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中國煤炭地質綜合勘查理論與技術新體系

發布時間: 2021-02-22 04:05:52

『壹』 我國煤炭勘查的幾個前沿問題

針對煤炭地質勘查研究存在的問題,可以看出,我國煤炭地質勘查雖然研究成果較多,但是由於手段多樣化、技術的差異性、區域地質條件不均性以及實際操作的差別造成了以上存在的幾個問題,綜合分析來看,我國煤炭地質勘查技術與方法仍需加強以下幾個研究方向:

1.煤炭地質勘查階段劃分研究需要重新釐定

我國現行的勘查階段劃分仍然沿襲前蘇聯的四分法。但是,從目前情況看,勘探階段對礦井地質條件的查明程度與安全高效礦井建設的需求依然有很大差距,難以滿足市場經濟條件下煤炭工業建設規劃需要。實際上,煤炭地質勘查是為礦井建設和生產服務的,勘查技術主要進展、礦井開采地質條件綜合勘探效果更多的體現在礦井生產實踐驗證中。因此,包括建井和生產階段的補充勘探是勘查工作的繼續,無疑屬於煤炭地質勘查范疇。建議將煤炭地質勘查工作劃分為5個階段,制定補充勘探階段的工作程度、技術標准,並將其納入重新修訂的煤炭地質勘查規范中去。

《煤、泥炭地質勘查規范》中,要求煤炭地質勘查遵循以煤為主、綜合勘查、綜合評價的原則。但是,在煤炭資源地質勘查手段、工程量布置和控製程度等方面上,均是以鑽探手段為主要依據,按照幾類(針對構造復雜程度)幾型(指煤層穩定程度)確定勘探類型,對最終階段即勘探(精查)階段的要求也僅是「詳細查明先期開采地段內落差等於和大於30m的斷層、詳細查明初期采區內落差等於和大於20m(地層傾角平緩、構造簡單、地震地質條件好的地區為15~10m)的斷層」。

深部煤炭資源的賦存條件,一般情況下要比淺部復雜;新建礦井多為高產、高效礦井,綜合機械化生產對煤礦地質工作提出了更高要求,包括查明斷距3~5m的斷層、幅度5m左右的褶曲、陷落柱和采空區的空間分布等。因此,現行規范對於深部煤炭資源地質勘查的手段比較單一、勘查精度要求整體偏低。

如何提高勘查精度,從規范上提高精度要求,成為當代煤炭勘查工作解決的前沿問題。

2.加快煤炭空白區勘查,滿足優質煤炭基地建設和礦井生產接替需要

我國西部煤炭地質勘查空白區相對於東部較多,其勘查程度低,開發工作滯後,經濟可采儲量嚴重不足,具有重要的勘查潛力。因此,煤炭地質勘查要以新的成礦理論為指導,採用先進的勘查技術手段和設備,對該類型地區進行研究,及時准確地發現新的煤炭資源,為國家經濟安全發展提供新型能源基地。

3.加大深部煤礦床精細勘探技術研究

由於勘查程度低,對深部煤炭資源賦存狀況和地質條件掌握程度差。從已進入深部生產的礦井看,隨著採煤深度增加,高水壓、高地溫、高地壓、高瓦斯問題日趨嚴重,地質構造愈來愈復雜。未來深部礦井均是高產高效礦井,為開發利用深部煤炭資源,將開發風險降低到最低限度,必須掌握煤礦區、礦井、尤其是采區、工作面的地質條件。為此,以物探方法為先導,配合基礎地質勘查手段,結合其他勘探手段,提高深部煤岩層精細構造和災害源探測能力與精度。

4.加快資源勘查、礦井建設、煤氣安全開采一體化和環境保護四位一體化研究步伐

煤炭地質勘查是煤氣共採的基礎。煤田勘查堅持統籌規劃、協調開發的原則,從普查階段開始就將煤層氣勘查評價與煤勘查有機結合起來,統一部署、同時設計、同時組織施工,進行一體化勘探、綜合評價。對煤層氣有利區塊開展試井和小井網勘探。煤炭科學研究總院西安研究院研發的地面鑽孔煤層繩索取心裝備和煤層氣含量快速測定技術,大大降低了逸散氣的體積,通過實驗室適當加溫和連續解吸,以提高煤層氣解吸速率,在幾小時至幾天內可以獲得煤層氣含量。與自然解吸法相比,其結果准確率超過90%。同時,煤炭科學研究總院西安研究院根據我國煤田地質條件和儲層物性特徵,對從美國引進的煤層氣注入/降壓試井設備進行改進,配合無污染鑽井液,減少了試井工程對儲層的傷害,提高了煤層原位瓦斯含量、成分、儲層壓力、滲透率和原地應力的測試精度。藉助自主研發的開放式煤層氣試井軟體,實現了煤層氣工程設計、數據處理、結果分析、報告生成的自動化。

5.與煤伴生的微量元素勘查研究

20世紀50~70年代,煤地質工作者對與煤伴生的U、Ge、Ga等有用元素進行過調查。80年代以來,隨著人們對資源開發中環境保護問題的日益重視,查明煤中有害元素種類、含量及分布特點,研究它們的地球化學特性等成為煤炭地質勘查的重要任務之一。趙峰華根據環境質量標准確定了22種與環境密切相關的、需要特別關注的元素,並通過燃煤產物淋濾實驗研究了它們的賦存機制。煤炭科學研究總院煤化工研究院對我國不同時代、不同地區的441個煤礦1018個煤樣進行了31種微量元素抽樣調查,全面地展示了大中型煤礦高硫煤中微量元素分布的基本特徵。竇廷煥等研究了東勝-神府煤田16個精查礦井中有害微量元素時空分布,並評價了其環境意義。中國煤田地質總局、原地礦部等一些單位相繼完成了全國主要煤礦區煤的物質組成、元素組成、微量元素時空分布規律、賦存狀態、富集因素和成因類型調研工作。2000~2003年,中國煤田地質總局與中國礦業大學合作,將煤岩學、煤化學和微量元素地球化學理論與潔凈煤技術有機結合起來,開展了中國潔凈煤地質研究。通過煤礦開采和煤加工、洗選、燃燒試驗,篩分出煤中11種潛在有毒有害元素作為環境評價指標,得出了它們在煤中的危險豐度;研究了潛在有害元素,特別是As和Hg在煤炭資源開發利用全過程中的遷移、富集、轉化、再分配,及其對環境與人類健康的影響,為優化潔凈煤技術,改善環境質量提供了科學依據。同時,與煤伴生的有益元素成因與成礦機理研究取得較大進展。代世峰等總結了華北和黔西若干煤中微量元素地球化學特徵,研究了鉑族元素豐度、配分模式及來源。代世峰還研究了內蒙古烏干達煤礦9煤層黃鐵礦桿狀菌落,指出菌藻類等低等生物對Cu、Ni、Zn元素富集有重要貢獻。李宏濤等採用多種分析方法,發現東勝煤田砂岩型鈾礦床中磁鐵礦-黃鐵礦-方解石間具有成因聯系,認為球狀次生磁鐵礦是烴類和微生物共同作用的結果,對本區鈾礦和油氣勘探具有重要的啟發作用。樊愛萍等將煤盆地演化與成礦作用結合起來,指出東勝煤田砂岩物性受成岩過程和成岩環境控制,氧化-還原、酸性-鹼性過渡帶有利於鈾元素在直羅組砂岩中富集成礦,這與周巧生等、楊殿忠等對吐哈盆地與侏羅紀煤有關的砂岩型鈾礦床成礦作用的研究結論相似。

6.物探手段探測能力和精度急待提高

高產高效礦井建設是以豐富的資源優勢、可靠的開采地質條件和先進的採煤設備為前提。隨著煤礦生產機械化、集中化水平的提高,生產能力與規模的不斷擴大,礦井生產對地質條件的查明程度提出了更新更高的要求。因此,無論是深部資源勘查還是淺部生產礦井補充勘探,精細查明影響礦井生產的主要地質因素是解決採掘方式與地質條件之間彼此適應的問題。據不完全統計,淺部勘探即使地震地質條件適合,三維地震勘探解釋H(落差)>10m脆性斷層的驗證准確率達90%以上,H=5~10m脆性斷層的驗證准確率為75%~80%,H=3~5m斷層的驗證准確率僅30%~40%。對於地震條件復雜的地區,探采對比准確率更低。層滑斷層和H≤3m的脆性斷層基本上屬於三維地震勘探的盲區。因此,三維地震技術對構造的探測精度和可靠性不能完全滿足現代化礦井生產的要求。

『貳』 煤炭資源賦存規律研究與勘查技術方法

煤炭地質勘查的目的是尋找、查明煤炭資源,為合理開發煤炭資源提供可靠的地質資料。煤炭地質勘查技術研究歷史悠久,研究成果豐富,主要包括煤炭地質基礎研究、勘查技術研究、煤層氣研究、煤礦信息技術及煤的伴生元素研究等方面,主要表現如下:

第一,關於聚煤盆地的理論研究成果顯著。新中國成立以後,國家相繼組織開展了華北、華南、鄂爾多斯盆地和東北中生代斷陷盆地聚煤規律和資源評價研究課題,主要從盆地整體高度,把握了我國主要聚煤盆地演化和煤炭資源聚集賦存規律;層序地層學研究為煤炭資源勘查帶來了新的生命力。陸相成煤模式、海侵成煤模式、幕式成煤作用、不同體系域成煤模式等多種成煤模式的提出,深化了對聚煤規律的認識;盆地動力學分析、煤田滑脫構造研究、控煤構造樣式的劃分等新成果推動著構造控煤作用日趨深入和實用化。煤炭地質領域基礎理論的研究進展,為建立煤炭地質綜合勘查技術體系提供了有力的支撐。

第二,煤炭資源勘探技術取得突破性進展。中國不同含煤區煤田的開采地質條件復雜多樣。華北東部煤礦開采面臨著嚴重的水害和瓦斯災害威脅。東北含煤區煤層結構復雜,沖刷帶和火山岩發育,熱流值高。華南含煤區煤體韌性變形(層滑和褶皺)強烈,煤層連續性差,構造煤發育,高瓦斯和突出礦井較多。滇藏含煤區均是小型殘留煤盆地,沖擊地壓和大地熱流值高。西北含煤區的塔里木盆地煤層埋藏深,祁連山侏羅紀煤田分布零散,准噶爾盆地和吐哈盆地煤層沖刷帶發育,水文條件復雜。依據煤田地質背景,瞄準解決的主要地質問題,選取「地震主導,鑽探為主,多手段配合」綜合勘探模式,合理選擇地質填圖、遙感、物探、鑽探、測試等技術手段,充分利用各種地質信息,開展地表與井下結合,物探、鑽探、巷探結合。通過各種勘查成果的相互對比和相互驗證,形成准確探明開采地質條件的立體式綜合勘查方法體系。煤田三維地震技術得到迅速發展,將三維地震勘探與電法勘探、鑽探技術、測井技術結合起來,成為以查明復雜構造和水文地質條件為主的綜合勘探技術手段,極大地提高了勘查精度,降低了勘探成本和開采風險。

