《煤矿地质勘查》PPT课件.ppt

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1、8 煤矿地质勘查,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,煤田地质勘探是一门关于寻找和探明煤矿床，对煤田进行地质研究，最终对其作出工业评价的学科。 地质勘探的任务：运用各种勘探方法查明煤系地层、地质构造、煤层赋存分布特性、煤质特征、储量及开采技术条件，正确评价煤炭及含煤岩系半生和共生的其他有益矿床。 地质勘探的目的：为煤矿设计、建设和生产提供可靠的地质资料保证煤炭资源合理、顺利开发。,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,8 煤矿地质勘查,8.1 煤矿地质勘查的技术手段,8.3 煤矿地质勘查,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,遥感地质调查 地质填图 坑探工程 巷探工程 钻探工程

2、 地球物理勘探,8.1.1 遥感地质调查 遥感地质调查是综合利用遥感技术进行地质调查和资源勘探的方法。 遥感地质调查的理论建立在物理学的电磁辐射与地质体相互作用的机理基础之上，而其技术方法则建立在“多”技术基础上 遥感地质调查具有以下特点。 1.大面积的同步观测，视域宽广 3.定时、定位观测，提高观测的时效性 2.信息丰富，技术先进 4.投入相对小，综合效益高,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,应用Google earth所看到的中国情景,8.1.2 地质填图 地质填图又称地质测量，是勘探中的基础工作，也是最基本的技术手段。它是应用

3、地质学的理论和方法，有目的地在含煤地区进行全面的地表地质研究，即对天然露头（没有被浮土掩盖的岩层、煤层、断层等）和人工露头（用人工揭露出来的岩层、煤层、断层等）进行测量和描述，并把获得的所有地质信息按一定的比例及统一的技术要求填绘在地形图上，编制成地形地质图、地质剖面图、地层综合柱状图等图件，作为今后地质工作的重要依据。 地质填图在煤田地质勘查的各个阶段中都要进行，但各阶段的要求、研究程度及地质条件不同，相应地质填图的比例尺也有差异。 遥感技术已应用于煤田地质填图。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,8.1.2 地质填图,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,填图工作已

4、进入数字化阶段 传统的三大件： 罗盘 GPS 锤子 笔记本电脑 放大镜 数码相机,现代地质新装备:,梦想成真,8.1.3 坑探工程 坑探工程简称坑探，是为了揭露岩层、煤层及地质构造等地质现象，或为了采集煤样在地表或地下挖掘不同类型的坑道所进行的工程。 1.探槽 在表土较薄（一般小于3m），岩层倾角较陡或较平缓。地形切割比较强烈，表土稳定坚实且含水不多的地段，垂直岩层走向或构造线方向挖掘的一条槽沟，称为探槽。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,利用探槽可以直接测量和描述所揭露的地质现象，可以绘制剖面图及其他图件。 探槽是坑探工程中使用最普遍的技术手段，它常配合地质填图使用。 其规格

5、一般为：底宽0.60.8m，两帮坡度7580。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,2.探井 当表土厚度大于3m、小于20m时，不适合挖掘探槽，就采用从地面垂直挖掘探井的方法，来揭露一般地层倾角比较平缓地区的岩层、煤层及其他地质现象。 探井工程比探槽难度大，应尽量少布置，一般沿岩层走向布置，配合探槽和地质填图使用。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,1表土； 2含煤地层； 3探井 探井布置示意图,3.探巷（硐） 为了揭露煤系，了解煤层厚度和结构，确定煤层风氧化带的深度，并在风氧化带下采集煤样，直接从地面挖掘的井硐，称为探巷（硐）。 探巷根据需要可垂直或平行煤层走向掘进

6、，可为立井、斜井、平巷或石门。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,（a）平巷（硐)（b）立井与石门(c）斜井 探巷（硐）布置示意图,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,当用探掘工程达不到上述目的时，需采用钻探工程。钻探工程是通过钻探机械向地下钻进直径小而深度大的圆孔，并从孔内取得岩、煤芯地质资料，获得全钻孔岩性柱状, 从而揭露掩盖地区和深部的整个煤系地层，取得地层、岩性、矿产、构造及水文地质等多方面资料。钻探是详查和精查勘探工作中主要采用的技术手段。根据地质目的的不同，钻孔分为探煤孔、构造孔、水文孔、水源孔、取样孔、井筒检查孔、验证孔等。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿

7、地质勘查的技术手段,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,8.1.4 钻探工程 使用专门的机械传动钻杆和钻头，从地面向地下钻直径小而深的圆孔的方法，称为钻孔。 一般在煤田勘探中采用的钻机有300m、500m、650m及1000m等规格。 钻探过程中一边钻进，一边选择层位提取岩心，对岩心进行测量和描述，获得地质信息，然后绘制原始钻孔柱状图。 钻孔到达目标深度并提取岩心后，按规定必须对钻孔进行地球物理测井。最后对钻孔进行封闭，以免给以后煤矿生产带来突水等隐患。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,钻孔分类,浅孔,深孔,直孔,斜孔,探矿孔又称储量孔,构造孔,水文孔,水源孔,取样

8、孔,井筒检查孔,定位孔,验证孔,1套管；2开孔直径；3孔壁； 4见煤深度；5止煤深度；6岩心； 7终孔直径；8孔底；h钻孔深度 钻孔示意图,钻孔柱状图,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,钻探工程由地表往地下钻进一系列钻孔，这些钻孔都是呈网络布置的。 在网络中垂直岩层走向方向由若干钻孔连成的线称为勘探线。用勘探线上的钻孔柱状绘制勘探线剖面图，然后据此再编制其他地质平面图，以了解和掌握煤层在地下的赋存状态。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,钻孔网络布置示意图,（a）水平切面图（b）剖面图 井下钻探示意图,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,钻探工程是最重要

9、最常用的技术手段。它适用于任何地区，尤其在表土覆盖很厚的地区，是探测深部岩层、煤层的最重要的手段。钻探工程不仅在煤田勘探各个阶段都使用，而且在矿井建设和生产时期也常使用。钻探工程有时也可布置在井下巷道中，称其为坑道钻探 。,8.1.5 巷探工程 运用矿井中的巷道来探测地质现象，称之为巷探。 它是矿井地质工作中常用的勘探技术手段。通常一般无钻探条件，或钻探达不到预期效果，而且生产又需要时，采用巷探。 巷探工程有专门布置的巷道，如下图所示，专门延长运输巷和布置几个短探巷，其目的就是为了探测F16断层的位置，以便顺断煤交线布置切眼；也有采用一巷多用的方法，如下图所示，每隔一定距离布置阶段石门，这些石

10、门的挖掘既提前获得了所需的地质资料，又是以后生产上必需的巷道。 巷探工程最大的优点是可以直接观测地质现象、量取地质数据、采集样品，而且可以“一巷多用”。施工专门的探巷，一般都采取小断面简易支护的方式，以减少费用。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,专门布置巷道进行探测,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,8.1.6 地球物理勘探 地球物理勘探简称物探，是利用具有不同物理性质（如密度、磁性、电性、弹性波传播速度、放射性等）的岩层和矿床所产生的地球物理场异常，来寻找煤矿床、圈定含煤地层、推断地质构造及解决其他地质问题的一种技术手段。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的

11、技术手段,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,物探方法,井下物探：超前物探、坑探仪,重力勘探,地面物探,磁法勘探,测井方法,电法勘探,地震勘探,咖玛测井,视电阻率测井,自然电位测井,8.1.6.1 煤炭地质勘查地球物理勘探技术 1.重力勘探 重力勘探是以地壳中岩石与煤层之间的密度差异为基础，通过观测与分析重力场的变化规律查明地质构造和寻找煤炭资源的一种地球物理勘探方法。 重力勘探的使用条件：首先，被探测的岩体与周围岩体之间应有明显的密度差异，最好差值在0.20.3g/cm3以上，含煤地层与上覆地层、基底岩层或结晶基底之间应有这样的密度差异；其次，要求密度分界面的倾角大于50，埋藏深

12、度小于3000m，上覆松散沉积物比较均匀，而且地形平坦等。 重力勘探的主要成果是重力异常等值线平面图。重力勘探主要用于识别盆地、圈定盆地边界、进行构造分区和研究基岩起伏变化；也可用于确定煤田的边界、含煤沉积的厚度和基底起伏情况等。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,2.磁法勘探 磁法勘探是以地壳中岩石与煤层之间的磁性差异为基础，通过观测和分析地磁场的变化特征，查明研究对象地质特征和性质的一种地球物理方法。 磁法勘探要求含煤地层与其上覆及下伏地层有明显的磁性差异，同一地层的磁性相对稳定，岩层倾角越大越好。通常含煤地层与其上覆、下伏岩层在磁性上差别不大，因此在煤炭地质勘查中，磁法主要

13、用来区分含煤地层和基底古老变质岩系，了解结晶基底的起伏情况，或用来圈定侵入含煤地层中的火成岩和高磁性的火成岩盖层，也可用于确定煤层燃烧带。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,3.电法勘探 电法勘探是根据岩石或矿石电学性质（如导电性、介电性和极化性、导磁性等）的差异来找矿和研究地质构造的一组地球物理勘探方法。 按照电磁场的时间特征，可把电法勘探分为直流电法勘探、交流电法勘探和瞬变或脉冲电法勘探3类。 直流电法勘探是通过研究与地质体有关的直流电场分布特征来达到勘探的目的。 直流电法勘探利用的场源有人工场源和天然场源2种。人工场源的直流电法勘探，包括电阻率剖面法、电阻率测深法、充电法、

