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中国煤炭地质综合勘查理论与技术新体系

发布时间: 2021-02-22 04:05:52

『壹』 我国煤炭勘查的几个前沿问题

针对煤炭地质勘查研究存在的问题,可以看出,我国煤炭地质勘查虽然研究成果较多,但是由于手段多样化、技术的差异性、区域地质条件不均性以及实际操作的差别造成了以上存在的几个问题,综合分析来看,我国煤炭地质勘查技术与方法仍需加强以下几个研究方向:

1.煤炭地质勘查阶段划分研究需要重新厘定

我国现行的勘查阶段划分仍然沿袭前苏联的四分法。但是,从目前情况看,勘探阶段对矿井地质条件的查明程度与安全高效矿井建设的需求依然有很大差距,难以满足市场经济条件下煤炭工业建设规划需要。实际上,煤炭地质勘查是为矿井建设和生产服务的,勘查技术主要进展、矿井开采地质条件综合勘探效果更多的体现在矿井生产实践验证中。因此,包括建井和生产阶段的补充勘探是勘查工作的继续,无疑属于煤炭地质勘查范畴。建议将煤炭地质勘查工作划分为5个阶段,制定补充勘探阶段的工作程度、技术标准,并将其纳入重新修订的煤炭地质勘查规范中去。

《煤、泥炭地质勘查规范》中,要求煤炭地质勘查遵循以煤为主、综合勘查、综合评价的原则。但是,在煤炭资源地质勘查手段、工程量布置和控制程度等方面上,均是以钻探手段为主要依据,按照几类(针对构造复杂程度)几型(指煤层稳定程度)确定勘探类型,对最终阶段即勘探(精查)阶段的要求也仅是“详细查明先期开采地段内落差等于和大于30m的断层、详细查明初期采区内落差等于和大于20m(地层倾角平缓、构造简单、地震地质条件好的地区为15~10m)的断层”。

深部煤炭资源的赋存条件,一般情况下要比浅部复杂;新建矿井多为高产、高效矿井,综合机械化生产对煤矿地质工作提出了更高要求,包括查明断距3~5m的断层、幅度5m左右的褶曲、陷落柱和采空区的空间分布等。因此,现行规范对于深部煤炭资源地质勘查的手段比较单一、勘查精度要求整体偏低。

如何提高勘查精度,从规范上提高精度要求,成为当代煤炭勘查工作解决的前沿问题。

2.加快煤炭空白区勘查,满足优质煤炭基地建设和矿井生产接替需要

我国西部煤炭地质勘查空白区相对于东部较多,其勘查程度低,开发工作滞后,经济可采储量严重不足,具有重要的勘查潜力。因此,煤炭地质勘查要以新的成矿理论为指导,采用先进的勘查技术手段和设备,对该类型地区进行研究,及时准确地发现新的煤炭资源,为国家经济安全发展提供新型能源基地。

3.加大深部煤矿床精细勘探技术研究

由于勘查程度低,对深部煤炭资源赋存状况和地质条件掌握程度差。从已进入深部生产的矿井看,随着采煤深度增加,高水压、高地温、高地压、高瓦斯问题日趋严重,地质构造愈来愈复杂。未来深部矿井均是高产高效矿井,为开发利用深部煤炭资源,将开发风险降低到最低限度,必须掌握煤矿区、矿井、尤其是采区、工作面的地质条件。为此,以物探方法为先导,配合基础地质勘查手段,结合其他勘探手段,提高深部煤岩层精细构造和灾害源探测能力与精度。

4.加快资源勘查、矿井建设、煤气安全开采一体化和环境保护四位一体化研究步伐

煤炭地质勘查是煤气共采的基础。煤田勘查坚持统筹规划、协调开发的原则,从普查阶段开始就将煤层气勘查评价与煤勘查有机结合起来,统一部署、同时设计、同时组织施工,进行一体化勘探、综合评价。对煤层气有利区块开展试井和小井网勘探。煤炭科学研究总院西安研究院研发的地面钻孔煤层绳索取心装备和煤层气含量快速测定技术,大大降低了逸散气的体积,通过实验室适当加温和连续解吸,以提高煤层气解吸速率,在几小时至几天内可以获得煤层气含量。与自然解吸法相比,其结果准确率超过90%。同时,煤炭科学研究总院西安研究院根据我国煤田地质条件和储层物性特征,对从美国引进的煤层气注入/降压试井设备进行改进,配合无污染钻井液,减少了试井工程对储层的伤害,提高了煤层原位瓦斯含量、成分、储层压力、渗透率和原地应力的测试精度。借助自主研发的开放式煤层气试井软件,实现了煤层气工程设计、数据处理、结果分析、报告生成的自动化。

5.与煤伴生的微量元素勘查研究

20世纪50~70年代,煤地质工作者对与煤伴生的U、Ge、Ga等有用元素进行过调查。80年代以来,随着人们对资源开发中环境保护问题的日益重视,查明煤中有害元素种类、含量及分布特点,研究它们的地球化学特性等成为煤炭地质勘查的重要任务之一。赵峰华根据环境质量标准确定了22种与环境密切相关的、需要特别关注的元素,并通过燃煤产物淋滤实验研究了它们的赋存机制。煤炭科学研究总院煤化工研究院对我国不同时代、不同地区的441个煤矿1018个煤样进行了31种微量元素抽样调查,全面地展示了大中型煤矿高硫煤中微量元素分布的基本特征。窦廷焕等研究了东胜-神府煤田16个精查矿井中有害微量元素时空分布,并评价了其环境意义。中国煤田地质总局、原地矿部等一些单位相继完成了全国主要煤矿区煤的物质组成、元素组成、微量元素时空分布规律、赋存状态、富集因素和成因类型调研工作。2000~2003年,中国煤田地质总局与中国矿业大学合作,将煤岩学、煤化学和微量元素地球化学理论与洁净煤技术有机结合起来,开展了中国洁净煤地质研究。通过煤矿开采和煤加工、洗选、燃烧试验,筛分出煤中11种潜在有毒有害元素作为环境评价指标,得出了它们在煤中的危险丰度;研究了潜在有害元素,特别是As和Hg在煤炭资源开发利用全过程中的迁移、富集、转化、再分配,及其对环境与人类健康的影响,为优化洁净煤技术,改善环境质量提供了科学依据。同时,与煤伴生的有益元素成因与成矿机理研究取得较大进展。代世峰等总结了华北和黔西若干煤中微量元素地球化学特征,研究了铂族元素丰度、配分模式及来源。代世峰还研究了内蒙古乌干达煤矿9煤层黄铁矿杆状菌落,指出菌藻类等低等生物对Cu、Ni、Zn元素富集有重要贡献。李宏涛等采用多种分析方法,发现东胜煤田砂岩型铀矿床中磁铁矿-黄铁矿-方解石间具有成因联系,认为球状次生磁铁矿是烃类和微生物共同作用的结果,对本区铀矿和油气勘探具有重要的启发作用。樊爱萍等将煤盆地演化与成矿作用结合起来,指出东胜煤田砂岩物性受成岩过程和成岩环境控制,氧化-还原、酸性-碱性过渡带有利于铀元素在直罗组砂岩中富集成矿,这与周巧生等、杨殿忠等对吐哈盆地与侏罗纪煤有关的砂岩型铀矿床成矿作用的研究结论相似。

6.物探手段探测能力和精度急待提高

高产高效矿井建设是以丰富的资源优势、可靠的开采地质条件和先进的采煤设备为前提。随着煤矿生产机械化、集中化水平的提高,生产能力与规模的不断扩大,矿井生产对地质条件的查明程度提出了更新更高的要求。因此,无论是深部资源勘查还是浅部生产矿井补充勘探,精细查明影响矿井生产的主要地质因素是解决采掘方式与地质条件之间彼此适应的问题。据不完全统计,浅部勘探即使地震地质条件适合,三维地震勘探解释H(落差)>10m脆性断层的验证准确率达90%以上,H=5~10m脆性断层的验证准确率为75%~80%,H=3~5m断层的验证准确率仅30%~40%。对于地震条件复杂的地区,探采对比准确率更低。层滑断层和H≤3m的脆性断层基本上属于三维地震勘探的盲区。因此,三维地震技术对构造的探测精度和可靠性不能完全满足现代化矿井生产的要求。

『贰』 煤炭资源赋存规律研究与勘查技术方法

煤炭地质勘查的目的是寻找、查明煤炭资源,为合理开发煤炭资源提供可靠的地质资料。煤炭地质勘查技术研究历史悠久,研究成果丰富,主要包括煤炭地质基础研究、勘查技术研究、煤层气研究、煤矿信息技术及煤的伴生元素研究等方面,主要表现如下:

第一,关于聚煤盆地的理论研究成果显著。新中国成立以后,国家相继组织开展了华北、华南、鄂尔多斯盆地和东北中生代断陷盆地聚煤规律和资源评价研究课题,主要从盆地整体高度,把握了我国主要聚煤盆地演化和煤炭资源聚集赋存规律;层序地层学研究为煤炭资源勘查带来了新的生命力。陆相成煤模式、海侵成煤模式、幕式成煤作用、不同体系域成煤模式等多种成煤模式的提出,深化了对聚煤规律的认识;盆地动力学分析、煤田滑脱构造研究、控煤构造样式的划分等新成果推动着构造控煤作用日趋深入和实用化。煤炭地质领域基础理论的研究进展,为建立煤炭地质综合勘查技术体系提供了有力的支撑。

第二,煤炭资源勘探技术取得突破性进展。中国不同含煤区煤田的开采地质条件复杂多样。华北东部煤矿开采面临着严重的水害和瓦斯灾害威胁。东北含煤区煤层结构复杂,冲刷带和火山岩发育,热流值高。华南含煤区煤体韧性变形(层滑和褶皱)强烈,煤层连续性差,构造煤发育,高瓦斯和突出矿井较多。滇藏含煤区均是小型残留煤盆地,冲击地压和大地热流值高。西北含煤区的塔里木盆地煤层埋藏深,祁连山侏罗纪煤田分布零散,准噶尔盆地和吐哈盆地煤层冲刷带发育,水文条件复杂。依据煤田地质背景,瞄准解决的主要地质问题,选取“地震主导,钻探为主,多手段配合”综合勘探模式,合理选择地质填图、遥感、物探、钻探、测试等技术手段,充分利用各种地质信息,开展地表与井下结合,物探、钻探、巷探结合。通过各种勘查成果的相互对比和相互验证,形成准确探明开采地质条件的立体式综合勘查方法体系。煤田三维地震技术得到迅速发展,将三维地震勘探与电法勘探、钻探技术、测井技术结合起来,成为以查明复杂构造和水文地质条件为主的综合勘探技术手段,极大地提高了勘查精度,降低了勘探成本和开采风险。