第三,煤炭及煤層氣資源評價成為勘查研究重點之一。煤層氣(瓦斯)是與煤相伴生的同源同體礦產。中國是煤炭資源大國,同時擁有十分豐富的煤層氣資源。據預測,我國陸上埋深2000m以淺的煤層氣資源量31.46萬億m3,佔全球的15.3%。以往煤層氣勘查實踐工作主要是側重於防治災害、保障煤炭安全生產,而往往忽略其經濟價值。20世紀80年代中期,受美國煤層氣勘探和商業性開發成功的啟示,我國一些科研教學單位和有關部門開展煤層氣地質研究與勘探開發試驗工作,但直至90年代初煤層氣開發和煤炭開采仍被視為兩個獨立產業。90年代中期以來,隨著人們對能源戰略地位和煤層氣商業價值認識的不斷深入,以及防治煤礦重大瓦斯災害事故的需要,國務院及有關部委制定了一系列法律法規,要求並鼓勵煤礦企業先採氣,後採煤,走採煤采氣一體化、地面與井下抽采相結合的道路,礦井煤層氣地面抽采、順煤層抽采、鄰近層抽采、采空區抽采等技術得到廣泛應用,地面垂直井、多分支水平井抽采工藝日益成熟,定向鑽進系統、水平分支孔施工工藝、千米拐彎鑽孔技術、鑽進參數監測系統的成功研發,保障了煤礦生產安全和礦井瓦斯利用。

第四,煤炭地質勘查信息技術逐漸發展成為勘查研究的重要方面。計算機信息技術廣泛運用於煤炭地質勘查的各個領域,GIS技術的應用,使數據採集、報告編寫及資料庫的建立等各個復雜問題迅速被解決。遙感技術廣泛運用於煤炭資源、水資源、煤層氣調查和煤礦區環境評價等領域能夠更加准確、實時的分析研究相關技術,提高了地質工作的效率和精度。高光譜技術研究和遙感信息快速提取技術取得顯著進展,高解析度衛星遙感圖像在數字礦區、數字城市中的運用取得顯著效果。

第五,煤的伴生元素研究日益成熟。20世紀50~70年代,煤地質工作者對與煤伴生的U、Ge、Ga等有用元素進行過調查。80年代以來,隨著人們對資源開發中環境保護問題的日益重視,查明煤中有害元素種類、含量及分布特點,研究它們的地球化學特性等成為煤炭地質勘查的重要任務之一。相關的煤田地質單位,如中國煤田地質總局、原地礦部等,相繼完成了全國主要煤礦區煤的物質組成、元素組成、微量元素時空分布規律、賦存狀態、富集因素和成因類型調研工作。

『叄』 在什麼地方可以下到《煤、泥炭地質勘查規范》

煤、泥炭地質勘查規范

1 范圍
本標准規定了煤、泥炭地質勘查的目的和任務、階段劃分、工作程度要求、勘查方法原則,煤、泥炭資源/儲量分類條件和估算原則等
2 規范性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。
GB/T 13908-2002 固體礦產地質勘查規范總則
GB/T 50215-94 煤炭工業礦井設計規范
GB50197-94 露天煤礦工程設計規范
GB/T 12719-91 礦區水文地質工程地質勘探規范
3 煤炭地質勘查的目的任務
煤炭地質勘查的目的任務是為煤炭建設遠景規劃、礦區總體發展規劃、礦井初步設計提供地質資料。
4 煤炭地質勘查的基本原則
4.1 煤炭地質勘查工作必須從勘查區的實際情況和煤礦生產建設實際需要出發,正確合理地選擇採用勘查技術手段,注重技術經濟效益。
4.2 煤炭地質勘查工作必須以現代地質理論為指導,採用先進的技術裝備和勘查方法,提高勘查成果精度,適應煤礦建設技術發展的需要。
4.3 煤炭地質勘查必須堅持「以煤為主、綜合勘查、綜合評價」的原則,做到充分利用,合理保護礦產資源,做好與煤共伴生礦的其他礦產的勘查評價工作。
5 煤炭地質勘查的工作程度
5.1 階段劃分
煤炭地質勘查工作劃分為預查、普查、詳查、勘探四個階段。
5.2 預查階段
5.2.1 預查應在煤田預測或區域地質調查的基礎上進行,其任務是尋找煤炭資源。
5.2.2 預查工作程度要求
a) 初步確定工作地區地層層序,確定含煤地層時代
b) 大致了解工作地區構造形態
c) 大致了解含煤地層分布的范圍、煤層系數、煤層的一般厚度和埋藏深度,大致了解煤類和煤質的一般特徵
d) 大致了解其他有益礦產情況
e) 估算煤炭預測的資源量
5.3 普查階段
5.3.1 普查是在預查的基礎上,或已知有煤炭賦存的地區進行。
5.3.2 普查工作程度一般要求
a) 確定勘查區的地層層序,詳細劃分含煤地層,研究其沉積環境特徵和聚煤特徵。
b) 初步查明勘查區構造形態,初步評價勘查區復雜程度。
c) 初步查明可採煤層層位、厚度和主要可採煤層的分布范圍,大致確定可採煤層煤類和煤質特徵,初步評價勘查區可採煤層的穩定程度。
d) 調查勘查區自然地理條件、第四紀地質和地貌特徵,大致了解勘查區水文地質條件,調查環境地質現狀。
e) 大致了解勘查區開發建設的工程地質條件和煤的開采技術條件。
f) 大致了解其他有益礦產賦存狀況。
g) 估算各可採煤層推斷的和預測的資源量。
5.3.3 在煤炭資源條件較差、地質條件較復雜只能提交普查報告的井田,在普查工作程度的一般要求是:
a) 基本查明井田的構造形態和初期采區內的主要構造,詳細了解井田構造復雜程度。
b) 初步查明可採煤層的層數、層位、厚度、結構及可采范圍,適當加密控制初期采區范圍內煤層的可采邊界。
c) 初步查明可採煤層的煤質特徵,基本確定煤類及其分布,詳細了解其他有益礦產的工業價值。
d) 水文地質條件及其他開采技術條件等方面的勘查工作參照5.2.2.1條並按實際情況調整後確定。
e) 估算可採煤層的推斷的和預測的資源量。
5.4 詳查階段
5.4.1 詳查的任務是為礦區總體發展規劃提供地質依據。
5.4.2 詳查工作程度一般要求
a) 基本查明勘查區構造形態,控制勘查區的邊界和勘查區內可能影響井田劃分的構造,評價勘查區的構造復雜程度。
b) 基本查明可採煤層層位、層數、厚度和可采范圍,基本確定可採煤層的連續性,控制主要可採煤層露頭位置,了解對破壞煤層連續性和影響煤層厚度的岩漿侵入,古河流沖刷、古隆起等,並大致查明其范圍,評價可採煤層的穩定程度和可采性。
c) 基本查明可採煤層煤質特徵和工藝性能,確定可採煤層煤類,評價煤的工業利用方向,初步查明主要可採煤層風化帶界線,評價可採煤層煤質變化程度。
d) 基本查明勘查區水文地質條件,基本查明主要可採煤層頂底板工程地質特徵、煤層瓦斯、地溫等開采技術條件,對可能影響礦區開發建設的水文地質條件和其他開采技術做出評價,初步評價勘查區環境地質條件。
e) 對勘查區內可能有利用前景的地下水資源作出初步評價。
f) 初步查明其他有益礦產賦存情況,做出有無工業價值的初步評價。
g) 估算各可採煤層的控制的、推斷的、預測的資源/儲量,其中控制的資源/儲量分布應符合礦區總體發展規劃的要求。
5.4.3 在煤炭資源條件較差、地質條件較復雜只能提交詳查報告的井田,其詳細工作程度的一般要求是:
a) 查明井田的構造形態和初期采區內的主要構造,對井田邊界構造應作適當控制
b) 基本查明主要可採煤層的層數、層位、厚度、結構和可采范圍,在先期開采地段范圍內,適當加密控制可採煤層的可采邊界,控制主要可採煤層的露頭位置。
c) 基本查明可採煤層的煤質特徵,確定煤類及其分布。
d) 水文地質條件及其他開采技術條件等方面的勘查工作程度,參照5.5.2.1條並按實際情況調整後確定。
e) 估算可採煤層的控制的、推斷的和預測的資源/儲量。
5.5 勘探階段
5.5.1 勘探的任務是為礦井建設可行性研究和初步設計提供地質資料。
5.5.2 勘探的工作程度
5.5.2.1 對於擬建中型和中型以上機械化程度較高的井田,勘探工作程度的一般要求是:
a) 控制井田邊界構造、其中與礦井的先期開采地段有關的邊界構造線的平面位置,應控制在150米以內。
b) 詳細查明先期開采地段內落差等於和大於30米的斷層,詳細查明初期采區內落差等於和大於20米的斷層,對小構造的發育程度、分布范圍及對開採的影響作出評述。
c) 控制先期開采地段范圍內主要可採煤層的底板等高線,煤層傾角小於10度時,應控制初期采區內登高距為10米~20米的煤層底板等高線。
d) 詳細查明可採煤層層位及厚度變化,確定可採煤層的連續性,控制先期開采地段內各可採煤層的可采范圍,對厚度變化較大的主要可採煤層、應控制煤層等厚線。
e) 嚴密控制與先期開采地段或初期采區有關的主要可採煤層露頭為止,在掩蓋區,隱蔽煤層露頭線在勘查線上的平面位置應控制在75米以內,控制先期開采地段范圍內主要可採煤層的風氧化帶界線。
f) 詳細查明可採煤層的煤類、煤質特徵及其在先期開采地段范圍內的變化,著重研究與煤的開采、洗選、加工、運輸、銷售以及環境保護等有關的煤質特徵和工藝性能,並做出相應的評價。
g) 詳細查明井田水文地質條件,評價礦井充水因素,預算先期開采地段涌水量,預測開采過程中發生突水的可能性及地段,評述開采後水文地質、工程地質和環境地質條件的可能變化,評價礦井水的利用可能性及途徑。
h) 詳細研究先期開采地段和初期采區范圍內主要可採煤層頂底板的工程地質特徵,煤層瓦斯、煤的自燃趨勢、煤塵爆炸危險性及地溫變化等開采技術條件,並做出相應的評價。
i) 詳細調查老窯、小煤礦和生產礦井的分布和開采情況,劃出其采空范圍,對老窯的采空區應盡可能地控制、並評述其積水情況,詳細調查生產礦井和小煤礦的涌水量、水質及其動態變化,分析其充水因素。
j) 基本查明其他有益礦產賦存狀況。
k) 估算各種可採煤層的探明的、控制的、推斷的資源量/儲量。
5.5.2.2 對於擬建小型礦井的井田、勘探的工作程度可根據礦井建設的實際需要加以調整。
5.5.2.3 現有生產礦井為了擴大井田范圍,超出原已批準的地質報告的部分,其工作程度應視擴大區所處的井田部位,依據礦井改擴建設對擴大范圍的要求,由探礦權人與地質單位商定。
5.5.2.4 對於擬建中型以上機械化程度較高的露天礦,其勘查工作程度根據露天開採的特點應符合下列要求:
a) 復煤層按分煤層基本對比清楚。
b) 嚴格控制先期開采地段煤層露頭的頂底界面及煤層露頭被剝蝕後的形態,露天開採的最下一個煤層的露頭,其底板深度的誤差應控制在5米以內。
c) 詳細查明先期開采地段內落差達於10米的斷層,控制褶曲的產狀,褶曲軸部的標高應控制在10米以內。
d) 詳細查明各煤層的夾矸層數、厚度、岩性,對不能分層剝離的夾矸和在開采時可能混入煤中的頂底板岩石,均應了解其灰分、硫分、發熱量和真密度等質量特徵。
e) 基本查明剝離岩層中賦存的其他有益礦產,對具有工業價值的其他礦產,應提出必要的地質資料。
f) 詳細查明露天開採的最下一個可採煤層頂板以上各含水層,以及煤層底板以下的直接充水含水層的分布,厚度及水文地質特徵,計算露天開采第一水平的正常涌水量和最大涌水量,評價露天疏幹得難易程度。
g) 基本查明露天邊坡各岩層的岩性、厚度、物理力學性質,詳細了解軟弱夾層的層位,厚度、分布及其物理力學特徵,評價影響邊坡穩定性的主要地質因素,基本查明露天剝離物的岩性、厚度、分布及其物理力學性質。
h) 先期開采地段探明的和控制的資源/儲量比例,應比附錄E的要求提高10%。
6 煤炭地質勘查的控製程度
6.1 煤炭地質勘查工作必須根據地形、地址及物性條件,合理選擇和使用地質填圖、物探、鑽探、采樣測試等勘查手段。
6.2 凡裸露和半裸露地區,均應在槽井探及必要的其他地面物探方法和配合下進行地質填圖。地質填圖的比例尺一般為:
a) 預查階段 (1:50000)~(1:25000)
b) 普查階段 (1:50000)~(1:25000),也可採用1:10000
c) 詳查階段(1:25000)~(1:10000),也可採用1:5000

