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地質(zhì)勘查階段劃分又稱勘探程序,是根據(jù)地質(zhì)工作探索性的特點(diǎn),以及煤田地質(zhì)勘探與煤炭工業(yè)建設(shè)程序相適應(yīng)的原則而劃分的。通常分為找煤、普查、詳查、精查四個(gè)階段。
找煤是在煤田預(yù)測(cè)或區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上進(jìn)行,主要任務(wù)是尋找煤炭資源,并對(duì)工作地區(qū)有無進(jìn)一步工作價(jià)值作出評(píng)價(jià)。普查是在找煤的基礎(chǔ)上或在已知有勘探價(jià)值的地區(qū)進(jìn)行,主要任務(wù)是對(duì)工作地區(qū)有無開發(fā)建設(shè)的價(jià)值作出評(píng)價(jià),為煤炭工業(yè)的遠(yuǎn)景規(guī)劃和下一步的勘探工作提供資料。詳查是在普查基礎(chǔ)上,根據(jù)煤炭工業(yè)規(guī)劃的需要,選擇資源條件較好,開發(fā)比較有利的地區(qū)進(jìn)行,主要任務(wù)是為礦區(qū)總體設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料,其成果要保證礦區(qū)規(guī)模、井田劃分不致因地質(zhì)情況不準(zhǔn)而發(fā)生重大變化,并要對(duì)影響礦區(qū)開發(fā)的水文地質(zhì)條件和其他開采技術(shù)條件作出評(píng)價(jià)。精查一般在礦區(qū)開發(fā)總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行,主要任務(wù)是為礦山初步設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料,其成果要滿足選擇井筒、水平運(yùn)輸巷、總回風(fēng)巷的位置和劃分首采區(qū)的需要,保證井田境界和礦井設(shè)計(jì)能力不致因地質(zhì)情況不準(zhǔn)而發(fā)生重大變化,保證不致因煤質(zhì)資料不準(zhǔn)而影響煤的既定工業(yè)用途。
煤田地質(zhì)勘探一般按以上四階段循序進(jìn)行,同時(shí)提交各階段報(bào)告。但在下述條件下程序可以簡(jiǎn)化:①找煤區(qū)和普查區(qū)工作范圍沒有大的變動(dòng),并且接續(xù)施工時(shí),可以不提交找煤報(bào)告,直接進(jìn)入普查階段;②普查區(qū)和詳查區(qū)工作范圍無大變動(dòng)且接續(xù)施工時(shí),可以不提交普查報(bào)告,直接進(jìn)入詳查階段;③在煤炭資源條件較好,煤層比較穩(wěn)定,構(gòu)造不太復(fù)雜的暴露煤田,可以在大比例尺地質(zhì)填圖的基礎(chǔ)上直接進(jìn)入普查可能詳查階段;④不需要作礦區(qū)總體設(shè)計(jì)的礦區(qū),及面積不大的孤立井田,可以由普查直接進(jìn)入精查。若地質(zhì)條件復(fù)雜,雖進(jìn)行較詳細(xì)的地質(zhì)工作也不能達(dá)到精查程度時(shí),則提交詳查更終(詳終)或普查更終(普終)地質(zhì)報(bào)告;⑤老礦井深部、生產(chǎn)礦井之間,以及不涉及井田劃分的地區(qū),可一次勘探完畢,各勘查階段一般工作方法如下。
可以分為暴露區(qū)找煤、半隱伏區(qū)找煤及隱伏區(qū)找煤三種情況。