第三,煤炭及煤层气资源评价成为勘查研究重点之一。煤层气(瓦斯)是与煤相伴生的同源同体矿产。中国是煤炭资源大国,同时拥有十分丰富的煤层气资源。据预测,我国陆上埋深2000m以浅的煤层气资源量31.46万亿m3,占全球的15.3%。以往煤层气勘查实践工作主要是侧重于防治灾害、保障煤炭安全生产,而往往忽略其经济价值。20世纪80年代中期,受美国煤层气勘探和商业性开发成功的启示,我国一些科研教学单位和有关部门开展煤层气地质研究与勘探开发试验工作,但直至90年代初煤层气开发和煤炭开采仍被视为两个独立产业。90年代中期以来,随着人们对能源战略地位和煤层气商业价值认识的不断深入,以及防治煤矿重大瓦斯灾害事故的需要,国务院及有关部委制定了一系列法律法规,要求并鼓励煤矿企业先采气,后采煤,走采煤采气一体化、地面与井下抽采相结合的道路,矿井煤层气地面抽采、顺煤层抽采、邻近层抽采、采空区抽采等技术得到广泛应用,地面垂直井、多分支水平井抽采工艺日益成熟,定向钻进系统、水平分支孔施工工艺、千米拐弯钻孔技术、钻进参数监测系统的成功研发,保障了煤矿生产安全和矿井瓦斯利用。

第四,煤炭地质勘查信息技术逐渐发展成为勘查研究的重要方面。计算机信息技术广泛运用于煤炭地质勘查的各个领域,GIS技术的应用,使数据采集、报告编写及数据库的建立等各个复杂问题迅速被解决。遥感技术广泛运用于煤炭资源、水资源、煤层气调查和煤矿区环境评价等领域能够更加准确、实时的分析研究相关技术,提高了地质工作的效率和精度。高光谱技术研究和遥感信息快速提取技术取得显著进展,高分辨率卫星遥感图像在数字矿区、数字城市中的运用取得显著效果。

第五,煤的伴生元素研究日益成熟。20世纪50~70年代,煤地质工作者对与煤伴生的U、Ge、Ga等有用元素进行过调查。80年代以来,随着人们对资源开发中环境保护问题的日益重视,查明煤中有害元素种类、含量及分布特点,研究它们的地球化学特性等成为煤炭地质勘查的重要任务之一。相关的煤田地质单位,如中国煤田地质总局、原地矿部等,相继完成了全国主要煤矿区煤的物质组成、元素组成、微量元素时空分布规律、赋存状态、富集因素和成因类型调研工作。

『叁』 在什么地方可以下到《煤、泥炭地质勘查规范》

煤、泥炭地质勘查规范

1 范围
本标准规定了煤、泥炭地质勘查的目的和任务、阶段划分、工作程度要求、勘查方法原则,煤、泥炭资源/储量分类条件和估算原则等
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
GB/T 13908-2002 固体矿产地质勘查规范总则
GB/T 50215-94 煤炭工业矿井设计规范
GB50197-94 露天煤矿工程设计规范
GB/T 12719-91 矿区水文地质工程地质勘探规范
3 煤炭地质勘查的目的任务
煤炭地质勘查的目的任务是为煤炭建设远景规划、矿区总体发展规划、矿井初步设计提供地质资料。
4 煤炭地质勘查的基本原则
4.1 煤炭地质勘查工作必须从勘查区的实际情况和煤矿生产建设实际需要出发,正确合理地选择采用勘查技术手段,注重技术经济效益。
4.2 煤炭地质勘查工作必须以现代地质理论为指导,采用先进的技术装备和勘查方法,提高勘查成果精度,适应煤矿建设技术发展的需要。
4.3 煤炭地质勘查必须坚持“以煤为主、综合勘查、综合评价”的原则,做到充分利用,合理保护矿产资源,做好与煤共伴生矿的其他矿产的勘查评价工作。
5 煤炭地质勘查的工作程度
5.1 阶段划分
煤炭地质勘查工作划分为预查、普查、详查、勘探四个阶段。
5.2 预查阶段
5.2.1 预查应在煤田预测或区域地质调查的基础上进行,其任务是寻找煤炭资源。
5.2.2 预查工作程度要求
a) 初步确定工作地区地层层序,确定含煤地层时代
b) 大致了解工作地区构造形态
c) 大致了解含煤地层分布的范围、煤层系数、煤层的一般厚度和埋藏深度,大致了解煤类和煤质的一般特征
d) 大致了解其他有益矿产情况
e) 估算煤炭预测的资源量
5.3 普查阶段
5.3.1 普查是在预查的基础上,或已知有煤炭赋存的地区进行。
5.3.2 普查工作程度一般要求
a) 确定勘查区的地层层序,详细划分含煤地层,研究其沉积环境特征和聚煤特征。
b) 初步查明勘查区构造形态,初步评价勘查区复杂程度。
c) 初步查明可采煤层层位、厚度和主要可采煤层的分布范围,大致确定可采煤层煤类和煤质特征,初步评价勘查区可采煤层的稳定程度。
d) 调查勘查区自然地理条件、第四纪地质和地貌特征,大致了解勘查区水文地质条件,调查环境地质现状。
e) 大致了解勘查区开发建设的工程地质条件和煤的开采技术条件。
f) 大致了解其他有益矿产赋存状况。
g) 估算各可采煤层推断的和预测的资源量。
5.3.3 在煤炭资源条件较差、地质条件较复杂只能提交普查报告的井田,在普查工作程度的一般要求是:
a) 基本查明井田的构造形态和初期采区内的主要构造,详细了解井田构造复杂程度。
b) 初步查明可采煤层的层数、层位、厚度、结构及可采范围,适当加密控制初期采区范围内煤层的可采边界。
c) 初步查明可采煤层的煤质特征,基本确定煤类及其分布,详细了解其他有益矿产的工业价值。
d) 水文地质条件及其他开采技术条件等方面的勘查工作参照5.2.2.1条并按实际情况调整后确定。
e) 估算可采煤层的推断的和预测的资源量。
5.4 详查阶段
5.4.1 详查的任务是为矿区总体发展规划提供地质依据。
5.4.2 详查工作程度一般要求
a) 基本查明勘查区构造形态,控制勘查区的边界和勘查区内可能影响井田划分的构造,评价勘查区的构造复杂程度。
b) 基本查明可采煤层层位、层数、厚度和可采范围,基本确定可采煤层的连续性,控制主要可采煤层露头位置,了解对破坏煤层连续性和影响煤层厚度的岩浆侵入,古河流冲刷、古隆起等,并大致查明其范围,评价可采煤层的稳定程度和可采性。
c) 基本查明可采煤层煤质特征和工艺性能,确定可采煤层煤类,评价煤的工业利用方向,初步查明主要可采煤层风化带界线,评价可采煤层煤质变化程度。
d) 基本查明勘查区水文地质条件,基本查明主要可采煤层顶底板工程地质特征、煤层瓦斯、地温等开采技术条件,对可能影响矿区开发建设的水文地质条件和其他开采技术做出评价,初步评价勘查区环境地质条件。
e) 对勘查区内可能有利用前景的地下水资源作出初步评价。
f) 初步查明其他有益矿产赋存情况,做出有无工业价值的初步评价。
g) 估算各可采煤层的控制的、推断的、预测的资源/储量,其中控制的资源/储量分布应符合矿区总体发展规划的要求。
5.4.3 在煤炭资源条件较差、地质条件较复杂只能提交详查报告的井田,其详细工作程度的一般要求是:
a) 查明井田的构造形态和初期采区内的主要构造,对井田边界构造应作适当控制
b) 基本查明主要可采煤层的层数、层位、厚度、结构和可采范围,在先期开采地段范围内,适当加密控制可采煤层的可采边界,控制主要可采煤层的露头位置。
c) 基本查明可采煤层的煤质特征,确定煤类及其分布。
d) 水文地质条件及其他开采技术条件等方面的勘查工作程度,参照5.5.2.1条并按实际情况调整后确定。
e) 估算可采煤层的控制的、推断的和预测的资源/储量。
5.5 勘探阶段
5.5.1 勘探的任务是为矿井建设可行性研究和初步设计提供地质资料。
5.5.2 勘探的工作程度
5.5.2.1 对于拟建中型和中型以上机械化程度较高的井田,勘探工作程度的一般要求是:
a) 控制井田边界构造、其中与矿井的先期开采地段有关的边界构造线的平面位置,应控制在150米以内。
b) 详细查明先期开采地段内落差等于和大于30米的断层,详细查明初期采区内落差等于和大于20米的断层,对小构造的发育程度、分布范围及对开采的影响作出评述。
c) 控制先期开采地段范围内主要可采煤层的底板等高线,煤层倾角小于10度时,应控制初期采区内登高距为10米~20米的煤层底板等高线。
d) 详细查明可采煤层层位及厚度变化,确定可采煤层的连续性,控制先期开采地段内各可采煤层的可采范围,对厚度变化较大的主要可采煤层、应控制煤层等厚线。
e) 严密控制与先期开采地段或初期采区有关的主要可采煤层露头为止,在掩盖区,隐蔽煤层露头线在勘查线上的平面位置应控制在75米以内,控制先期开采地段范围内主要可采煤层的风氧化带界线。
f) 详细查明可采煤层的煤类、煤质特征及其在先期开采地段范围内的变化,着重研究与煤的开采、洗选、加工、运输、销售以及环境保护等有关的煤质特征和工艺性能,并做出相应的评价。
g) 详细查明井田水文地质条件,评价矿井充水因素,预算先期开采地段涌水量,预测开采过程中发生突水的可能性及地段,评述开采后水文地质、工程地质和环境地质条件的可能变化,评价矿井水的利用可能性及途径。
h) 详细研究先期开采地段和初期采区范围内主要可采煤层顶底板的工程地质特征,煤层瓦斯、煤的自燃趋势、煤尘爆炸危险性及地温变化等开采技术条件,并做出相应的评价。
i) 详细调查老窑、小煤矿和生产矿井的分布和开采情况,划出其采空范围,对老窑的采空区应尽可能地控制、并评述其积水情况,详细调查生产矿井和小煤矿的涌水量、水质及其动态变化,分析其充水因素。
j) 基本查明其他有益矿产赋存状况。
k) 估算各种可采煤层的探明的、控制的、推断的资源量/储量。
5.5.2.2 对于拟建小型矿井的井田、勘探的工作程度可根据矿井建设的实际需要加以调整。
5.5.2.3 现有生产矿井为了扩大井田范围,超出原已批准的地质报告的部分,其工作程度应视扩大区所处的井田部位,依据矿井改扩建设对扩大范围的要求,由探矿权人与地质单位商定。
5.5.2.4 对于拟建中型以上机械化程度较高的露天矿,其勘查工作程度根据露天开采的特点应符合下列要求:
a) 复煤层按分煤层基本对比清楚。
b) 严格控制先期开采地段煤层露头的顶底界面及煤层露头被剥蚀后的形态,露天开采的最下一个煤层的露头,其底板深度的误差应控制在5米以内。
c) 详细查明先期开采地段内落差达于10米的断层,控制褶曲的产状,褶曲轴部的标高应控制在10米以内。
d) 详细查明各煤层的夹矸层数、厚度、岩性,对不能分层剥离的夹矸和在开采时可能混入煤中的顶底板岩石,均应了解其灰分、硫分、发热量和真密度等质量特征。
e) 基本查明剥离岩层中赋存的其他有益矿产,对具有工业价值的其他矿产,应提出必要的地质资料。
f) 详细查明露天开采的最下一个可采煤层顶板以上各含水层,以及煤层底板以下的直接充水含水层的分布,厚度及水文地质特征,计算露天开采第一水平的正常涌水量和最大涌水量,评价露天疏干得难易程度。
g) 基本查明露天边坡各岩层的岩性、厚度、物理力学性质,详细了解软弱夹层的层位,厚度、分布及其物理力学特征,评价影响边坡稳定性的主要地质因素,基本查明露天剥离物的岩性、厚度、分布及其物理力学性质。
h) 先期开采地段探明的和控制的资源/储量比例,应比附录E的要求提高10%。
6 煤炭地质勘查的控制程度
6.1 煤炭地质勘查工作必须根据地形、地址及物性条件,合理选择和使用地质填图、物探、钻探、采样测试等勘查手段。
6.2 凡裸露和半裸露地区,均应在槽井探及必要的其他地面物探方法和配合下进行地质填图。地质填图的比例尺一般为:
a) 预查阶段 (1:50000)~(1:25000)
b) 普查阶段 (1:50000)~(1:25000),也可采用1:10000
c) 详查阶段(1:25000)~(1:10000),也可采用1:5000

