论中国煤炭地质勘查工作在新条件下的定位与重大研究问题

煤炭是我国的主体能源和重要的煤化工原料,新中国成立70多年来煤炭地质勘查工作紧密结合国家战略需求,为国家探明了急需的煤炭资源,保障了国家煤炭能源供应。通过系统总结近年来我国煤炭地质工作取得的主要成果,分析了当前新条件下煤炭地质工作发展面临的重大研究问题,明确了煤炭地质勘查工作定位,提出“1个理论、10个主要技术”的重点攻关研究思路,拓展了煤炭地质勘查工作的研究范围,对保障煤炭资源在我国经济和社会发展中发挥好“稳定器”和“压舱石”作用具有重要研究意义。研究认为:(1)新条件下煤炭地质勘查工作已由以保障煤炭能源资源安全为主发展为既要保障煤炭能源资源安全供应,还要为绿色矿山建设、矿山智能化开采与生态安全服务的煤炭生态地质勘查新阶段。(2)提出了煤炭地质勘查工作今后的重点是资源勘查与利用、地质条件评价与动态地质事件预警、矿山环境治理修复与生态地质层功能作用复原、地质条件改性等方面的10大重点攻关问题。(3)针对煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源赋存特点,需研究建立煤与煤系共伴生矿产协同勘查模式,在关注“煤”的同时,加大对煤系、煤盆地全域性的多矿产聚集规律和各类资源研究,推动煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源协同勘查与开发利用。(4)针对煤炭智能化开采面临的地质保障问题,加强多手段协同技术开展开采扰动条件下地下水渗流介质及流场演化规律研究,瓦斯(煤层气)逸散和突出机理等隐蔽致灾因素研究,为矿井水、气灾害防治等隐蔽致灾地质因素勘查和资源化利用提出精准分析与预测预报。(5)针对新条件下,煤炭地质勘查工作提升至煤炭生态地质勘查工作的发展需求,提出采用地质手段开展生态环境治理修复新思路,核心是通过人工干预和修复被扰动或破坏的生态地质层,形成与周边地质和生态条件等功能相协调的人造地质体。

遥感技术在煤炭地质中的应用现状及前景

介绍了遥感技术在煤炭资源调查和评价、煤矿区地质灾害调查和评估、生态环境及污染调查评价和监测以及煤矿三维可视化仿真规划系统建设方面的应用研究现状及所取得的主要成果,并结合遥感技术的发展方向,展望了其在煤炭地质中的应用前景。

关于煤炭地质遥感技术创新的思考

通过回顾煤炭地质遥感应用历程,认为煤炭地质遥感正处于向全面商业化、市场化发展转型的新阶段。根据国家产业政策走向及煤炭地质遥感研究的新需求,指出煤炭地质遥感应用研究应在7个方面取得突破。在煤炭地质遥感科技创新方面,提出必须进一步加强基础地质研究,拓展服务领域,增强煤炭遥感综合服务能力,从而确保煤炭遥感技术的可持续发展。针对当前煤炭遥感的实际情况,提出了建立和完善煤炭地质遥感技术创新保障机制的新思路。

多源遥感技术在巴基斯坦Dalwal-Padhar地区煤炭资源调查中的应用

以卫星遥感技术为主要手段,采用SPOT与ETM遥感卫星数据,通过多源遥感地质解译,结合野外调查验证,综合常规煤田地质资料的研究分析,对巴基斯坦旁遮普省Dalwal-Padhar地区的煤炭资源赋存特征开展系统分析。重点开展了控煤构造、含煤地层及煤层分布和沉积变化特征、聚煤作用、后期构造对煤层的改造等综合分析,认为巴基斯坦Dalwal-Padhar构造活动强烈,Patala组含煤地层沉积环境稳定性差,且受后期多期次构造改造的作用明显,整体的含煤性较差,主要在南部Bhal、Dhariala地区一带较为稳定,适合小煤窑开采,对解决该区的缺煤现状有一定的实际意义。同时,在南亚低山丘陵浅覆盖地区成功应用遥感技术进行煤炭资源调查评价的实践表明,多源遥感技术可高效实现对控煤构造和含煤地层的控制,提高煤炭资源调查的效率,为今后在类似地区应用遥感技术进行煤炭资源调查工作提供了宝贵的技术参考。

