1、 第第 九章九章 地質勘探地質勘探 第一節 地質勘探的技術手段 第二節 煤田地質勘探 第三節 礦井地質勘探 第九章第九章 地質勘探地質勘探 煤田普查與勘探煤田普查與勘探是一門關于尋找和探明煤礦床，對煤田進行地質研究，最終對其作出工業評價的學科。 煤炭資源與其它資源不同，屬于不可再生資源。在確實沒有或很少有煤炭資源的地方，是不可能隨意制造和改變的，在含煤地區只有通過普查、勘探實踐，查明底下煤炭資源賦存的規律性，才能保證煤炭資源的順利開發。 全國各地煤礦床地質條件變化較大，地質工作探索性較強，工程揭露只能反映點上的情況，煤礦床的工業價值大小又是由許多因素決定的，因此，需要采用正確的研究方法，才能迅

2、速查明煤礦床，并作出正確的工業評價。 煤田普查與勘探發展概況第一節第一節 地質勘探的技術手段地質勘探的技術手段一、地質填圖（地質測量）一、地質填圖（地質測量）1、地面地質測量、地面地質測量 其任務是通過對自然露頭及人工露頭等地質現象進行系統的地質觀測，了解或查明工作區的區域地層、構造、含煤層位、煤層及其有益礦產等情況，同其它手段配合完成各階段的任務。 進行地質填圖工作，首先要對工作區有關的資料進行收集、分析、研究，選擇露頭好，地層出露全，地質構造簡單的地段進行野外踏勘，詳細測制地層剖面，建立地層層序，了解煤層及標志層的大致情況，以便確定填圖單位，最后完成地質填圖。2、航空地質測量、航空地質測量

3、 通過大比例尺航空地質測量，能了解或查明勘探區內地層、巖石、巖層產狀、地質構造、煤層露頭、勘探及開拓過程等，能滿足普查、詳查、精查各階段的工作要求。二、山地工程二、山地工程1、槽探：、槽探：在表土層厚度小于3m的地段，垂直巖層走向或構造線方向開挖槽子，揭露地質現象，稱為槽探。 其規格一般為：底寬0.60.8m，兩幫坡度7580。 探槽布置示意圖2、井探、井探：在表土層厚度大于3m，地層產狀較平緩的地段，可挖掘直立的探井，揭露各種地質現象。 根據探井深度不同，可分為淺探井（10m）。 根據探井斷面形狀，可分為方井和圓井。 探井可以沿走向布置，也可以沿傾向布置，但應布置在一條直線上，以取得連續的地

4、質剖面資料。 探井布置示意圖 1-表土；2-含煤地層；3-探井3、巷探、巷探：為了揭露煤系和采集煤樣，有時需要開挖各種巷道，如平峒、石門等。 探 巷 布 置 示 意 圖 (a)-平巷；(b)-立井與石門；(c)-斜井 山地工程的編錄，要作出剖面圖并寫出文字說明山地工程的編錄，要作出剖面圖并寫出文字說明三、鉆探工程三、鉆探工程 根據鉆孔鉆進的情況不同，鉆孔可分為直孔和斜孔：1、直孔：、直孔：垂直向下鉆進的鉆孔。適用于地層傾角小于60的地區。2、斜孔：、斜孔：以一定的方向（方位角）和傾斜角向下鉆進的鉆孔。它適用地層傾角大于60的地段，斜孔的傾斜方向應盡量垂直于地層走向并與傾向相反，傾斜角度一般不小

5、于7075。 鉆孔的施工是由下列工序組成的：定孔、開孔會、施工、見煤預報、采取煤芯、測井、封孔。四、地球物理勘探四、地球物理勘探 它是利用不同巖性和礦體具有不同的物理性質（密度、電阻率、磁性、放射性）來尋找煤系和煤層以及推斷地質構造。 煤田地質勘探中應用的物探手段有：重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、電測井、放射性測井等。第二節第二節 煤田地質勘探煤田地質勘探一、階段劃分及個階段任務一、階段劃分及個階段任務（一）階段劃分（一）階段劃分1、地質認識上的階段性、地質認識上的階段性四個步驟：（1）搜集資料，編制設計；（2）勘探施工；（3）地質編錄和綜合研究；（4）編寫地質報告。2、基本建設上的