6.3 凡地形、地质和物性条件适宜的地区,应以地面物探结合钻探为主要手段,配合地质填图、测井、采样测试及其他手段,进行各阶段的地质工作。
6.4 凡不适于使用地震勘查的地区及裸露和半裸露地区,应在槽探、井探、浅钻、地面物探和地质填图的基础上开展钻探工作。
6.5 所有钻孔都必须进行测井工作
6.6 预查、普查阶段钻孔中达到规定厚度的煤层应全部采取煤心煤样,各种煤样的采区及其测试项目,参考附录F确定。
6.7 露天勘查的工作控制程度,根据露天开发建设的需要,一般应在露天初期采区范围内采用平行等距剖面进行加密,其剖面间距可为同类型井田勘探阶段先期开采地段基本线距的1/2。
7 煤炭资源/储量分类及其类型条件
7.1 资源/储量分类依据
7.1.1 可行性评价程度
可行性评价程度分为概略研究、预可行性研究和可行性研究三种。
7.1.2 经济意义
7.1.2.1 经济的
其数量和质量是依据符合市场价格的生产指标计算的,在可行性研究或预可行性研究当时的市场条件下开采,技术上可行,经济上合理,环境等其他条件允许,即每年开采煤炭的平均价只能满足投资回报的要求。
7.1.2.2 边际经济的
在可行性研究或预可行性研究当时,其开采是不经济的,但接近于盈亏边界,只有在将来由于技术经济、环境等条件的改善或政府给予其它扶持的条件下才可变成经济的。
7.1.2.3 此边际经济的
在可行性研究或预可行性研究当时,开采是不经济的或技术上不可行的,需大幅度提高矿产品价格或技术进步使成本降低后,方能变成经济的。
7.1.2.4 内蕴经济的
仅通过概略研究,作了相应的投资机会评价,未做可行性研究或预可行性研究。
7.1.3 地质可靠程度
7.2 煤炭资源/储量分类及类型条件
7.2.1 探明的煤炭资源/储量的地质可靠程度
探明的煤炭资源/储量在地质可靠程度方面必须符合下列条件
a) 煤层的厚度、结构已经查明,煤层对比可靠,可采煤层的连续性已经确定,煤类、煤质特征及煤的工艺性能已经查明,岩浆岩对煤层、煤质的影响已经查明。
b) 煤层底板等高线以严密控制,落差等于和大于30米的断层已经详细查明
c) 各项勘查工程已达到勘探阶段的控制要求
7.2.2 探明的煤炭资源/储量分类
7.2.2.1 可采储量(111):探明的经济基础储量的可采部分。勘查工作程度程度已达到勘探阶段的工作程度要求,并进行了可行性研究,证实其在计算当时开采是经济的、计算的可采储量及可行性评价结果可信度高。
7.2.2.2 探明的(可研)经济基础储量(111b):同(111)的差别在于本类型是用未扣除设计、采矿损失的数量表述。
7.2.2.3 预可采储量(121):同(111)的差别在于本类型只进行了预可行性研究,估算的可采储量可信度高,可行性评价结果的可信度一般。
7.2.2.4 探明的(预可研)经济基础储量(121b):同(121)的差别在于本类型是用未扣除设计采矿损失的数量表述。
7.2.2.5 探明的(可研)边际经济基础储量(2M11):勘查工作程度已达到勘探阶段的工作程度要求,可行性研究表明,在确定当时开采是不经济的,但接近盈亏边界,只有当技术、经济等条件改善后才可变成经济的。
7.2.2.6 探明的(预可研)边际经济基础储量(2M21):同(2M11)的差别在于本类型只进行了预可行性研究,估算的基础储量可信度高,可行性评价结果的可信度一般。
7.2.2.7 探明的(可研)次边际经济资源量(2S11):勘查工作程度已达到勘探阶段的工作程度要求,可行性研究表明,在确定当时开采是不经济的,必须大幅度提高矿产品价格或大幅度降低成本后,才能变成经济的。
7.2.2.8 探明的(预可研)次边际经济资源量(2S21):同(2S11)的差别在于本类型只进行了预可行性研究,资源量估算可信度高,可行性评价结果的可信度一般。
7.2.2.9 探明的内蕴经济资源量(331):勘查工作程度已达到勘探阶段的工作程度要求。
7.2.3 控制的煤炭资源/储量的地址可靠程度
控制的煤炭资源/储量的地质可靠程度方面必须符合下列条件:
a) 煤层的厚度、结构已基本查明,煤层对比可靠,可采煤层的连续性已基本确定,煤类、煤质特征及煤的工艺性能已基本查明,岩浆岩对煤层、煤质的影响已基本查明。
b) 煤层底板等高线已基本控制,落差等于和大于50米的断层已经基本查明。
c) 各项勘查工程已达到详查阶段的控制要求。
7.2.4 控制的煤炭资源/储量分类
7.2.4.1 预可采储量(122):勘查工作程度已达详查阶段的工作程度要求,预可行性研究结果表明开采是经济的,估算的可采储量可信度较高,可行性评价结果的可信度一般。
7.2.4.2 控制的经济基础储量(122b):同(122)的差别在于本类型是用未扣除设计、采矿损失的数量表述的。
7.2.4.3 控制的边际经济基础储量(2M22):勘查工作程度达到了详查阶段的工作程度要求,预可行性研究结果表明,在确定当时开采是不经济的,但接近盈亏边界,待将来技术经济条件改善后可变成经济的。
7.2.4.4 控制的次边际经济资源量(2S22):勘查工作程度达到了详查阶段的工作程度要求,预可行性研究表明,在确定当时开采是不经济的,需大幅度提高矿产品价格或大幅度降低生产成本后,才能变成经济的。
7.2.4.5 推断的煤炭资源/储量的地质可靠程度
推断的煤炭资源量在地质可靠程度方面必须符合下列条件:
a) 煤层的厚度、结构与初步查明,煤层对比基本可靠,煤类和煤质特征已大致确定
b) 煤层产状已初步查明,煤层底板等高线已大致控制
c) 各项勘查工程已达到普查阶段的控制要求
7.2.6 推断的煤炭资源/储量分类
推断的内蕴经济资源量(333):勘查工作程度达到了普查阶段的工作程度要求。
7.2.7 预测的资源量(334)?
勘查工作程度达到了预查阶段的工作程度要求。
8 煤炭资源/储量估算
8.1 煤炭资源量计算指标
8.2 各类型资源量计算块段划分的基本要求
8.2.1 划分各类型块段,原则上以达到相应控制程度的勘查线、煤层底板等高线或主要构造线为边界。
8.2.2 跨越断层划定探明的和控制的块段时,均应在断层的两侧各划出30米~50米的范围作为推断的块段。
8.2.3 小构造和陷落柱发育的地段,不应划定探明的或控制的地段。
8.2.4 露天勘查各级别块段的划分,不受初期采区内平行等距剖面加密的影响。
8.3 资源/储量估算的一般要求
8.3.1 预查、普查阶段估算的垂深,一般为1000米,最大不超过1200米,只适于建小型井的地区一般为600米,最大不超过1000米。
8.3.2 煤类或煤的工业用途不同时应分别估算。
8.3.3 资源/储量估算中所利用的各项勘查工程成果和基础资料的质量应当可靠。
8.3.4 煤层倾角小雨60度时,在平面投影图上估算资源/储量,当倾角等于或大于60度时,则应在立面投影图或立面展开图上进行估算。
8.3.5 煤层倾角小于15度时,可以利用煤层的伪厚度和水平投影面积估算资源/储量,倾角等于或大于15度时,则必须以煤层的真厚度和斜面积进行估算。
