應用GIS空間分析技術(shù)解決煤礦地質(zhì)勘察問題

1、應用GIS空間分析技術(shù)解決煤礦地質(zhì)勘察問題1.引言煤炭是我國的主要能源之一，煤炭資源構(gòu)成仍占主導地位，但吉林省屬于煤炭資源缺乏省份，煤炭自給率不足50%，需要從其他省份調(diào)入大量煤炭資源來補充能源的不足。按照吉林省經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃預測，預計到2015年全省煤炭供給量達到4500萬噸，而實際需求量為1.0億噸，缺口為5500萬噸，供需矛盾突出。隨著吉林省經(jīng)濟社會發(fā)展步伐的加快，煤炭需求緊張問題將會繼續(xù)加劇。因此準確定位煤礦地下地質(zhì)體，精準確定礦體邊界成為吉林省煤礦開采中的工作重點。GIS技術(shù)既可以處理屬性數(shù)據(jù)又可以處理空間數(shù)據(jù)，它對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的處理和分析能力，使其成為解決工程地質(zhì)勘察問題的一種

2、全新的技術(shù)手段。本文吉林省長嶺煤礦為研究區(qū)，應用GIS空間分析技術(shù)解決煤礦開采過程中存在的問題。2.研究區(qū)概況研究區(qū)屬溫帶季風氣候區(qū)，多年平均降水量為712.1mm，年平均氣溫為5.5，年平均蒸發(fā)量為1269.7mm，無霜期138天，≥10積溫2880，最大凍土深度為1.60m。長嶺煤礦屬于小型礦井，礦區(qū)面積1.16km?，資源儲量為1874kt，可采儲量1423.5kt，采用地下開采的方式。礦井服務(wù)年限10.5a。成煤盆地為一向斜構(gòu)造，礦區(qū)位于向斜的南東翼，為一傾向北西的單斜構(gòu)造，走向50o，傾向320o，傾角10o20o。礦區(qū)構(gòu)造復雜程度為簡單類型。2.1 水文地質(zhì)第四系沖積砂礫石孔

3、隙水含水層主要分布于河床兩側(cè)，由砂礫石組成?；鶐r風化裂隙水含水層分布于全礦區(qū)砂礫巖和風化火山碎屑巖為主風化帶中。礫巖、砂巖孔隙裂隙水含水層分布于礦區(qū)西部，本礦井開采的7個煤層賦存于該組，經(jīng)開采證明該含水層屬于弱富水。2.2 地層巖性礦區(qū)內(nèi)揭露的主要含煤巖系有侏羅系西山坪組和白堊系長財組；侏羅系西山坪組與白堊系長財組呈平行不整合接觸。侏羅系上統(tǒng)西山坪組底部巖性為灰綠色、黃綠色角巖礫巖，地層平均厚度30.15m。中部為灰色、灰黑色泥巖，沙質(zhì)泥巖，凝灰?guī)r，含可采煤層2層；地層平均厚度100.06m。上部為灰白色粗砂巖、細砂巖夾炭質(zhì)泥巖，含煤2層；地層平均厚度180m。該組在礦區(qū)內(nèi)地表沒有出露，地層傾

4、向東，傾角7o26o。白堊系下統(tǒng)長財組下部巖性為灰褐色砂礫巖、砂巖夾炭質(zhì)泥巖，平均厚度70m。中部為灰白色粗砂巖夾砂礫巖、炭質(zhì)泥巖，地層平均厚度205m。上部為灰白色粗砂巖，細砂巖，含煤1層，為局部可采煤層，局部厚度1.04m。地層厚度110m。地層厚度123.40m。地層傾向東，傾角10o30o。該組為礦區(qū)含煤地層，平均厚度約385m，該組與下伏地層呈平行不整合接觸。3.GIS技術(shù)的應用3.1 三維地質(zhì)勘察模型建立工程地質(zhì)勘察指的是利用物理勘探、試驗及檢測等方法對待測地區(qū)的環(huán)境特點、地形地貌、巖土性質(zhì)等進行調(diào)查、分析，從中獲取定量或定性的指標，同時利用文字報告，表格或圖形進行反應。本次研究勘

5、察的對象包括礦區(qū)、鉆孔、地層三類?？辈斓牡V區(qū)地下空間是由很多地層組成，把地質(zhì)成因、巖土性能、地質(zhì)年代等特征利用GIS空間分析模塊抽象的表達出來，以便更好確定礦床地體質(zhì)邊界。具體建立過程如圖1所示。3.2 空間分析通過GIS技術(shù)對各種格式的數(shù)據(jù)錄入、批量導入對地層統(tǒng)計結(jié)果進行報表輸出，能夠生成包括工程勘察報告中所需的柱狀圖、統(tǒng)計圖、剖面圖等一系列專業(yè)圖件。針對研究的地質(zhì)體層狀特性，提供基于鉆孔數(shù)據(jù)、剖面數(shù)據(jù)及等值線圖等多源數(shù)據(jù)利用GIS空間分析模塊生成三維空間模型，分析確定巖體及其礦床體邊界。如圖2所示。3.3 結(jié)果分析通過GIS技術(shù)對目前礦區(qū)現(xiàn)狀的分析可以確定開拓方式為片盤斜井，開采長財組煤層

6、、西山坪組煤層，兩組含煤地層垂距254300m。準采標高+546+80m。根據(jù)GIS模型確定開拓布置準采范圍作為礦區(qū)范圍，開采標高確定為+510+80m。4.結(jié)論隨著工程地質(zhì)勘察工作的不斷發(fā)展深入，工程建設(shè)規(guī)模越來越大，工程地質(zhì)勘查深度及廣度的不斷拓展，GIS技術(shù)成為一種方便快捷的勘查信息交流手段，它可以更為有效和直觀的反映勘察地質(zhì)狀況，增強對地質(zhì)勘查過程中對對地質(zhì)環(huán)境的感性認識。提高礦產(chǎn)儲量估算的精準性智，提高了工作效率。因此，應用GIS技術(shù)對地質(zhì)體進行勘察與探討具有重大的深遠意義。參考文獻1劉霖,龐娜.基于GIS的巖土工程勘察信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)J.重慶科技學院學報(自然科學版),2010(

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