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摘 要：本文就针对我国煤炭开采行业的现状进行分析，并论述目前在煤炭开采中常用的几种煤炭勘察技术，再结合科学、先进、合理的理念分析我国煤系地层岩石性质特征，以供相关的煤炭勘察、开采人员参考所用。
关键词：煤炭勘察技术；煤系地层；岩石性质
前 言
煤炭作为我国的主体能源之一，为保证煤炭企业发展，各种先进性勘察技术的应用也就成了必然的趋势。我国煤炭资源资源分布广泛而不均衡，成煤周期长、成煤期多，聚煤盆地构造类型多样，构造复杂程度不一，开采技术条件复杂程度不一。地形条件多样化，物性条件差异显著。因此，必须采用不同的勘查方法，选择不同的勘查手段，进行地质综合研究，才能取得较好的勘探效果。因此，建立科学、先进的煤系地层岩石性质征勘查体系，并采用具有新型理念的煤炭勘察技术，也成为了当前在煤炭开采行业中所面临的重点。
1 常用的煤炭勘察技术分析
从我国煤炭开采行业的整体发展情况来看，我国煤炭勘察技术的整体水平还是处于国际先进地位的，而在实际的煤炭勘察开采中，较常应用的勘察技术主要包括有重磁电及地质雷达勘察技术、高分辨地震勘察技术、遥感勘察技术以及测进勘察技术四种。
1.1 重磁电及地质雷达勘察技术
重磁电及地质雷达勘察技术包含有多种，目前在煤炭地质勘察中较常见的主要有：高精度重力勘察法、瞬变电磁勘察法、直流电勘察法、高精度勘察法、频率域电磁勘察法以及地质雷达勘察法等等。通过重磁电及地质雷达勘察技术的应用，可以较为准确、快速地探测出褶曲、断裂、沉积盆地以及陷落柱等地质构造的情况，并对含水裂隙带、地下河、岩溶发育带等隐伏地质体或地质构造进行圈定。此外，该勘察技术还可合理、充分地应用于对煤炭矿山采空区、空洞等异常体的勘查与判断当中。
1.2 高分辨地震勘察技术
高分辨地震勘察技术主要是指利用高分辨二维地震、三维地震或是多波多分量地震等科学、有效的方法，对断层落差进行分析判断，并对煤层分叉合并区进行圈定。此外，高分辨地震勘察技术还体现在判断岩浆岩对可采煤层的影响范围、陷落柱的分布情况、以及对奥陶系灰岩岩溶裂隙发育带的划分等方面。而高分辨地震勘察技术应用于煤炭勘察中时，其主要具有以下几点优势：①具有高精度的层位标定技术；②具有地震属性相似性分析技术；③具有提高小断层解释精度技术；④具有油气预测技术与高精度模式识别储层技术；其五，具有先进的3DAVO分析技术[1]。
1.3 遥感勘察技术
遥感勘察技术属于比较先进、科学含量高的煤炭勘察技术之一，其是指利用航空遥感（可见光、红外、微波）、航天遥感、地面遥感等勘察技术，对我国的煤炭资源进行综合性、客观性评价，并进行遥感探测煤层自燃情况等。但从实际的应用来看，由于遥感勘察技术的投入规模比较大，使得我国一些小型的煤炭开采企业还无法充分地应用此项勘察技术。但相信在未来科技的发展下，遥感勘察技术在我国煤炭勘察领域的应用，也将越来越广泛。
2 煤系地层岩石性质特征分析
我国大煤矿所处地域的不同，其煤系地层岩石性质特征也会存在一些不同之外，因此，具体分析相应煤矿区整体含煤地层分布构造情况，才可以为煤矿开采做参考。
2.1 煤矿区整体含煤地层分布构造分析
河南省主要的含煤地层为晚古生界石炭二叠系地层，发育于陕渑→宜洛→鲁山→平顶山→确山→固始一线以北、太行山脉以示、南的广大地区。河南省煤系地层的总厚度约在700～1300m之间，其中，含煤地层主要以二叠系山西组、石炭系太原组、上石合子组以及下石盒子组，厚度约在500～1000m之间。
2.2 煤系地层沉积岩的构造分析