6、階段性、基本建設上的階段性煤炭基本建設程序可分為三個階段：1）遠景規劃：根據普查所提供的煤層、煤質、構造等地質資料，選擇煤炭工業建設基地，初步劃分礦區。2）礦區總體設計：根據詳查提供的地質資料，解決礦區內所有礦井的統一布局，確定開發規劃問題。3）礦井設計：根據精查提供的地質資料，解決一個礦井的開拓布署問題。（二）各階段任務與要求（二）各階段任務與要求1、各階段任務、各階段任務根據煤、泥炭地質勘查規范 (DZ/T0215-2002)，礦產勘查分為預查、普查、詳查、勘探四個階段： 1）預查：依據區域地質和物化探結果、初步野外觀測和少量工程驗證，提出可供普查的礦化潛力較大的地區。有足夠依據時可估算出

7、預測的資源量。 2）普查：在礦化潛力較大的地區，采用地質填圖、取樣工程和物化探方法，大致掌握礦體的形態、產狀、質量等特征，了解礦床開采技術條件，最終提出是否有進一步詳查的價值。3）詳查：對普查圈出的詳查區，通過大比例填圖的各種勘探方法手段，基本查明礦床開采技術條件，做出是否有工業價值的評價。4）勘探：對已知具有工業價值的礦床或經詳查圈出的勘探區，通過各種手段，詳細查明礦體特征，詳細查明礦體開采技術條件，為可行性研究和礦山建設設計提供依據。2、各階段工作要求、各階段工作要求 參見煤、泥炭地質勘查規范2002年版。（三）各階段之間的關系（三）各階段之間的關系 資源勘探一般應按四個階段四個階段順序進

8、行，并提交相應的地質報告，各階段野外施工要合理地組織過渡。根據資源條件和開發建設的需要，勘探程序可以簡化。簡化勘探程序的項目，不需要編制前一階段的地質報告，但必須認真研究、整理前一階段的勘探成果，編制后一階段的勘探設計。如資源條件較好、煤層穩定的裸露地區，可以在預查的基礎上，通過大比例尺地質填圖，直接進入詳查階段。 地質部門所提交的勘探地質報告，經地質、設計和生產部門匯審后，認為有些內容不能滿足礦井設計或擴建設計的要求，需要補充一定的勘探工作量，即補充勘探。 經過補充勘探所提交的地質報告，叫做勘探補充勘探地質報告。補充勘探不是獨立的勘探階段，是勘探階段的延續。二、勘探類型二、勘探類型（一）勘探

9、類型的劃分（一）勘探類型的劃分1、按構造形態、斷層及褶曲的發育程度、巖漿侵入等情況，構造、按構造形態、斷層及褶曲的發育程度、巖漿侵入等情況，構造復雜程度分為下列四類：復雜程度分為下列四類： 第一類：簡單構造： 第二類：中等構造： 第三類：復雜構造： 第四類：極復雜構造：2、按煤層厚度、結構及煤層穩定程度分為四型：、按煤層厚度、結構及煤層穩定程度分為四型： 第一型：穩定煤層： 第二型：較穩定煤層： 第三型：不穩定煤層： 第四型：極不穩定煤層：（二）各勘探工程基本線距要求（二）各勘探工程基本線距要求1、構造復雜程度的鉆探工程基本線距是： 類 探明的 控制的 簡單 5001000 10002000

