探析煤礦地質(zhì)測繪重點及地質(zhì)因素研究論文
探析煤礦地質(zhì)測繪重點及地質(zhì)因素研究論文
測繪新技術(shù)中的慣性測量系統(tǒng)又可以稱為ISS，ISS慣性測量系統(tǒng)和GPS(全球定位系統(tǒng))之間有著很大的差別。ISS技術(shù)的優(yōu)勢主要在于其自動化程度相對其他技術(shù)要高出很多，且受自然環(huán)境因素的影響較小，具有更好的機動性和靈活性，能夠適應(yīng)不同復(fù)雜環(huán)境下的煤礦測量工作。今天學(xué)習(xí)啦小編要與大家分享：探析煤礦地質(zhì)測繪重點及地質(zhì)因素研究相關(guān)論文。具體內(nèi)容如下，歡迎參考閱讀!
探析煤礦地質(zhì)測繪重點及地質(zhì)因素研究
我國是世界上的能源大國，同時也是世界上的能源需求大國。其中各種能源中又以煤礦的需求量特別大。所以煤礦的地質(zhì)工作就尤為重要，煤礦地質(zhì)工作主要是研究煤礦安全生產(chǎn)中的地質(zhì)構(gòu)造、煤層厚度的變化、礦井儲量、礦井水的預(yù)測與防治、瓦斯地質(zhì)等各類地質(zhì)問題。從勘探到礦井的一切開采工程，都必須有可靠的地質(zhì)資料為依據(jù)，才能正確指導(dǎo)礦井建設(shè)、采掘工作面的合理布局、確定采掘方式、采煤方法等，因此煤礦地質(zhì)工作在生產(chǎn)建設(shè)和安全生產(chǎn)中具有十分重要的作用。這就要求煤礦的地質(zhì)測量測繪以及對地質(zhì)因素的研究必須到位。作者以自己專業(yè)的見解對煤礦的地質(zhì)測繪重點技術(shù)應(yīng)用以及地質(zhì)因素進行了研究和討論，希望為煤礦的安全生產(chǎn)提供一些參考。
一 、煤礦測量中的測繪技術(shù)探討
地質(zhì)測繪是為進行地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)勘查及其成果圖件的編制所涉及的全部測繪工作的總稱，主要包括控制測量、地形測量、勘探網(wǎng)測量、勘探線剖面測量、勘探坑道測量、鉆孔及地質(zhì)點的定位測量、礦區(qū)勘界測量。近年來，隨著測繪技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，測繪技術(shù)在測量工作中發(fā)揮了越來越多的作用，尤其是在礦產(chǎn)資源生產(chǎn)的過程中發(fā)揮了巨大的作用。我國是一個礦產(chǎn)資源豐富國家，同時也是資源利用和開發(fā)巨大的國家，對于煤礦資源的需求不斷增大，開發(fā)和利用的過程中對于煤礦測量技術(shù)的應(yīng)用的要求也就越高。為了滿足我國對于煤炭資源的需求，煤礦測量中測繪新技術(shù)的應(yīng)用越來越重要。
1.1 GPS(全球定位系統(tǒng))技術(shù)在煤礦測量中的應(yīng)用
GPS技術(shù)也就是我們通常提到的全球定位系統(tǒng)技術(shù)。目前由于GPS技術(shù)的快速發(fā)展及其不斷上升的性價比，使得GPS技術(shù)已經(jīng)成為了現(xiàn)代礦山測量中地面部分測量的一項重要技術(shù)，其最大的技術(shù)特點是能夠有效地取代傳統(tǒng)的地面測繪工作，因此在煤礦測量中的礦區(qū)地表移動監(jiān)測、孔高程監(jiān)測、水文觀測、礦區(qū)控制網(wǎng)建立等工作中得到很好的應(yīng)用。