暴露區(qū)找煤一般是在煤田預(yù)測(cè)或區(qū)域地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)含煤巖系出露良好的地區(qū)內(nèi)進(jìn)行,主要工作內(nèi)容是相應(yīng)比例尺地質(zhì)填圖,在局部掩蓋地段施工一定工程及訪問生產(chǎn)井和老窯。填圖前實(shí)測(cè)地層剖面以確定填圖單位,剖面間距為4000~8000m。地質(zhì)填圖比例尺為1∶25000~1∶50000,揭露整個(gè)含煤巖系的主干槽間距為1000~2000m,并配合揭露構(gòu)造現(xiàn)象的短槽,不適合探槽的部分則以探井或探巷揭露之。
半隱伏區(qū)找煤要在做好地質(zhì)填圖工作的同時(shí),結(jié)合區(qū)域地質(zhì)規(guī)律,推斷含煤巖系的可能分布范圍,然后以物探方法圈定,以鉆孔驗(yàn)證,找煤總景線間距為6000~8000m。
隱伏區(qū)找煤需用物探方法探查煤系分布范圍,了解基巖埋藏深度及大致起伏形態(tài),再以鉆孔驗(yàn)證。物探和鉆探工作配合的方式有:①重力-電法-鉆探法;②電法-鉆探法;③電法-地震-鉆探法。
找煤階段工作程度要求是:①初步查明含煤地層時(shí)代及地層層序,了解含煤巖系分布范圍;②初步了解構(gòu)造形態(tài);③初步了解煤類;④初步了解自然地理?xiàng)l件和水文地質(zhì)情況;⑤計(jì)算煤炭D級(jí)儲(chǔ)量。
同樣可分為三種情況。
暴露煤田普查的地質(zhì)填圖比例尺一般為1∶25000~1∶10000,并以鉆孔構(gòu)成普查階段的勘探線,其線距小于4000m。
半隱伏區(qū)煤田普查應(yīng)注意研究含煤地層與上覆及下伏地層的關(guān)系,當(dāng)二者為整合或假整合,則由出露部分巖層推斷含煤巖系分布范圍,再用電法加以圈定,同時(shí)按層序關(guān)系布置初期普查鉆孔,逐步形成普查階段勘探線及選擇其基本線距。當(dāng)二者分屬不同構(gòu)造層,應(yīng)注意研究不整合面的產(chǎn)狀以及其與含煤地層的關(guān)系,據(jù)此分析煤系賦存狀況后,先以重力法或磁法了解覆蓋層下的基巖起伏情況,選擇其中有希望地段開展電法工作,然后再布置鉆孔。
隱伏煤田普查與上述不同之處主要是首先直接使用物探方法,圈出含煤地層分布范圍之后,再于覆蓋層較薄處布置鉆孔驗(yàn)證,然后逐步形成普查階段勘探線。
普查階段工作程度的要求是:①查明地層層序和含煤地層時(shí)代,并進(jìn)行詳細(xì)劃分;②初步查明構(gòu)造形態(tài),了解構(gòu)造復(fù)雜程度,控制可能影響礦區(qū)劃分的主要構(gòu)造;③詳細(xì)了解可采煤層層數(shù)、厚度和分布范圍;④了解可采煤層的煤質(zhì)特征,初步確定煤種;⑤初步了解老窯、生產(chǎn)礦井的分布、采空范圍和水文情況;⑥了解區(qū)內(nèi)火成巖分布及巖性和產(chǎn)狀;⑦了解對(duì)煤層開采可能有主要影響的含水巖層的富水性,地下水的補(bǔ)給排泄條件,指出礦區(qū)供水水源的方向;⑧初步了解瓦斯及地溫;⑨了解其他有益礦產(chǎn)的賦存狀況;計(jì)算C+D級(jí)煤炭?jī)?chǔ)量,其中C級(jí)大于20%~30%。
當(dāng)構(gòu)造復(fù)雜,煤層極不穩(wěn)定,雖以250m的基本線距仍然只能計(jì)算C級(jí)儲(chǔ)量的井田,其勘探程度可以為普查更終。這種情況一般只適用于一個(gè)井田,其工作程度要求可參照普查階段,但應(yīng)有所加強(qiáng),主要是需控制初期采區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造,適當(dāng)控制初期采區(qū)煤層的可采邊界等。
