煤炭地质勘查技术发展回顾
针对煤炭地质勘查研究存在的问题，可以看出，我国煤炭地质勘查虽然研究成果较多，但是由于手段多样化、技术的差异性、区域地质条件不均性以及实际操作的差别造成了以上存在的几个问题，综合分析来看，我国煤炭地质勘查技术与方法仍需加强以下几个研究方向：
1.煤炭地质勘查阶段划分研究需要重新厘定
我国现行的勘查阶段划分仍然沿袭前苏联的四分法。但是，从目前情况看，勘探阶段对矿井地质条件的查明程度与安全高效矿井建设的需求依然有很大差距，难以满足市场经济条件下煤炭工业建设规划需要。实际上，煤炭地质勘查是为矿井建设和生产服务的，勘查技术主要进展、矿井开采地质条件综合勘探效果更多的体现在矿井生产实践验证中。因此，包括建井和生产阶段的补充勘探是勘查工作的继续，无疑属于煤炭地质勘查范畴。建议将煤炭地质勘查工作划分为5个阶段，制定补充勘探阶段的工作程度、技术标准，并将其纳入重新修订的煤炭地质勘查规范中去。
《煤、泥炭地质勘查规范》中，要求煤炭地质勘查遵循以煤为主、综合勘查、综合评价的原则。但是，在煤炭资源地质勘查手段、工程量布置和控制程度等方面上，均是以钻探手段为主要依据，按照几类（针对构造复杂程度）几型（指煤层稳定程度）确定勘探类型，对最终阶段即勘探（精查）阶段的要求也仅是“详细查明先期开采地段内落差等于和大于30m的断层、详细查明初期采区内落差等于和大于20m（地层倾角平缓、构造简单、地震地质条件好的地区为15～10m）的断层”。
深部煤炭资源的赋存条件，一般情况下要比浅部复杂；新建矿井多为高产、高效矿井，综合机械化生产对煤矿地质工作提出了更高要求，包括查明断距3～5m的断层、幅度5m左右的褶曲、陷落柱和采空区的空间分布等。因此，现行规范对于深部煤炭资源地质勘查的手段比较单一、勘查精度要求整体偏低。
如何提高勘查精度，从规范上提高精度要求，成为当代煤炭勘查工作解决的前沿问题。
2.加快煤炭空白区勘查，满足优质煤炭基地建设和矿井生产接替需要
我国西部煤炭地质勘查空白区相对于东部较多，其勘查程度低，开发工作滞后，经济可采储量严重不足，具有重要的勘查潜力。因此，煤炭地质勘查要以新的成矿理论为指导，采用先进的勘查技术手段和设备，对该类型地区进行研究，及时准确地发现新的煤炭资源，为国家经济安全发展提供新型能源基地。
3.加大深部煤矿床精细勘探技术研究
由于勘查程度低，对深部煤炭资源赋存状况和地质条件掌握程度差。从已进入深部生产的矿井看，随着采煤深度增加，高水压、高地温、高地压、高瓦斯问题日趋严重，地质构造愈来愈复杂。未来深部矿井均是高产高效矿井，为开发利用深部煤炭资源，将开发风险降低到最低限度，必须掌握煤矿区、矿井、尤其是采区、工作面的地质条件。为此，以物探方法为先导，配合基础地质勘查手段，结合其他勘探手段，提高深部煤岩层精细构造和灾害源探测能力与精度。
4.加快资源勘查、矿井建设、煤气安全开采一体化和环境保护四位一体化研究步伐
煤炭地质勘查是煤气共采的基础。煤田勘查坚持统筹规划、协调开发的原则，从普查阶段开始就将煤层气勘查评价与煤勘查有机结合起来，统一部署、同时设计、同时组织施工，进行一体化勘探、综合评价。对煤层气有利区块开展试井和小井网勘探。煤炭科学研究总院西安研究院研发的地面钻孔煤层绳索取心装备和煤层气含量快速测定技术，大大降低了逸散气的体积，通过实验室适当加温和连续解吸，以提高煤层气解吸速率，在几小时至几天内可以获得煤层气含量。与自然解吸法相比，其结果准确率超过90％。同时，煤炭科学研究总院西安研究院根据我国煤田地质条件和储层物性特征，对从美国引进的煤层气注入/降压试井设备进行改进，配合无污染钻井液，减少了试井工程对储层的伤害，提高了煤层原位瓦斯含量、成分、储层压力、渗透率和原地应力的测试精度。借助自主研发的开放式煤层气试井软件，实现了煤层气工程设计、数据处理、结果分析、报告生成的自动化。
5.与煤伴生的微量元素勘查研究