矿山地质环境保护与恢复治理对策研究:以秦岭南麓某金矿为例

针对秦岭南麓某金矿存在的矿山地质环境问题,通过资料收集和矿山地质环境现场调查,在对矿山地质环境进行现状评估和预测评估的基础上,分析总结了矿山地质环境问题,梳理了地质灾害类型、规模、分布、危害情况和发育趋势。结合矿山实际情况,提出泥石流隐患、地面塌陷、滑坡及尾矿库废水的防治对策,通过开展地质灾害隐患治理,修复被破坏的地形地貌、植被复绿,逐步恢复矿区水土保持功能,可最大限度地削弱或降低矿山地质环境问题造成的影响。该研究可为类似矿山恢复治理工作提供参考和借鉴。

基于遥感技术的煤炭勘查方法研究

随着煤炭资源的大量开发利用,其保有储量逐年降低,易于发现的露头矿、浅部矿日趋减少,尤其是经济发达的东部地区煤炭资源更为紧缺。当前找煤对象主要为地下隐伏矿床及盲矿体,找煤难度越来越大,因此探索如何发挥现代遥感及地理信息系统技术优势开展遥感找煤具有重要意义。本文从遥感找煤的理论基础出发,通过对以往中国遥感找煤实践的总结,系统阐述了遥感找煤的方法及存在的问题,提出了下一步遥感找煤的技术发展思路:即采用新型的多波段、多极化、多角度、多时相、多分辨率遥感数据,利用GIS工具对各种地理属性、地面属性、地球物理勘探、地球化学勘探、地质钻探成果、遥感影像数据进行空间综合分析,探索煤田地质背景和成矿规律,提取深层次煤田信息。

基于遥感和GIS技术的北川县地震次生地质灾害分布特征

以北川县为研究区域,利用多源、多时相卫星数据判读地震次生地质灾害,并在ARCGIS软件的支持下,对地震次生地质灾害的空间分布规律及其影响因素做相关性研究。结果发现,地层岩性、构造、水系、地形地貌等是地震次生地质灾害分布的主要影像因素。不同空间区域上各主要控制因素对次生地质灾害发育的控制力不一样。北川县的地震次生地质灾害沿北川—映秀断裂带密集分布,受岩石地层结构组分的影响,在志留纪地层中集中发育,受地形地貌的影响,在地形坡度30°—70°区域内集中发育。这些分布规律的发现,可以及时为北川县防灾规划和灾后重建提供科学依据。

中国可供性煤炭资源潜力分析

以全国第三次煤田预测数据为基础,通过对查明煤炭资源量和未查明煤炭资源量的分布、埋藏深度和煤类的系统分析,指出中国查明尚未占用的煤炭储量2282.97亿t,经济可采储量仅684.89亿t。未查明的预测煤炭资源量45521.04亿t,潜力巨大,但在近期可供找煤普查的埋深小于1000m的预测可靠级煤炭资源量只有9169.10亿t。因此,必须科学地、客观地再认识中国煤炭资源优势,合理地制定国家能源政策,以确保中国能源安全。

利用高分遥感技术发现西昆仑黑恰铁矿矿化带及其地质意义

西昆仑地区自然地理条件恶劣,交通条件极差,导致该地区地质工作程度较低。在西昆仑艰险地区充分利用高分遥感数据的优势开展遥感调查,通过对研究区成矿地质条件分析,建立矿化带高分遥感解译标志和高分铁染异常提取,辅以适当的野外查证,黑恰铁矿矿化带的发现为地质找矿提供新的线索。根据其遥感地质特征建立遥感地质找矿模型,为今后在西昆仑成矿带上寻找类似矿产提供遥感依据。该矿化带是北侧黑黑孜江干铁多金属矿床向东南方向的延伸,其成矿特征与西昆仑已经发现的一系列层控碳酸盐岩型的铁-铜、铅、锌-金矿床的成矿特征相似,沿东南方向具有较大找矿潜力,有望形成有前景的铁多金属矿床。