8.3.6 对煤层厚度的特厚点、变薄点或不可采点,均应分析其原因,根据具体情况作适当处理。
8.3.7 资源/储量的估算方法和各项估算参数,都应根据具体情况合理确定。
8.4 有夹矸的煤层采用厚度的确定方法
8.4.1 煤层中单层厚度小于0.05米的夹矸,可与煤分层合并计算采用厚度,但并入夹矸以后全层的灰分、硫分应符合估算指标的规定。
8.4.2 煤层中夹矸厚度等于或大于煤层最低可采厚度时,煤分层应分别视为独立煤层,分别估算资源/储量,夹矸厚度小于煤层的最低可采厚度,且煤分层厚度均等于或大于夹矸厚度时,可将上下煤分层厚度相加,作为采用厚度。
8.4.3 结构复杂煤层和无法进行煤分层对比的复煤层,当夹矸的总厚度不大于煤分层总厚度的1/2时,以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度,当夹矸的总厚度大于煤分层总厚度的1/2时,按8.4.1条和8.4.2的规定处理
8.5 露天勘查煤层的夹矸和剥离物的估算
8.5.1 煤层夹矸的估算要求:
a) 各可采煤层应分别估算含矸率
b) 对煤层中厚度等于或大于1米的夹矸和小于1米的夹矸,应分别估算其含矸率
8.5.2 剥离物的估算要求
a) 按确定的露天边界,分别估算第四系、煤层上覆岩层的剥离量。
b) 开采多煤层的露天矿,对煤层之间的剥离物,应单独估算剥离量。
c) 按估算的剥离量与开采煤层的资源/储量,估算出最大、最小及平均的剥采比。
9 煤层气和其他有益矿产勘查工作
9.1 煤层气和其他有益矿产的勘查,一般利用各种探煤工程进行,确有必要时也可布置部分专门勘查工程和测试研究工作。
9.2 各阶段对煤层气和其他有益矿产的勘查工作要求参照规定执行,评价指标应按有关矿中规定执行。
10 泥炭地质勘查
10.1 泥炭预查
依据区域地质资料和预测资料,进行初步野外观测和极少量工程验证,提出可供普查的地区。有足够依据时可估算预测的资源量。
10.2 泥炭普查
10.2.1 目的
初步查明泥炭资源的分布、资源量和质量,为进一步详细提供依据。
10.2.2 任务
10.2.2.1 初步查明区内泥炭的分布面积、矿层层数计其厚度、质量等情况。
10.2.2.2 初步了解泥炭赋存的地质、地貌及水文地质条件和泥炭的成因类型。
10.2.2.3 钴酸腿短的和预测的资源量。
10.2.2.4 初步评价泥炭的开采利用技术经济条件。
10.2.3 工作方法
10.2.3.1 收集资料:查阅前人有关工作成果,研究区域地质、水文地质等有关资料确定成矿远景区。
10.2.3.2 访问、踏勘、了解泥炭资源的分布和开发利用情况。编制普查工作设计。
10.2.3.3 野外工作底图。
10.2.4 勘查手段和施工要求
必须从地质目的和经济效果出发,根据地质、地形及泥炭埋藏条件,矿层厚度选择探矿工具和手段。
10.2.5 取样和样品分析
10.2.5.1 含矿面积小于0.5平方公里的矿点取一至三个,大于0.5平方公里的矿点不应少于3个,以确定泥炭质量及进行综合利用初步评价为原则。
10.2.5.2 取样方法:据具体情况可采用探坑刻槽或钻孔取样,并要做详细的取样纪录。
10.2.5.3 样品质量:现在沼泽中的裸露泥炭,湿样质量不应少于2公斤,埋藏泥炭样质量不应少于1公斤。
10.2.5.4 包装与送样:样品包装一般用塑料袋或其他不易污染的材料,样品标签放于两层塑料袋之间并在外面贴上编号胶布。
10.2.5.5 泥炭样品的采样数量和一般分析项目:主要根据综合利用评价的需要而定。
10.3 泥炭详查
对普查圈定的详查区通过大比例尺地质填图及多种勘查方法和手段,比普查阶段密的系统取样,对详查区泥炭资源作出是否具有工业价值的评价。
10.4 泥炭勘探
10.4.1 目的:在泥炭详查圈出的范围内详细查明矿体的规模、储量和质量,做出综合评价。
10.4.2 任务:
a) 详细查明泥炭分布范围、面积和矿层厚度、层数及泥炭质量变化规律
b) 详细查明泥炭赋存的地质、地貌及水文地质特征,确定泥炭的成因类型和形成时代
c) 准确圈定矿体边界,控制矿层变化,估算探明的、控制的、推断的资源/储量。
d) 评价泥炭开采利用技术经济条件
10.4.3 工作要求:
a) 地形地质测量选用地形底图比例尺一般为(1:5000)~(1:10000)为宜,通过地质填图基本查明矿区地层层序、言性组合、层位时代,观察点密度以能基本控制地质体为原则。
b) 进行水文地质调查工作,查明地下水和地表水的补给,排泄条件,计算涌水量。
c) 工程网度一般要求按达到探明的资源/储量标准的工程网度进行施工。
10.4.4 取样方法和样品分析,按自然分层或等距方式取样,样长一般不大于1米。
10.5 泥炭资源/储量估算
10.5.1 泥炭品级和资源/储量
10.5.1.1 泥炭品级取决于有机质的含量,分为有机质含量30%~50%的准泥炭和大于50%的泥炭两个品级。
10.5.1.2 根据泥炭矿产资源本身的特殊性,其资源/储量分类如下:
a) 探明的:是矿区开采设计依据的资源/储量,其条件为:
1) 控制的矿体形状、产状及厚度变化,能准确圈定边界
2) 划分泥炭品级、掌握泥炭质量变化规律
3) 查明影响矿体储量的夹层
4) 查明覆盖层厚度,岩性和岩相变化
b) 控制的:是确定进一步部署勘探和制定泥炭资源开发利用规划的依据,其条件为:
1) 基本控制矿体形状、产状及矿层厚度变化、主矿体边界必须由工程控制
2) 基本确定品级和质量变化
3) 对影响矿体较大的泥沙、腐木等夹层已查明
4) 初步了解覆盖层厚度、岩性和岩相变化
c) 推断的:为进一步布置地质详查和矿山建设所探求的远景规划量,要求对矿体范围、矿层厚度、产状和质量有初步了解
d) 预测的:对具有赋存泥炭资源的地区经过预查,有足够的资料、数据估算出的资源量
10.5.2 资源/储量估算的一般规定
10.5.2.1 估算指标:泥炭有机质含量大于等于30%。
10.5.2.2 复杂结构矿体资源/储量的估算,当夹层大于等于0.1米,应当剔除,并分层估算资源/储量。
10.5.2.3 泥炭资源/储量是按实际探得的资源估算的,估算不包括采空区。
10.5.2.4 估算单位以干吨(万吨)计。
11 资料编录、综合研究和报告编制
11.1 对原始资料编录工作的基本要求为如下四点:
a) 按勘查设计的要求和有关规程的规定,各种勘查工程的原始记录和数据资料必须齐全、准确、真实、可靠
b) 对自然露头和各种勘查工程所揭露的地质、水文地质现象,都必须按规定的内容和要求,进行观测、鉴定和描述、各种观测、测量记录资料,都应及时进行处理,解释和整理
c) 原始资料编录的工作程序、格式、内容、表达形式、术语等均应符合有关标准的规定
d) 各种原始记录、原始编录资料以及岩心、样品、标本等实物资料,必须按有关规定的要求妥善保管,建立完整的原始资料档案。
11.2 按照边勘查施工,边分析研究资料,边调整修改设计的原则,对各种勘查技术手段所取得的资料均应进行及时且充分的分析研究和利用。
11.3 各阶段地质报告的编制,原则上应按有关地质报告编写规范规定的要求进行。