6.3 凡地形、地質和物性條件適宜的地區,應以地面物探結合鑽探為主要手段,配合地質填圖、測井、采樣測試及其他手段,進行各階段的地質工作。
6.4 凡不適於使用地震勘查的地區及裸露和半裸露地區,應在槽探、井探、淺鑽、地面物探和地質填圖的基礎上開展鑽探工作。
6.5 所有鑽孔都必須進行測井工作
6.6 預查、普查階段鑽孔中達到規定厚度的煤層應全部採取煤心煤樣,各種煤樣的采區及其測試項目,參考附錄F確定。
6.7 露天勘查的工作控製程度,根據露天開發建設的需要,一般應在露天初期采區范圍內採用平行等距剖面進行加密,其剖面間距可為同類型井田勘探階段先期開采地段基本線距的1/2。
7 煤炭資源/儲量分類及其類型條件
7.1 資源/儲量分類依據
7.1.1 可行性評價程度
可行性評價程度分為概略研究、預可行性研究和可行性研究三種。
7.1.2 經濟意義
7.1.2.1 經濟的
其數量和質量是依據符合市場價格的生產指標計算的,在可行性研究或預可行性研究當時的市場條件下開采,技術上可行,經濟上合理,環境等其他條件允許,即每年開採煤炭的平均價只能滿足投資回報的要求。
7.1.2.2 邊際經濟的
在可行性研究或預可行性研究當時,其開采是不經濟的,但接近於盈虧邊界,只有在將來由於技術經濟、環境等條件的改善或政府給予其它扶持的條件下才可變成經濟的。
7.1.2.3 此邊際經濟的
在可行性研究或預可行性研究當時,開采是不經濟的或技術上不可行的,需大幅度提高礦產品價格或技術進步使成本降低後,方能變成經濟的。
7.1.2.4 內蘊經濟的
僅通過概略研究,作了相應的投資機會評價,未做可行性研究或預可行性研究。
7.1.3 地質可靠程度
7.2 煤炭資源/儲量分類及類型條件
7.2.1 探明的煤炭資源/儲量的地質可靠程度
探明的煤炭資源/儲量在地質可靠程度方面必須符合下列條件
a) 煤層的厚度、結構已經查明,煤層對比可靠,可採煤層的連續性已經確定,煤類、煤質特徵及煤的工藝性能已經查明,岩漿岩對煤層、煤質的影響已經查明。
b) 煤層底板等高線以嚴密控制,落差等於和大於30米的斷層已經詳細查明
c) 各項勘查工程已達到勘探階段的控制要求
7.2.2 探明的煤炭資源/儲量分類
7.2.2.1 可采儲量(111):探明的經濟基礎儲量的可采部分。勘查工作程度程度已達到勘探階段的工作程度要求,並進行了可行性研究,證實其在計算當時開采是經濟的、計算的可采儲量及可行性評價結果可信度高。
7.2.2.2 探明的(可研)經濟基礎儲量(111b):同(111)的差別在於本類型是用未扣除設計、采礦損失的數量表述。
7.2.2.3 預可采儲量(121):同(111)的差別在於本類型只進行了預可行性研究,估算的可采儲量可信度高,可行性評價結果的可信度一般。
7.2.2.4 探明的(預可研)經濟基礎儲量(121b):同(121)的差別在於本類型是用未扣除設計采礦損失的數量表述。
7.2.2.5 探明的(可研)邊際經濟基礎儲量(2M11):勘查工作程度已達到勘探階段的工作程度要求,可行性研究表明,在確定當時開采是不經濟的,但接近盈虧邊界,只有當技術、經濟等條件改善後才可變成經濟的。
7.2.2.6 探明的(預可研)邊際經濟基礎儲量(2M21):同(2M11)的差別在於本類型只進行了預可行性研究,估算的基礎儲量可信度高,可行性評價結果的可信度一般。
7.2.2.7 探明的(可研)次邊際經濟資源量(2S11):勘查工作程度已達到勘探階段的工作程度要求,可行性研究表明,在確定當時開采是不經濟的,必須大幅度提高礦產品價格或大幅度降低成本後,才能變成經濟的。
7.2.2.8 探明的(預可研)次邊際經濟資源量(2S21):同(2S11)的差別在於本類型只進行了預可行性研究,資源量估算可信度高,可行性評價結果的可信度一般。
7.2.2.9 探明的內蘊經濟資源量(331):勘查工作程度已達到勘探階段的工作程度要求。
7.2.3 控制的煤炭資源/儲量的地址可靠程度
控制的煤炭資源/儲量的地質可靠程度方面必須符合下列條件:
a) 煤層的厚度、結構已基本查明,煤層對比可靠,可採煤層的連續性已基本確定,煤類、煤質特徵及煤的工藝性能已基本查明,岩漿岩對煤層、煤質的影響已基本查明。
b) 煤層底板等高線已基本控制,落差等於和大於50米的斷層已經基本查明。
c) 各項勘查工程已達到詳查階段的控制要求。
7.2.4 控制的煤炭資源/儲量分類
7.2.4.1 預可采儲量(122):勘查工作程度已達詳查階段的工作程度要求,預可行性研究結果表明開采是經濟的,估算的可采儲量可信度較高,可行性評價結果的可信度一般。
7.2.4.2 控制的經濟基礎儲量(122b):同(122)的差別在於本類型是用未扣除設計、采礦損失的數量表述的。
7.2.4.3 控制的邊際經濟基礎儲量(2M22):勘查工作程度達到了詳查階段的工作程度要求,預可行性研究結果表明,在確定當時開采是不經濟的,但接近盈虧邊界,待將來技術經濟條件改善後可變成經濟的。
7.2.4.4 控制的次邊際經濟資源量(2S22):勘查工作程度達到了詳查階段的工作程度要求,預可行性研究表明,在確定當時開采是不經濟的,需大幅度提高礦產品價格或大幅度降低生產成本後,才能變成經濟的。
7.2.4.5 推斷的煤炭資源/儲量的地質可靠程度
推斷的煤炭資源量在地質可靠程度方面必須符合下列條件:
a) 煤層的厚度、結構與初步查明,煤層對比基本可靠,煤類和煤質特徵已大致確定
b) 煤層產狀已初步查明,煤層底板等高線已大致控制
c) 各項勘查工程已達到普查階段的控制要求
7.2.6 推斷的煤炭資源/儲量分類
推斷的內蘊經濟資源量(333):勘查工作程度達到了普查階段的工作程度要求。
7.2.7 預測的資源量(334)?
勘查工作程度達到了預查階段的工作程度要求。
8 煤炭資源/儲量估算
8.1 煤炭資源量計算指標
8.2 各類型資源量計算塊段劃分的基本要求
8.2.1 劃分各類型塊段,原則上以達到相應控製程度的勘查線、煤層底板等高線或主要構造線為邊界。
8.2.2 跨越斷層劃定探明的和控制的塊段時,均應在斷層的兩側各劃出30米~50米的范圍作為推斷的塊段。
8.2.3 小構造和陷落柱發育的地段,不應劃定探明的或控制的地段。
8.2.4 露天勘查各級別塊段的劃分,不受初期采區內平行等距剖面加密的影響。
8.3 資源/儲量估算的一般要求
8.3.1 預查、普查階段估算的垂深,一般為1000米,最大不超過1200米,只適於建小型井的地區一般為600米,最大不超過1000米。
8.3.2 煤類或煤的工業用途不同時應分別估算。
8.3.3 資源/儲量估算中所利用的各項勘查工程成果和基礎資料的質量應當可靠。
8.3.4 煤層傾角小雨60度時,在平面投影圖上估算資源/儲量,當傾角等於或大於60度時,則應在立面投影圖或立面展開圖上進行估算。
8.3.5 煤層傾角小於15度時,可以利用煤層的偽厚度和水平投影面積估算資源/儲量,傾角等於或大於15度時,則必須以煤層的真厚度和斜面積進行估算。
8.3.6 對煤層厚度的特厚點、變薄點或不可采點,均應分析其原因,根據具體情況作適當處理。
8.3.7 資源/儲量的估算方法和各項估算參數,都應根據具體情況合理確定。
8.4 有夾矸的煤層採用厚度的確定方法
8.4.1 煤層中單層厚度小於0.05米的夾矸,可與煤分層合並計算採用厚度,但並入夾矸以後全層的灰分、硫分應符合估算指標的規定。
8.4.2 煤層中夾矸厚度等於或大於煤層最低可采厚度時,煤分層應分別視為獨立煤層,分別估算資源/儲量,夾矸厚度小於煤層的最低可采厚度,且煤分層厚度均等於或大於夾矸厚度時,可將上下煤分層厚度相加,作為採用厚度。
8.4.3 結構復雜煤層和無法進行煤分層對比的復煤層,當夾矸的總厚度不大於煤分層總厚度的1/2時,以各煤分層的總厚度作為煤層的採用厚度,當夾矸的總厚度大於煤分層總厚度的1/2時,按8.4.1條和8.4.2的規定處理
8.5 露天勘查煤層的夾矸和剝離物的估算
8.5.1 煤層夾矸的估算要求:
a) 各可採煤層應分別估算含矸率
b) 對煤層中厚度等於或大於1米的夾矸和小於1米的夾矸,應分別估算其含矸率
8.5.2 剝離物的估算要求
a) 按確定的露天邊界,分別估算第四系、煤層上覆岩層的剝離量。
b) 開采多煤層的露天礦,對煤層之間的剝離物,應單獨估算剝離量。
c) 按估算的剝離量與開採煤層的資源/儲量,估算出最大、最小及平均的剝采比。
9 煤層氣和其他有益礦產勘查工作
9.1 煤層氣和其他有益礦產的勘查,一般利用各種探煤工程進行,確有必要時也可布置部分專門勘查工程和測試研究工作。
9.2 各階段對煤層氣和其他有益礦產的勘查工作要求參照規定執行,評價指標應按有關礦中規定執行。
10 泥炭地質勘查
10.1 泥炭預查
依據區域地質資料和預測資料,進行初步野外觀測和極少量工程驗證,提出可供普查的地區。有足夠依據時可估算預測的資源量。
10.2 泥炭普查
10.2.1 目的
初步查明泥炭資源的分布、資源量和質量,為進一步詳細提供依據。
10.2.2 任務
10.2.2.1 初步查明區內泥炭的分布面積、礦層層數計其厚度、質量等情況。
10.2.2.2 初步了解泥炭賦存的地質、地貌及水文地質條件和泥炭的成因類型。
10.2.2.3 鈷酸腿短的和預測的資源量。
10.2.2.4 初步評價泥炭的開采利用技術經濟條件。
10.2.3 工作方法
10.2.3.1 收集資料:查閱前人有關工作成果,研究區域地質、水文地質等有關資料確定成礦遠景區。
10.2.3.2 訪問、踏勘、了解泥炭資源的分布和開發利用情況。編制普查工作設計。
10.2.3.3 野外工作底圖。
10.2.4 勘查手段和施工要求
必須從地質目的和經濟效果出發,根據地質、地形及泥炭埋藏條件,礦層厚度選擇探礦工具和手段。
10.2.5 取樣和樣品分析
10.2.5.1 含礦面積小於0.5平方公里的礦點取一至三個,大於0.5平方公里的礦點不應少於3個,以確定泥炭質量及進行綜合利用初步評價為原則。
10.2.5.2 取樣方法:據具體情況可採用探坑刻槽或鑽孔取樣,並要做詳細的取樣紀錄。
10.2.5.3 樣品質量:現在沼澤中的裸露泥炭,濕樣質量不應少於2公斤,埋藏泥炭樣質量不應少於1公斤。
10.2.5.4 包裝與送樣:樣品包裝一般用塑料袋或其他不易污染的材料,樣品標簽放於兩層塑料袋之間並在外面貼上編號膠布。
10.2.5.5 泥炭樣品的采樣數量和一般分析項目:主要根據綜合利用評價的需要而定。
10.3 泥炭詳查
對普查圈定的詳查區通過大比例尺地質填圖及多種勘查方法和手段,比普查階段密的系統取樣,對詳查區泥炭資源作出是否具有工業價值的評價。
10.4 泥炭勘探
10.4.1 目的:在泥炭詳查圈出的范圍內詳細查明礦體的規模、儲量和質量,做出綜合評價。
10.4.2 任務:
a) 詳細查明泥炭分布范圍、面積和礦層厚度、層數及泥炭質量變化規律
b) 詳細查明泥炭賦存的地質、地貌及水文地質特徵,確定泥炭的成因類型和形成時代
c) 准確圈定礦體邊界,控制礦層變化,估算探明的、控制的、推斷的資源/儲量。
d) 評價泥炭開采利用技術經濟條件
10.4.3 工作要求:
a) 地形地質測量選用地形底圖比例尺一般為(1:5000)~(1:10000)為宜,通過地質填圖基本查明礦區地層層序、言性組合、層位時代,觀察點密度以能基本控制地質體為原則。
b) 進行水文地質調查工作,查明地下水和地表水的補給,排泄條件,計算涌水量。
c) 工程網度一般要求按達到探明的資源/儲量標準的工程網度進行施工。
10.4.4 取樣方法和樣品分析,按自然分層或等距方式取樣,樣長一般不大於1米。
10.5 泥炭資源/儲量估算
10.5.1 泥炭品級和資源/儲量
10.5.1.1 泥炭品級取決於有機質的含量,分為有機質含量30%~50%的准泥炭和大於50%的泥炭兩個品級。
10.5.1.2 根據泥炭礦產資源本身的特殊性,其資源/儲量分類如下:
a) 探明的:是礦區開采設計依據的資源/儲量,其條件為:
1) 控制的礦體形狀、產狀及厚度變化,能准確圈定邊界
2) 劃分泥炭品級、掌握泥炭質量變化規律
3) 查明影響礦體儲量的夾層
4) 查明覆蓋層厚度,岩性和岩相變化
b) 控制的:是確定進一步部署勘探和制定泥炭資源開發利用規劃的依據,其條件為:
1) 基本控制礦體形狀、產狀及礦層厚度變化、主礦體邊界必須由工程式控制制
2) 基本確定品級和質量變化
3) 對影響礦體較大的泥沙、腐木等夾層已查明
4) 初步了解覆蓋層厚度、岩性和岩相變化
c) 推斷的:為進一步布置地質詳查和礦山建設所探求的遠景規劃量,要求對礦體范圍、礦層厚度、產狀和質量有初步了解
d) 預測的:對具有賦存泥炭資源的地區經過預查,有足夠的資料、數據估算出的資源量
10.5.2 資源/儲量估算的一般規定
10.5.2.1 估算指標:泥炭有機質含量大於等於30%。
10.5.2.2 復雜結構礦體資源/儲量的估算,當夾層大於等於0.1米,應當剔除,並分層估算資源/儲量。
10.5.2.3 泥炭資源/儲量是按實際探得的資源估算的,估算不包括采空區。
10.5.2.4 估算單位以干噸(萬噸)計。
11 資料編錄、綜合研究和報告編制
11.1 對原始資料編錄工作的基本要求為如下四點:
a) 按勘查設計的要求和有關規程的規定,各種勘查工程的原始記錄和數據資料必須齊全、准確、真實、可靠
b) 對自然露頭和各種勘查工程所揭露的地質、水文地質現象,都必須按規定的內容和要求,進行觀測、鑒定和描述、各種觀測、測量記錄資料,都應及時進行處理,解釋和整理
c) 原始資料編錄的工作程序、格式、內容、表達形式、術語等均應符合有關標準的規定
d) 各種原始記錄、原始編錄資料以及岩心、樣品、標本等實物資料,必須按有關規定的要求妥善保管,建立完整的原始資料檔案。
11.2 按照邊勘查施工,邊分析研究資料,邊調整修改設計的原則,對各種勘查技術手段所取得的資料均應進行及時且充分的分析研究和利用。
11.3 各階段地質報告的編制,原則上應按有關地質報告編寫規范規定的要求進行。