10、中等 250500 5001000 復雜 2505002、型 探明的 控制的 簡單 5001000 10002000 中等 250500 5001000 復雜 375 （三）選擇基本線距時，應注意的問題（三）選擇基本線距時，應注意的問題：1、認真研究井田的構造復雜程度和煤層穩定類型，按其中勘探難度較大的一個因素選擇線距。2、劃分構造復雜程度的類型，原則上以井田為單位。3、當一個井田有兩種或兩種以上的煤層穩定類型時應按厚度或儲量占優勢的煤層穩定類型選擇線距。4、地面物探能控制構造，鉆探工程基本線距應根據煤層穩定類型選擇線距。5、在裸露或半裸露地區，選擇線距時應充分考慮地質填圖成果。6、以線形構造

11、為主的地區，基本線距可根據構造特點適當放稀，但線上工程點的間距要加密。（四）勘探工程的布置系統（四）勘探工程的布置系統 布置系統：指工程布置的排列方式。1、布置原則、布置原則：1）最有效、最經濟地揭露地質體。 2）能全面、系統地獲得地質資料。 3）運用“由點到線、由線到面”的手段進行勘探。2、勘探線、勘探線：1)勘探線的布置盡可能與巖層走向或主要構造線方向垂直，其夾角不得小于75。2）根據其用途不同，可劃分如下：（1）主導剖面線：工程點密于一般剖面，能嚴密控制煤層和構造的勘探線。（2）基本勘探線：為配合主導剖面線控制全區地質情況而布置的一般勘探線。（3）輔助線：在基本勘探線之間，為查清局部地質

12、問題而布置的短線。3）在找煤或普查階段，要選擇構造簡單、含煤性好、交通便利的區域布置勘探線。4）勘探線的排列方向取決于勘探區的地質構造。如：地層走向變化不大，勘探線以一定的距離平行排列；對于盆地和穹隆、勘探線呈現放射狀。3、勘探網、勘探網 由兩組彼此正交或斜交的勘探線組成，勘探工程布置在兩組勘探線的交點上。1）根據勘探網的形態，可分為：正方形網、長方形網和菱形網。2）應用條件：地層平緩或波狀起伏的地區。三、勘探程度和儲量級別三、勘探程度和儲量級別1、勘探程度、勘探程度：勘探區在不同階段，在相應的工程基本線距控制的基礎上，對各種地質問題以及開采技術條件的研究、查明程度。2、儲量分類、儲量分類：儲

13、量分類的劃分根據下列三個方面：1）地質可靠程度：）地質可靠程度：預測的、推斷的、控制的、探明的。與上述四個階段對應。1、預測的：對具有礦化潛力較大地區經過預查得出的結果。2、推斷的：按普查精度大致查明礦產的地質特征以及礦體的展布特征、品位、質量，也包括那些由地質可靠程度較高的基礎儲量或資源量外推的部分。3、控制的：按詳查精度基本查明了礦床的地質特征、礦體形態、產狀、規模、礦石質量、品位及開采技術條件，礦產資源數量估算所依據的數據較多，可信度較高。4、探明的：按勘探的精度詳細查明了礦床的地質特征、礦體形態、產狀、規模、礦石質量、品位及開采技術條件，礦產資源數量估算所依據的數據詳盡，可信度較高。

14、2）可行性研究分為：）可行性研究分為：（1）概略研究：指對礦床開發經濟意義的概略評價。估算的經濟儲量只具有內蘊經濟意義。（2）預可行性研究：指對礦床開發經濟意義的初步評價。 （3）可行性研究：指對礦床開發經濟意義的詳細評價。3）經濟意義經濟意義（1）經濟的：在可行性研究和預可行性研究當時的市場條件下，技術上可行，經濟上合理，環境等其它條件允許，即每年開采礦產品的平均價值足以滿足投資回報的要求。（2）邊際經濟的：在可行性研究和預可行性研究當時，其開采是不經濟的，但接近盈虧邊界，只有在將來由于技術、經濟、環境等條件改善或政府給予扶持的條件下可變成經濟的。（3）次邊際經濟的：在可行性研究和預可行性研