GPS技術(shù)相對傳統(tǒng)的測量技術(shù)來講具有更多的優(yōu)點。首先，GPS技術(shù)可以實現(xiàn)對定點、定區(qū)域進行立體化的三維坐標(biāo)式測量工作，對于測量的量化工作使監(jiān)測的精準(zhǔn)度更高;其次，GPS技術(shù)可以以指定測量點為中心，進行很大范圍內(nèi)的監(jiān)測工作，且對于測量信息的收集和傳遞實效性要遠遠高于傳統(tǒng)測量技術(shù);再次，由于GPS是通過電磁波測距儀來進行對煤礦情況以及其他需要測量的測量點進行測量的新型高科技技術(shù)，其精準(zhǔn)度以及應(yīng)用便利程度要比傳統(tǒng)的測量技術(shù)高出很多。
1.2 慣性測量系統(tǒng)(ISS)在煤礦測量中的應(yīng)用
測繪新技術(shù)中的慣性測量系統(tǒng)又可以稱為ISS，ISS慣性測量系統(tǒng)和GPS(全球定位系統(tǒng))之間有著很大的差別。ISS技術(shù)的優(yōu)勢主要在于其自動化程度相對其他技術(shù)要高出很多，且受自然環(huán)境因素的影響較小，具有更好的機動性和靈活性，能夠適應(yīng)不同復(fù)雜環(huán)境下的煤礦測量工作。但是，慣性測量系統(tǒng)(ISS)還會受到GPS信號的限制，故在采用GPS技術(shù)測量技術(shù)的煤礦觀測中，對于慣性測量系統(tǒng)的應(yīng)用需要進行反復(fù)研究斟酌測定，確保測量工作的精確性。不過，慣性測量系統(tǒng)本身的特點足夠使其能夠勝任任何環(huán)境下的煤礦測量工作，其方便靈活的特點能夠隨時隨地實現(xiàn)對于煤礦測量的工作?？梢哉fISS是煤礦測量中測繪新技術(shù)應(yīng)用的一個新的進步和發(fā)展方向。
1.3 遙感技術(shù)(RS)在煤礦測量中的應(yīng)用
遙感技術(shù)也可以稱為RS技術(shù)，這是一種通過利用遙感器對于一定距離的目標(biāo)進行輻射，通過反射的電磁波等信息的收集和處理，最終形成透析影像，方便對于地面的各種地理情況和景物進行不同程度的探測和識別的技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，如今的遙感技術(shù)已經(jīng)可以通過結(jié)合衛(wèi)星技術(shù)實現(xiàn)對于煤礦礦山大范圍環(huán)境的監(jiān)測。由于其監(jiān)測范圍廣泛可以及時發(fā)現(xiàn)各種突發(fā)狀況并且在第一時間里通知到相關(guān)監(jiān)測部門;整體的監(jiān)測性能可以有效評估礦山開發(fā)和生產(chǎn)過程對于周邊大環(huán)境的影響程度，以便采取相應(yīng)的預(yù)防和控制措施。另一方面，遙感技術(shù)同地理信息系統(tǒng)(GIS)的有機結(jié)合，可以實現(xiàn)對于礦區(qū)資源開采程度以及周邊地區(qū)土地資源利用有效監(jiān)控。如今已經(jīng)廣泛應(yīng)用在煤礦測量之中。
1.4 地質(zhì)測繪發(fā)展方向
地質(zhì)測繪是地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)的基礎(chǔ)，以一體化或集成為主導(dǎo)的空間信息技術(shù)體系已逐漸成為測繪學(xué)或地球信息學(xué)新的技術(shù)體系和工作模式，朝著高科技自動化實時化和數(shù)字化多功能方向發(fā)展地控制測量應(yīng)逐步發(fā)展衛(wèi)星源射電干涉技術(shù)(VLBI/GPS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、慣性測量系統(tǒng)(ISS)，最終實現(xiàn)技術(shù)