『肆』 应用地质学科的发展

(一)煤炭地质

经过我国煤炭地质工作者数十年的努力,基本形成了具有中国特色的煤炭地质理论体系,这一理论体系在聚煤规律研究和构造控煤作用研究两方面取得了巨大成果:煤系高分辨层序地层模式、陆相成煤模式、海侵成煤模式、幕式成煤作用等新观点的提出,深化了对聚煤规律的认识;盆地动力学分析、煤田滑脱构造研究、控煤构造样式的划分等新成果推动着构造控煤作用日趋深入和实用化(徐水师等,2009;贾建称等,2010)。与此同时,以三维地震和3S技术为代表的新技术手段推动煤炭地质勘查向深度和广度两方面发展,形成了一个以煤炭资源遥感技术、高精度地球物理勘查技术、快速地质钻探技术、煤炭资源勘查信息化技术、煤矿区环境遥感监测技术为主体的中国煤炭资源综合勘查理论与技术新体系。该体系集理论研究、工作方法、技术装备于一体,涵盖了从煤炭资源勘查→采前建设→开采→采后治理的多个方面,实现了我国煤炭地质勘查理论和技术的跨越式发展。

(二)石油及天然气地质

我国石油天然气地质理论在以下5个方面取得了重大进展:第一,中国海相油气藏成藏理论得到发展和完善。随着一批新的油气田的发现和探明,深化了我国海相油气藏成藏控制因素和规律的认识。一是古隆起及古斜坡控制油气运移、集聚与成藏。古生代克拉通盆地和中新生代前陆盆地的叠合盆地,环古生代大型克拉通生油坳陷的古隆起、古斜坡是油气聚集成藏的有利部位。二是古岩溶储集体提供了有利储集空间。三是长期的低温背景是长期生烃、多期成藏的重要条件。四是成藏封闭系统的演化控制了成藏特征。早期封闭系统的演化,形成了重质海相原生油藏;晚期封闭系统的重建,则是轻质油气藏尤其是天然气藏形成的重要条件。第二,在盆山耦合关系及中国陆内前陆盆地勘探与地质认识方面取得重要进展。中国前陆盆地构造背景、形成演化有其自身的特殊性,中国学者称之为陆内前陆盆地,由于其复杂的构造背景和演化历史,导致中国主要发育有叠加型、改造型、早衰型和新生型4种类型的前陆盆地,在此认识基础上,确立我国中西部前陆盆地下部“近源自生”和上部“远源它生”两大成藏体系,上部“远源它生”成藏体系比下部“近源自生”成藏体系更具高效性;受4类前陆盆地演化控制,有4种相应的油气聚集模式。第三,隐蔽油气藏成藏理论和研究思路得到进一步丰富和发展,提出一系列新的认识和概念。在东部断陷盆地形成的断坡控砂、复式输导和相势控藏为核心的隐蔽油气藏成藏理论基础上,针对西部地层油气藏提出了富油气凹陷“满凹含油”、“三面控藏”和“构造-层序成藏组合”等认识。第三,在我国南方、中西部海相盆地为主的叠合盆地油气勘探和地质理论方面有重要进展,提出了“叠合盆地多期构造叠加控制的多元生烃和多期生烃模式”,沥青裂解可能成为叠合盆地深层天然气的一种来源。第四,在天然气理论方面,建立了高效天然气藏形成的地质认识框架。包括天然气生成理论(生物气-低熟气成因、海相有机质和煤系气源岩高演化阶段生气潜力),大气田成藏过程示踪研究(海相叠合盆地深层、陆相深层砂岩和火成岩大气田),非烃气体地球化学特征及成因(CO2等H2S),非常规天然气地球化学特征(致密砂岩气、页岩气和煤层气),天然气实验新技术和新方法等,这些研究进展丰富了天然气地质学理论,促进了中国大气田的发现。第五,我国油气勘探的配套技术方法取得了显著进展。包括:高精度三维地震采集-处理技术、三维资料处理技术、储层地震描述技术和井筒工程配套技术为核心的隐蔽油气藏勘探技术系列,以三维地震联片处理技术、碳酸盐岩储层预测技术、超深层复杂地层钻井技术、测井解释与评价技术、碳酸盐岩储层酸压改造技术为主的碳酸盐岩古岩溶缝洞型油藏勘探的方法技术系列等(朱立新等,2007;宋岩等,2012)。

(三)水文地质

水文地质学主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。

20世纪80年代以来,由于地下水系统理论、非稳定流理论的输入,以数值解或解析解为代表的现代应用数学以及计算机系统的广泛应用,使地下水资源的研究发生了根本性的变化,把重点从传统研究方法转入模型研究方面,研究范畴也由单纯研究地下水系统与自然环境系统之间的相互关系,扩大到研究与社会经济系统的相互关系。冉全等以华北平原为研究区,提出了利用GRACE卫星反演区域地下水开采量的新方法。

20世纪90年代的岩溶研究取得了较系统的理论成果,采用现代技术获得保存在岩溶形态中的古环境变化的信息,提出了岩溶环境系统的概念,使岩溶地质学发展成为水文地质学中的一个新的分支。

20世纪90年代中期实施西北找水计划,1999~2004年实施西部严重缺水区人畜饮用地下水勘查示范工程。与此同时,建立了水文地质数据库和数据处理系统,建立了城市地下水资源-环境管理专家系统。水文地质学进入信息时代和地下水资源管理时代(中国地质学会,2010)。

21世纪前10年,水文地质研究成果主要集中在三个方面:完成了新一轮全国地下水资源评价,重新评价了我国地下水量及其分布,评价出全国地下水天然补给量多年平均为9235亿立方米,地下水允许开采量为3500亿立方米;实施了全国地下水资源及其环境调查计划,尤其是对华北平原地下水形成、演化和更新有了更进一步的认识;圈定了一批大中型地下水资源勘查远景地段(朱立新等,2007)。

(四)工程地质

工程地质学是20世纪建立发展起来的一门地球科学。工程地质学主要研究建设地区和建筑场地中的岩体、土体的空间分布规律和工程地质性质,控制这些性质的岩石和土的成分和结构,以及在自然条件和工程作用下这些性质的变化趋向;制定岩石和土的工程地质分类等。

新中国建立之初,我国从苏联引进了工程地质学。60多年来,中国工程地质取得了长足的发展,获得了一系列重要成就。工程地质在治淮和治理海河的系列工程,长江、黄河、珠江、黑龙江四大流域的水利水电开发,宝成、成昆、襄渝、湘黔、兰新等铁道干线的建设,武汉长江大桥、南京长江大桥和黄河大桥的修建,鞍钢、武钢、攀钢、金川、白银等矿山开采,以及石油、煤炭基地的建设,港口和海岸工程、国防及尖端技术工程建设,攀枝花、嘉峪关、白银、三门峡、金昌、大庆等新兴城市和大量城市的扩建改建等方面作出了突出的贡献。改革开放后,工程地质在龙羊峡、乌江渡、鲁布格、天生桥、五强溪、二滩、三峡、南水北调等水利水电工程,秦山、大亚湾核电站,焦柳线、黔桂线、大秦线、京九线等铁道线路以及许多大桥、长隧道工程,新的大型矿山油田建设,深圳和一大批经济开发城市建设,高速公路、高速铁路和高层建筑、立交桥的建设等方面发挥了重要作用。

在工程地质实践中,形成了一门新的学科——岩土工程学。这是在工程地质学、土力学、岩体力学和水文地质学的基础上发展起来的交叉学科。中国科学院地质与地球物理研究所以谷德振为首的工程地质研究集体在地质力学和岩体力学的基础上,将裂隙岩体的结构面作为研究核心,提出岩体结构力学的概念,创立了岩体工程地质力学和岩体结构控制论,强调岩体结构及其对岩体稳定性的控制作用,充分论述岩体结构类型及其力学性质和变形破坏机制、岩体质量及其稳定性评价等(中国地质学会,2010)。

此外,在土体研究方面,对土的微结构开展了广泛研究,有了深入了解;在区域地壳稳定性研究方面,发展了相对稳定区和“安全岛”等理论。其核心问题是断层发育情况与活动性,地应力状况,以及区域地震危险性分析,据此做出区域地壳稳定性的分区和评价;在地质灾害意识和研究方面,把过去工程动力地质现象的研究引向偏重地质灾害方面,并与环境工程地质研究结合起来,进行地质灾害的监测、预测预报及防治措施;在工程地质勘察质量方面,在详细可靠的基础地质工作和大量勘探试验工作的基础上,使用各种新技术、新方法,做了较充分的地质分析和定量评价。

(五)环境地质

环境地质学是研究人类活动和地质环境相互作用的学科,其研究内容为自然和人为引起的环境地质问题,20世纪70年代初期中国开始探讨环境地质学的范畴、理论和方法,组建研究机构,到70年代中期,发展成为一门较系统的新学科。

我国环境地质研究近年来取得了一系列重要成就,主要体现在以下几个方面:①围绕着城市快速发展,开展了全国330个地级城市,北京、天津、上海三大城市群和巨型城市的环境地质调查与评价,以及环渤海环境地质调查,为城市规划、建设和管理提供了科学依据。②对大江大河(长江、黄河)开展了新一轮环境地质调查。如对长江上游斜坡的稳定性开展了脆弱性评价;对长江中游,特别是三峡水库蓄水135米、175米岸坡的稳定性与斜坡变形做了专门调查与监测;对长江中游水患区,即江汉湖群、洞庭湖、鄱阳湖、巢湖地区开展了调查。③开展了新一轮东南沿海及重要经济区环境地质调查。④全国矿山环境地质调查,弄清了矿山现状,初步查明了主要环境地质问题,分析了潜在危害,为合理开发矿产资源、保护矿山环境和实现矿山整治、生态恢复与重建,以及矿山地质环境监督管理提供了科学依据。⑤专门开展了北京地区、苏锡常地区、珠江三角洲地区浅层地下水有机污染调查。初步查明城市及周边地区的加油站几乎都有油罐渗漏现象,导致浅层水烃类污染严重(哈承祐,2006)。

我国的环境地质学参与了地方病防治调查、环境水文地质和环境工程地质调查、地质灾害调查、地下水污染调查等,通过调查和研究提出对策,特别是对地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降和地面塌陷等问题,在广发调查和深入研究的基础上,提出了防治的措施。同时,编制了1:600万比例尺的《中国环境地质图系》(11幅),编写了《中国地质灾害》(中国地质学会,2010)。

『伍』 矿产勘查技术

“十一五”期间,研制了中国首套全轴航次梯度测量系统,集成了航重勘查系统,研发了时间域航空电磁和伽马能谱勘查系统、2000 米深系列全液压岩心钻探设备、X射线荧光测井仪、大深度多功能电法仪和手提式 X 射线荧光仪等仪器。创新并丰富了岩性油气藏、前陆盆地、变质基岩油气成藏、古生界海相碳酸盐岩油气成藏、海相深层碳酸盐岩天然气成藏机理等地质理论。在变质基岩油气成藏理论及勘探配套技术的指导下,渤海湾盆地发现亿吨级储量区带。

煤田地质勘探研究建立了中国煤田聚煤规律和构造控煤作用理论,为煤炭资源综合勘查技术体系提供了有力支撑,提出集煤炭勘查、矿井建设、安全生产、环境保护和以煤为主、煤层气与之有一定成生关系的洁净新能源及共、伴生矿产资源勘查为一体的“煤炭资源综合勘查”新思路,形成了中国煤炭资源综合勘查理论新体系。以三维地震勘探为核心的物探技术、钻探技术和地质信息系统极大提高了勘探精度。

通过成矿规律和找矿方法研究,实现重点成矿带找矿突破。初步建立东天山、柴北缘等成矿带斑岩型铜矿、沉积变质型铅锌矿、矽卡岩型、岩浆熔离型铜镍矿、热液脉型铅锌矿、蚀变岩型金矿等 14 个重点矿床类型的矿床模型和找矿模式;建立了荒漠戈壁覆盖区、草原覆盖区、黄土覆盖区、干旱盐碱化区、高寒山区、森林沼泽覆盖区等 6 种特殊景观区地质找矿方法技术及组合;在云南红河、西藏甲马地区建立了勘查示范研究基地。

在一些国外长期以来一直采取限制政策的国际尖端技术研究方面,取得了突破性进展。例如,中国首套全轴航磁梯度测量系统已研制成功并投入试生产;集成了中国首套勘探型航空重力勘查技术系统,各项技术指标达到国际先进水平;完成宽幅高光谱成像载荷的原型样机详细方案设计,配套制冷机已经研制出样机。

