实践中逐步显示出较强的生命力.采区三维地震勘探技术在矿井中得到了很好的应用11-131.1991年原国家能源投资公司主管煤矿的部门提出在大型煤矿矿井设计前,需补做地震勘探的决定,真正把煤田地震勘探,由资源勘探扩展到煤矿矿井的补充勘探和采区的采前探测上.1994年三维高分辨地质勘探技术在煤矿采区构造探测中首次取得突破,在地震地质条件适宜的矿区能查明1015m落差的小断层,查出515rn落差的小断点,主采煤层底板深度误差在1%2%,能够解释煤层厚度变化和宏观结构.全国20

17、多个矿务局100多个采区实践证明,三维高分辨地震勘探取得了良好的地质效果和经济效益,为矿井地质工作开创了一个新的应用前景和广阔途径.井下探测技术应用与探测仪器设备开发快速发展.我国煤田地震勘探技术居世界领先地位,井下探测技术也位世界前列.探测技术的发展和应用一直是矿井地质工作者十分关注的课题.矿井地质专业委员会先后于1989年和1997年两次组织召开矿井采区探测新技术新方法专题研讨会,交流论文100余篇,集中反映了我国采区探测技术的最新成果.煤科总院西安研究院,重庆研究院,安徽理工大学,河南理工大学等单位进行了长期的井下物探仪器的开发研究工作,井下工作面地质探测仪器与配套技术已逐步形成,例如无

18、线电波坑道透视技术,直流电法探测技术,瞬变电磁探测技术,音频电透视探测技术,相波地震探测技术,瑞利波探测技术,矿井地质雷达探测技术,震波ct探侧技术等.井下探测技术的推广应用,总结提高,促进了矿井地质学科的快速发展.gis技术在矿井地质工作中发挥了较大的作用.电子计算机的诞生,快速发展和广泛应用使人类社会发生了巨大的变化.随着计算机信息系统的普及和应用.矿井地质工作中计算机的应用有了较大的进展.安徽省煤田地质局,西安科技大学和北京大学等多家单位分别开发了多套矿井地测信息系统软件.其目的是利用计算机对矿井地质,测量资料进行系统的处理,实现地测数据资料和图纸资料的计算机化管理,及时为各个部门提供基

19、础数据信息,并把图纸及数据资料纳入标准化,现代化管理的模式.大大提高了工作质量和效率,减轻了技术人员的劳动强度.煤矿安全高效开采地质保降系统的建立和完善.具有我国特色的煤矿地质安全保障系统的雏形在八五期间已逐步形成,其内涵为:采取以地质构造量化预测评价为先导,井下物探,钻探相配套的工作面超前综合探侧的技术途径.通过几年研究与实践,对煤矿地质安全保障系统的认识逐步深化和完善,九五末期进一步明确:煤矿安全地质保障系统包括两大主题.即生产地质保障和安全地质保障.具体地说,一是准确地查明采区乃至工作面的开采地质条件,特别是采区和工作面内隐伏构造及顶底板条件,以保障综采工作面的顺利展开;二是有效预测和防

20、治如煤与瓦斯突出,突水等矿井地质灾害,以保障煤矿安全生产.随着信息技术在地学界各个领域的广泛应用,又赋予地质保障系统新的内容.根据高产高效矿井机械化,集中化程度高的特点,以地质量化预测为先导,以物探,钻探等综合技术为手段.依托先进的计算机技术实现地质工作的动态管理.目前,我国多数大型矿井相继建立了矿井地质保障系统和矿井水害防治保障系统,为煤矿高产高效和安全生产起到了积极的作用.2发展趋势进入21世纪,随着我国经济的快速发展,能源需求量加大,煤炭工业得到空前发展,逐步向深部,难采块段以及边缘地区开发,地质条件复杂,开采难度加大,矿井地质工作必须进一步加强.主要内容有:加强基础地质研究.矿井基础地

21、质的研究内容主要包括:区域地质背景,井田内煤系地层的发育特点,断裂及褶曲构造的特征,煤层的厚度及其变化,煤层顶底板工程地质特征,岩浆侵入特征,矿井水文地质及瓦斯地质等.对矿井地质资料进行综合分析,总结规律,做好预测预报,满足煤矿安全高效生产(下转第32页)32中国煤炭地质第22卷表2安阳矿区瓦斯相对涌出量与矿井涌水量table2relativegasemissionandmineinflowinanyangmimngareag嘣习蛭霞妊25o200150loo烬500图5安阳矿区相对瓦斯涌出量与涌水量关系图figure5relationbetweenrelativegasemissionand

22、mineinflowinanyangmimngarea方面:地质构造控制着矿区内瓦斯分布.矿区由于受印支,燕山,喜马拉雅构造运动影响,高角度正断层,褶曲发育,形成不同的掀斜断块和地堑,地垒,断层附近瓦斯涌出量变化大,向斜翼部,仰起端瓦斯含量相对较大.地堑区块比地垒区块瓦斯含量高.煤层埋深与瓦斯含量呈正相关关系.矿区内瓦斯含量与埋藏深度密切相关,随着埋深的增加瓦斯含量随之增高,直至趋于稳定.煤层围岩对瓦斯具有封闭作用.矿区内煤层顶底板多为泥岩,砂质泥岩,透气性差,封闭性好,有利于煤层瓦斯的保存.煤的变质程度有利于瓦斯生成和吸附.矿区内分布有焦煤,瘦煤,贫煤和无烟煤,煤化程度较高,瓦斯含量也较高.

23、矿井涌水量与瓦斯相对涌出量呈负相关关系.受地下水的影响,矿区内矿井涌水量大,相对瓦斯涌出量小.参考文献:1】单士平.地质因素对瓦斯赋存和运移的影响j1.甘肃科技,2006,26(6):216218.2】付永乾,史光辉,刘文杰.地质冈素对瓦斯赋存及分布的影响j】.安全生产与监督,2007,(1):30-31.3吴观茂,吴文金,黄明,等.影响煤层瓦斯赋存规律的多地质因素回归分析研究j.煤炭工程,2007,(11):7982.4】徐德金,胡宝林.影响煤层瓦斯赋存规律的地质要素分析j1_中州煤炭,2009,(2):2o一22.5王恩营,任沁元.影响裴沟矿煤层瓦斯赋存规律的地质因素分析lj1.煤,2009,(3):57.(上接第28页)逐步提高勘探精度.由于地质条件的复杂性和多样性,地震信息内部存在着相关性和多解性,应不断实践,总结.相关人员要密切配合,在对客观地质规律深化认识的基础上,深化对勘探结果的解释,使得这项技术逐步完善和提高.完善地质保