WorldView-2高分辨率卫星数据在西昆仑塔什库尔干地区遥感地质调查中的应用

在西昆仑成矿带塔什库尔干地区,利用WorldView-2高分辨率卫星数据开展了遥感地质综合调查研究,采用最佳指数法选择适于本区遥感解译及信息提取的8-4-3波段组合,利用波段比值、主成分变换等方法增强岩性、构造和矿化信息并进行地质解译;结果表明,波段比值可识别闪长岩、大理岩、片岩等多套岩性并突出岩性之间的界线,主成分变换能增强黑云石英片岩与白色花岗岩体间界线,并能对不同片岩因矿物含量差异而呈现的不同色调、明暗程度有较好的反映。岩矿波谱测试及岩性反演和遥感矿化异常信息提取研究工作表明,大理岩等单矿物岩石波谱反演效果较好,对B1,B4,B8,B6等4个波段进行主成分变换及铁矿化信息的提取结果表明,PC3分量是铁染异常的特征主分量。利用WorldView-2数据在西部裸露地区进行矿产地质遥感综合调查,既有高地面分辨率的光学特征,又具有一定的波谱识别能力,不仅能提取大范围的矿化蚀变信息,还可以识别局部的矿体露头,应用效果较好,值得推广。

汶川县地震次生山地地质灾害遥感调查

5.12汶川大地震瞬间释放巨大的能量,致使山体破碎,河流变迁,极大的改变了震区的地貌和地表景观,形成了崩塌、滑坡、泥石流等一系列次生山地地质灾害,对人民群众的生命财产和社会经济的发展形成了严重威胁。采用传统实地调查山地地质灾害分布状况的方法困难很大,航空遥感技术可以宏观、全面、精确、及时地获取地质灾害相关信息,及时采取应急措施预防灾害的进一步发生。综合利用不同时相、不同传感器的影像对汶川县地震次生山地地质灾害进行监测,很短时间内全面掌握了汶川境内的崩塌、滑坡、泥石流、堰塞点的分布情况,利用先进的RS、GIS技术,在DEM的基础上,结合地质信息,通过水系流域的划分,探讨了地震地质灾害的特点和分布规律,为预防预警次生山地地质灾害提供了新的思路和方法。

中国北方沙质荒漠化土地动态变化遥感分析

采用1975年M SS卫星图像、2000年ETM卫星图像为遥感信息源,结合地理信息系统方法,通过建立科学的沙质荒漠化土地类型和动态变化类型分类系统,对我国北方地区近25年来的沙质荒漠化土地进行了动态变化分析。结果表明:沙质荒漠化土地呈明显的发展状态,其面积明显增加,强度明显增大。其面积增加了7 369.71km2,平均每年增加294.79km2,发展区面积90 663.90km2,稳定区面积140 167.06 km2,逆转区面积69 147.33km2,发展区的面积比逆转区的面积大21 516.57km2。总体呈现“整体发展,局部逆转”和“面上破坏,点上治理”的变化特点。

遥感技术在云南中甸地区煤炭资源调查中的应用

以卫星遥感技术为主要手段 ,通过遥感地质解译 ,结合适量的野外调查 ,综合常规地质资料分析 ,认为云南中甸地区的含煤目的层为新第三系上新统和第四系更新统。并对该区新生代盆地的形成机制及煤层聚集、赋存规律进行了总结 ,圈定了 5个含煤远景区 ,为该区进一步进行煤炭资源勘探提供了靶区和基础资料 。

基于重磁-遥感数据的昌都地区煤田构造格局研究

为了解决昌都地区煤田勘查基础薄弱、地质调查难度大的问题,利用重磁-遥感数据对昌都地区断裂分布及深部结构特征进行研究。重磁异常显示,澜沧江断裂为区域性深大断裂,表现为相对低的长条状重力带,带内-540 mGal,两侧-460 mGal,以区域性的重力梯度带相隔。澜沧江断裂南侧表现出高密度、高磁性的特征;北侧重力场一般为-470^-500 mGal,宽缓平稳,煤系多出露于相对重力高与相对重力低之间的过渡地带。基于OLI和DEM影像处理可知,盆地内断裂以北西-南东向为主,局部发育北东向断裂,断裂密度由南向北逐渐降低。昌都地区煤田构造格局以挤压为特色,煤系变形分区呈平行条带结构,变形强度由南向北递减,煤系主要分布于昌都盆地中段、北端及西北部。

高分遥感数据结合三维技术在东昆仑地区地质调查中的应用

文章以东昆仑地区为例,论述了通过高分遥感数据结合三维技术解决在遥感地质调查中平面图上无法解译地质特征这一问题。选用WorldView-2遥感数据作为数据源,结合三维技术,形成纹理信息丰富的三维立体图像,对断层规模、性质、断面产状等构造信息进行遥感地质解译,对不同地质体的空间位置、接触关系进行解译。通过野外调查断层性质、断面产状等特征与三维遥感解译结果基本一致。研究结果表明通过三维遥感影像开展遥感地质解译准确性较高,能够反映大量平面图上难以表达出来的地质信息,是遥感地质调查中一个重要的技术手段。