20世纪50～70年代，煤地质工作者对与煤伴生的U、Ge、Ga等有用元素进行过调查。80年代以来，随着人们对资源开发中环境保护问题的日益重视，查明煤中有害元素种类、含量及分布特点，研究它们的地球化学特性等成为煤炭地质勘查的重要任务之一。赵峰华根据环境质量标准确定了22种与环境密切相关的、需要特别关注的元素，并通过燃煤产物淋滤实验研究了它们的赋存机制。煤炭科学研究总院煤化工研究院对我国不同时代、不同地区的441个煤矿1018个煤样进行了31种微量元素抽样调查，全面地展示了大中型煤矿高硫煤中微量元素分布的基本特征。窦廷焕等研究了东胜－神府煤田16个精查矿井中有害微量元素时空分布，并评价了其环境意义。中国煤田地质总局、原地矿部等一些单位相继完成了全国主要煤矿区煤的物质组成、元素组成、微量元素时空分布规律、赋存状态、富集因素和成因类型调研工作。2000～2003年，中国煤田地质总局与中国矿业大学合作，将煤岩学、煤化学和微量元素地球化学理论与洁净煤技术有机结合起来，开展了中国洁净煤地质研究。通过煤矿开采和煤加工、洗选、燃烧试验，筛分出煤中11种潜在有毒有害元素作为环境评价指标，得出了它们在煤中的危险丰度；研究了潜在有害元素，特别是As和Hg在煤炭资源开发利用全过程中的迁移、富集、转化、再分配，及其对环境与人类健康的影响，为优化洁净煤技术，改善环境质量提供了科学依据。同时，与煤伴生的有益元素成因与成矿机理研究取得较大进展。代世峰等总结了华北和黔西若干煤中微量元素地球化学特征，研究了铂族元素丰度、配分模式及来源。代世峰还研究了内蒙古乌干达煤矿9＃煤层黄铁矿杆状菌落，指出菌藻类等低等生物对Cu、Ni、Zn元素富集有重要贡献。李宏涛等采用多种分析方法，发现东胜煤田砂岩型铀矿床中磁铁矿－黄铁矿－方解石间具有成因联系，认为球状次生磁铁矿是烃类和微生物共同作用的结果，对本区铀矿和油气勘探具有重要的启发作用。樊爱萍等将煤盆地演化与成矿作用结合起来，指出东胜煤田砂岩物性受成岩过程和成岩环境控制，氧化－还原、酸性－碱性过渡带有利于铀元素在直罗组砂岩中富集成矿，这与周巧生等、杨殿忠等对吐哈盆地与侏罗纪煤有关的砂岩型铀矿床成矿作用的研究结论相似。
6.物探手段探测能力和精度急待提高
高产高效矿井建设是以丰富的资源优势、可靠的开采地质条件和先进的采煤设备为前提。随着煤矿生产机械化、集中化水平的提高，生产能力与规模的不断扩大，矿井生产对地质条件的查明程度提出了更新更高的要求。因此，无论是深部资源勘查还是浅部生产矿井补充勘探，精细查明影响矿井生产的主要地质因素是解决采掘方式与地质条件之间彼此适应的问题。据不完全统计，浅部勘探即使地震地质条件适合，三维地震勘探解释H（落差）>10m脆性断层的验证准确率达90％以上，H＝5～10m脆性断层的验证准确率为75％～80％，H＝3～5m断层的验证准确率仅30％～40％。对于地震条件复杂的地区，探采对比准确率更低。层滑断层和H≤3m的脆性断层基本上属于三维地震勘探的盲区。因此，三维地震技术对构造的探测精度和可靠性不能完全满足现代化矿井生产的要求。
徐水师、王佟等（2009）总结了煤炭地质勘查技术的发展，进一步强调煤炭地质勘查要始终坚持“以煤为主、综合勘查、综合评价”的原则，做到充分利用、合理保护矿产资源，做好与煤共伴生的其他矿产的勘查评价工作，尤其要做好煤层气和地下水（热水）资源的勘查研究工作。同时，综合勘查也是指在煤田地质勘查各阶段，针对具体地质和地球物理条件，因地制宜地综合运用各种勘查手段所进行的勘查研究工作。
根据我国煤炭资源东西分带、南北分区的分布特点，将中国煤炭分为东部、华南、西北、西南四个赋煤区，其勘查手段与方法必然存在差异。因此，提出一个新的煤炭资源勘查体系，如遥感技术系统、以钻探为主体的勘查系统、安全生产保障系统以及煤矿的闭坑工作相结合的中国煤炭资源综合勘查新体系是很有必要的。
现代高精度勘查技术是在以往勘查工作的基础上，经过进一步创新、发展和集成的新技术。它考虑了我国目前乃至今后需要开展煤炭地质勘查工作的煤炭资源赋存情况、地质条件的复杂性和自然、地理条件的差异性，针对煤炭资源勘查、矿井建设、安全生产、环境保护等不同阶段的地质任务，形成了一系列的综合勘查技术手段和不同的组合。