14、直流激发极化法等；天然场源的直流电法勘探，有自然电场法等。直流电法是勘探测量的物理参数有视电阻率或视极化率。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,交流电法勘探是通过研究与地质体有关的场源交变电磁场的建立、分布、传播特点和规律来达到勘探的目的。 交流电法勘探的场源有人工场源和天然场源2种。由于表征交变电磁场的参量多，如振幅、相位、频率、虚实分量等，因此交流电法勘探派生的方法也就比较多。人工场源的交流电法勘探通过研究电磁感应或电磁波传播特性引起的幅度衰减、相位变化等，来获得介质的导电性、导磁性和介电性的分布规律。它应用的频率很宽，几乎覆盖所有频段。天然场源的交流电法勘探包括大地电流法勘

15、探、磁大地电流法勘探和天然音频大地电流法等。 瞬变或脉冲电法勘探也称为过渡场法，是利用脉冲式电流作为场源，在断电时测量地下导体感应产生的瞬变二次场随时间的变化。 煤田电法勘探，主要用于确定含煤岩系分布、研究煤田地质构造和解决水文工程地质问题。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,4.地震勘探 地震勘探是利用地震学的方法研究人工激发的弹性波在不同地层中的传播规律，如波的速度、波的衰减和波的形状，以及在界面的反射、折射等，来研究地下地质体的岩性、埋深、构造形态等的一种地球物理勘探方法。 地震勘探中的人工震源有2种，一种是炸药震源，一种是非炸药震源（如机械震源、气爆震源、电能震源等）。在

16、陆地表面进行地震勘探时，主要使用炸药震源和机械震源。 从二维地震勘探逐步发展起来的三维地震勘探技术，是地球物理勘探中最重要的方法，也是当前煤炭等地下矿产资源的主要勘探技术之一。 二维地震勘探方法是在地面上布置一条条的测线，沿各条测线进行地震勘探施工，采集地下地层反射回地面的地震波信息，然后经过电子计算机处理得出一张张地震剖面图，在二维空间（长度和深度方向）上显示地下的地质构造情况。,8 煤矿地质勘查,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,三维地震勘探的理论与工作流程和二维地震勘探大体相似，但其工作内容及达到的效果却非二维所能比。三维地震勘探主要由野外地震数据资料采集、室内地震数据处理

17、、地震资料解释3个步骤组成，这3个步骤既相互独立，又相互影响，每一步骤均需要最先进的计算机硬件和软件的支撑。 煤田地震勘探技术，主要用于探测地质构造，确定含煤岩系分布范围，解决水文地质与工程地质问题。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,5.地球物理测井 地球物理测井简称测井，是钻孔中使用的地球物理勘探方法的通称。 根据所利用的岩石物理性质不同，可分为电测井、放射性测井、磁测井、声波测井、热测井和重力测井等；根据地质和地球物理条件，合理地选用综合测井方法，可以详细研究地质剖面、探测有用矿产。 在煤田地质勘探中，1：200比例尺的测井曲线作岩层定性和深度解释，1：50比例尺的测井曲线

18、作定厚和煤层结构解释，从而达到查明岩性、厚度、深度、煤层、煤质及含水层深度和厚度等。若钻探打丢、打薄煤层时，地球物理测井资料就更为重要。 煤矿测井主要方法及其应用范围见表。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,煤矿地球物理测井及其应用范围,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,煤矿地球物理测井及其应用范围(续),8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,8.1煤矿地质勘查的技术手段,8.1.6.2 矿井地球物理勘探技术 1.坑道无线电波透视法 坑道无线电波透视法是一种地下电磁波法，通过研究煤层、各种岩石及地质构造对电磁波传播的影响（包括吸收、反射、二次辐射等作用）所

19、造成的各种异常，从而进行地质推断解释。 无线电波透视法适用于探测高、中电阻率煤层中的地质异常体。它可较准确地圈定工作面中陷落柱的位置、形状和大小；圈定工作面内断层的分布范围及煤层变薄区、尖灭点的位置；探测工作面内煤层厚度变化范围及某些岩浆岩体，瓦斯富集区及储水构造等。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,2.瑞利波探测技术 瑞利波探测技术是通过对振动波传播速度的测量来确定地质构造情况的地震勘探方法。 瑞利波探测操作方法简便，记录结果直观，能探测采掘前方30m以内的地质界面，对判别断层、节理、煤层顶底界面、煤层内地质异常体界面等具有迅速便捷的优势。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘

20、查的技术手段,3.槽波地震法 槽波地震法是利用槽波来探测地下低速夹层情况的地震勘探方法。 槽波地震法主要用于探查回采工作面内或煤巷两侧的小断层、陷落柱、煤层变薄带，以及岩浆侵入体等。根据观测系统的不同，槽波地震法可分为透射法与反射法2种。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,4.矿井地质雷达 地质雷达法是利用高频电磁波的反射来探测地质目标的勘探方法。 地质雷达仪适宜在高电阻率层状介质中应用。在石灰岩和中等变质程度的煤类中进行探侧，效果更佳。地质雷达在井下可用于探测巷道掘进前方、巷壁两侧和巷道顶底板方向上的断层等，也可对老窑、陷落柱、溶洞、隔水层厚度、煤层内火成岩体、工作面煤厚变化，

21、以及采空区垮落带高度等进行探查。,8 煤矿地质勘查,8.1煤矿地质勘查的技术手段,煤炭地质勘查是寻找和查明煤炭资源的地质工作。其目的是寻找煤矿床、圈定煤炭资源储量，为煤炭建设远景规划、矿区总体发展规划和矿井（露天）初步设计提供地质资料。,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,8 煤矿地质勘查,8.2.1 煤炭地质勘查阶段 煤炭地质勘查阶段又称煤炭地质勘查程序。煤炭地质勘查工作的整个过程就是对煤田从大范围的概略了解到小面积的详细研究的过程。 煤炭地质勘查的程序划分为预查、普查、详查、勘探4个阶段。各勘查阶段必须完成其相应的勘查任务，必须对各种地质因素的了解、研究、掌握达到一定程度，必须提交相应的地质报

22、告。勘探地质报告是矿井建设可行性评价和矿井初步设计的依据。勘探阶段先期开采地段资源/储量比例。,8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,程序：首先对整个煤田进行比例尺为1：5万的普查勘探；普查后将煤田划分为若干矿区；然后对各矿区进行1：1万的矿区详查；再将矿区划分为若干井田；对各井田进行1：5000的精查。,8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,煤炭地质勘查各阶段的主要任务,8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,煤炭地质勘查各阶段工作程度要求,8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,煤炭地质勘查各阶段工作程度要求(续),8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭

23、地质勘查阶段及任务,煤炭地质勘查各阶段工作程度要求(续),8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,煤炭地质勘查各阶段工作程度要求(续),8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,8.2.2 煤矿床勘查类型及勘查工程基本线距 按照煤炭资源地质勘查程序，一般进行了预查、普查后，就进入矿区详查、井田勘探阶段。 根据我国煤炭建设布局和发展规划的需要，在保证重点、兼顾一般，以及先富后贫、先近后远、先浅后深、先易后难的原则下，在对煤田地质情况有了初步了解的基础上，必须慎重地选择勘查区。 在勘查区内，根据对煤矿床的地质研究和以往勘查经验的总结，依据影响煤矿床勘查难易程度的主要地质因素，对勘

24、查区（矿区或井田）进行的分类，称为煤矿床勘查类型。 煤、泥炭地质勘查规范（DZ/T0215-2002)中，将地质构造复杂程度和煤层稳定程度分别划分出4种类型，并规定了相应的钻探工程基本线距。,8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,8.2.2.1 地质构造复杂程度划分 1.简单构造 简单构造指含煤地层沿走向、倾向的产状变化不大，断层稀少，没有或很少受火成岩的影响。主要包括： a）产状接近水平，很少有缓波状起伏； b）缓倾斜至倾斜的简单单斜、向斜或背斜； c）为数不多和方向单一的宽缓褶皱。 2.中等构造 中等构造指含煤地层沿走向、倾向的产状有一定变化，断层较发育，有时局部受火成岩的一定

25、影响。主要包括： a）产状平缓，沿走向和倾向均发育宽缓褶皱，或伴有一定数量的断层；,8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,b）简单的单斜、向斜或背斜，伴有较多断层，或局部有小规模的褶曲及倒转； c）急倾斜或倒转的单斜、向斜和背斜，或为形态简单的褶皱，伴有稀少断层。 3.复杂构造 复杂构造指含煤地层沿走向、倾向的产状变化很大，断层发育，有时受火成岩的严重影响。主要包括： a）受几组断层严重破坏的断块构造； b）在单斜、向斜或背斜的基础上，次一级褶曲和断层均很发育； c）紧密褶皱，伴有一定数量的断层。,8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,4.极复杂构造 极复杂构造指含煤地