15、究當時，開采是不經濟的或技術上不可行，需大幅度提高礦產品價格或技術進步，使成本降低后方能變為經濟的。（4）內蘊經濟的：僅通過概略研究作了相應的投資機會評價，未做預可行性研究或可行性研究。無法區分經濟的、邊際經濟的還是次邊際經濟的。（5）經濟意義未定的：預查后預測的資源量，屬于潛在的礦產資源，無法確定其經濟意義。 四、礦產資源分類及編碼四、礦產資源分類及編碼1、分類依據：礦產資源經過礦產勘查所獲得的不同地質可靠程度和經相應的可行性評價所獲得的不同的經濟意義，是礦產資源/儲量分類的主要依據。據此，固體礦產資源/儲量可分為儲量、基礎儲量和資源量三大類16種類型。2、分類：（1）儲量：指基礎儲量中的經

16、濟可采部分。在可行性研究和預可行性研究當時，經過了對經濟、開采、選冶、環境、法律、市場、社會和政府等因素的研究及相應的修改，結果表明在當時是經濟可采或已經開采的部分。用扣除了設計、采礦損失的可實際開采數量表敘，依據地質可靠程度和可行性評價階段不同，可分為可采儲量和預可采儲量。（2）基礎儲量：是查明礦產資源的一部分。它能滿足現行采礦和生產所需的指標要求（品位、質量、厚度、開采技術條件等），是經詳查、勘探所探明的、控制的，并經過可行性研究、預可行性研究認為屬于經濟的、邊際經濟的部分，用未扣除設計、采礦損失的數量表述。（3）資源量：指查明礦產資源的一部分和潛在礦產資源。包括經可行性研究、預可行性研究

17、認為次邊際經濟的礦產資源，內蘊經濟的礦產資源，經預查后預測的礦產資源。3、編碼：第1位：經濟意義：1經濟的；2M邊際經濟的；2S次邊際經濟的，3內蘊經濟的。第2位：可行性評價階段：1可行性研究；2預可行性研究；3概略研究。第3位：地質可靠程度：1探明的；2控制的；3推斷的；4預測的。變成可采儲量的那部分基礎儲量，在其編碼后加“b”，以區別于可采儲量。4、類型及編碼儲量有儲量有3種類型：種類型：（1）可采儲量（111）：探明的經濟基礎儲量的可采部分。（2）預可采儲量（121）：探明的經濟基礎儲量的可采部分。但只進行了預可行性研究，可行性評價結果的可信度一般。（3）預可采儲量（122）：控制的經濟

18、基礎儲量的可采部分。經過了詳查階段工作程度的要求，預可行性研究結果表明開采是經濟的。可行性評價結果的可信度一般。基礎儲量有基礎儲量有6種類型：種類型：（1）探明的（可研）經濟基礎儲量（111b）：達到111的要求，差別：111b是用未扣除設計、采礦損失的數量表述。（2）探明的（預可研）經濟基礎儲量（121b）：達到121的要求，差別：121b是用未扣除設計、采礦損失的數量表述。（3）控制的（預可研）經濟基礎儲量（122b）：達到122的要求，差別：122b是用未扣除設計、采礦損失的數量表述。（4）探明的（可研）邊際經濟基礎儲量（2M11）：達到勘探階段工作要求的地段，可行性研究表明當時可采是不

19、經濟的，但接近盈虧邊界。條件改善后才能變為經濟的。（5）探明的（預可研）邊際經濟基礎儲量（2M21）：達到勘探階段工作要求的地段，預可行性研究表明當時可采是不經濟的，但接近盈虧邊界。條件改善后才能變為經濟的。（6）控制的邊際經濟基礎儲量（2M22）：達到詳查階段工作要求的地段，預可行性研究表明當時可采是不經濟的，但接近盈虧邊界。條件改善后才能變為經濟的。資源量有資源量有7種類型：種類型：（1）探明的（可研）次邊際經濟資源量（2S11）：達到勘探階段工作要求的地段，可行性研究表明當時可采是不經濟的，必須大幅度提高礦產品價格或大幅度降低成本后才能變為經濟的。（2）探明的（預可研）次邊際經濟資源量（