換代;地形測繪應(yīng)進一步發(fā)展攝影測量，加速投影測量與遙感應(yīng)用的結(jié)合，發(fā)展多種遙感手段和數(shù)據(jù)信息的處理技術(shù)，提高地質(zhì)遙感的應(yīng)用水平和效果;地勘工程測量應(yīng)逐步吸收和擴大衛(wèi)星源射電干涉系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)慣性測量系統(tǒng)等現(xiàn)代定位測量技術(shù)的應(yīng)用，廣泛應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理技術(shù)，提高地勘工程測量的速度和精度，普及電磁波測距儀和電子速測儀。
二 、開展煤礦地質(zhì)因素研究
礦井地質(zhì)構(gòu)造直接關(guān)系到煤礦的生產(chǎn)和安全，尤其是隨著煤礦機械化生產(chǎn)程度的提高，對地質(zhì)工作提出了越來越多的要求，以便為煤礦高產(chǎn)高效提供可靠的地質(zhì)保證。在煤礦生產(chǎn)中，礦井中、小型構(gòu)造，特別是斷裂構(gòu)造一直以來是煤礦生產(chǎn)極待解決的地質(zhì)問題。安全管理理論認(rèn)為，事故的根本原因是物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為，煤礦安全事故主要發(fā)生在頂板、瓦斯、煤塵、水、火、放炮、提升、運輸?shù)确秶?，發(fā)生事故的原因不外乎是人為因素和環(huán)境因素(即地質(zhì)因素)。煤礦生產(chǎn)大量實踐證明煤礦生產(chǎn)建設(shè)安全生產(chǎn)和提高煤礦經(jīng)濟效益都離不開詳實的地質(zhì)資料，地質(zhì)資料是檢查采掘設(shè)計和生產(chǎn)計劃是否合理的標(biāo)準(zhǔn)之一是煤礦生存和發(fā)展的重要戰(zhàn)略依據(jù)之一。下邊作者就影響煤礦開采工作的幾點地質(zhì)因素展開研究。
2.1 地質(zhì)構(gòu)造
地質(zhì)構(gòu)造是影響煤礦安全生產(chǎn)的各種因素中最重要的一個。地質(zhì)構(gòu)造包括褶皺、節(jié)理和斷層。其中斷層由于破壞了煤層的延續(xù)性和完整性，在井巷中難以查明和控制。工作面遇到褶皺、節(jié)理和斷層造成層位錯動擠壓，巖石變得破碎，同時伴隨地下滲水，煤層松動后容易脫落。因此，地質(zhì)構(gòu)造帶往往是發(fā)生頂板、透水和瓦斯事故的地段。
(1) 褶皺影響煤巖的產(chǎn)狀和形態(tài)，但沒有破壞巖層和煤層的延續(xù)性，在井巷中比較容易追索和控制。褶皺在生產(chǎn)中主要影響煤層平巷的掘進方向，從而影工作面長度，給機械化回采、頂板管理帶來一定的困難。個別褶皺特別發(fā)育時，可能造成煤層的不可采。
(2) 節(jié)理發(fā)育的地方影響鉆眼爆破的效果，如果炮眼方向與主要節(jié)理平行時，在爆破過程中沿裂隙漏氣影響爆破效果。節(jié)理發(fā)育的地方頂板易沿裂隙面冒落傷人，另外節(jié)理發(fā)育的地方是地下水和礦井瓦斯的良好通道，容易發(fā)生突水事故和瓦斯突出事故。
(3) 斷層在礦井生產(chǎn)中，經(jīng)常會碰到各種不同性質(zhì)的斷層，由于斷層破壞了煤層的連續(xù)性和完整性，斷層兩盤產(chǎn)生的牽引、揉皺、擠壓等作用，造成斷層帶巖石破碎、巖石強度降低，容易聚集瓦斯，導(dǎo)通地下水，引發(fā)礦井突水、瓦斯突出和坍塌冒頂事故，斷層帶容易導(dǎo)致煤厚突增或突減，煤層突增處易產(chǎn)生冒頂跨煤堵人事故。還有一些頂斷底不斷、底斷頂不斷的小斷層及小型層間滑動的地質(zhì)構(gòu)造部位也是巖塊易脫落部分，易發(fā)生頂板事故。