26、层的产状变化极大，断层极发育，有时受火成岩的严重破坏。主要包括： a）紧密褶皱，断层密集； b）形态复杂特殊的褶皱，断层发育； c）断层发育，受火成岩的严重破坏。 8.2.2.2 煤层稳定程度划分 1.稳定煤层 稳定煤层指煤层厚度变化很小，变化规律明显，结构简单至较简单；煤类单一，煤质变化很小。全区可采或大部分可采。,8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,2.较稳定煤层 较稳定煤层指煤层厚度有一定变化，但规律性较明显，结构简单至复杂；有2个煤类，煤质变化中等。全区可采或大部分可采。可采范围内厚度及煤质变化不大。 3.不稳定煤层 不稳定煤层指煤层厚度变化较大，无明显规律，结构复杂至极

27、复杂；有3个或3个以上煤类，煤质变化大。包括： a）煤层厚度变化很大，具突然增厚、变薄现象，全区可采或大部分可采； b）煤层呈串珠状、藕节状，一般连续，局部可采，可采边界不规则； c）难以进行分层对比，但可以进行层组对比的复煤层。,8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,4.极不稳定煤层 极不稳定煤层指煤层厚度变化极大，呈透镜状、鸡窝状，一般不连续，很难找出规律，可采块段分布零星；或为无法进行煤分层对比，且层组对比也困难的复煤层；煤质变化很大，且无明显规律。 8.2.2.3 钻探工程基本线距 煤、泥炭地质勘查规范针对不同构造复杂程度和煤层稳定程度类型，分别规定了各种查明程度对构造和煤

28、层控制的钻探工程基本线距。,8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,构造复杂程度类型钻探工程基本线距,8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,煤层稳定程度类型钻探工程基本线距,注：只适合煤层厚度变化很大，具突然增厚、变薄现象，全区可采或大部分可采。极不稳定煤层只宜边探边采，线距不作具体规定。,8 煤矿地质勘查,8.2 煤炭地质勘查阶段及任务,煤矿矿井地质勘查，是继煤炭地质勘查之后，从煤矿建设开始到煤矿生产及开采结束期间所进行的一切地质勘查工作。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,8.3.1煤矿地质勘查的任务及特点 1.煤矿地质勘查的主要任务 （1）在新井开凿之前，查明井

29、筒、井底车场、主要大巷所在位置的地质情况及水文工程地质情况。 （2）在新水平或新开拓区设计之前，查明地质构造、煤层赋存状况及其他地质和水文地质情况，提高勘探程度和储量级别。 （3）在开采过程中，解决经常出现的局部地质问题。 （4）在残采区进行找煤勘探工作。组织实施一些专门性的钻孔施工。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,2.煤矿地质勘查的特点 与煤炭地质勘查相比，煤矿地质勘查具有如下特点。 （1）具有继承性和补充性 煤矿地质勘查是在煤炭地质勘查的基础上进行的，有丰富的第一性资料可供煤矿地质勘查设计利用，其勘查方案的选择原则上应与资源勘查尽量保持一致。但重点应放在补充勘查以前工作不足的工程上

30、。 （2）直接为采掘生产服务 在确定勘查时间和布置勘查工程时，必须考虑生产接续计划和采掘工程设计与施工的需要。 （3）具有针对性和局部性 煤矿地质勘查多是针对某一专门问题而进行的，任务比较单一，范围比较小，一般不要求提交完整的地质勘查报告，但要求报告简明、精炼。 （4）具有一系列优越条件 进行煤矿地质勘查时，既有资源勘查和丰富的井巷资料作为依据；又有条件采用井下钻探、巷探和井下物探等手段，并能把井上、井下工程布置结合起来。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,8.3.2 煤矿地质勘查类型 按照勘探目的不同，将煤矿地质勘查划分为建井地质勘探、煤矿资源勘探、煤矿补充勘探、生产勘探和煤矿工程勘探等

31、5类。 8.3.2.1 建井地质勘探 建井地质勘探是指在矿井井筒开凿之前，为满足井筒、井底车场、硐室和主要运输大巷设计与施工需要而采用特殊技术钻孔的勘探。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,1.井筒检查钻孔 在新井开凿之前，为了核实井筒地质剖面，查明井筒通过的煤、岩层的物理力学性质，断层破碎带，基岩风化裂隙带，第四系松散土层、流砂层，各主要含水层厚度、埋藏深度和特征等地质及水文工程地质条件，编制施工设计方案，一般要求布置井筒检查钻孔。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,立井井筒检查钻孔布置原则,水文地质条件简单时，一般在主、副井井筒中心连线的中点布