『肆』 應用地質學科的發展

(一)煤炭地質

經過我國煤炭地質工作者數十年的努力,基本形成了具有中國特色的煤炭地質理論體系,這一理論體系在聚煤規律研究和構造控煤作用研究兩方面取得了巨大成果:煤系高分辨層序地層模式、陸相成煤模式、海侵成煤模式、幕式成煤作用等新觀點的提出,深化了對聚煤規律的認識;盆地動力學分析、煤田滑脫構造研究、控煤構造樣式的劃分等新成果推動著構造控煤作用日趨深入和實用化(徐水師等,2009;賈建稱等,2010)。與此同時,以三維地震和3S技術為代表的新技術手段推動煤炭地質勘查向深度和廣度兩方面發展,形成了一個以煤炭資源遙感技術、高精度地球物理勘查技術、快速地質鑽探技術、煤炭資源勘查信息化技術、煤礦區環境遙感監測技術為主體的中國煤炭資源綜合勘查理論與技術新體系。該體系集理論研究、工作方法、技術裝備於一體,涵蓋了從煤炭資源勘查→采前建設→開采→采後治理的多個方面,實現了我國煤炭地質勘查理論和技術的跨越式發展。

(二)石油及天然氣地質

我國石油天然氣地質理論在以下5個方面取得了重大進展:第一,中國海相油氣藏成藏理論得到發展和完善。隨著一批新的油氣田的發現和探明,深化了我國海相油氣藏成藏控制因素和規律的認識。一是古隆起及古斜坡控制油氣運移、集聚與成藏。古生代克拉通盆地和中新生代前陸盆地的疊合盆地,環古生代大型克拉通生油坳陷的古隆起、古斜坡是油氣聚集成藏的有利部位。二是古岩溶儲集體提供了有利儲集空間。三是長期的低溫背景是長期生烴、多期成藏的重要條件。四是成藏封閉系統的演化控制了成藏特徵。早期封閉系統的演化,形成了重質海相原生油藏;晚期封閉系統的重建,則是輕質油氣藏尤其是天然氣藏形成的重要條件。第二,在盆山耦合關系及中國陸內前陸盆地勘探與地質認識方面取得重要進展。中國前陸盆地構造背景、形成演化有其自身的特殊性,中國學者稱之為陸內前陸盆地,由於其復雜的構造背景和演化歷史,導致中國主要發育有疊加型、改造型、早衰型和新生型4種類型的前陸盆地,在此認識基礎上,確立我國中西部前陸盆地下部「近源自生」和上部「遠源它生」兩大成藏體系,上部「遠源它生」成藏體系比下部「近源自生」成藏體系更具高效性;受4類前陸盆地演化控制,有4種相應的油氣聚集模式。第三,隱蔽油氣藏成藏理論和研究思路得到進一步豐富和發展,提出一系列新的認識和概念。在東部斷陷盆地形成的斷坡控砂、復式輸導和相勢控藏為核心的隱蔽油氣藏成藏理論基礎上,針對西部地層油氣藏提出了富油氣凹陷「滿凹含油」、「三面控藏」和「構造-層序成藏組合」等認識。第三,在我國南方、中西部海相盆地為主的疊合盆地油氣勘探和地質理論方面有重要進展,提出了「疊合盆地多期構造疊加控制的多元生烴和多期生烴模式」,瀝青裂解可能成為疊合盆地深層天然氣的一種來源。第四,在天然氣理論方面,建立了高效天然氣藏形成的地質認識框架。包括天然氣生成理論(生物氣-低熟氣成因、海相有機質和煤系氣源岩高演化階段生氣潛力),大氣田成藏過程示蹤研究(海相疊合盆地深層、陸相深層砂岩和火成岩大氣田),非烴氣體地球化學特徵及成因(CO2等H2S),非常規天然氣地球化學特徵(緻密砂岩氣、頁岩氣和煤層氣),天然氣實驗新技術和新方法等,這些研究進展豐富了天然氣地質學理論,促進了中國大氣田的發現。第五,我國油氣勘探的配套技術方法取得了顯著進展。包括:高精度三維地震採集-處理技術、三維資料處理技術、儲層地震描述技術和井筒工程配套技術為核心的隱蔽油氣藏勘探技術系列,以三維地震聯片處理技術、碳酸鹽岩儲層預測技術、超深層復雜地層鑽井技術、測井解釋與評價技術、碳酸鹽岩儲層酸壓改造技術為主的碳酸鹽岩古岩溶縫洞型油藏勘探的方法技術系列等(朱立新等,2007;宋岩等,2012)。

(三)水文地質

水文地質學主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。

20世紀80年代以來,由於地下水系統理論、非穩定流理論的輸入,以數值解或解析解為代表的現代應用數學以及計算機系統的廣泛應用,使地下水資源的研究發生了根本性的變化,把重點從傳統研究方法轉入模型研究方面,研究范疇也由單純研究地下水系統與自然環境系統之間的相互關系,擴大到研究與社會經濟系統的相互關系。冉全等以華北平原為研究區,提出了利用GRACE衛星反演區域地下水開采量的新方法。

20世紀90年代的岩溶研究取得了較系統的理論成果,採用現代技術獲得保存在岩溶形態中的古環境變化的信息,提出了岩溶環境系統的概念,使岩溶地質學發展成為水文地質學中的一個新的分支。

20世紀90年代中期實施西北找水計劃,1999~2004年實施西部嚴重缺水區人畜飲用地下水勘查示範工程。與此同時,建立了水文地質資料庫和數據處理系統,建立了城市地下水資源-環境管理專家系統。水文地質學進入信息時代和地下水資源管理時代(中國地質學會,2010)。

21世紀前10年,水文地質研究成果主要集中在三個方面:完成了新一輪全國地下水資源評價,重新評價了我國地下水量及其分布,評價出全國地下水天然補給量多年平均為9235億立方米,地下水允許開采量為3500億立方米;實施了全國地下水資源及其環境調查計劃,尤其是對華北平原地下水形成、演化和更新有了更進一步的認識;圈定了一批大中型地下水資源勘查遠景地段(朱立新等,2007)。

(四)工程地質

工程地質學是20世紀建立發展起來的一門地球科學。工程地質學主要研究建設地區和建築場地中的岩體、土體的空間分布規律和工程地質性質,控制這些性質的岩石和土的成分和結構,以及在自然條件和工程作用下這些性質的變化趨向;制定岩石和土的工程地質分類等。