陕西省重点成矿带与矿集区矿山地质环境遥感监测研究

矿产资源开发对周边生态环境产生诸多影响。采用DEM和IKONOS、QUICKBIRD、WORLDVIEW、SPOT-5等卫星遥感解译资料对陕西省重点成矿带与矿集区矿山地质环境的现状及变化趋势进行了研究。结果表明,矿山开发对土地的破坏和占用强度以煤矿为首,其次为砖瓦粘土、砂石等,且煤矿区占地面积扩展迅速。矿山开发所引发的地质灾害(隐患)主要表现为塌陷坑、地裂缝、崩塌(隐患)、泥石流(隐患)和地面塌陷区(隐患)等。环境污染主要表现为水体污染、粉尘污染和尾矿污染,而水体污染问题较为突出。根据研究结果提出了治理建议。

榆林国家级能源化工基地矿山地质环境遥感监测研究

采用多期遥感影像对榆林国家级能源化工基地矿山地质环境的现状及变化趋势进行了研究。结果表明,矿山开发对土地的破坏和占用面积扩展迅速;矿山开发所引发的地质灾害集中分布于煤矿开采区,主要表现为地面塌陷、地裂缝;环境污染主要表现为粉尘污染,影响范围较广。

露天矿区生态地质层修复中地形重塑层的构建技术及应用

露天地区矿山开采容易形成不规则采坑、高陡边坡和渣山、原始土壤破损、采坑积水等一系列地貌形态的改变,造成与周边环境的不协调。不仅影响地表生态环境,还会对地下浅层水渗流场、冻土层等带来不同程度的影响和破坏,且存在滑坡、垮塌等地质隐患和灾害。针对这些问题,从地质角度提出通过构建地形重塑层实现开采后矿山地形地貌重塑的思路与方法,应用形成的地形重塑层修复关键技术,在青海木里高原高寒露天矿区生态环境治理与修复中取得显著效果。首先定义地形重塑层,即是对地貌起伏形态、采坑和渣山边坡等的稳定性和安全性起控制作用的复杂成形曲面。地形重塑层是一个复杂不规则且动态变化的重构层,是生态地质层修复的一种情况。提出地形重塑层的构建思路与方法:(1)通过空-天-地一体的地质勘查与监测手段,对矿山开采后的采坑、采坑边坡和渣山等情况进行系统的勘查、监测和评估。(2)根据治理对象的不同,对修复的目标地质体进行分类,本次依据边坡坡体岩性变化和岩层倾向与坡向的关系,将岩质边坡分为4类13型。(3)通过理论计算结合现场勘查测量,确定不同修复地质体的地形重塑层形态与产状。(4)通过覆土复绿,实现采坑、渣山依形就势的综合治理和矿山地形地貌的修复。以青海木里矿区为例,系统论述了地形重塑层构建与修复技术:对采坑坑底的修复,考虑挖损采坑深度和地形现状,设计合理的坑底样式,防止出现二次滑坡或坍塌等地质灾害;对边坡治理与修复,通过理论计算和野外现场观测,确定木里矿区边坡稳定的合理坡角应小于26°,治理时根据不同岩质边坡类型,采用清坡处理、修筑台阶状边坡等方法,保证采坑边坡稳定和后期植被复绿;对于特殊的渣山边坡治理,需要通过构建坚硬的地形重塑层,形成类似鸡蛋壳一样的渣山外壳,以起到稳定地形地貌、防止水土流失和涵养水源的作用。利用遥感影像数据对比治理效果,治理前矿区地形杂乱,边坡坡角大且不稳定,植被退化,经地形地貌重塑治理后,矿区边坡的坡角基本都处于26°以下,植被长势良好,治理效果显著。提出的地形重塑层构建方法和修复技术为高原高寒矿区生态治理和矿山地形地貌的修复提供了新的治理思路与方法。

凤县铅锌矿区矿山地质环境遥感调查研究

以陕西省凤县铅锌矿区为研究对象,利用遥感技术、人机交互式解译方法,提取矿山地质环境及其治理信息。结果表明,矿山地质灾害表现为泥石流(隐患)、地面塌陷、崩塌和滑坡,矿山地质环境治理主要以泥石流(隐患)防治和废弃尾矿库复垦为主。