32、置一个检查钻孔，其偏离范围不得超过10m,水文地质条件中等时，应在其延长线上的任一端再布置一个检查钻孔，增加孔的位置距离最近井筒中心以1025m为宜,水文地质条件复杂时，一般井筒两侧都应有检查孔控制，其数目视具体情况而定,立井井筒检查钻孔布置原则（a、b、c、见上图） d）当两个井筒间距超过50m时，应按两个独立井筒对待，检查孔应布置在井筒周围，距井筒中心距离为1025m。 e）除探测喀斯特或特殊施工需要外，检查孔不得布置在井筒圆周范围以内和井底车场上方。在终孔深度以内，检查孔最大偏斜位置距离井筒井壁不得小于5m，以免导致井巷日后淋水。但当采用钻井法（大钻头）时，检查孔应布置在井筒中心1m范围

33、之内。 f）检查孔的深度应达到井筒落底标高以下，在可能的情况下，应达到未来延深水平的标高。 g）暗立井的检查孔，应尽量从井下施工。 h）在设计井筒周围25m内已有施工钻孔，或能提交满足施工要求的预想地质剖面图时，也可不打检查孔。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,（2）斜井井筒检查钻孔的布置布置原则如下。 a）斜井检查孔的布置应以能编制一张平行井筒中心线的完整地质剖面图为原则，该剖面位置距井筒中心线以1025m为宜。 b）2个互相平行、间距不大于50m的斜井，检查孔应布置在二者中间的平行线上。 c）斜井检查孔一般不少于3个，其中第一个钻孔应布置在煤层露头附近，最后一个钻孔应布置在斜井落底与

34、平巷连接处附近（下页图）。生产矿井斜井延深时，一般不少于2个检查钻孔，且第一个钻孔应布置在上山下方的一定距离内。 d）检查孔的终孔深度，应达到该孔所在处斜井底板标高以下。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,斜井井筒检查孔布置示意图（剖面图）,（3）平硐检查钻孔的布置布置原则 a）穿层平硐检查孔的布置 原则上与斜井基本相同，但还应根据岩层倾角的陡缓，要有足够的钻孔穿过平硐所通过的各个层位，并严格控制平硐的见煤位置，以利确定底板运输大巷的具体位置。检查孔的终孔深度应达到平硐所在水平标高。 b）顺层平硐检查孔的布置 类似于确定主要运输大巷的方法，可在勘探线上

35、和勘探线之间布置钻孔，进一步控制和确定煤层底板标高，平硐所在岩层的厚度、岩性及其标高。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,2）井筒检查钻孔的施工要求 a）井筒检查钻孔的终孔直径不得小于89mm，基岩抽水段的孔径不得小于108mm，终孔深度和终孔层位应严格按照设计需要而定。 b）一般应全孔取心，并要长期保存。各种岩层岩心采取率按表8-7执行。全孔各分层采取率合格层次应达到80以上。 c）检查孔穿过的土层、岩层，每层至少采取一个样品。如果岩（土）层成分变化大，层厚超过5m时，应适当增加取样数目。对可采煤层的顶、底板要单独取样。如果煤层的瓦斯资料不全，则应采集瓦斯煤样。 d）检查孔每钻进20m须

36、测斜一次，钻孔偏斜率应达到煤田勘探钻孔工程质量标准（DZ215-2002）甲级孔要求，即控制在0.15以内。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,井筒检查钻孔分层岩心采取率质量要求,e）检查孔应进行全孔测井，并做好综合解释及分层定厚工作。 f）钻进时，应做好简易水文观测，并进行抽水试验，采集水样。 g）详细观察和鉴定底砾岩和风化带，判别强、弱风化带的深度。 h）施工结束后要进行封孔，孔口应设立永久性标志。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,3）井筒检查孔竣工后应提交的地质资料 （1）文字报告重点阐述与水文、工程地质有关的问题。 a）井筒穿过的表土层、

37、岩层和煤层的物理力学性质、厚度及埋藏深度，尤其要注意松散层的底砾岩、流砂层、基岩风化带、断层破碎带的深度和工程地质特征，以及煤与瓦斯突出的危险性。 b）井筒穿过的含水层的层数、岩性、厚度、埋藏深度、裂隙和喀斯特的发育程度，以及各含水层的水量、水位、水质和地下水动态。采用特殊凿井时，还应补充地下水的流向、流速和水温等资料。 （2）图件主要包括以下图件 a）井筒和检查孔平面位置图（1:1000）； b）据井筒与检查孔资料编制的地质剖面图（1:1000）； c）井筒检查孔柱状图（1:200）。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,（3）附表包括以下附表 a）砂、土、岩层样品分析试验成果表； b）抽

38、水试验成果分析曲线图表； c）水样全分析及侵蚀性分析化验成果表； d）瓦斯含量测试成果表以及地温测温成果表； e）其他，如钻孔岩心标本、原始记录、数据等表格。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,2.层位控制钻孔 矿井建设和生产中，有些井巷工程如井底车场、硐室、运输大巷等对地质条件要求较高，对它们所在的层位要严密控制。这就需要布置工程检查钻孔，查明井巷所在水平位置的煤、岩层层位的分布、层厚、岩性及地质构造等工程地质条件，提供必要的地质资料，满足这些工程的设计和施工要求。 1）层位控制钻孔的布置 a）凡资料不足，在井底车场、大巷、硐室等主要开拓工程的设计与施工之前，必须布设层位控制钻孔。 b）