新中國建立之初,我國從蘇聯引進了工程地質學。60多年來,中國工程地質取得了長足的發展,獲得了一系列重要成就。工程地質在治淮和治理海河的系列工程,長江、黃河、珠江、黑龍江四大流域的水利水電開發,寶成、成昆、襄渝、湘黔、蘭新等鐵道干線的建設,武漢長江大橋、南京長江大橋和黃河大橋的修建,鞍鋼、武鋼、攀鋼、金川、白銀等礦山開采,以及石油、煤炭基地的建設,港口和海岸工程、國防及尖端技術工程建設,攀枝花、嘉峪關、白銀、三門峽、金昌、大慶等新興城市和大量城市的擴建改建等方面作出了突出的貢獻。改革開放後,工程地質在龍羊峽、烏江渡、魯布格、天生橋、五強溪、二灘、三峽、南水北調等水利水電工程,秦山、大亞灣核電站,焦柳線、黔桂線、大秦線、京九線等鐵道線路以及許多大橋、長隧道工程,新的大型礦山油田建設,深圳和一大批經濟開發城市建設,高速公路、高速鐵路和高層建築、立交橋的建設等方面發揮了重要作用。

在工程地質實踐中,形成了一門新的學科——岩土工程學。這是在工程地質學、土力學、岩體力學和水文地質學的基礎上發展起來的交叉學科。中國科學院地質與地球物理研究所以谷德振為首的工程地質研究集體在地質力學和岩體力學的基礎上,將裂隙岩體的結構面作為研究核心,提出岩體結構力學的概念,創立了岩體工程地質力學和岩體結構控制論,強調岩體結構及其對岩體穩定性的控製作用,充分論述岩體結構類型及其力學性質和變形破壞機制、岩體質量及其穩定性評價等(中國地質學會,2010)。

此外,在土體研究方面,對土的微結構開展了廣泛研究,有了深入了解;在區域地殼穩定性研究方面,發展了相對穩定區和「安全島」等理論。其核心問題是斷層發育情況與活動性,地應力狀況,以及區域地震危險性分析,據此做出區域地殼穩定性的分區和評價;在地質災害意識和研究方面,把過去工程動力地質現象的研究引向偏重地質災害方面,並與環境工程地質研究結合起來,進行地質災害的監測、預測預報及防治措施;在工程地質勘察質量方面,在詳細可靠的基礎地質工作和大量勘探試驗工作的基礎上,使用各種新技術、新方法,做了較充分的地質分析和定量評價。

(五)環境地質

環境地質學是研究人類活動和地質環境相互作用的學科,其研究內容為自然和人為引起的環境地質問題,20世紀70年代初期中國開始探討環境地質學的范疇、理論和方法,組建研究機構,到70年代中期,發展成為一門較系統的新學科。

我國環境地質研究近年來取得了一系列重要成就,主要體現在以下幾個方面:①圍繞著城市快速發展,開展了全國330個地級城市,北京、天津、上海三大城市群和巨型城市的環境地質調查與評價,以及環渤海環境地質調查,為城市規劃、建設和管理提供了科學依據。②對大江大河(長江、黃河)開展了新一輪環境地質調查。如對長江上游斜坡的穩定性開展了脆弱性評價;對長江中游,特別是三峽水庫蓄水135米、175米岸坡的穩定性與斜坡變形做了專門調查與監測;對長江中游水患區,即江漢湖群、洞庭湖、鄱陽湖、巢湖地區開展了調查。③開展了新一輪東南沿海及重要經濟區環境地質調查。④全國礦山環境地質調查,弄清了礦山現狀,初步查明了主要環境地質問題,分析了潛在危害,為合理開發礦產資源、保護礦山環境和實現礦山整治、生態恢復與重建,以及礦山地質環境監督管理提供了科學依據。⑤專門開展了北京地區、蘇錫常地區、珠江三角洲地區淺層地下水有機污染調查。初步查明城市及周邊地區的加油站幾乎都有油罐滲漏現象,導致淺層水烴類污染嚴重(哈承祐,2006)。

我國的環境地質學參與了地方病防治調查、環境水文地質和環境工程地質調查、地質災害調查、地下水污染調查等,通過調查和研究提出對策,特別是對地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降和地面塌陷等問題,在廣發調查和深入研究的基礎上,提出了防治的措施。同時,編制了1:600萬比例尺的《中國環境地質圖系》(11幅),編寫了《中國地質災害》(中國地質學會,2010)。

『伍』 礦產勘查技術

「十一五」期間,研製了中國首套全軸航次梯度測量系統,集成了航重勘查系統,研發了時間域航空電磁和伽馬能譜勘查系統、2000 米深系列全液壓岩心鑽探設備、X射線熒光測井儀、大深度多功能電法儀和手提式 X 射線熒光儀等儀器。創新並豐富了岩性油氣藏、前陸盆地、變質基岩油氣成藏、古生界海相碳酸鹽岩油氣成藏、海相深層碳酸鹽岩天然氣成藏機理等地質理論。在變質基岩油氣成藏理論及勘探配套技術的指導下,渤海灣盆地發現億噸級儲量區帶。

煤田地質勘探研究建立了中國煤田聚煤規律和構造控煤作用理論,為煤炭資源綜合勘查技術體系提供了有力支撐,提出集煤炭勘查、礦井建設、安全生產、環境保護和以煤為主、煤層氣與之有一定成生關系的潔凈新能源及共、伴生礦產資源勘查為一體的「煤炭資源綜合勘查」新思路,形成了中國煤炭資源綜合勘查理論新體系。以三維地震勘探為核心的物探技術、鑽探技術和地質信息系統極大提高了勘探精度。

通過成礦規律和找礦方法研究,實現重點成礦帶找礦突破。初步建立東天山、柴北緣等成礦帶斑岩型銅礦、沉積變質型鉛鋅礦、矽卡岩型、岩漿熔離型銅鎳礦、熱液脈型鉛鋅礦、蝕變岩型金礦等 14 個重點礦床類型的礦床模型和找礦模式;建立了荒漠戈壁覆蓋區、草原覆蓋區、黃土覆蓋區、乾旱鹽鹼化區、高寒山區、森林沼澤覆蓋區等 6 種特殊景觀區地質找礦方法技術及組合;在雲南紅河、西藏甲馬地區建立了勘查示範研究基地。

在一些國外長期以來一直採取限制政策的國際尖端技術研究方面,取得了突破性進展。例如,中國首套全軸航磁梯度測量系統已研製成功並投入試生產;集成了中國首套勘探型航空重力勘查技術系統,各項技術指標達到國際先進水平;完成寬幅高光譜成像載荷的原型樣機詳細方案設計,配套製冷機已經研製出樣機。

在一些長期以來一直獨佔中國市場的國外技術研究方面,取得了實質性進展。例如:研製出氣密性海水分層采樣系統、氣密性孔隙水原位採集系統和船載監測平台。2009年在南海中央海盆 4000 米水深海域成功採集了多個不同層位孔隙水樣品,這是目前國際上首次直接從深海海底沉積物中獲得原位孔隙水樣品;研製一套微型溫度測量儀,在2009 年度海洋四號船執行天然氣水合物調查航次中進行了多個站位的海上試驗,測試結果與德國同類設備對比顯示,數據的一致性較好;研製出大功率多功能電磁探測儀器樣機、2000 米地質勘探鑽機成套設備,實際應用表明多項技術指標走在世界前列。

經創新研發,星-空-地立體調查技術體系基本建成,地質調查探測能力顯著提升。圍繞空中、地面、深部礦產勘查以及礦產綜合利用等關鍵技術的研發和儀器的研製,涉及勘查技術的物探、化探、遙感、鑽探、分析測試和礦產綜合利用等六大領域,基本建成星-空-地面-地下立體對地勘查技術體系。衛星和航空對地觀測技術、勘查地球物理技術、勘查地球化學技術、鑽探技術等勘查技術和地質分析測試技術、礦產綜合利用技術為資源勘查、環境調查、工程建設提供了有力支撐。一是集成開發了航空物探勘查技術系統,提高了數據採集能力。二是成功研製具國際先進水平的大深度重磁電地球物理測量儀器,打破了該領域國外壟斷地位。三是地球化學勘查技術全方位發展應用,保持世界領先地位,特殊景觀區域化探方法技術支撐了全國地球化學掃面計劃;完成了中國西南四省區及南部地區 76 種元素區域化探圖編制;面向資源、環境、農業、土地管護等多種目標,完善了生態環境地球化學調查技術;低密度地球化學填圖技術處於全球地球化學填圖領先水平;深穿透地球化學技術研究取得明顯進展。四是建立了一套獨具特色的遙感異常信息提取方法技術。五是衛星及航空遙感地質技術成功應用。六是成功研製 150 ~ 2000 米系列全液壓岩心鑽機,開發了高精度定向對接貫通井技術。七是地質測試分析技術取得重要進展,研製獲得 141 個標准物質及監控樣,研製成功痕量、超痕量、有機結合態元素等分析測試技術,顯著提高了探測精度和范圍。

『陸』 中國煤炭工業地震勘探技術的新進展

時作舟唐建益方正

(中國煤田地質總局,河北涿州072750)

摘要地震技術在中國煤炭工業中的應用已有40年歷史。以往,用這一技術在中國發現了幾十個新煤田和煤產地,並與鑽探配合,對200個以上地區的煤田、井田進行了普查、詳查、精查勘探。形成了一套適合於中國地質情況的獨特的綜合勘探技術。近年,為適應各大型、特大型煤礦區淮南、淮北、平頂山、兗州、神木、潞安、開灤等綜合機械化採煤的需要,發展了一種專門為采區設計服務的地震技術,在為煤炭工業生產和建設提供更高精度的地質成果方面取得了重大進展。本文以實例,簡要論述了近年來中國煤炭工業地震勘探技術的新進展,包括高解析度地震、煤礦采區地震、高解析度三維地震、煤層橫向預測、VSP以及岩溶地震勘探技術。

關鍵詞煤炭地震新進展地震勘探中國

1引言

中國是世界上以煤炭為主要能源的少數國家之一,煤炭在一次能源生產和消耗結構中約佔76%。中國的煤炭主要產自石炭二疊系、侏羅系,少部分產自第三系。煤礦的地質構造比較復雜,煤層的穩定性也較差,給開發開采帶來了困難。中國東部、中部大型綜合機械化採煤工作面,常因地質構造影響正常生產或使採掘接替失調。一些基建礦井對設計作重大修改或重新調整采區設計或增加井巷工程量,使巷道報廢,造成重大經濟損失。用鑽井加密的方法更細微了解地質構造周期太長、成本太高,經濟上很不合算,有時甚至是不可能的。

近年,中國東、中部地區的大型礦井,因依靠深入的地震工作及其進步技術,進行了成功勘探,在100多個煤礦采區取得了突出的地質效果和經濟效益。使這100多對礦井在一定程度上扭轉了煤礦建設和生產上由於地質構造問題引起的被動局面,促進了中國煤炭工業的發展。

現今的地震技術,在煤炭工業中已可成功地完成以下地質任務。

(1)查明落差大於10m以上的斷層(二維地震);查明落差大於5m以上斷層、查出落差大於3m的斷點(三維地震);

(2)查明主要可採煤層中幅度大於10m(二維地震)和5m(三維地震)以上的褶曲,主要可採煤層底頂板深度誤差小於2%(二維地震)和1%(三維地震);

(3)確定和預測主要可採煤層分叉合並帶、沖刷帶、天然焦化帶;

(4)確定廢棄巷道位置;

(5)探測陷落柱;

(6)探測煤層隱伏露頭位置、平面位置誤差<50m。

2高解析度地震技術

煤礦高解析度地震技術是一項系統工程,它包括野外工作方法、儀器和資料處理技術的全面改進。提高解析度能力的關鍵是增強信號的高頻成分,當然僅提高頻率是不夠的,還必須加寬頻帶和兼顧改善高頻訊號的信噪比,以及對環境高頻雜訊的抑制。這就帶來了以下問題:

(1)如何激發頻率較高、頻帶寬的地震信號;

(2)如何接收和盡量避免接收過程中的高頻信號的損失;