（1）煤系地层沉积岩结构分析。我国河南省的煤系地层岩石深积岩的结构主要分为化学结构、泥质结构、碎屑结构与生物结构四种。其中，化学结构指，沉积由化学溶液沉淀，并渐渐形成结晶的一种结构类型；泥质结构指以粘土矿物为主，颗粒直径在0.01mm以下的结构类型；碎屑结构的岩石主要由胶结物与碎屑两部分所组成；而生物结构组成相对而言比较简单一些，其主要是由生物遗体，或是碎片所组成的。
（2）煤系地层沉积岩的原生构造分析。在河南省煤系地层岩石的性质特征中，比较典型的特征便是沉积岩的原生层状构造特征，而原生构造特征，又分为层面构造与层理构造两大种。其中，层面构造主要是沉积物在沉积过程中，表面受到了雨、水、风、阳光以及生物活动等现象的影响，从而遗留下来的一种痕迹。而层理构造主要是指两个层面之间更微细的一种成层现象[2]。
2.3 煤系地层节理及断层分析
（1）煤系地层的节理分析。煤系地层的节理主要是指裂缝或者是裂隙，理论上来讲，是破裂面两侧岩块发生的一种无明显相对位移的断裂构造现象。节理较常属于大型断层、大型褶皱的派生或伴生的构造现象，基于这种因素，也可看出节理受到了断层与褶皱的控制。从我国煤矿的实际地质情况来看，节理属于地下水、矿井瓦斯等物质的重要运移通道以及储集场所，因此，在对煤系地层岩石性质特征进行分析时，一定要重视对地层节理的判断与分析。
（2）煤系地层的断层分析。而煤系地层的断层现象，与煤系地层节理的发生现象完全相反，其主要是指破裂面两侧的岩石沿破裂面发生有明显位移的断裂构造现象，从而产生的断层。断层现象大小不一，小断层顶多只有几米长，而大的断层现象可绵延数十米、数百米，甚至是超大型的断层还可延伸数千米之长。
比如陕渑工作区位于华北板内区崤熊构造区的崤熊断隆北缘，河南区域构造三线收敛、三区复合部位，工作区构造具有逆冲褶皱型特征，地层走向呈弧形展布，弧顶朝北。区内以北东向正断层为主，并发育有北西向的陕渑向斜、土古洞背斜等小型褶曲，灰山断层、扣门山断层、坡头断层、郭庄断层等控制了煤层的分布并破坏了煤层的完整性。
通过相应的分析，目前大多认为，断层要素与断层的组成部分、以及与阐明断层空间位置和运动性质等因素相关的一种几何要素，要素内容主要包括有断层面、断盘、断层线、交面线、断距以及落差等。其中，断层面的空间位置主要由其走向、倾向以及倾角等而确定；断盘指断层面两侧相对位移的岩块，可分为上、下断盘，也可分为东、东断盘；断层线指断层面与地面的交线，其主要分为曲线与直线两种表现形式；交面线指岩层面与断层面的交线，其分为上盘与下盘断煤交线两种[3]。
例如2010年河南禹州探明的亿吨大型煤矿，地质技术人员结合区域资料对地质构造进行系统的综合分析、对比、研究，改变了以往此区域受断层影响而没有煤的认识。调查发现，勘探区新生界底面埋深及起伏形态，区内煤层埋深800～2300m，总的变化趋势是由西向东逐渐变深，含煤地层为石炭系、二叠系。煤层多数呈单斜形态深度和产状受构造控制，总的趋势是南倾，煤层倾角变化范围约5～33°。探明结果标明张得断层为逆断层，煤层埋深总的变化趋势是由西向东逐渐变深，煤层厚度由西向东逐渐变厚。
综上所述，在科技的快速发展下，煤炭开采行业中所应用的煤炭勘察技术也越来越科学、先进。而在煤炭勘察技术的实际应用中，我们还应该重视对煤系地层岩石性质特征的详细、全面分析，才能促进勘察的顺利性与有效性，进而为煤炭的开展提供坚实、可靠、有效的保证。
参考文献
[1]任义，孙久怀.谈我国煤炭地质问题的勘察技术发展[J].城市建设理论研究，2014，6（6）：1～4.
[2]王峰.试析当前煤炭勘测与开发过程中存在问题的研究[J].中国科技博览，2011，31（31）：331.