39、层位控制钻孔一般布置在工程轴线的平行线上，不得布置在硐室或主要巷道的正上方。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,c）层位控制钻孔的数目，应视工程地质条件的复杂程度、硐室的大小、巷道的长短等因素来决定。 对地质构造简单，煤岩层厚度、产状稳定，勘探资料可靠的矿井，一般可以不布置层位控制钻孔。 在产状较平缓，次级褶曲较发育的地区，习惯上要求将大巷标高误差控制在10m以内，一般在原勘探线之间加12个钻孔即可达到要求。 在地质构造较复杂，岩、煤层厚度及产状变化较大的井田，常在原勘探线上用双孔确定该水平线的大致位置，然后再在原勘探线之间布置加密孔，以控制大巷的走向。 d）层位控制钻孔的终孔深度，必须超

40、过大巷设计层位一定距离。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,2）层位控制钻孔的施工要求 a）层位控制钻孔应按煤田勘探钻孔工程质量标准（DZ215-2002）的甲级孔标准施工，一般应打成直孔，钻孔必须严格控制在巷道所在岩层的位置上。 b）层位控制钻孔应在井下硐室、巷道所在标高以上50m范围内采取岩（煤）心，每层至少取一个样品。 c）主要含水层应做抽水试验。 d）终孔后应严格封孔。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,3）层位控制钻孔竣工后应提交的地质资料 （1）简要文字说明概述钻孔布设的目的和要求，施工质量，成果评述，存在问题，结论和建议。 （2）图件包括以下图件 a）钻孔岩（煤）层柱状图

41、（1:500）； b）预想水平切面地质图（1:1000）； c）沿工程轴线编制的地质剖面图（1:5001:1000）。 （3）附表包括岩（煤）层各种工程地质性质的测试成果、抽水试验成果等数据表。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,3.其他建井地质勘探钻孔 除井筒检查孔和层位控制孔外，还有一些特殊要求的钻孔。例如，为配合特殊凿井布置的冻结孔；为煤矿安全生产布置的注浆灭火孔、瓦斯抽放孔、泄水孔和放顶孔及为敷设电缆的工程孔和为地面压风管道通往井下而布置的管道安装工程孔等。严格地说，这些钻孔都不属于地质勘探范围。但是，可以利用这些钻孔所揭露的地质资料，做到一孔多用。这些钻孔的布置原则及施工要求与前

42、面所述基本相似。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,8.3.2.2 煤矿资源勘探 煤矿资源勘探是指为解决生产矿井煤炭资源问题而进行的地质勘探。 1.煤矿资源勘探的任务 （1）查明延深水平和新开拓区煤炭资源储量 在延深水平或新开拓区，因无正式批推的勘探地质报告，必须进行煤矿资源勘探。 （2）查明因重大地质、水文地质问题勘探程度不足而发生的矿井煤炭资源储量变化 因原勘探报告遗留有重大地质、水文地质问题，勘探程度不足和发现地质构造形态与原地质报告有重大出入，不能满足生产建设的要求，必须进行煤矿资源勘探。 （3）矿井扩大井田范围 查明扩大区域的煤炭储量。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,2.

43、煤矿资源勘探原则和标准 煤矿资源勘探根据矿井采掘工程设计的需要，针对实际存在的地质问题而进行。它实际上是属于煤炭地质勘查的直接延续。两者的差别仅在于它主要是由生产矿井部门完成或由生产矿井委托的地质勘探部门完成。煤矿资源勘探的原则和标准与煤炭地质勘查相同。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,8.3.2.3 煤矿补充勘探 煤矿补充勘探又称矿井补充勘探，是生产矿井为解决原勘探程度不足进行的补充性地质勘探。 1.煤矿补充勘探的任务 a）提高延深水平高级别资源储量的比例。因延深水平高级别资源储量比例达不到要求，不能满足设计需要必须进行矿井补充勘探。 b）解决矿井改、扩建和开拓延深工程设计中存在的地质

44、问题。 c）重新评定新发现或勘探程度不足的可采或局部可采煤层。 显然，煤矿资源勘探和煤矿补充勘探大同小异。前者是煤炭地质勘查的后续工程，其工作范围可在井田内或井田外进行；后者是煤炭地质勘查的补充工程，它的工作范围仅限井田范围内，即原勘探报告工作范围内。但就其目的来说，它们都是相似的，即为了扩大井田范围，提高资源储量级别，为生产服务。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,2.煤矿补充勘探的原则 （1）补充勘探的时间安排必须考虑矿井生产接续的需要。 一般应安排在上一水平或老开拓区产量递减趋势出现之前，并且保证有一定的时间完成补充勘探的设计、施工及提交报告。 （2）补充勘探程度一般应达到延深水平开