(3)在記錄時如何將反射波中的高頻信息記錄下來;

(4)如何提高信噪比,還要盡可能保留反射波中的高頻信息;

(5)如何補償地震波傳播中高頻的衰減;

(6)如何在處理中提高解析度。

在中國東部、中部特大型煤礦,通過野外試驗確定的方法是:

2.1激發

在兼顧信噪比的基礎上,採用高速成型炸葯,小炸葯量一般為0.5~1kg,按各地區潛水位和地層條件選擇激發高頻成分、高信噪比的最佳地層來激發地震波,井深8~15m或30m,礫石區採用可控震源(10~125Hz,8~10次掃描)。

2.2接收

(1)採用60Hz檢波器或100Hz檢波器或水聽器或渦流檢波器,安置在深0.3m或2m的淺坑或8m淺井中,以防止地表高頻雜訊和避免低速帶對高頻反射信號的吸收;

(2)時間采樣率0.5ms、1ms;空間采樣率2.5m、5m、10m;

(3)採用24位A/D轉換,超低雜訊超低畸變的地震資料採集系統;

(4)野外地震儀器前置放大器用30Hz或60Hz或90Hz的低通濾波器;

(5)12次、24次或48次疊加;

(6)單點多檢波器接收。

2.3資料處理

野外採集的原始地震記錄,主要煤層反射波的頻率一般僅在60Hz左右。不能達到要求的解析度,事實上不大可能在採集階段完全解決解析度問題,而且也是不經濟的。精細處理可以使解析度得到很大提高。眾所周知,處理中除有提高解析度的有力手段之外,也有很多環節包括疊加在內降低了解析度。因此,在處理中各地區十分注重以下問題:

(1)精細靜校正,應用初至折射資料估算靜校正量;

(2)高精度動校正,以減小拉伸畸變,減小高頻校正誤差;

(3)雜訊衰減;

(4)壓縮和緩和子波作用;

多道最小平方統計反褶積、Q補償、子波處理、串聯反褶積、反Q濾波;

(5)連並約束反演;小波變換。

採用以上方法,使1000m以上主要可採煤層反射波主頻達到100Hz左右,優勢信噪比頻率達到10~200Hz,在地震剖面上能分辨落差大於5~10m的斷點,厚約0.7m的煤層。

2.4實例

(1)圖1是淮南礦區一張典型的高解析度地震剖面,圖中左下角的斷層和中部的褶曲構造清晰可見。

圖1典型的高解析度地震剖面

圖2連井約束反演地震剖面

a—約束反演前地震剖面;b—約束反演後地震剖面

(2)圖2連井約束反演地震剖面,經連井約束反演處理後,主要反射頻率由60Hz提高到約100Hz。

3三維高解析度地震勘探技術

3.1三維地震勘探技術特點

前已敘及,由於開採煤炭的深度較淺(垂深1000m以內),對地質構造查明的程度要求又很高。因此,中國煤炭工業中的三維地震勘探技術與石油工業中的三維地震勘探技術有著以下不同的特點:

(1)排列長度較短,一般約500~700m,非縱距不超過600m;

(2)CDP網格很密,一般為(5~10)m×(10~20)m;

(3)採用高頻檢波器接收,其自然頻率在60Hz、100Hz,埋置在深0.2~0.3m的淺坑中;

(4)通常以4線6炮或8線3炮製獲取12次覆蓋共深度點反射地震數據;

(5)在資料處理中通常用每平方公里5~10個鑽井數據對反射層位進行標定;

(6)採用鑽孔標定速度,使主要解釋精度達到1%;

(7)對地震成果數據進行動態管理,即使用採掘過程中的新獲得數據對,地震解釋成果進行實際修正,重新解釋。

近年,在中國的淮南、淮北、濟寧、開灤、永夏、大屯等礦區已完成15塊三維地震勘探,每塊面積2~7km2

其主要效果:

(1)查明了采區內落差大於5m的斷層,落差3m的斷點在地震剖面上顯示明顯;

(2)主要可採煤層底板埋藏深度誤差,經巷道驗證<1%;

(3)查出運輸大巷的位置。

3.2典型實例

(1)圖3是淮南礦區LB礦3.4采區三維地震數據盒。

圖3淮南礦區LB礦3、4采區三維地震數據盒

(2)圖4是淮南礦區PS礦A采區三維地震水平切片的一部分。小斷層斷距5m,在圖中黑框內清晰可見。

圖4淮南礦區PS礦三維地震水平切片小斷層斷距5m

4煤層橫向預測的地震技術

4.1煤層預測

煤層橫向預測的地震技術是以地震信息為主結合鑽井地質成果和測井成果,研究煤層橫向變化。煤層橫向預測採用以下幾項技術:

(1)煤層層位精細標定技術;

(2)煤層底板空間幾何形態描述技術;

(3)主要可採煤層厚度變化預測技術;

(4)煤層分叉、合並帶、沖刷帶描述技術;

(5)主要可採煤層露頭預測技術。

橫向預測煤層的依據是地震反射波的振幅變化、相位變化、頻率變化和速度變化。

通常預測煤層是利用人工合成記錄,VSP資料對地震剖面上反射波的層位進行精確標定後用下述方法實現:

(1)波形分析法;

(2)特徵參數法;

(3)穩健迭代法反演;

(4)積分地震道技術和波阻抗反演;

(5)子波振幅譜總能量法;

(6)道振幅譜比法。

4.2典型實例

(1)圖5是一段典型的處於煤層分叉、合並地段的地震剖面、圖中T3波為3號煤層反射波,T3L波為三號石灰岩反射波。

圖5典型的煤層分叉、合並地段的地震剖面(引自劉天仁)

(2)圖6是用地震資料解釋的3號煤層分叉、合並成果平面圖。該成果經三批38個鑽井驗證成功率達84%。圖中地震解釋與鑽探不一致的鑽孔為T17-9、T8-3、T14-2、T15-3、T23-1、T10-3。

5煤礦采區地震技術

5.1采區地震技術特點

礦井初步設計前後,或煤礦投入生產後為合理布置采區、預備采區或工作面,而應用的地震技術稱之為采區地震技術。它是90年代發展起來的為煤礦生產服務的技術,主要特點是:

圖6用地震解釋的3號煤層分叉、合並成果平面圖(引自朱華榮、楊奎)

該成果經三批38個鑽井驗證成功率達84%,圖中●為地震解釋成果經鑽探驗證不一致鑽孔

(1)普遍採用二維、三維高解析度地震技術。

(2)二維勘探測網較密一般175m×250m,構造復雜區125m×200m;三維測線網(20~40)m×(40~60)m。

(3)采區地震技術要完成以下主要地質任務:

①二維勘探查明落差10m以上的斷層,查出落差5m的斷點;三維勘探則查明落差5m以上的斷層,查出落差3m以上的斷點;②主要煤層底板的深度誤差<1%(三維)、2%(二維);③查明主要可採煤層沖刷帶范圍;④查明陷落柱的范圍。

(4)具有一整套適應各地區不同地質情況二維地震數據時深轉換,三維偏移歸位技術。

5.2實例

(1)淮南LB礦井

該礦井設計年產300萬t,在即將建成前進行采區高解析度地震勘探。原礦井設計區內只有一條原F39斷層,設計兩個采面。地震勘探後煤系地層起伏形態與精查地質報告基本一致,但斷層變動較大如圖7。可見兩個采區均為采區地震勘探查出的延伸很長的F39斷層切剖,為此對設計采面進行改動,新工作面可推進2000m。1993年投產至今已產原煤200萬t以上。

圖7淮南LB礦井高解析度地震勘探前後斷層構造對比圖

圖中原F39為精查勘探查出的斷層,F39、Fs為采區地震勘探查出的斷層,巷-541/震-537分別為巷道對13-1煤層底板標高驗證結果和地震解釋結果

(2)河南LE礦井

該礦井設計年產240萬t,原設計采區內無斷層采區,采區地震勘探後查明斷層17條。原設計三個采面中的兩個采面被斷層切斷,見圖8。後只好修改設計,避免了經濟損失。

圖9是一張典型的煤礦采區地震時間剖面,圖中T3為3號煤層反射波,由F12和八里鋪斷層切割,而形成的地質構造清晰可見。

6垂直地震剖面(VSP)

VSP主要用於確定反射波的地質層位;提高地震資料處理解析度和了解鑽井周圍及井底以下的地質構造。

7奧灰岩溶地震勘探技術

奧灰岩溶水一直是中國邢台、峰峰、焦作、鶴壁、邯鄲等煤礦生產防治水和開采太原組煤層的主要障礙。據估算至少有5億t煤受水的威脅無法開采。以往,靠鑽井的方法予以探測成本高、周期長、成功率低。奧灰岩溶地震勘探技術主要藉助於中、低頻勘探,高覆蓋次數的地震數據的特殊處理,來完成對奧陶灰岩內幕、岩溶發育帶和奧灰頂界的埋深,斷層的導水性的勘查。

圖8LE礦井高解析度地震勘探前後斷層構造對比圖

1—地質精查查出的斷層;2—高分辨地震查出的斷層;3—二1煤層底板等高線

圖9典型的采區地震時間剖面

圖中TQ為新生界底界面反射波,T3為3號煤層反射波

8結論

本文簡要論述了中國煤炭工業地震勘探技術的新進展,可以看到它在煤炭工業中的應用已取得了豐碩的成果。高解析度二維、三維地震;地震道反演;VSP等等技術,特別是高解析度三維地震,由於技術成果精度高,勘探周期短,因此把它作為煤礦設計和開采中高度現代化的工具,正在成為中國東部地區一些煤礦的標准作法。

今後,中國東部、中部地區仍將是中國的主要產煤基地,開采深度將更深(1000~1200m)。為煤炭工業服務的地震技術將向勘探細小構造3m或更小斷層的,高解析度、高精度三維地震勘探和煤層勘探的目標發展。在綜合利用各種資料和技術時,煤層橫向描述,煤層頂底板岩性變化描述,地壓預測,瓦斯富集帶預測,斷層導水性預測技術也將在礦井中起著重要作用。

參考文獻

[1]唐建益.煤田波阻抗剖面.煤田地質與勘探,1985,3:51~61.

[2]方正.中國煤田勘探地球物理技術.地球物理學報,1994,37(增41):396~407.

[3]唐建益.中國煤田地震勘探剖面圖集.北京:煤炭工業出版社,1992.