在一些长期以来一直独占中国市场的国外技术研究方面,取得了实质性进展。例如:研制出气密性海水分层采样系统、气密性孔隙水原位采集系统和船载监测平台。2009年在南海中央海盆 4000 米水深海域成功采集了多个不同层位孔隙水样品,这是目前国际上首次直接从深海海底沉积物中获得原位孔隙水样品;研制一套微型温度测量仪,在2009 年度海洋四号船执行天然气水合物调查航次中进行了多个站位的海上试验,测试结果与德国同类设备对比显示,数据的一致性较好;研制出大功率多功能电磁探测仪器样机、2000 米地质勘探钻机成套设备,实际应用表明多项技术指标走在世界前列。

经创新研发,星-空-地立体调查技术体系基本建成,地质调查探测能力显著提升。围绕空中、地面、深部矿产勘查以及矿产综合利用等关键技术的研发和仪器的研制,涉及勘查技术的物探、化探、遥感、钻探、分析测试和矿产综合利用等六大领域,基本建成星-空-地面-地下立体对地勘查技术体系。卫星和航空对地观测技术、勘查地球物理技术、勘查地球化学技术、钻探技术等勘查技术和地质分析测试技术、矿产综合利用技术为资源勘查、环境调查、工程建设提供了有力支撑。一是集成开发了航空物探勘查技术系统,提高了数据采集能力。二是成功研制具国际先进水平的大深度重磁电地球物理测量仪器,打破了该领域国外垄断地位。三是地球化学勘查技术全方位发展应用,保持世界领先地位,特殊景观区域化探方法技术支撑了全国地球化学扫面计划;完成了中国西南四省区及南部地区 76 种元素区域化探图编制;面向资源、环境、农业、土地管护等多种目标,完善了生态环境地球化学调查技术;低密度地球化学填图技术处于全球地球化学填图领先水平;深穿透地球化学技术研究取得明显进展。四是建立了一套独具特色的遥感异常信息提取方法技术。五是卫星及航空遥感地质技术成功应用。六是成功研制 150 ~ 2000 米系列全液压岩心钻机,开发了高精度定向对接贯通井技术。七是地质测试分析技术取得重要进展,研制获得 141 个标准物质及监控样,研制成功痕量、超痕量、有机结合态元素等分析测试技术,显著提高了探测精度和范围。

『陆』 中国煤炭工业地震勘探技术的新进展

时作舟唐建益方正

(中国煤田地质总局,河北涿州072750)

摘要地震技术在中国煤炭工业中的应用已有40年历史。以往,用这一技术在中国发现了几十个新煤田和煤产地,并与钻探配合,对200个以上地区的煤田、井田进行了普查、详查、精查勘探。形成了一套适合于中国地质情况的独特的综合勘探技术。近年,为适应各大型、特大型煤矿区淮南、淮北、平顶山、兖州、神木、潞安、开滦等综合机械化采煤的需要,发展了一种专门为采区设计服务的地震技术,在为煤炭工业生产和建设提供更高精度的地质成果方面取得了重大进展。本文以实例,简要论述了近年来中国煤炭工业地震勘探技术的新进展,包括高分辨率地震、煤矿采区地震、高分辨率三维地震、煤层横向预测、VSP以及岩溶地震勘探技术。

关键词煤炭地震新进展地震勘探中国

1引言

中国是世界上以煤炭为主要能源的少数国家之一,煤炭在一次能源生产和消耗结构中约占76%。中国的煤炭主要产自石炭二叠系、侏罗系,少部分产自第三系。煤矿的地质构造比较复杂,煤层的稳定性也较差,给开发开采带来了困难。中国东部、中部大型综合机械化采煤工作面,常因地质构造影响正常生产或使采掘接替失调。一些基建矿井对设计作重大修改或重新调整采区设计或增加井巷工程量,使巷道报废,造成重大经济损失。用钻井加密的方法更细微了解地质构造周期太长、成本太高,经济上很不合算,有时甚至是不可能的。

近年,中国东、中部地区的大型矿井,因依靠深入的地震工作及其进步技术,进行了成功勘探,在100多个煤矿采区取得了突出的地质效果和经济效益。使这100多对矿井在一定程度上扭转了煤矿建设和生产上由于地质构造问题引起的被动局面,促进了中国煤炭工业的发展。

现今的地震技术,在煤炭工业中已可成功地完成以下地质任务。

(1)查明落差大于10m以上的断层(二维地震);查明落差大于5m以上断层、查出落差大于3m的断点(三维地震);

(2)查明主要可采煤层中幅度大于10m(二维地震)和5m(三维地震)以上的褶曲,主要可采煤层底顶板深度误差小于2%(二维地震)和1%(三维地震);

(3)确定和预测主要可采煤层分叉合并带、冲刷带、天然焦化带;

(4)确定废弃巷道位置;

(5)探测陷落柱;

(6)探测煤层隐伏露头位置、平面位置误差<50m。

2高分辨率地震技术

煤矿高分辨率地震技术是一项系统工程,它包括野外工作方法、仪器和资料处理技术的全面改进。提高分辨率能力的关键是增强信号的高频成分,当然仅提高频率是不够的,还必须加宽频带和兼顾改善高频讯号的信噪比,以及对环境高频噪声的抑制。这就带来了以下问题:

(1)如何激发频率较高、频带宽的地震信号;

(2)如何接收和尽量避免接收过程中的高频信号的损失;

(3)在记录时如何将反射波中的高频信息记录下来;

(4)如何提高信噪比,还要尽可能保留反射波中的高频信息;

(5)如何补偿地震波传播中高频的衰减;

(6)如何在处理中提高分辨率。

在中国东部、中部特大型煤矿,通过野外试验确定的方法是:

2.1激发

在兼顾信噪比的基础上,采用高速成型炸药,小炸药量一般为0.5~1kg,按各地区潜水位和地层条件选择激发高频成分、高信噪比的最佳地层来激发地震波,井深8~15m或30m,砾石区采用可控震源(10~125Hz,8~10次扫描)。

2.2接收

(1)采用60Hz检波器或100Hz检波器或水听器或涡流检波器,安置在深0.3m或2m的浅坑或8m浅井中,以防止地表高频噪声和避免低速带对高频反射信号的吸收;

(2)时间采样率0.5ms、1ms;空间采样率2.5m、5m、10m;

(3)采用24位A/D转换,超低噪声超低畸变的地震资料采集系统;

(4)野外地震仪器前置放大器用30Hz或60Hz或90Hz的低通滤波器;

(5)12次、24次或48次叠加;

(6)单点多检波器接收。

2.3资料处理

野外采集的原始地震记录,主要煤层反射波的频率一般仅在60Hz左右。不能达到要求的分辨率,事实上不大可能在采集阶段完全解决分辨率问题,而且也是不经济的。精细处理可以使分辨率得到很大提高。众所周知,处理中除有提高分辨率的有力手段之外,也有很多环节包括叠加在内降低了分辨率。因此,在处理中各地区十分注重以下问题:

(1)精细静校正,应用初至折射资料估算静校正量;

(2)高精度动校正,以减小拉伸畸变,减小高频校正误差;

(3)噪声衰减;

(4)压缩和缓和子波作用;

多道最小平方统计反褶积、Q补偿、子波处理、串联反褶积、反Q滤波;

(5)连并约束反演;小波变换。

采用以上方法,使1000m以上主要可采煤层反射波主频达到100Hz左右,优势信噪比频率达到10~200Hz,在地震剖面上能分辨落差大于5~10m的断点,厚约0.7m的煤层。

2.4实例

(1)图1是淮南矿区一张典型的高分辨率地震剖面,图中左下角的断层和中部的褶曲构造清晰可见。

图1典型的高分辨率地震剖面

图2连井约束反演地震剖面

a—约束反演前地震剖面;b—约束反演后地震剖面

(2)图2连井约束反演地震剖面,经连井约束反演处理后,主要反射频率由60Hz提高到约100Hz。

3三维高分辨率地震勘探技术

3.1三维地震勘探技术特点

前已叙及,由于开采煤炭的深度较浅(垂深1000m以内),对地质构造查明的程度要求又很高。因此,中国煤炭工业中的三维地震勘探技术与石油工业中的三维地震勘探技术有着以下不同的特点:

(1)排列长度较短,一般约500~700m,非纵距不超过600m;

(2)CDP网格很密,一般为(5~10)m×(10~20)m;

(3)采用高频检波器接收,其自然频率在60Hz、100Hz,埋置在深0.2~0.3m的浅坑中;

(4)通常以4线6炮或8线3炮制获取12次覆盖共深度点反射地震数据;

(5)在资料处理中通常用每平方公里5~10个钻井数据对反射层位进行标定;

(6)采用钻孔标定速度,使主要解释精度达到1%;

(7)对地震成果数据进行动态管理,即使用采掘过程中的新获得数据对,地震解释成果进行实际修正,重新解释。

近年,在中国的淮南、淮北、济宁、开滦、永夏、大屯等矿区已完成15块三维地震勘探,每块面积2~7km2

其主要效果:

(1)查明了采区内落差大于5m的断层,落差3m的断点在地震剖面上显示明显;

(2)主要可采煤层底板埋藏深度误差,经巷道验证<1%;

(3)查出运输大巷的位置。

3.2典型实例

(1)图3是淮南矿区LB矿3.4采区三维地震数据盒。

图3淮南矿区LB矿3、4采区三维地震数据盒

(2)图4是淮南矿区PS矿A采区三维地震水平切片的一部分。小断层断距5m,在图中黑框内清晰可见。

图4淮南矿区PS矿三维地震水平切片小断层断距5m

4煤层横向预测的地震技术

4.1煤层预测

煤层横向预测的地震技术是以地震信息为主结合钻井地质成果和测井成果,研究煤层横向变化。煤层横向预测采用以下几项技术:

(1)煤层层位精细标定技术;

(2)煤层底板空间几何形态描述技术;

(3)主要可采煤层厚度变化预测技术;

(4)煤层分叉、合并带、冲刷带描述技术;

(5)主要可采煤层露头预测技术。

横向预测煤层的依据是地震反射波的振幅变化、相位变化、频率变化和速度变化。

通常预测煤层是利用人工合成记录,VSP资料对地震剖面上反射波的层位进行精确标定后用下述方法实现:

(1)波形分析法;

(2)特征参数法;

(3)稳健迭代法反演;

(4)积分地震道技术和波阻抗反演;

(5)子波振幅谱总能量法;

(6)道振幅谱比法。

4.2典型实例

(1)图5是一段典型的处于煤层分叉、合并地段的地震剖面、图中T3波为3号煤层反射波,T3L波为三号石灰岩反射波。

图5典型的煤层分叉、合并地段的地震剖面(引自刘天仁)