45、拓前的地质工作标准。 a）延深水平的基本地质构造形态已经查明，一、二类矿井应查明落差大于20m的断层，三类矿井应基本查明影响采区划分的主要地质构造，四、五类矿井应对有开采可能的地段的地质构造进行必要控制，并提出结论性意见； b）与水平延深主体工程有关的地质构造、层位、水文工程地质条件均已控制； c）延深水平类别资源/储量所占比例应达到表8-8的要求。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,表8-8 延深水平探明的和控制的资源/储量应占比例,注：此表据矿井地质规程（试行，1984年）修改。,（3）补充勘探工程布置系统原则上应继承原有勘探线系统，加密勘探线应尽

46、量与石门、采区上（下）山等主要井巷工程的位置和方向保持一致。 （4）补充勘探工程密度应以普遍提高勘探程度、满足水平延深工程设计要求为准。补充勘探钻孔基本线距可参照表8-5和表8-6执行，极限布孔密度见表8-9。 （5）补充勘探工程的布置要针对问题全面规划、合理布置，充分利用矿井有利条件，因地制宜，地面与井下结合，物探与巷探结合，配套使用。 另外，每一矿井原则上应有2个以上的钻孔进行地温、瓦斯测定和共伴生矿产采样。有地热或瓦斯危害的矿井，其采样不应少于2条剖面线，每条线上不少于2个钻孔。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,表8-9 极限布孔密度,注：此表

47、据矿井地质规程（试行），1984年，文字略作简化。,3.煤矿补充勘探设计与施工 由于煤矿补充勘探工程量较大，必须编制正式的设计，并报上级机关审定批准。 煤矿补充勘探工程的施工，应参照煤炭地质勘查的有关规程。 8.3.2.4 生产勘探 生产勘探是指为查明生产矿井采区内部影响正常生产的各种地质条件而进行的地质勘探。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,1.生产勘探的任务 a）查明采区内影响工作面划分、采煤方法选择的地质构造和煤层赋存状态。 b）查明采区内影响正常采掘和安全生产的各种地质和水文地质因素。查明巷道掘进中遇到的断层并寻找断失煤层，为巷道掘进指明方向；查明影响采煤工作面连续推进的各种地质

48、构造、喀斯特陷落柱、煤层冲刷带、火成岩侵入体等的位置与分布范围，以及它们对正常采掘工作的影响；圈定不稳定煤层的可采范围；查明采区内可采煤层的伪顶、直接顶、基本顶的厚度、岩性、含水性以及各煤层间距变化情况；查明采区与老采区、小窑等的空间关系等。 c）探明采区内煤层的可采性。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,2.生产勘探的特点 生产勘探是矿井地质一项经常性的工作，它贯穿于煤矿开采的整个过程，具有如下特点。 a）生产勘探直接为采掘工程服务，勘探任务单纯，解决问题具体。 b）生产勘探工程布置要灵活机动，因地制宜，强调其针对性和实用性，不宜苛求其规范性和勘探网度。 c）勘探手段可用钻探、巷探、物探

49、，井上与井下结合，钻探与巷探结合。 d）生产勘探往往是局部的小工程，无需详细的设计，只需提交一份简单说明勘探目的、要求和数量的任务书，报请主管部门批准后，即可施工。竣工后无需提交专门的地质报告，只需利用其提供的地质资料修改图件、编制和补充地质说明书。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,3.生产勘探方法 （1）采区准备期间的生产勘探主要是查清采区内地质构造形态、煤层赋存状况，以及水文地质等情况，使采区布置合理，各种工程施工安全顺利。在新采区设计前，常常由于局部煤厚变化不清，或个别断层延展情况不明，一般需要布置一定的钻探工程，进一步予以查明。在采区准备过程中，也可利用巷探查明邻近煤层或地质构造的变化情况。 （2）巷道掘进期间的生产勘探主要是圈定不稳定薄煤层的可采范围，查清断层位置和落差，寻找断失翼煤层，为巷道掘进指明正确方位。有时为了探明可采边界，采用副巷超前主巷，边探边掘的方法，查明变簿区的范围，确定主巷的方位和位置，这种探巷一般都为“一巷多用”。有时在掘进中遇到断层，断层性质难以确定，为了寻找另一盘断失煤层，也可在迎头布置放射状探钻进行探测。,8 煤矿地质勘查,8.3煤矿地质勘查,（3）回采期间的生产勘探包括分层回