『柒』 中國煤炭地質總局改革發展情況調查報告

中國煤炭地質總局主要從事煤炭資源勘查工作,長期擔負著為國家煤炭工業發展提供資源保障的重任。中國煤炭地質總局擁有一大批基礎理論扎實、工作經驗豐富的煤炭地質勘查和管理專家,掌握了我國煤炭資源的聚集和賦存規律,館藏了全國50年來煤炭地質資料,形成了世界一流的煤炭地質勘查技術體系。中國煤炭地質總局除對全國煤炭資源勘查和煤炭地質行業實施統一歸口管理外,還承擔國家地質項目、煤炭資源勘查規劃等行業管理和指導及地質技術標准制定和修訂工作。

一、經濟發展狀況

(一)隊伍基本情況

截至2006年末,中國煤炭地質總局所屬煤炭地質局、專業局、在京單位等二級單位共計18個,下屬48個野外地質隊,共有職工35319人,其中在職職工17440人,離退人員17879人。在職職工中:地質勘查從業人數5632人,其中,技術人員4646人,高級技術人員546人,中級技術人員937人;工程勘查與施工從業人員4078人;其他產業從業人員7730人;本期勞動者報酬34287.23萬元。

(二)經濟發展情況

截至2006年末,總資產為28.64億元,比2005年的24.45億元增長了4.19億元,增長17%。其中:生產性資產原值7.65億元,比2005年6.45億元增長1.20億元,增長18%。總負債16.77億元,資產負債率58%。

2006年實現總收入25.29億元,較2005年19.37億元增長5.92億元,增長31%。其中:地質勘查業收入9.87億元,較2005年7.15億元增長了2.70億元,增長38%。工程勘察施工收入6.08億元,較2005年4.59億元增長1.49億元,增長32%,其他產業收入9.35億元,較2005年7.63億元增長1.72億元,增長22%。2006年所有者權益為11.86億元,較2005年9.52億元增長了2.34億元,增長了24%。

(三)從事公益性地質工作情況

長期以來,我局一直從事公益性地質工作,地質工作管理體制改革以來,公益性地質工作大幅度減少。2006年,我局實施公益性國土資源大調查項目5項,完成投資額420萬元;實施戰略性礦產資源補償費項目10項,完成投資額3530萬元。

(四)從事商業性地質工作情況

地質工作管理體制改革以來,我局積極開拓商業地質市場,2006年承攬社會地質項目180多項(其中非煤地質勘查項目40多項)。全年完成鑽探工程量179.2萬米,地震物理點28.9萬個,電法物理點3.9萬個,提交各類地質報告10件,新探明煤炭儲量59.1億噸。

(五)礦業開發情況

為了保持經濟發展平衡性,培育新的經濟增長點,實現經濟跨越式發展,我局在「十一五」規劃中提出了礦業開發的目標,部分單位在探礦權運作和通過聯合、股份制等方式實施探采一體化方面,進行了有益的探索。目前,礦業開發正處在前期地質工作和可行研究階段。

(六)工程勘察施工情況

工程勘察是煤炭地質單位發揮核心技術發展起來的延伸產業,現已發展成為煤炭地質經濟發展的重要支柱產業,2006年工程勘察施工完成經營收入6.08億元。

二、改革取得的主要經驗

中國煤炭地質總局按照國家對地勘單位改革的要求和國資委對中央企業改革的要求,緊緊抓住國家加強地質工作的有利時機,積極探索適應於市場經濟發展要求的新體制、新機制,促進了煤炭地勘單位的改革發展。(一)加強地勘隊伍建設,整合優勢資源

根據地勘市場發展需要,各地勘單位積極籌措資金,先後引進了一批先進的技術和裝備,提高了技術和裝備水平,提高了復雜和特殊地質條件下的施工能力;通過組建中國煤炭地質總局勘查總院及各局勘查院,整合優良資源,把技術、人才、裝備集中起來,形成了一支能夠適應不同地質市場需求、專業突出、結構合理、人員精幹、裝備精良、技術知識密集型的地質勘查專業隊伍,提高了煤炭地質單位的市場競爭能力。

(二)實施「大地質、大市場」戰略,拓展地質工作服務領域

各單位根據區域經濟發展和礦產資源狀況,一方面,積極爭取承擔國家地質勘查項目;另一方面,加強對已掌握的地質資料的分析研究,以市場為導向,加大了以煤炭為主、多種礦產資源共同勘查的力度,在努力發展商業性地質市場的同時,根據經濟社會發展需要,大力發展礦山地質、水文地質、工程地質、環境地質、災害地質、城市地質等延伸產業,拓寬了地質工作服務領域。

(三)實施事企分體運行,積極穩妥地推進企業化改革

我局首先在地勘隊一級單位實施事企分體運行,在內部劃分為事業、企業兩大部類,在管理體制、管理職能、人員、資產、經費、財務核算和薪酬制度上分開,實行不同的管理方式和運行機制。在此基礎上,各地勘單位組建「大公司」,模擬企業運行,推動了地勘單位企業化發展。

三、「十一五」戰略規劃要點

(一)指導思想

以鄧小平理論、「三個代表」重要思想和科學發展觀為指導,以提高經濟效益為中心,堅持地質勘查主業,堅持煤炭地質事業,堅持以人為本;加快企業化改革進程,加快企業規模建設,加快科技創新步伐,加快構建煤炭資源勘查新體系,加快企業文化建設,加快「三個文明」建設相互促進、協調發展,推進煤炭地質經濟跨越式發展。

(二)主要經濟指標

煤炭地質經濟在優化產業結構、轉變經濟增長方式、提高效益的基礎上,經營收入、利潤總額、職工人均收入以年均15%左右的速度增長,到「十一五」末,經營收入、利潤總額和職工年人均收入分別達到33億元、7000萬元和3.2萬元,力爭達到40億元、8200萬元和3.5萬元,經濟指標均比「十五」翻一番。

(三)主要任務及工作目標

(1)建立煤炭地質勘查新體系,建設創新型地質單位;

(2)突出發展主業,實現做精主業,帶動做強,從而做大的戰略目標;

(3)以建立現代企業管理模式為目標,完善現代企業管理體制;

(4)建立以企業為主體、以市場為導向、以人才為支撐、產學研結合的科技創新體系,確保煤炭地質綜合勘探、高解析度地震勘探、航測、遙感、地理信息和特種勘探技術國內領先、國際先進水平,實現1~2項地質勘查關鍵技術的突破;

(5)構建煤炭地質和諧單位,企業品牌建設取得新進展,職工整體素質顯著提高,精神文明創建活動取得新成果。

四、關於加強行業管理的幾點建議

地質勘查工作涉及的服務領域寬廣,也決定了其行業管理的特殊性和復雜性。地勘行業舊的管理體制改革之後,新的管理體制尚不完善,在體制轉變的過渡時期,應努力探索行之有效的行業管理辦法,建議在以下幾個方面加大工作力度:

(一)加強行業法律法規和地質勘查工作規程規范的制定

一是應進一步完善有關地質勘查方面的法律法規以及各類地質工作的行業標准、規程、規范等等,加大執法監督的力度;二是應加強地質勘查規劃和管理工作,加強對規劃和計劃執行完成情況的指導、檢查和監督;三是加強礦業權設置和商業性地質工作市場的管理,嚴格審批控制和市場准入制度。

(二)加強原工業部門地勘隊伍的專業化建設

原工業部門的地勘隊伍在不同礦產資源勘查中發揮了重要作用。由於不同地質工作的特點不盡相同,特別是礦產資源勘查工作的標准、規程、規范等有很大差別,因此,應就如何在新形勢下進一步發揮各工業部門地勘隊伍的作用,如何加強工業部門地勘隊伍建設進行深入研究。

從煤炭資源勘查來講,進一步規范煤炭資源勘查市場,提高地質勘查工作程度,為煤礦建設和生產以及國家煤炭資源儲備提供後備基地,為煤炭資源戰略規劃提供科學依據,是煤炭地質勘查工作的當務之急。《國務院關於促進煤炭工業健康發展的若干意見》明確提出,煤炭工業健康發展要建立五大新的體系,並從資金支持、礦權管理、隊伍建設、市場准入、勘查規范等方面,對加強煤炭資源勘探工作提出了指導性意見。完整、科學、可靠的煤炭地質資料是構建煤炭資源開發監管等五大體系的基礎;對煤炭賦存狀況及開采技術條件的地質評價是構建資源開發監管體系、煤炭供應體系、安全生產保障體系的前提;煤炭水、工、環地質手段是構建煤炭循環經濟體系的保證。要做好這些基礎工作,必須建立一支精幹高效、裝備精良的煤田地質隊伍。所以,建議在加強煤炭地質勘查項目管理、建立和完善煤炭地質勘查標准化體系、推進煤炭地質科技創新等方面,進一步發揮我局的作用。我局將在國家煤炭行業和礦產資源主管部門的領導下,積極負責地協助做好相關工作。

(三)積極穩妥地推進地勘單位改革

從地勘單位歷史和現狀看,對地勘隊伍改革不應簡單地認為就是轉企,改革過程中應區別不同情況,因地制宜,因時制宜,分類指導,分步實施。地勘單位經濟基礎差、發展資金短缺、技術裝備不足、結構調整困難大等問題,並未從根本上得到解決,絕大多數地勘單位離開事業費的支撐,都難以生存,地勘單位的企業化改革還需要一個較長的過程。希望加強對地勘單位改革理論與實踐的研究,為地勘單位的改革給予必要的外部環境和條件,幫助其解決歷史遺留問題,加大對國辦發37號、2號、76號、4號等文件及配套文件的落實力度,並在資金、技術裝備等方面出台一些新政策,形成有利於地勘單位改革、發展與穩定的政策體系。

(中國煤炭地質總局地質處)

『捌』 中國煤炭地質勘查新系統的構成

徐水師、王佟等(2009)總結了煤炭地質勘查技術的發展,進一步強調煤炭地質勘專查要始終堅持「以煤為主屬、綜合勘查、綜合評價」的原則,做到充分利用、合理保護礦產資源,做好與煤共伴生的其他礦產的勘查評價工作,尤其要做好煤層氣和地下水(熱水)資源的勘查研究工作。同時,綜合勘查也是指在煤田地質勘查各階段,針對具體地質和地球物理條件,因地制宜地綜合運用各種勘查手段所進行的勘查研究工作。

根據我國煤炭資源東西分帶、南北分區的分布特點,將中國煤炭分為東部、華南、西北、西南四個賦煤區,其勘查手段與方法必然存在差異。因此,提出一個新的煤炭資源勘查體系,如遙感技術系統、以鑽探為主體的勘查系統、安全生產保障系統以及煤礦的閉坑工作相結合的中國煤炭資源綜合勘查新體系是很有必要的。

『玖』 資源勘查與煤炭勘探

煤炭地質勘查是對煤礦床進行調查研究以獲取地質信息的過程,是查明煤炭礦產資源、煤炭儲量以及生產所需的其他基礎地質信息的過程。這個過程不可能一次完成,需要分階段並依次進行。它包括從煤礦床的預查直至開采完畢整個過程中的地質勘查工作,是由勘查對象的性質、特點和勘查生產實踐需要決定的,也是由煤炭勘查的認識規律和經濟規律決定的。勘查階段劃分的合理與否,將影響到煤炭勘查與礦山設計、礦山建設的效果。因此,它不僅是煤炭勘查實踐中的實際問題,也是煤炭勘查中的一個重要理論問題和技術經濟政策性問題。

根據煤炭地質勘查工作的特點和與煤礦設計、建設與開採的關系,一般可分為資源勘查、開發勘探和礦山閉坑治理三大階段。在煤礦設計、建設前的地質勘查工作屬於資源勘查階段;而在煤礦設計、建設與開采過程中的地質勘探工作,屬於安全生產保障勘探階段,屬於礦井地質工作的范疇,涉及閉坑階段的地質勘查工作更注重環境建設與恢復治理。因此,煤炭勘探學實際上是煤炭經濟地質學。

(一)綜合勘查方法的形成

綜合勘查的概念和方法體系是在新中國煤田地質勘查實踐過程中逐漸形成並不斷充實和完善的。

早在20世紀50年代初期,新中國煤炭地質勘查隊伍創建之初,學習蘇聯煤田地質工作方法,在老煤礦區向外圍新區發展中,裸露和半裸露地區多採用山地工程、地質填圖、鑽探和采樣化驗等手段進行煤炭地質勘查工作。為驗證鑽探質量並發揮鑽孔一孔多用的作用,亦逐步開展電測井工作。

20世紀50年代末,中國東部地區在分析地質規律基礎上,採用電法掃面、鑽探驗證的綜合普查找煤方法,總結出一套地質-地球物理綜合勘查經驗,在皖北、魯西、豫東、冀東、遼南等地找到了一系列大型隱伏煤田。

20世紀60~70年代,在全國范圍內因地制宜的採用山地工程、地質填圖、物探、鑽探和采樣化驗相結合的綜合地質勘查方法並逐漸開展和應用航片地質填圖、遙感解譯、數學地質等新技術和方法。