詳查勘探區(qū)的范圍為礦區(qū),其選擇原則應(yīng)是先富后貧、先近后遠(yuǎn)、先淺后深、先易后難,選擇資源條件好,開發(fā)有利的地段進(jìn)行地質(zhì)勘探工作。
首先編好詳查勘探設(shè)計(jì),在上級(jí)主管部門批準(zhǔn)設(shè)計(jì)后即行組織野外施工,地質(zhì)填圖比例尺視礦區(qū)范圍選擇1∶10000及1∶25000,在隱伏區(qū)需根據(jù)物探成果及普查階段所獲得資料編制相應(yīng)比例尺的基巖地質(zhì)圖。有條件的地區(qū)仍應(yīng)充分使用槽井探工程,其密度為普查階段的1/2。隱伏區(qū)的物探工作密度亦應(yīng)按此加密。要以較密集鉆孔形成幾條主導(dǎo)勘探線,詳細(xì)揭露含煤地層及構(gòu)造形態(tài),再據(jù)以指導(dǎo)其他基本線距內(nèi)的工程施工,基本線距的選擇前提是確定勘探類型。本階段的水文地質(zhì)工作要綜合運(yùn)用鉆孔簡(jiǎn)易觀測(cè)、水文地質(zhì)測(cè)繪、抽水試驗(yàn)、長(zhǎng)期觀測(cè)與采樣、水文物探等多種手段,綜合分析各種資料。本階段對(duì)開采技術(shù)條件的研究應(yīng)有所加強(qiáng),要對(duì)一定比例的鉆孔巖心進(jìn)行工程地質(zhì)觀測(cè);采取煤層頂?shù)装鍘r樣進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn);在不少于三條勘探線上系統(tǒng)采集各可采煤層瓦斯煤樣,初步劃出二氧化碳-氮?dú)鈳У南陆?,推測(cè)氮?dú)?沼氣帶與沼氣帶分界;在地溫異常區(qū)及可能出現(xiàn)高溫的地區(qū),要選擇50%的鉆孔進(jìn)行簡(jiǎn)易測(cè)溫,在2~4個(gè)鉆孔進(jìn)行近似穩(wěn)態(tài)測(cè)溫,但在普查階段未發(fā)現(xiàn)地溫異常,周圍礦區(qū)未發(fā)現(xiàn)高溫礦井時(shí),本階段也可不作測(cè)溫工作。
詳查階段工作程度要求:①查明礦區(qū)構(gòu)造形態(tài),控制影響井田劃分的構(gòu)造;②初步查明可采煤層的層數(shù)、厚度、結(jié)構(gòu)和可采范圍,控制主要可采煤層的露頭位置;③了解古河床、古隆起、陷落柱等對(duì)煤層的影響范圍;④初步查明可采煤層煤質(zhì)特征,確定煤類,初步確定風(fēng)化帶界線,評(píng)價(jià)煤的利用方向;⑤初步查明直接充水含水層的水文地質(zhì)特征,含水層與煤層之間隔水層的情況;直接、間接充水含水層與地表水三者之間的水力聯(lián)系;了解生產(chǎn)井及小煤礦的涌水量、老窯的積水狀況以及對(duì)供水水源的水量、水質(zhì)作出初步評(píng)價(jià);⑥了解主要可采煤層頂、底板的工程地質(zhì)特征,煤層的瓦斯成分和含量,詳細(xì)了解恒溫帶的深度、溫度、地溫梯度及其變化,劃出一、二級(jí)高溫帶的范圍;⑦了解其他有益礦產(chǎn)賦存情況,作出初步評(píng)價(jià);⑧計(jì)算B+C+D級(jí)煤炭?jī)?chǔ)量,其中B+C級(jí)儲(chǔ)量不少于70%,B級(jí)儲(chǔ)量一般為20%~30%,且分布合理。