20、2S21）：達到勘探階段工作要求的地段，預可行性研究表明當時可采是不經濟的，必須大幅度提高礦產品價格或大幅度降低成本后才能變為經濟的。（3）控制的次邊際經濟資源量（2S22）：達到詳查階段工作要求的地段，預可行性研究表明當時可采是不經濟的，必須大幅度提高礦產品價格或大幅度降低成本后才能變為經濟的。（4）探明的內蘊經濟資源量（331）：達到勘探階段工作要求的地段，但未做可行性研究或預可行性研究，僅做了概略研究，經濟意義屬于經濟的次邊際經濟的范圍。（5）控制的內蘊經濟資源量（332）：達到詳查階段工作要求的地段，地質可靠程度為控制的，僅做了概略研究，經濟意義介于經濟的次邊際經濟的范圍。（6）推斷的

21、內蘊經濟資源量（333）：達到普查階段工作要求的地段，地質可靠程度為推斷的，僅做了概略研究，經濟意義介于經濟的次邊際經濟的范圍。（7）預測的資源量（334）？：依據地質研究、航空、遙感地球物理、地球化學或少量工程資料，確定具有礦化潛力的地區，屬于潛在的礦產資源，有無經濟意義尚未確定。 標準分類對比本標準查明礦產資源潛在礦產資源儲量基礎儲量資源量預測的資源量可采儲量預可采儲量經濟基礎儲量邊際經濟基礎儲量次邊際經濟資源量、內蘊經濟資源量 92年標準 能利用儲量尚難利用儲量 a亞類b亞類 四、儲量計算四、儲量計算 儲量計算是建立在充分研究和分析所有勘探地質質料，繪制了煤層底板等高線的基礎上進行的。儲

22、量是地質勘探最終成果的集中表現，儲量計算是否正確不僅影響地質勘探的質量，更重要的是影響礦井設計和開采的可靠性和國家投資的合理性。（一）儲量計算的公式（一）儲量計算的公式 煤田勘探的每一階段終了時，都要進行儲量計算。煤炭儲量是由煤層面積、厚度、比重相乘而得，其一般公式是： Q=SMd 式中：Q儲量（萬噸），S面積（M2），M厚度（M），d比重（噸/立方米）。 由上述公式可知，儲量計算的是否正確，取決于面積、厚度和比重這些原始數據的可靠程度。（二）面積的確定（二）面積的確定 在計算面積以前，首先要圈定計算面積的范圍，確定符合工業要求的煤層分布界線，然后再選擇測定方法。1、各種邊界線的確定、各種邊界

23、線的確定1）能利用儲量和暫不能利用儲量邊界線：凡煤層厚度、煤質符合工業要求的，由此而圈定的邊界線可采邊界線，其中的儲量可以利用，相反，儲量暫不能利用。2）最低可采邊界線：煤層最低可采厚度（包括其他工業要求）的各點連線。 所謂圈定邊界線，一般指的是圈定煤層最低可采邊界線，也就是儲量計算面積的界線。 2、面積的測定方法、面積的測定方法1）幾何法測定面積：當面積形態比較簡單，如正方形、三角形時，可按幾何公式計算面積。圖形復雜時此法就不準確了。2）用求積儀測定面積： 最常用的方法，常使用定極求積儀。將求積儀的極點放在所測圖形之外，求積儀的針尖移到邊界線上任意一點作為起始點，在記數輪上讀出讀數n1，然后