2.2 煤礦工作中的瓦斯地質(zhì)
礦井瓦斯是指煤礦生產(chǎn)過程中，以從煤巖層內(nèi)涌出的甲烷為主的各種有害氣體。瓦斯窒息事故經(jīng)常發(fā)生在褶曲軸部(復(fù)式向斜或背斜軸部轉(zhuǎn)折端)和壓性斷層，火成巖侵入體附近的工作面和采空區(qū)，圍巖透氣性差的盲巷，深部開采的下山等。近年來由于全國煤礦開采深度的增加，瓦斯含量也隨之增加，這樣就增大了通風(fēng)管理的難度，增大了瓦斯事故的幾率。瓦斯事故的預(yù)防，一是要正確認(rèn)識瓦斯的含義和危害性，在職工中普及瓦斯地質(zhì)知識：二是要加強瓦斯地質(zhì)研究，對影響礦井瓦斯聚集的因素進行綜合分析，找出瓦斯聚集的規(guī)律，編制瓦斯地質(zhì)圖，指導(dǎo)通風(fēng);同時加強瓦斯?jié)舛葯z測和通風(fēng)管理，促進安全生產(chǎn)。
2.3 水文地質(zhì)
水空地質(zhì)條件對頂板的穩(wěn)定性也一定的影響但影響最大的是巖性為黏土巖的廟板。當(dāng)巖層中害有起膨脹作用的黏土巖的頂板。當(dāng)巖層中含有起膨脹作用的黏土礦物(如蒙脫石、伊利石等)時，硬巖層在、軟巖層在下的直接頂板表現(xiàn)更為突出，上方的硬巖層易產(chǎn)生裂隙透水性好，而下方的軟巖層透水性差(或不透水)。這樣，地下水易在兩個巖層之間富集，使下方軟巖層軟化，消弱了堅固性，發(fā)生膨脹后易離層而造成頂板冒落。
2.4 其他影響煤礦安全工作的地質(zhì)因素
在煤礦開采工作中能夠影響到安正正常工作的地質(zhì)因素還有以下幾點：
(1)小褶曲。小褶曲的軸部裂 隙發(fā)育易導(dǎo)致局部冒頂，當(dāng)工作面過向斜時，由于頂板巖層下沉極易離層或下沉產(chǎn)生張裂隙，從而導(dǎo)致頂板冒落。
(2)裂隙。頂板中出現(xiàn)裂隙的多少，直接反映頂板的整體性和堅固性。裂隙越發(fā)育，密度越大，其間隙越小，頂板的穩(wěn)定性就越差，冒落的可能性就越大。
(3)沖刷、變相。在后生沖刷的邊緣，由于沖刷體與原頂板巖體粘結(jié)力若，易離層，往往是頂板冒落的潛在危險區(qū);在頂板相變邊緣地帶，易發(fā)生頂板冒落區(qū)。
(4)頂板巖層傾角及其變化。頂板巖層傾角的變化程度也反映項扳破壞程度。主要有兩種情況：一是傾角相對變化較大區(qū);二是相鄰控制點的傾角變化無規(guī)律區(qū)。這兩種情況都說明頂板巖層整體性、堅固性發(fā)生了變化，反應(yīng)了項扳巖層發(fā)生了斷裂或揉皺。
三 、小結(jié)
綜上所述，隨著數(shù)字化測繪技術(shù)的提高，大力開展數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用與研究將是測繪單位提升企業(yè)競爭實力和提高煤礦經(jīng)濟效益的根本任務(wù)。同時，地質(zhì)環(huán)境因素與煤礦安全生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系。隨著煤炭開采機械化程度的提高，對影響煤礦安全生產(chǎn)的主要地質(zhì)因素的分析研究日益重要。所以說，煤礦地質(zhì)測繪及地質(zhì)因素研究必須兩手都要抓，兩手都要硬。只有這樣才能夠向著信息化、智能化、自動化的方向進行發(fā)展，促進礦山工作的高效化、精確化，保證礦山的可持續(xù)發(fā)展，科學(xué)地指導(dǎo)煤礦的安全生產(chǎn)，從而提高煤礦的經(jīng)濟效益。