陽煤集團利用三維地震勘探技術(shù)探明地質(zhì)構(gòu)造，指導(dǎo)采煤生產(chǎn)，對隱蔽致災(zāi)地質(zhì)因素進行規(guī)避，能夠避免顛覆性事故發(fā)生。

深地“核磁共振”探資源

地震勘探是地球物理勘探的手段之一，它利用巖石的彈性差別，采用人工方法激發(fā)地震波，根據(jù)物理儀器在地面檢測的結(jié)果，研究地震波在地層中傳播情況，以此推斷、了解地下地質(zhì)構(gòu)造和巖性。陽煤集團與中國礦業(yè)大學(xué)(北京)煤炭資源與安全開采國家重點實驗室彭書萍院士團隊合作，開展“煤礦隱蔽致災(zāi)地質(zhì)因素精細探測技術(shù)的研究及應(yīng)用推廣”項目。陽煤集團地質(zhì)測量部主任范德元說：“上天難，入地更難。就像醫(yī)院檢查病情要給病人做核磁共振，我們通過地震勘探技術(shù)給地球做體檢，了解地下幾千米是什么樣子。該技術(shù)拓展了地下勘測極限，使地下地質(zhì)特征和煤儲情況更加精確地展示在人們眼前。”。

范德元介紹，三維地震勘探工作包括野外信息采集、室內(nèi)信息處理和解釋三個階段?？睖y時在地表條測線上布上網(wǎng)格，在淺井或坑中用炸藥人工激發(fā)地震波，地震波向下傳播遇到兩種不同介質(zhì)的分界面，就會發(fā)生反射和折射。激發(fā)地震波的同時，布置在測線上多點位置的地震波器，將來自不同介質(zhì)分界面的反射波引起的地面震動轉(zhuǎn)換為地震信號保存起來。地震信號受到地下介質(zhì)的“改造”，帶來與地質(zhì)構(gòu)造與地層巖性有關(guān)的各種信息，提取出這些信息，經(jīng)過計算機數(shù)據(jù)處理，就能獲得地震剖面圖。工作人員根據(jù)地震剖面圖信息，確定地下地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)及其特征。單個地震勘探檢測波點提供的地質(zhì)數(shù)據(jù)精度遠不如鉆孔取芯，但地震數(shù)據(jù)點密度大，可實現(xiàn)對地質(zhì)體可視連續(xù)觀測，這是傳統(tǒng)單一鉆探手段無法比擬的。

掌握安全高產(chǎn)金鑰匙

陽泉礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，瓦斯、水、火等災(zāi)害嚴重，不僅威脅著職工的生命，還對礦井的高產(chǎn)高效建設(shè)有著重要影響。掌握了三維地震勘探技術(shù)就等于握住了高產(chǎn)高效礦井安全生產(chǎn)的“金鑰匙”。

去年，陽煤集團地質(zhì)測量部在新景礦、新元礦四采區(qū)、寺家莊礦中央采區(qū)進行了30多平方公里的三維地震數(shù)據(jù)體連片處理，在中國礦大院士團隊的支持幫助下，陽煤建立起一套適合陽泉礦區(qū)的隱蔽致災(zāi)地質(zhì)因素精細探測方法，能探測到采區(qū)落差大于5米的斷層、直徑大于20米的陷落柱、波幅大于5米的褶曲。

“有了這項技術(shù)，我們可以在采區(qū)設(shè)計前探明斷層、陷落柱、薄煤區(qū)等地質(zhì)異常情況，構(gòu)造指導(dǎo)設(shè)計工作，避免采區(qū)、工作面設(shè)計失誤和無效進尺，不僅節(jié)約了大量資金，還提高了資源回收率。”范德元說。

“原來我們對工作面的設(shè)計多依賴經(jīng)驗，遇到大的地質(zhì)變化，也沒有其他辦法，‘攤上就攤上了’。” 新元礦采礦隊長深有感觸地說：“我們曾經(jīng)依據(jù)經(jīng)驗設(shè)計了西一和西二兩個采區(qū)。后來我們應(yīng)用三維地震勘探技術(shù)“校正”了原來的設(shè)計，將西一、西二采區(qū)實現(xiàn)大聯(lián)合，省掉一個采區(qū)，走向由原來的1200米增加到3000米，節(jié)省了大量巷道布置。利用先進的技術(shù)，在圖紙上就能發(fā)現(xiàn)哪里有斷層，在布置巷道時就可以有意避開它，工作面沒有斷層對頂板管理、瓦斯防治等方面的好處都很大。采區(qū)陷落柱意味著出現(xiàn)了無煤區(qū)，工作面要‘搬家’，同時，出現(xiàn)陷落柱不利支護，很可能發(fā)生大面積冒頂。陷落柱位置不清，又與含水層、裂隙水溝通，極易造成礦井透水。目前通過三維地震勘探技術(shù)共發(fā)現(xiàn)多個陷落柱、疑似陷落柱，有效避免了顛覆性事故的發(fā)生。”

實現(xiàn)地下無人精準開采

從根本上破解煤礦安全高效生產(chǎn)難題，煤炭工業(yè)須由勞動密集型升級為技術(shù)密集型，走智能、少人(無人)、安全精準開采之路。“陽煤采煤工作面正在逐步實現(xiàn)智能化開采，通過井下綜采設(shè)備更新確保各類數(shù)據(jù)傳回的可靠性，這些數(shù)據(jù)匯集起來建設(shè)工業(yè)數(shù)據(jù)庫，用數(shù)字模型可以繪制數(shù)字礦山，使得井下地質(zhì)條件、礦壓等一系列情況變得透明可視。”公司機電副總經(jīng)理王書明介紹，如今，公司已擁有7個綜采自動化工作面，實現(xiàn)了瓦斯?jié)舛扰c采煤機速度聯(lián)動控制、采煤機自動截割三角、采煤機記憶切割等12個版塊自動化。

近日，陽煤集團的這個技術(shù)已經(jīng)通過中國煤炭工業(yè)協(xié)會技術(shù)成果鑒定，被認定“達到國際先進水平”。今年，國家級煤炭科學(xué)精準開采實驗基地即將落戶陽煤。陽煤總工程師令狐說，他們將在袁院士帶領(lǐng)下，將地理空間服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)、CT掃描、VR等技術(shù)積極推向礦山可視化建設(shè)，打造具有透視功能的地球物理科學(xué)支撐下的“互聯(lián)網(wǎng)+礦山”，對煤層賦存進行真實反演，實現(xiàn)斷層、陷落柱、礦井水、瓦斯等致災(zāi)因素精確定位作為未來精準開采的主攻方向。