24、將針尖順時針沿圖形邊界線描繪一圈，回到起始點，在記數輪上讀出讀數n2，面積為： S=P（n2n1） P求積儀第一常數 利用求積儀圈定面積時，每塊面積測定兩次，其差值不得超過5%，采用兩次測量的平均值。3、面積的計算方法、面積的計算方法 面積測定之后，還要考慮煤層的傾角，煤層傾角小于15時，可用測定的平面面積計算儲量，傾角大于15時需要換算面積：（1）煤層傾角15-60時：S=S1/cos S1-水平投影面積，煤層傾角（2）煤層傾角大于60時：S=S2/cos S2立面投影面積，煤層傾角（三）厚度的確定（三）厚度的確定 采用煤層的平均厚度，即在計算面積內各鉆孔煤層厚度的平均值。 M=（m1+m2

25、+.+ mn）/n m1、m2、.mn各鉆孔煤層厚度（四）比重的確定（四）比重的確定 對化驗值求其算術平均值。（五）儲量計算方法（五）儲量計算方法A、地質塊段法、地質塊段法 將全區的總面積按不同的地質條件（產狀、煤厚、煤質）劃分成若干塊段，對每一塊段分別求出煤炭儲量,稱之為地質塊段法：1、計算公式、計算公式：1）塊段儲量：Q1=S1M1d1， Q2=S2M2d2，Qn=SnMndn。 2）總儲量：Q=Q1+Q2+Qn2、應用條件、應用條件：1）可用于任何勘探階段；2）煤層產狀水平、傾斜 均可使用；3）傾斜煤層傾角變化最好均勻。3、優缺點、優缺點：1）適用性比較廣泛，有利于設計和生產部門使用。

26、2）每一塊段面積較大，勘探工程較多時，才能保證 精度，否則有一定的誤差。B、等高線法、等高線法 利用煤層底板等高線圖，求出相鄰等高線之間的儲量。C、地質塊段及等高線法、地質塊段及等高線法 按不同的地質條件，將煤層劃分成若干塊段，利用每一塊段之間的煤層底板等高線，計算塊段之內等高線之間的煤炭儲量，然后將各儲量相加。1、應用條件、應用條件：1）勘探及生產礦井階段均可適用；2）煤層產狀水 平、傾斜均可使用；3）煤層厚度有變化時也可使用。2、優缺點、優缺點：1）既按不同地質因素劃分塊段，又按不同水平計算 儲量，便于設計及生產部門使用。 2）在一定程度上，反映了地質構造的面貌，是目前 經常使用的方法。（

27、六）儲量計算誤差（六）儲量計算誤差1、地質誤差、地質誤差：由地質研究程度和勘探程度不足而引起的誤差。 1）構造誤差； 2）煤層對比誤差； 3）邊界線誤差。2、技術誤差、技術誤差：儲量計算時，由于技術原因引起的誤差。 1）面積誤差； 2）厚度誤差； 3）比重誤差。 3、方法誤差、方法誤差：計算方法選擇不當而引起的誤差。 儲量計算的準確與否，以地質誤差為最大，所以地質構造研究程度的高低，對儲量的影響是很大的，在資料審查過程中，重點是研究程度。第三節第三節 礦井地質勘探礦井地質勘探一、建井地質勘探：一、建井地質勘探：1、井筒檢查鉆孔：、井筒檢查鉆孔：1）布置原則：）布置原則：（1）豎井檢查鉆孔（2）斜井斜井檢查鉆孔布置在距井筒中心線1025米的平行線上，一般不少于3個。2）獲得的地質資料：）獲得的地質資料：（1）沿井筒中心線的完整地質剖面（2）煤巖層巖性、構造特征（3）水文資料、含水層、水位、水量2、層位控制鉆孔、層位控制鉆孔二、生產地質勘探二、生產地質勘探1、采區準備過程中的生產地質勘探、采區準備過程中的生產地質勘探：1）新采區設計時，煤層賦存狀況不清，需要布置一定的生產勘探鉆孔，進一步控制煤厚、產狀和變化。2）對煤