當(dāng)為詳查更終時(shí),對(duì)工作程度要求有所增加,主要是需查明初期采區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造,對(duì)井田邊界構(gòu)造要加密控制。在前茅水平內(nèi),對(duì)主要可采煤層的可采邊界要加密控制,還要控制其露頭位置。
精查工作要在詳查基礎(chǔ)上,依照礦區(qū)開發(fā)總體設(shè)計(jì)的劃分,分井田進(jìn)行。
精查階段地質(zhì)填圖比例尺為1∶5000,在隱伏區(qū)需根據(jù)物探資料編制相應(yīng)比例尺的基巖地質(zhì)圖。除繼續(xù)充分使用地表輕型山地工程外,鉆孔和物探測(cè)線資料也是完善地質(zhì)圖的主要內(nèi)容和依據(jù)。
精查階段中對(duì)煤質(zhì)、水文地質(zhì)、開采技術(shù)條件的工作程度均在詳查基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng),除此之外更重要的是正確分析勘探類型和合理確定勘探程度,以便在滿足規(guī)定程度的前提下節(jié)省勘探工程量,提高效率、降低成本。要根據(jù)不斷獲得的各項(xiàng)新資料、新成果,分析井田構(gòu)造復(fù)雜程度和煤層穩(wěn)定性,以便在詳查階段已經(jīng)形成的基本勘探線距基礎(chǔ)上,更終確定勘探類型及其工程密度。不同井型礦井對(duì)勘探程度的要求不盡相同,它以各級(jí)儲(chǔ)量的比例來表示。
勘探深度以井口標(biāo)高或主要煤層露頭線平均標(biāo)高為起算點(diǎn),一般地區(qū)為600~800m,在覆蓋層厚,井型又大的情況下為800~1000m,老礦區(qū)外圍及深部為1000~1200m。
精查階段工作程度要求是:①查明井田邊界斷層或褶曲,在前茅水平及首采區(qū)內(nèi),井田邊界構(gòu)造線的位置控制在250m以內(nèi);②查明前茅水平及首采區(qū)內(nèi)落差大于30m的斷層;③查明煤層產(chǎn)狀,對(duì)前茅水平內(nèi)煤層底板等高線變化急劇處要予以檢查控制;④查明可采煤層層數(shù)、厚度、結(jié)構(gòu),主要可采煤層的可采范圍,對(duì)首采區(qū)內(nèi)局部可采煤層的可采范圍也要通過加密控制予以闡明;⑤查明主要可采煤層的露頭位置,隱伏區(qū)的首采區(qū)內(nèi),隱伏露頭在勘探線上的位置控制在150m以內(nèi);⑥對(duì)前茅水平內(nèi)古河床、古隆起、陷落柱等要控制其對(duì)主要可采煤層的影響范圍;⑦查明可采煤層煤質(zhì)特征,劃出其煤類界線,確定風(fēng)、氧化帶界線,火成巖對(duì)煤層、煤質(zhì)的影響;⑧水文地質(zhì)除需在詳查階段基礎(chǔ)上進(jìn)一步充實(shí)、加密控制外,還要基本查明直接充水含水層向礦井充水的途徑,預(yù)計(jì)前茅水平或首采區(qū)的涌水量,對(duì)在開采過程中可能引起大量突水的層位和地段進(jìn)行評(píng)述,同時(shí)還要對(duì)可能引起的環(huán)境地質(zhì)問題提出防治建議;⑨詳細(xì)了解各主要煤層的瓦斯成分,含量及分布,以及煤的自燃與煤塵爆炸危險(xiǎn)性;詳細(xì)了解主要可采煤層頂、底板工程地質(zhì)特征,了解主要井巷位置巖層的工程地質(zhì)條件;初步查明恒溫帶的深度、溫度,地溫梯度及其變化,一、二級(jí)高溫區(qū)的分布范圍;詳細(xì)了解有工業(yè)價(jià)值的其他有益礦產(chǎn)的品位、厚度及分布范圍,并作出評(píng)價(jià);計(jì)算A+B+C級(jí)煤炭?jī)?chǔ)量,其中A+B級(jí)儲(chǔ)量比例符合規(guī)定的程度要求。