(2)图6是用地震资料解释的3号煤层分叉、合并成果平面图。该成果经三批38个钻井验证成功率达84%。图中地震解释与钻探不一致的钻孔为T17-9、T8-3、T14-2、T15-3、T23-1、T10-3。

5煤矿采区地震技术

5.1采区地震技术特点

矿井初步设计前后,或煤矿投入生产后为合理布置采区、预备采区或工作面,而应用的地震技术称之为采区地震技术。它是90年代发展起来的为煤矿生产服务的技术,主要特点是:

图6用地震解释的3号煤层分叉、合并成果平面图(引自朱华荣、杨奎)

该成果经三批38个钻井验证成功率达84%,图中●为地震解释成果经钻探验证不一致钻孔

(1)普遍采用二维、三维高分辨率地震技术。

(2)二维勘探测网较密一般175m×250m,构造复杂区125m×200m;三维测线网(20~40)m×(40~60)m。

(3)采区地震技术要完成以下主要地质任务:

①二维勘探查明落差10m以上的断层,查出落差5m的断点;三维勘探则查明落差5m以上的断层,查出落差3m以上的断点;②主要煤层底板的深度误差<1%(三维)、2%(二维);③查明主要可采煤层冲刷带范围;④查明陷落柱的范围。

(4)具有一整套适应各地区不同地质情况二维地震数据时深转换,三维偏移归位技术。

5.2实例

(1)淮南LB矿井

该矿井设计年产300万t,在即将建成前进行采区高分辨率地震勘探。原矿井设计区内只有一条原F39断层,设计两个采面。地震勘探后煤系地层起伏形态与精查地质报告基本一致,但断层变动较大如图7。可见两个采区均为采区地震勘探查出的延伸很长的F39断层切剖,为此对设计采面进行改动,新工作面可推进2000m。1993年投产至今已产原煤200万t以上。

图7淮南LB矿井高分辨率地震勘探前后断层构造对比图

图中原F39为精查勘探查出的断层,F39、Fs为采区地震勘探查出的断层,巷-541/震-537分别为巷道对13-1煤层底板标高验证结果和地震解释结果

(2)河南LE矿井

该矿井设计年产240万t,原设计采区内无断层采区,采区地震勘探后查明断层17条。原设计三个采面中的两个采面被断层切断,见图8。后只好修改设计,避免了经济损失。

图9是一张典型的煤矿采区地震时间剖面,图中T3为3号煤层反射波,由F12和八里铺断层切割,而形成的地质构造清晰可见。

6垂直地震剖面(VSP)

VSP主要用于确定反射波的地质层位;提高地震资料处理分辨率和了解钻井周围及井底以下的地质构造。

7奥灰岩溶地震勘探技术

奥灰岩溶水一直是中国邢台、峰峰、焦作、鹤壁、邯郸等煤矿生产防治水和开采太原组煤层的主要障碍。据估算至少有5亿t煤受水的威胁无法开采。以往,靠钻井的方法予以探测成本高、周期长、成功率低。奥灰岩溶地震勘探技术主要借助于中、低频勘探,高覆盖次数的地震数据的特殊处理,来完成对奥陶灰岩内幕、岩溶发育带和奥灰顶界的埋深,断层的导水性的勘查。

图8LE矿井高分辨率地震勘探前后断层构造对比图

1—地质精查查出的断层;2—高分辨地震查出的断层;3—二1煤层底板等高线

图9典型的采区地震时间剖面

图中TQ为新生界底界面反射波,T3为3号煤层反射波

8结论

本文简要论述了中国煤炭工业地震勘探技术的新进展,可以看到它在煤炭工业中的应用已取得了丰硕的成果。高分辨率二维、三维地震;地震道反演;VSP等等技术,特别是高分辨率三维地震,由于技术成果精度高,勘探周期短,因此把它作为煤矿设计和开采中高度现代化的工具,正在成为中国东部地区一些煤矿的标准作法。

今后,中国东部、中部地区仍将是中国的主要产煤基地,开采深度将更深(1000~1200m)。为煤炭工业服务的地震技术将向勘探细小构造3m或更小断层的,高分辨率、高精度三维地震勘探和煤层勘探的目标发展。在综合利用各种资料和技术时,煤层横向描述,煤层顶底板岩性变化描述,地压预测,瓦斯富集带预测,断层导水性预测技术也将在矿井中起着重要作用。

参考文献

[1]唐建益.煤田波阻抗剖面.煤田地质与勘探,1985,3:51~61.

[2]方正.中国煤田勘探地球物理技术.地球物理学报,1994,37(增41):396~407.

[3]唐建益.中国煤田地震勘探剖面图集.北京:煤炭工业出版社,1992.

『柒』 中国煤炭地质总局改革发展情况调查报告

中国煤炭地质总局主要从事煤炭资源勘查工作,长期担负着为国家煤炭工业发展提供资源保障的重任。中国煤炭地质总局拥有一大批基础理论扎实、工作经验丰富的煤炭地质勘查和管理专家,掌握了我国煤炭资源的聚集和赋存规律,馆藏了全国50年来煤炭地质资料,形成了世界一流的煤炭地质勘查技术体系。中国煤炭地质总局除对全国煤炭资源勘查和煤炭地质行业实施统一归口管理外,还承担国家地质项目、煤炭资源勘查规划等行业管理和指导及地质技术标准制定和修订工作。

一、经济发展状况

(一)队伍基本情况

截至2006年末,中国煤炭地质总局所属煤炭地质局、专业局、在京单位等二级单位共计18个,下属48个野外地质队,共有职工35319人,其中在职职工17440人,离退人员17879人。在职职工中:地质勘查从业人数5632人,其中,技术人员4646人,高级技术人员546人,中级技术人员937人;工程勘查与施工从业人员4078人;其他产业从业人员7730人;本期劳动者报酬34287.23万元。

(二)经济发展情况

截至2006年末,总资产为28.64亿元,比2005年的24.45亿元增长了4.19亿元,增长17%。其中:生产性资产原值7.65亿元,比2005年6.45亿元增长1.20亿元,增长18%。总负债16.77亿元,资产负债率58%。

2006年实现总收入25.29亿元,较2005年19.37亿元增长5.92亿元,增长31%。其中:地质勘查业收入9.87亿元,较2005年7.15亿元增长了2.70亿元,增长38%。工程勘察施工收入6.08亿元,较2005年4.59亿元增长1.49亿元,增长32%,其他产业收入9.35亿元,较2005年7.63亿元增长1.72亿元,增长22%。2006年所有者权益为11.86亿元,较2005年9.52亿元增长了2.34亿元,增长了24%。

(三)从事公益性地质工作情况

长期以来,我局一直从事公益性地质工作,地质工作管理体制改革以来,公益性地质工作大幅度减少。2006年,我局实施公益性国土资源大调查项目5项,完成投资额420万元;实施战略性矿产资源补偿费项目10项,完成投资额3530万元。

(四)从事商业性地质工作情况

地质工作管理体制改革以来,我局积极开拓商业地质市场,2006年承揽社会地质项目180多项(其中非煤地质勘查项目40多项)。全年完成钻探工程量179.2万米,地震物理点28.9万个,电法物理点3.9万个,提交各类地质报告10件,新探明煤炭储量59.1亿吨。

(五)矿业开发情况

为了保持经济发展平衡性,培育新的经济增长点,实现经济跨越式发展,我局在“十一五”规划中提出了矿业开发的目标,部分单位在探矿权运作和通过联合、股份制等方式实施探采一体化方面,进行了有益的探索。目前,矿业开发正处在前期地质工作和可行研究阶段。

(六)工程勘察施工情况

工程勘察是煤炭地质单位发挥核心技术发展起来的延伸产业,现已发展成为煤炭地质经济发展的重要支柱产业,2006年工程勘察施工完成经营收入6.08亿元。

二、改革取得的主要经验

中国煤炭地质总局按照国家对地勘单位改革的要求和国资委对中央企业改革的要求,紧紧抓住国家加强地质工作的有利时机,积极探索适应于市场经济发展要求的新体制、新机制,促进了煤炭地勘单位的改革发展。(一)加强地勘队伍建设,整合优势资源

根据地勘市场发展需要,各地勘单位积极筹措资金,先后引进了一批先进的技术和装备,提高了技术和装备水平,提高了复杂和特殊地质条件下的施工能力;通过组建中国煤炭地质总局勘查总院及各局勘查院,整合优良资源,把技术、人才、装备集中起来,形成了一支能够适应不同地质市场需求、专业突出、结构合理、人员精干、装备精良、技术知识密集型的地质勘查专业队伍,提高了煤炭地质单位的市场竞争能力。

(二)实施“大地质、大市场”战略,拓展地质工作服务领域

各单位根据区域经济发展和矿产资源状况,一方面,积极争取承担国家地质勘查项目;另一方面,加强对已掌握的地质资料的分析研究,以市场为导向,加大了以煤炭为主、多种矿产资源共同勘查的力度,在努力发展商业性地质市场的同时,根据经济社会发展需要,大力发展矿山地质、水文地质、工程地质、环境地质、灾害地质、城市地质等延伸产业,拓宽了地质工作服务领域。

(三)实施事企分体运行,积极稳妥地推进企业化改革

我局首先在地勘队一级单位实施事企分体运行,在内部划分为事业、企业两大部类,在管理体制、管理职能、人员、资产、经费、财务核算和薪酬制度上分开,实行不同的管理方式和运行机制。在此基础上,各地勘单位组建“大公司”,模拟企业运行,推动了地勘单位企业化发展。

三、“十一五”战略规划要点

(一)指导思想

以邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观为指导,以提高经济效益为中心,坚持地质勘查主业,坚持煤炭地质事业,坚持以人为本;加快企业化改革进程,加快企业规模建设,加快科技创新步伐,加快构建煤炭资源勘查新体系,加快企业文化建设,加快“三个文明”建设相互促进、协调发展,推进煤炭地质经济跨越式发展。

(二)主要经济指标

煤炭地质经济在优化产业结构、转变经济增长方式、提高效益的基础上,经营收入、利润总额、职工人均收入以年均15%左右的速度增长,到“十一五”末,经营收入、利润总额和职工年人均收入分别达到33亿元、7000万元和3.2万元,力争达到40亿元、8200万元和3.5万元,经济指标均比“十五”翻一番。

