当前煤炭资源勘查中尚需解决的关键问题研究

赵红亮

（宁夏回族自治区煤田地质局，宁夏 银川750011）

0 引言

21 世纪是信息化时代，信息的共享、多学科的融合、定量化评价、智能化决策、三维可视化显示的研究等将是未来煤炭资源勘查研究发展的主要方向之一。定量化评价方法和地理信息系统在煤炭资源勘查领域的应用，为煤炭资源勘查向定量化、信息化和智能化方向发展创造了条件。

1 当前煤炭资源勘查的现状

我国是一个多煤少油的国家，煤炭在我国一次性能源结构中处于绝对主要位置，煤炭工业在国民经济中的基础地位，将是长期的和稳固的，具有不可替代性。

我国东部地区地质研究程度高、煤炭开发强度大、后备资源短缺。经过多年勘查开发，露天和浅部煤炭资源基本上均已动用，已经进入深部开采。煤炭资源勘查的重点也转向煤系赋存条件复杂和已有信息有限的巨厚新生界覆盖区、推覆体下、老矿区深部等区块，因此，找煤难度大、勘查精度低、开采地质条件复杂。虽然我国东部地区煤炭地质勘查工作取得了很大的进展，但是，在巨厚新生界覆盖区、推覆体下、老矿区深部等区块中的地质勘查的思路和方法、 技术手段等方面，还存在不少有待攻关的难题。 所以，我国东部地区的煤炭资源接替紧张局面没有缓解，不能满足东部煤炭工业发展的需要，成为制约我国煤炭工业可持续发展的瓶颈问题。

我国西部地区煤炭资源丰富， 总量占全国煤炭资源的80%以上，尤其是西北地区，中生代煤系地质条件相对较简单，且主要为低灰低硫的优质煤。 随着西部大开发战略的深化实施，西部煤炭资源将与油气资源共同构成我国21 世纪能源战略接替基地。然而，西部地区煤炭资源工作程度较低，自然地理条件恶劣，西北多为黄土高原、高寒山区、沙漠戈壁等类型，生态环境脆弱；西南山区地貌复杂、交通不便。常规勘查手段的使用受到很大的限制。 如何快速、有效地实施煤炭勘查工程，是煤炭工业战略西移的必须解决的基础问题。

鉴于当前煤炭资源勘查对象的复杂性及中国煤炭资源勘查面临的一系列复杂地质难题，所以，我们必须在加强煤炭资源赋煤规律研究的基础上，建立现代煤炭资源勘查理论与技术方法，以指导煤炭资源勘查工作。

2 今后煤炭资源勘查的发展趋势

随着以数字化和电子化技术的迅速发展，以及煤炭资源勘查研究力量的日益加强，煤炭资源勘查的数字化、定量化、信息化、网络化、智能化和可视化是现代煤炭资源勘查的发展趋势。 其主要有以下三方面:

2.1 多元数据复合处理技术

随着煤炭资源开采范围及开采强度的增加， 浅部资源日益减少，开采深部逐渐增加和开采地质条件复杂。在复杂条件下的煤炭资源具有已知信息的有限性、信息的隐蔽性、灰色性和不确定性等特点，造成现代煤炭资源勘查的难度大、精度低。 由于煤炭资源勘查技术手段的多样性，勘查数据呈现多元、多类、多量、多维、多主题等特征。因此，利用GIS 技术，采用多元信息的复合、融合、处理等技术，加强勘查数据的深层次信息提取，如，对内部、深部、隐蔽及微弱信息以及新区信息的提取。

2.2 各种数学模型的完善与定量化、智能化、精确化发展

由于煤炭资源勘查信息具有己知信息的有限性、 信息的隐蔽性、灰色性和不确定性、 及各种信息间的关系主要是非线性的等特点，对煤炭资源勘查所要解决的关键问题进行研究时，要建立煤炭资源勘查各关键问题的数学模型，进行煤炭资源勘查的定量化研究，实现煤炭资源勘查的定量化、系统化、计算机化和智能化。

