论煤矿开采中的生产勘探技术分析

杨忠辉

摘要：本文主要针对煤矿开采中生产勘探技术进行分析论述，仅供参考。
关键词：煤矿开采，生产勘探，技术分析
1 前言
    生产勘探主要是在生产过程中，在工程地质勘探基础上，结合煤矿开采需要所进行的勘探工作，其目的是进一步查明矿体形态、产状、赋存条件和矿石质量特征，提高矿床的勘探研究程度，进行储量升级，保持煤矿开采所需三级矿量的平衡，并为采矿单位设计和编制采掘进度计划提供地质依据，以保证煤矿正常、持续地生产。通过生产勘探，还能够进一步掌握矿体的产出规律，探找盲矿体，增加煤矿保有储量，扩大矿区远景，为延长煤矿服务年限和扩大生产提供地质资料。
    某矿的生产勘探工作由煤矿生产技术部门进行，由地质专业编制生产勘探设计，确定生产勘探的原则，方法及年生产勘探工作量，并相应配备生产勘探所需设备和人员。
2　煤矿生产勘探方法及应用
2.1确定生产勘探手段
    生产勘探设计应根据矿床地质特点并结合开采的需要来进行，其手段的确定，除考虑地质因外，在很大程度上取决于开采方式露天或地下、采矿方法及允许的贫化损失矿石选别对开采的要求等因素。当采用坑道天井为生产勘探手段时，应尽量使布置的探矿工程为采矿所利用，同时又要充分利用已施工的采矿工程。
    某矿主要是以探采结合的方法进行采矿生产，对氧化矿和原生矿采用不同开采方式开采，因此所选择生产勘探的手段也迥然不同。
2.1.1露天开采 
    一般采用槽探岩心钻探硐探等勘探手段。
    （1）槽探：铲除地表覆盖层或生产活动而堆积的掩盖物，进行取样和揭露矿体。矿床地质条件清晰可辨，方法简单，是主要的生产勘探手段之一。槽探工程的布置形式以矿体或地质体的展布形态来确定，全部是垂直于矿体或地质体的走向进行。
    （2）岩心钻探：为露天开采煤矿广泛采用的生产勘探手段，多选用小型灵活便于搬运的钻机。为煤矿生产提供所需要的氧化矿源，钻进深度一般为30～50m之间，最深钻孔不超100m。其布置形式均设计在矿体或地质体的上盘。通过对钻孔岩芯岩粉进行取样，进一步掌握矿石质量和矿体边界。当地质条件复杂时，对每个相邻钻孔的样品都应分析研究和对比，从中找出矿体分布规律和展布特征，地质条件简单时，则可间隔取样。
    (3)硐探:主要用于揭露追索和研究矿体，无论是对氧化矿还是原生矿床，它可准确圈定矿体，作各种物理机械性质测定，并可对槽探和岩心钻探的工程质量进行检查与验证。
2.1.2 地下开采
    坑探和钻探坑内钻地表钻、是地下开采煤矿普遍采用的生产勘探手段。
    （1）坑探:坑探所取得的资料准确可靠，有利于探采结合，是地下开采煤矿主要的生产勘探手段。控制矿体沿走向的变化多采用穿脉，但薄矿体脉、则一般采用沿脉脉内、坑道。控制矿体沿倾向变化采用天井上山和付穿盲中段。这种坑探布置形式在矿区普遍存在。
    （2）钻探:坑内钻探是地下开采煤矿的重要生产勘探手段之一。由于坑内岩心钻机性能的不断改进，具有施工方便搬运灵活可沿0～360°方向钻进钻探成本低速度快等优点，相对于地表钻可大大减少无效进尺。除可用于代替部分生产勘探坑道加密控制矿体边界及平行矿体的探矿外，还可用于指导坑道掘进。
    以某矿生产的实践来看，采用坑钻相结合的生产勘探手段，并根据不同的地质条件和开采要求，采取不同的组合勘探形式，可以保证生产勘探进度和提高地质勘探程度，减少不必要的坑探工程量，取得较好的效果。
2.2确定生产勘探工程总体布置原则和工程间距
2.2.1工程总体布置原则
    生产勘探是在地质勘探工作的基础上进行的，总体布置应尽量充分利用地质勘探工程，以节约生产勘探工作量。同时生产勘探还必须结合开采工作，在工程的布置上适应于开采方法和采场布置。将两方面统一起来，生产勘探工作才能取得最佳的地质效果和经济效果。从实践来看，采场的布置应充分考虑地质勘探工程的布置形式，即平行或垂直勘探线，生产勘探工程在地质勘探网度上进行加密，原勘探网度为30m×30m，后期在局部地段将勘探网度加密至15m×15m，不仅满足了煤矿生产的需求，也提高了原有资源储量的级别，同时又充分利用已有地质勘探工程，分析和掌握矿床地质条件的变化，并有利于进行地质勘探的验证对比。