新中国成立以来，我国煤炭地质勘查工作伴随着共和国的脚步走过由小到大、由弱到强的发展历程，探明煤炭资源储量累计超过1.4万多亿吨，为我国煤炭工业快速、稳定发展做出了重大贡献。在长期的实践中，广大煤炭地质工作者针对我国煤田地质条件特点和煤炭工业建设的要求，积极探索，实施了多种勘查技术与方法，建立了若干勘查规范、规程与文件，推动着我国煤炭资源勘查理论和技术不断发展。特别是世纪之交以来，全国煤炭单位在市场经济体制引导下，通过实施大型煤炭基地、整装勘查项目和煤矿安全生产保障项目、国土资源煤炭资源大调查项目、矿产资源补偿费地质勘查项目和中央财政补助地质勘查项目，开展了一系列煤炭地质高精度煤炭地质勘查技术研究课题，煤炭勘查工作新机制得到有效建立和不断完善，国家经济的高速发展推动国际国内煤炭需求快速增长，促进了煤炭地质勘查工作和国际的快速接轨，为煤炭地质勘查工作注入了新的活力。
半个世纪以来，我国煤炭地质勘查工作者爬山涉水，披荆斩棘踏遍大江南北，深入崇山峻岭、戈壁沙漠和雪域高原，基本查清了中国东部1000m以浅的煤炭资源。除西藏外，在我国西部新疆和云、贵、川等自然条件复杂地区，也达到了较高的勘探程度，使我国煤炭地质勘查关键技术总体处于国际先进水平。但我们还要看到，煤炭在我国能源中所处的位置到21世纪中叶不会改变多大，资源保障的任务仍然很重，而且随着大型煤炭基地建设发展，矿山安全生产和精细开采对地质勘查工作的要求愈来愈高。与世界各主要产煤国相比，我国煤炭资源赋存规律、开采地质条件相对复杂。目前东部地区的勘查重点基本转向巨厚新生界覆盖区、推覆体下、老矿区深部等非常规区块，勘查深度达到1500m，勘查难度进一步加大；西部地区也基本为黄土高原、戈壁沙漠、高寒冻土等自然环境恶劣或生态环境脆弱地区，常规勘查手段的使用受到很大的限制。这些就是我国煤炭地质勘查的现状，当然，也是要解决的重点难题。我们还要清晰地看到今后一段时间，随着煤炭资源勘探的深度、难度的不断加大，煤炭工业现代化程度的进一步提高，采矿业由单一普采向高档现代化综采设备技术发展，对地质构造和煤层赋存情况查明程度的要求愈来愈高，煤炭地质工作的任务更加艰巨。要着重研究煤炭资源遥感技术、高精度地球物理勘查技术、快速精准地质钻探技术、煤炭资源勘查信息化技术、煤矿区环境遥感监测技术等核心技术以及煤炭资源测试化验技术。另外，还坚持“以煤为主、综合勘查、综合评价”的原则，做好与煤共伴生的其他矿产的勘查评价工作，尤其是煤层气和地下水（热水）资源勘查评价及高原终年冻土地带天然气水合物的勘查。
总之，国内经济持续高速发展对煤炭地质勘查工作提出更高的要求，煤炭地质理论的进展为煤炭资源勘查注入新的活力，以三维地震和3S技术为代表的新技术手段推动煤炭地质勘查向深度和广度两方面突飞猛进地发展。为适应中国煤炭地质条件的复杂性和自然、地理条件的差异性，使用单一勘查技术手段难以解决复杂地质条件下的勘查目标，近年来煤炭地质单位进行了大量专题科研和勘查工程实践，系统总结形成了适应中国煤田地质特点和煤炭工业要求的煤炭地质综合勘查创新思路与理论体系，为煤矿建设提供了理论与技术保障，对提高我国煤炭资源保障能力、促进煤炭工业可持续发展具有重要意义。
站在当今全球地质勘查技术发展的高度看，我们原有的许多勘查理论和技术已落后，与时俱进是永恒的主题，煤炭工业在国民经济中的地位决定了今后煤炭地质勘查工作仍将长期贯穿于煤炭工业和国民经济社会发展全过程，既要担负提供新的资源保障的重任，又担负为煤炭开发、利用、安全和环境保护提供地质服务的责任，还要考虑资源节约。勘查的难度大了，责任重了，精度要求也更高了，本书既是对前人地质勘查技术成果的进一步总结，也是对新技术的研究展望。
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