20世紀80年代,在安徽劉庄和山東唐口精查中採用高解析度地震勘探和鑽探相結合的綜合勘查,提高了勘查精度並減少了2/3鑽探工程量,大大節省了勘查投資,縮短了勘查周期。高解析度地震勘探能查明落差大於10m的斷層,在地震、地質條件好的地區甚至連落差為5~10m的斷層亦有明顯顯示,在探測煤層厚度變化、分叉和尖滅方面亦取得了初步成果。

20世紀90年代以來,三維地震勘探技術得到推廣運用,1995年煤礦采區三維地震技術取得了突破性進展,在探明井田內小型地質構造和煤層厚度等方面取得顯著進展,大大提高了勘查精度。1996年以後,彭蘇萍(1996)等利用三維地震勘探技術成功解決了影響煤礦安全生產的小斷層、小陷落柱等地質問題,在中國東部能查清1000m深度內3m斷層,精釋精度大大提高。提高了地質勘查對煤礦安全生產的保障程度。目前,以高精度三維地震和快速精準鑽探技術為核心,遙感、物探、鑽探、測試技術相結合的煤炭資源綜合勘查技術方法體系不斷完善並趨於成熟。

我國煤炭資源賦存條件的復雜性和多樣性,決定了煤炭地質工作中綜合勘查的重要性。綜合勘查又稱為綜合勘探(generalized exploration),有廣義和狹義之分。

廣義的綜合勘查,是指在地質勘查中以煤為主,同時做好勘查區內各種與含煤岩系伴生或共生礦產資源的綜合評價和勘查。《煤、泥炭地質勘查規范》(DZ/T0215—2002)明確指出,煤炭地質勘查必須堅持「以煤為主、綜合勘查、綜合評價」的原則,做到充分利用、合理保護礦產資源,做好與煤共伴生的其他礦產的勘查評價工作,尤其要做好煤層氣和地下水(熱水)資源的勘查研究工作。同時,綜合勘查也是指在煤田地質勘查各階段,針對具體地質和地球物理條件,因地制宜地綜合運用各種勘查手段所進行的勘查研究工作。

狹義的綜合勘查,是指各種勘查手段的綜合運用,又稱為綜合勘查方法或綜合勘查技術。煤炭地質綜合勘探技術是集地質填圖、鑽探、物探、測試、測繪、遙感和計算機於一體的綜合勘探技術體系,即根據勘查區地形、地質和物性條件,合理選擇高解析度地震、鑽探和數字測井等相結合的綜合勘查手段,合理布置各項工程,強調各種手段密切配合和各種地質信息綜合研究的現代煤炭地質綜合勘查技術,它主要包括以下幾個方面:

1.地理、地質和地球物理條件分析

我國煤炭資源地域分布廣泛、煤系賦存狀況差異顯著。晚古生代海陸交互相煤系形成於巨型聚煤坳陷,煤層穩定但後期改造顯著,原型煤盆地破壞殆盡。中生代煤系形成於大、中型內陸盆地,煤質優良、後期構造變形相對較弱。新生代煤系多形成於小型山間盆地或斷陷盆地,煤層厚度大但不穩定。西北地區氣候乾旱、煤系裸露或半裸露;西南地區地形起伏大、植被高度覆蓋、交通極為不便;華北東北平原區為巨厚新生界覆蓋。各勘查區地理、地質和地球物理條件的顯著差異,構成綜合勘查方法選擇的基礎依據。

2.合理選擇勘查手段

物探、鑽探等各種勘查技術手段各有其不同的原理、特點、適用條件和應用效果,在運用各種勘查技術手段時要取長補短、合理配置、綜合運用。綜合勘查方法體系的主要內容,是根據勘查區具體的地理、地質和地球物理條件選擇適當的勘查技術手段組合,以取得最佳勘查效果。

我國黃淮海等地震地質條件比較好的地區一般採用地震、鑽探、測井和化驗測試等勘查手段。在地層出露較好的地區則應充分利用地質填圖和遙感技術,開展大比例尺填圖,如在貴州等地區效果非常好。

3.注意各種手段的密切配合和施工順序

20世紀90年代完成的唐口和劉庄勘探(精查)等中日合作項目,均成立了由地質、物探等專業人員組成的項目組,組織協調地質勘查工作,並制定了嚴格的施工順序:先施工地震、測井參數孔、開展地震試驗,獲得最佳的地震參數,在此基礎上開展地震工作,根據地震資料調整鑽孔位置,施工鑽探基本工程;根據鑽探、地震取得的地質成果綜合分析研究,確定勘查區的煤岩層對比、構造方案;初步編制資源/儲量估算圖,分析地質任務的完成情況,根據分析結果確定、施工構造驗證孔和其他加密工程。

4.強化各種地質資料的綜合分析研究

一個勘查項目應用多種勘查手段所獲得地質資料十分豐富,要取得真正意義上的綜合勘查,強化各種手段獲得的地質資料的綜合研究十分必要。如唐口等項目,除綜合鑽探、地震等手段取得的地質資料進行構造分析研究以外,還運用地震資料研究煤層厚度和結構變化趨勢、河流沖刷帶、圈定煤層可采邊界、上覆鬆散層含水層分布等,同時,深入分析煤質資料,研究煤質特徵和分布規律,從而大大提高了研究程度。

(二)綜合勘查方法的運用

《煤、泥炭地質勘查規范》(DZ/T0215—2002)規定了綜合勘查方法運用的基本原則:煤炭地質勘查工作應根據地質目的、經濟效果和地形、地質條件、物性條件的不同以及各種勘查手段的特長,因地制宜地配合、組合選用。

在中國西部地質工作研究程度較低的地區,宜先用遙感方法進行礦產資源綜合調查,選擇有利含煤區塊進行地質填圖、施工物探工程和鑽探工程。在中國南方和西南暴露煤田和半隱伏煤田宜先開展地表地質工作,進行地質填圖、施工坑探工程和鑽探工程。在中國北方隱伏煤田以物探為主、鑽探驗證。

1)暴露煤田和半隱伏煤田應在充分利用地質填圖(有條件時還應開展航天、航空遙感地質填圖)輔以槽探、井探、淺鑽和地面電法做好地面地質工作的基礎上,再採用鑽探、測井和其他手段完成各項地質任務。

2)凡地形、地質和物性條件適宜的地區,應以地面物探(主要是地震,也包括其他有效的地面物探方法)結合鑽探為主要手段,配合地質填圖、測井、采樣測試及其他手段進行各階段的地質工作。地震主測線的間距:預查階段一般為2~4km;普查階段一般為1~2km;詳查階段一般為0.5~1km;勘探階段一般為250~500m,其中初期采區范圍內為125~250m或實施三維地震勘查。

3)凡不適於使用地震勘查的地區和裸露、半裸露地區,應在槽探、井探、淺鑽、地面物探和地質填圖的基礎上開展鑽探工作。

『拾』 煤炭地質勘查技術發展回顧

現代高精度勘查技術是在以往勘查工作的基礎上,經過進一步創新、發展和集成的新技術。它考慮了我國目前乃至今後需要開展煤炭地質勘查工作的煤炭資源賦存情況、地質條件的復雜性和自然、地理條件的差異性,針對煤炭資源勘查、礦井建設、安全生產、環境保護等不同階段的地質任務,形成了一系列的綜合勘查技術手段和不同的組合。

新中國成立以來,我國煤炭地質勘查工作伴隨著共和國的腳步走過由小到大、由弱到強的發展歷程,探明煤炭資源儲量累計超過1.4萬多億噸,為我國煤炭工業快速、穩定發展做出了重大貢獻。在長期的實踐中,廣大煤炭地質工作者針對我國煤田地質條件特點和煤炭工業建設的要求,積極探索,實施了多種勘查技術與方法,建立了若干勘查規范、規程與文件,推動著我國煤炭資源勘查理論和技術不斷發展。特別是世紀之交以來,全國煤炭單位在市場經濟體制引導下,通過實施大型煤炭基地、整裝勘查項目和煤礦安全生產保障項目、國土資源煤炭資源大調查項目、礦產資源補償費地質勘查項目和中央財政補助地質勘查項目,開展了一系列煤炭地質高精度煤炭地質勘查技術研究課題,煤炭勘查工作新機製得到有效建立和不斷完善,國家經濟的高速發展推動國際國內煤炭需求快速增長,促進了煤炭地質勘查工作和國際的快速接軌,為煤炭地質勘查工作注入了新的活力。

半個世紀以來,我國煤炭地質勘查工作者爬山涉水,披荊斬棘踏遍大江南北,深入崇山峻嶺、戈壁沙漠和雪域高原,基本查清了中國東部1000m以淺的煤炭資源。除西藏外,在我國西部新疆和雲、貴、川等自然條件復雜地區,也達到了較高的勘探程度,使我國煤炭地質勘查關鍵技術總體處於國際先進水平。但我們還要看到,煤炭在我國能源中所處的位置到21世紀中葉不會改變多大,資源保障的任務仍然很重,而且隨著大型煤炭基地建設發展,礦山安全生產和精細開采對地質勘查工作的要求愈來愈高。與世界各主要產煤國相比,我國煤炭資源賦存規律、開采地質條件相對復雜。目前東部地區的勘查重點基本轉向巨厚新生界覆蓋區、推覆體下、老礦區深部等非常規區塊,勘查深度達到1500m,勘查難度進一步加大;西部地區也基本為黃土高原、戈壁沙漠、高寒凍土等自然環境惡劣或生態環境脆弱地區,常規勘查手段的使用受到很大的限制。這些就是我國煤炭地質勘查的現狀,當然,也是要解決的重點難題。我們還要清晰地看到今後一段時間,隨著煤炭資源勘探的深度、難度的不斷加大,煤炭工業現代化程度的進一步提高,采礦業由單一普采向高檔現代化綜采設備技術發展,對地質構造和煤層賦存情況查明程度的要求愈來愈高,煤炭地質工作的任務更加艱巨。要著重研究煤炭資源遙感技術、高精度地球物理勘查技術、快速精準地質鑽探技術、煤炭資源勘查信息化技術、煤礦區環境遙感監測技術等核心技術以及煤炭資源測試化驗技術。另外,還堅持「以煤為主、綜合勘查、綜合評價」的原則,做好與煤共伴生的其他礦產的勘查評價工作,尤其是煤層氣和地下水(熱水)資源勘查評價及高原終年凍土地帶天然氣水合物的勘查。

總之,國內經濟持續高速發展對煤炭地質勘查工作提出更高的要求,煤炭地質理論的進展為煤炭資源勘查注入新的活力,以三維地震和3S技術為代表的新技術手段推動煤炭地質勘查向深度和廣度兩方面突飛猛進地發展。為適應中國煤炭地質條件的復雜性和自然、地理條件的差異性,使用單一勘查技術手段難以解決復雜地質條件下的勘查目標,近年來煤炭地質單位進行了大量專題科研和勘查工程實踐,系統總結形成了適應中國煤田地質特點和煤炭工業要求的煤炭地質綜合勘查創新思路與理論體系,為煤礦建設提供了理論與技術保障,對提高我國煤炭資源保障能力、促進煤炭工業可持續發展具有重要意義。

站在當今全球地質勘查技術發展的高度看,我們原有的許多勘查理論和技術已落後,與時俱進是永恆的主題,煤炭工業在國民經濟中的地位決定了今後煤炭地質勘查工作仍將長期貫穿於煤炭工業和國民經濟社會發展全過程,既要擔負提供新的資源保障的重任,又擔負為煤炭開發、利用、安全和環境保護提供地質服務的責任,還要考慮資源節約。勘查的難度大了,責任重了,精度要求也更高了,本書既是對前人地質勘查技術成果的進一步總結,也是對新技術的研究展望。

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