作者简介：郭冰（1979-），男，汉族，河南省郑州市人，本科，工程师，从事地质工程，地质勘查工作。
关键词：煤炭勘察技术；煤系地层；岩石性质
前 言
煤炭作为我国的主体能源之一，为保证煤炭企业发展，各种先进性勘察技术的应用也就成了必然的趋势。我国煤炭资源资源分布广泛而不均衡，成煤周期长、成煤期多，聚煤盆地构造类型多样，构造复杂程度不一，开采技术条件复杂程度不一。地形条件多样化，物性条件差异显著。因此，必须采用不同的勘查方法，选择不同的勘查手段，进行地质综合研究，才能取得较好的勘探效果。因此，建立科学、先进的煤系地层岩石性质征勘查体系，并采用具有新型理念的煤炭勘察技术，也成为了当前在煤炭开采行业中所面临的重点。
1 常用的煤炭勘察技术分析
从我国煤炭开采行业的整体发展情况来看，我国煤炭勘察技术的整体水平还是处于国际先进地位的，而在实际的煤炭勘察开采中，较常应用的勘察技术主要包括有重磁电及地质雷达勘察技术、高分辨地震勘察技术、遥感勘察技术以及测进勘察技术四种。
1.1 重磁电及地质雷达勘察技术
重磁电及地质雷达勘察技术包含有多种，目前在煤炭地质勘察中较常见的主要有：高精度重力勘察法、瞬变电磁勘察法、直流电勘察法、高精度勘察法、频率域电磁勘察法以及地质雷达勘察法等等。通过重磁电及地质雷达勘察技术的应用，可以较为准确、快速地探测出褶曲、断裂、沉积盆地以及陷落柱等地质构造的情况，并对含水裂隙带、地下河、岩溶发育带等隐伏地质体或地质构造进行圈定。此外，该勘察技术还可合理、充分地应用于对煤炭矿山采空区、空洞等异常体的勘查与判断当中。
1.2 高分辨地震勘察技术
高分辨地震勘察技术主要是指利用高分辨二维地震、三维地震或是多波多分量地震等科学、有效的方法，对断层落差进行分析判断，并对煤层分叉合并区进行圈定。此外，高分辨地震勘察技术还体现在判断岩浆岩对可采煤层的影响范围、陷落柱的分布情况、以及对奥陶系灰岩岩溶裂隙发育带的划分等方面。而高分辨地震勘察技术应用于煤炭勘察中时，其主要具有以下几点优势：①具有高精度的层位标定技术；②具有地震属性相似性分析技术；③具有提高小断层解释精度技术；④具有油气预测技术与高精度模式识别储层技术；其五，具有先进的3DAVO分析技术[1]。
1.3 遥感勘察技术
遥感勘察技术属于比较先进、科学含量高的煤炭勘察技术之一，其是指利用航空遥感（可见光、红外、微波）、航天遥感、地面遥感等勘察技术，对我国的煤炭资源进行综合性、客观性评价，并进行遥感探测煤层自燃情况等。但从实际的应用来看，由于遥感勘察技术的投入规模比较大，使得我国一些小型的煤炭开采企业还无法充分地应用此项勘察技术。但相信在未来科技的发展下，遥感勘察技术在我国煤炭勘察领域的应用，也将越来越广泛。
2 煤系地层岩石性质特征分析
我国大煤矿所处地域的不同，其煤系地层岩石性质特征也会存在一些不同之外，因此，具体分析相应煤矿区整体含煤地层分布构造情况，才可以为煤矿开采做参考。
2.1 煤矿区整体含煤地层分布构造分析
河南省主要的含煤地层为晚古生界石炭二叠系地层，发育于陕渑→宜洛→鲁山→平顶山→确山→固始一线以北、太行山脉以示、南的广大地区。河南省煤系地层的总厚度约在700～1300m之间，其中，含煤地层主要以二叠系山西组、石炭系太原组、上石合子组以及下石盒子组，厚度约在500～1000m之间。
2.2 煤系地层沉积岩的构造分析