2.2.2生产勘探工程间距
煤矿生产勘探一般按类比法选择生产勘探的基本网度。合理的生产勘探网度应根据矿床地质条件的复杂程度开采方式采矿方法等因素进行确定。

2.3确定生产勘探工程量
    生产勘探工作直接满足开采的要求，因此必须结合开采顺序，并合理的超前于采矿工作。超前时间的长短视具体生产情况而定，一般为1a左右。生产勘探工作量是根据所确定的勘探方法，工程种类和工程间距来确定的。

2.3.1按煤矿开采量或开采面积确定

  
    式中：T——为年生产勘探工程量，将其乘以单个工程的平均长度，即为的生产勘探工程的进尺数（m）。

2.3.2按开采的矿房数确定
 
  T=每个矿房所布置的年产勘探工程量（m）×年开采矿房数

2.3.3按万t生产勘探比确定
     根据类似生产煤矿每开采万t矿石所需生产勘探工程量来类比确定。

P=年矿石生产量(万T) ×采掘比/万×探矿系数

    式中:P―年生产勘探坑道工程量(M)，
    探矿系数即万。采掘比对进尺数中探矿工程所占的百分比，一般大中型简单矿床其值为0.2～0.3,大中型复杂矿床为0.4～0.5,小型矿床为0.5～0.6.目前该煤矿万t采掘比对进尺数中探矿工程所占的百分比已达到0.7～0.8.

2.3.4　按平面图及剖面图上布置的生产勘探工程进行计算
    除上述生产勘探工程量外、还应估算煤矿生产中用于“探边”、“摸底”及探找盲矿体的生产勘探年工程量。

2.4确定年取样工作量和化验工作量
2.4.1年取样工作量的确定

    年取样工作量按以下公式计算：
年取样工作量=
    取样长度一般与地质勘探阶段选取的相同，钻探取样工作量与坑道取样工作量应分别计算。

2.4.2化验工作量的确定
    化验工作内容包括样品分析项目和年化验数量，样品分析项目含基本分析和组合分析、根据矿石中有用，有害组份的分布情况，工业价值及选矿工艺的要求确定，年化验数量根据年取样工作量，进行组合分析的组合要求等进行确定、包括基本分析的内检和外检数量.
2.5确定生产勘探所需设备和人员编制
    根据煤矿开采方式，生产勘探内容，年生产勘探工作量及工作班制等因素、确定煤矿进行生产勘探所需的钻探，取样设备及人员编制，至于生产勘探坑道掘进所需设备及有关设施、则由采矿专业统一考虑、年生产勘探坑道数量的资料由地质专业提供，

2.5.1生产勘探设备的确定
(1)探矿钻机
根据煤矿开采方式和生产勘探的具体任务、以及钻机性能和使用条件选择钻机型号，钻机数量按下式计算确定:
 
    式中,不均匀系数露天开采煤矿0.6～0.7，地下开采煤矿0.5～0.6，年钻进工作日采用200～240d
(2)取样设备
    地下开采、根据取样工作量及取样效率、配备2～3台风动刻槽取样机，露天开采视情况而定.

2.5.2生产勘探、取样、加工人员编制的确定
根据煤矿的生产规模和实际情况确定、在生产过程中各年度的工作量不是固定不变的、应视具体情况随时进行调整。

3 结束语
    生产勘探是煤矿开采中最为常用的勘探方法，它以地质勘探为基础，遵循从实际出发、循序渐进、全面研究、综合评价、经济合理的原则，对初步确定具有工业意义的矿床，进一步进行地质、技术、经济调查研究工作，为矿产资源的合理开发与利用及煤矿开采总体设计，提供基础地质资料和技术支持。生产勘探对地质条件复杂的煤矿起着非常重要的作用、几年来的实践表明、不仅为煤矿的生产提供了资源保障、同时也给煤矿的后续发展奠定了必备的基础条件。与开发