2.3 可视化与三维地质模型技术

在煤炭资源图件机助编制技术和显示上与三维建模技术和可视化相结合，实现煤炭资源勘查的三维可视化。 煤炭资源勘查信息具有三维、动态等特征，可视化技术在煤炭资源勘查中的应用将日益普遍，并将结合虚拟现实、体视化、仿真、动态模拟等技术，实现三维可视化的数字煤炭资源勘查。

3 煤炭资源勘查中需解决的关键科学问题

3.1 煤层稳定性的定量评价问题

煤层稳定性评价的正确与否，直接关系到地质勘查类型的合理确定和煤炭资源开发利用价值的正确评估，同时，还关系到矿井建设中工作面的布置及开采方式的选择。建国以来的历届规范及现行的《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T0215-2002） 都把煤层稳定性定性的分为四类型，在实际工作中，对于确定不同煤层的稳定性不易掌握，对勘查类型的划分带来一定的主观随意性。 所以，对煤层的稳定性进行定量研究和探讨具有重要意义。

3.2 地质构造复杂程度的定量评价问题

地质构造复杂程度影响井田的划分，勘查工程的布置，勘查类型的划分，它不仅决定了煤矿井型设计和开拓方式的选择，同时，对矿井突水、围岩变形、煤与瓦斯突出有着重要影响。现行《煤、泥炭地质勘杳规范》（DZ/T0215-2002），依据构造形态、断层和褶曲的发育情况及受岩浆岩的影响程度， 将勘查区的构造复杂程度定性的划分为四种类型。 在实际工作中，对于地质构造复杂程度不易掌握。 所以，对地质构造复杂程度进行定量研究和探讨具有重要意义。

3.3 勘查类型的定量划分问题

煤炭资源勘查类型问题，是煤田地质勘查工作的理论和实践的重要问题。 长期以来，煤矿勘查类型都是根据勘查规范中规定的定性条文进行确定的。由于没有定量的划分标准，因而执行起来比较困难，往往因人而异，因地而异。在划分煤矿勘查类型时，特别是对一些过渡类型的矿区或勘查区，由于人们的经验和标准不同，常常会出现较大的分歧。若勘查类型错定为高一级，勘查线距布置就过密，势必增加勘查费用，造成大量资金的积压和浪费；若勘查类型错定为低一级，勘查线距布置过稀，勘查区的地质研究程度不够，同样，也会给煤矿生产建设带来重大的损失。因此，在煤田地质勘查阶段，研究和确定影响煤矿勘查类型划分的定量指标和定量标准，建立煤矿勘查类型的定量划分方案，进行快速、准确的勘查类型确定，不但具有重要的理论意义，而且具有重大的技术经济意义。

3.4 煤质的综合评价问题

煤炭资源勘查是为煤炭资源的开发和利用服务的。为了正确选择煤矿建设与生产中的各种技术经济参数， 保护和合理利用矿产资源，保证有关工业企业投资的经济效益，在煤炭资源勘查过程中必须对煤炭资源进行可行性评价。煤炭资源勘查的任务是查明煤炭的数量特征（煤炭资源/储量）、煤炭的质量特征（煤类、煤质）和开采地质条件等，所以，在煤炭资源勘查过程中必须对煤炭资源进行煤质综合评价（煤类、煤质和工业用途等）。煤类和煤质决定了煤炭资源的合理利用和工业价值，煤炭质量等级评价是指评定煤炭质量及其在工业上利用的价值。 工业用途评价确定煤炭所适用的各种工业用途，优质煤评价是以特定用途为依据，通过定量模型评价煤的优劣级别。

4 结束语

总之，由于勘查对象的复杂性、各种精确探测资料的获取难度的增加和勘查成本的增加，所以，选择和配合适用的勘查技术手段、布置合理的勘查程序、综合处理和深度挖掘多元数据，应用新的研究方法等方面的研究是我国当前煤炭资源勘查开发亟待解决的问题之一。

［1］曹代勇，陈江峰，杜振川，等.煤炭地质勘查与评价[M].徐州:中国矿业大学出版社，2007.

［2］孙升林，曹代勇，张群.煤炭地质勘查与资源评价管理[M].徐州:中国矿业大学出版社，2007.