（1）煤系地层沉积岩结构分析。我国河南省的煤系地层岩石深积岩的结构主要分为化学结构、泥质结构、碎屑结构与生物结构四种。其中，化学结构指，沉积由化学溶液沉淀，并渐渐形成结晶的一种结构类型；泥质结构指以粘土矿物为主，颗粒直径在0.01mm以下的结构类型；碎屑结构的岩石主要由胶结物与碎屑两部分所组成；而生物结构组成相对而言比较简单一些，其主要是由生物遗体，或是碎片所组成的。
（2）煤系地层沉积岩的原生构造分析。在河南省煤系地层岩石的性质特征中，比较典型的特征便是沉积岩的原生层状构造特征，而原生构造特征，又分为层面构造与层理构造两大种。其中，层面构造主要是沉积物在沉积过程中，表面受到了雨、水、风、阳光以及生物活动等现象的影响，从而遗留下来的一种痕迹。而层理构造主要是指两个层面之间更微细的一种成层现象[2]。
2.3 煤系地层节理及断层分析
（1）煤系地层的节理分析。煤系地层的节理主要是指裂缝或者是裂隙，理论上来讲，是破裂面两侧岩块发生的一种无明显相对位移的断裂构造现象。节理较常属于大型断层、大型褶皱的派生或伴生的构造现象，基于这种因素，也可看出节理受到了断层与褶皱的控制。从我国煤矿的实际地质情况来看，节理属于地下水、矿井瓦斯等物质的重要运移通道以及储集场所，因此，在对煤系地层岩石性质特征进行分析时，一定要重视对地层节理的判断与分析。
（2）煤系地层的断层分析。而煤系地层的断层现象，与煤系地层节理的发生现象完全相反，其主要是指破裂面两侧的岩石沿破裂面发生有明显位移的断裂构造现象，从而产生的断层。断层现象大小不一，小断层顶多只有几米长，而大的断层现象可绵延数十米、数百米，甚至是超大型的断层还可延伸数千米之长。
比如陕渑工作区位于华北板内区崤熊构造区的崤熊断隆北缘，河南区域构造三线收敛、三区复合部位，工作区构造具有逆冲褶皱型特征，地层走向呈弧形展布，弧顶朝北。区内以北东向正断层为主，并发育有北西向的陕渑向斜、土古洞背斜等小型褶曲，灰山断层、扣门山断层、坡头断层、郭庄断层等控制了煤层的分布并破坏了煤层的完整性。
通过相应的分析，目前大多认为，断层要素与断层的组成部分、以及与阐明断层空间位置和运动性质等因素相关的一种几何要素，要素内容主要包括有断层面、断盘、断层线、交面线、断距以及落差等。其中，断层面的空间位置主要由其走向、倾向以及倾角等而确定；断盘指断层面两侧相对位移的岩块，可分为上、下断盘，也可分为东、东断盘；断层线指断层面与地面的交线，其主要分为曲线与直线两种表现形式；交面线指岩层面与断层面的交线，其分为上盘与下盘断煤交线两种[3]。
例如2010年河南禹州探明的亿吨大型煤矿，地质技术人员结合区域资料对地质构造进行系统的综合分析、对比、研究，改变了以往此区域受断层影响而没有煤的认识。调查发现，勘探区新生界底面埋深及起伏形态，区内煤层埋深800～2300m，总的变化趋势是由西向东逐渐变深，含煤地层为石炭系、二叠系。煤层多数呈单斜形态深度和产状受构造控制，总的趋势是南倾，煤层倾角变化范围约5～33°。探明结果标明张得断层为逆断层，煤层埋深总的变化趋势是由西向东逐渐变深，煤层厚度由西向东逐渐变厚。
综上所述，在科技的快速发展下，煤炭开采行业中所应用的煤炭勘察技术也越来越科学、先进。而在煤炭勘察技术的实际应用中，我们还应该重视对煤系地层岩石性质特征的详细、全面分析，才能促进勘察的顺利性与有效性，进而为煤炭的开展提供坚实、可靠、有效的保证。
参考文献
[1]任义，孙久怀.谈我国煤炭地质问题的勘察技术发展[J].城市建设理论研究，2014，6（6）：1～4.
[2]王峰.试析当前煤炭勘测与开发过程中存在问题的研究[J].中国科技博览，2011，31（31）：331.
作者简介：郭冰（1979-），男，汉族，河南省郑州市人，本科，工程师，从事地质工程，地质勘查工作。