(三)主要任务及工作目标

(1)建立煤炭地质勘查新体系,建设创新型地质单位;

(2)突出发展主业,实现做精主业,带动做强,从而做大的战略目标;

(3)以建立现代企业管理模式为目标,完善现代企业管理体制;

(4)建立以企业为主体、以市场为导向、以人才为支撑、产学研结合的科技创新体系,确保煤炭地质综合勘探、高分辨率地震勘探、航测、遥感、地理信息和特种勘探技术国内领先、国际先进水平,实现1~2项地质勘查关键技术的突破;

(5)构建煤炭地质和谐单位,企业品牌建设取得新进展,职工整体素质显著提高,精神文明创建活动取得新成果。

四、关于加强行业管理的几点建议

地质勘查工作涉及的服务领域宽广,也决定了其行业管理的特殊性和复杂性。地勘行业旧的管理体制改革之后,新的管理体制尚不完善,在体制转变的过渡时期,应努力探索行之有效的行业管理办法,建议在以下几个方面加大工作力度:

(一)加强行业法律法规和地质勘查工作规程规范的制定

一是应进一步完善有关地质勘查方面的法律法规以及各类地质工作的行业标准、规程、规范等等,加大执法监督的力度;二是应加强地质勘查规划和管理工作,加强对规划和计划执行完成情况的指导、检查和监督;三是加强矿业权设置和商业性地质工作市场的管理,严格审批控制和市场准入制度。

(二)加强原工业部门地勘队伍的专业化建设

原工业部门的地勘队伍在不同矿产资源勘查中发挥了重要作用。由于不同地质工作的特点不尽相同,特别是矿产资源勘查工作的标准、规程、规范等有很大差别,因此,应就如何在新形势下进一步发挥各工业部门地勘队伍的作用,如何加强工业部门地勘队伍建设进行深入研究。

从煤炭资源勘查来讲,进一步规范煤炭资源勘查市场,提高地质勘查工作程度,为煤矿建设和生产以及国家煤炭资源储备提供后备基地,为煤炭资源战略规划提供科学依据,是煤炭地质勘查工作的当务之急。《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》明确提出,煤炭工业健康发展要建立五大新的体系,并从资金支持、矿权管理、队伍建设、市场准入、勘查规范等方面,对加强煤炭资源勘探工作提出了指导性意见。完整、科学、可靠的煤炭地质资料是构建煤炭资源开发监管等五大体系的基础;对煤炭赋存状况及开采技术条件的地质评价是构建资源开发监管体系、煤炭供应体系、安全生产保障体系的前提;煤炭水、工、环地质手段是构建煤炭循环经济体系的保证。要做好这些基础工作,必须建立一支精干高效、装备精良的煤田地质队伍。所以,建议在加强煤炭地质勘查项目管理、建立和完善煤炭地质勘查标准化体系、推进煤炭地质科技创新等方面,进一步发挥我局的作用。我局将在国家煤炭行业和矿产资源主管部门的领导下,积极负责地协助做好相关工作。

(三)积极稳妥地推进地勘单位改革

从地勘单位历史和现状看,对地勘队伍改革不应简单地认为就是转企,改革过程中应区别不同情况,因地制宜,因时制宜,分类指导,分步实施。地勘单位经济基础差、发展资金短缺、技术装备不足、结构调整困难大等问题,并未从根本上得到解决,绝大多数地勘单位离开事业费的支撑,都难以生存,地勘单位的企业化改革还需要一个较长的过程。希望加强对地勘单位改革理论与实践的研究,为地勘单位的改革给予必要的外部环境和条件,帮助其解决历史遗留问题,加大对国办发37号、2号、76号、4号等文件及配套文件的落实力度,并在资金、技术装备等方面出台一些新政策,形成有利于地勘单位改革、发展与稳定的政策体系。

(中国煤炭地质总局地质处)

『捌』 中国煤炭地质勘查新系统的构成

徐水师、王佟等(2009)总结了煤炭地质勘查技术的发展,进一步强调煤炭地质勘专查要始终坚持“以煤为主属、综合勘查、综合评价”的原则,做到充分利用、合理保护矿产资源,做好与煤共伴生的其他矿产的勘查评价工作,尤其要做好煤层气和地下水(热水)资源的勘查研究工作。同时,综合勘查也是指在煤田地质勘查各阶段,针对具体地质和地球物理条件,因地制宜地综合运用各种勘查手段所进行的勘查研究工作。

根据我国煤炭资源东西分带、南北分区的分布特点,将中国煤炭分为东部、华南、西北、西南四个赋煤区,其勘查手段与方法必然存在差异。因此,提出一个新的煤炭资源勘查体系,如遥感技术系统、以钻探为主体的勘查系统、安全生产保障系统以及煤矿的闭坑工作相结合的中国煤炭资源综合勘查新体系是很有必要的。

『玖』 资源勘查与煤炭勘探

煤炭地质勘查是对煤矿床进行调查研究以获取地质信息的过程,是查明煤炭矿产资源、煤炭储量以及生产所需的其他基础地质信息的过程。这个过程不可能一次完成,需要分阶段并依次进行。它包括从煤矿床的预查直至开采完毕整个过程中的地质勘查工作,是由勘查对象的性质、特点和勘查生产实践需要决定的,也是由煤炭勘查的认识规律和经济规律决定的。勘查阶段划分的合理与否,将影响到煤炭勘查与矿山设计、矿山建设的效果。因此,它不仅是煤炭勘查实践中的实际问题,也是煤炭勘查中的一个重要理论问题和技术经济政策性问题。

根据煤炭地质勘查工作的特点和与煤矿设计、建设与开采的关系,一般可分为资源勘查、开发勘探和矿山闭坑治理三大阶段。在煤矿设计、建设前的地质勘查工作属于资源勘查阶段;而在煤矿设计、建设与开采过程中的地质勘探工作,属于安全生产保障勘探阶段,属于矿井地质工作的范畴,涉及闭坑阶段的地质勘查工作更注重环境建设与恢复治理。因此,煤炭勘探学实际上是煤炭经济地质学。

(一)综合勘查方法的形成

综合勘查的概念和方法体系是在新中国煤田地质勘查实践过程中逐渐形成并不断充实和完善的。

早在20世纪50年代初期,新中国煤炭地质勘查队伍创建之初,学习苏联煤田地质工作方法,在老煤矿区向外围新区发展中,裸露和半裸露地区多采用山地工程、地质填图、钻探和采样化验等手段进行煤炭地质勘查工作。为验证钻探质量并发挥钻孔一孔多用的作用,亦逐步开展电测井工作。

20世纪50年代末,中国东部地区在分析地质规律基础上,采用电法扫面、钻探验证的综合普查找煤方法,总结出一套地质-地球物理综合勘查经验,在皖北、鲁西、豫东、冀东、辽南等地找到了一系列大型隐伏煤田。

20世纪60~70年代,在全国范围内因地制宜的采用山地工程、地质填图、物探、钻探和采样化验相结合的综合地质勘查方法并逐渐开展和应用航片地质填图、遥感解译、数学地质等新技术和方法。

20世纪80年代,在安徽刘庄和山东唐口精查中采用高分辨率地震勘探和钻探相结合的综合勘查,提高了勘查精度并减少了2/3钻探工程量,大大节省了勘查投资,缩短了勘查周期。高分辨率地震勘探能查明落差大于10m的断层,在地震、地质条件好的地区甚至连落差为5~10m的断层亦有明显显示,在探测煤层厚度变化、分叉和尖灭方面亦取得了初步成果。

20世纪90年代以来,三维地震勘探技术得到推广运用,1995年煤矿采区三维地震技术取得了突破性进展,在探明井田内小型地质构造和煤层厚度等方面取得显著进展,大大提高了勘查精度。1996年以后,彭苏萍(1996)等利用三维地震勘探技术成功解决了影响煤矿安全生产的小断层、小陷落柱等地质问题,在中国东部能查清1000m深度内3m断层,精释精度大大提高。提高了地质勘查对煤矿安全生产的保障程度。目前,以高精度三维地震和快速精准钻探技术为核心,遥感、物探、钻探、测试技术相结合的煤炭资源综合勘查技术方法体系不断完善并趋于成熟。

我国煤炭资源赋存条件的复杂性和多样性,决定了煤炭地质工作中综合勘查的重要性。综合勘查又称为综合勘探(generalized exploration),有广义和狭义之分。

广义的综合勘查,是指在地质勘查中以煤为主,同时做好勘查区内各种与含煤岩系伴生或共生矿产资源的综合评价和勘查。《煤、泥炭地质勘查规范》(DZ/T0215—2002)明确指出,煤炭地质勘查必须坚持“以煤为主、综合勘查、综合评价”的原则,做到充分利用、合理保护矿产资源,做好与煤共伴生的其他矿产的勘查评价工作,尤其要做好煤层气和地下水(热水)资源的勘查研究工作。同时,综合勘查也是指在煤田地质勘查各阶段,针对具体地质和地球物理条件,因地制宜地综合运用各种勘查手段所进行的勘查研究工作。

狭义的综合勘查,是指各种勘查手段的综合运用,又称为综合勘查方法或综合勘查技术。煤炭地质综合勘探技术是集地质填图、钻探、物探、测试、测绘、遥感和计算机于一体的综合勘探技术体系,即根据勘查区地形、地质和物性条件,合理选择高分辨率地震、钻探和数字测井等相结合的综合勘查手段,合理布置各项工程,强调各种手段密切配合和各种地质信息综合研究的现代煤炭地质综合勘查技术,它主要包括以下几个方面:

1.地理、地质和地球物理条件分析

我国煤炭资源地域分布广泛、煤系赋存状况差异显著。晚古生代海陆交互相煤系形成于巨型聚煤坳陷,煤层稳定但后期改造显著,原型煤盆地破坏殆尽。中生代煤系形成于大、中型内陆盆地,煤质优良、后期构造变形相对较弱。新生代煤系多形成于小型山间盆地或断陷盆地,煤层厚度大但不稳定。西北地区气候干旱、煤系裸露或半裸露;西南地区地形起伏大、植被高度覆盖、交通极为不便;华北东北平原区为巨厚新生界覆盖。各勘查区地理、地质和地球物理条件的显著差异,构成综合勘查方法选择的基础依据。

2.合理选择勘查手段

物探、钻探等各种勘查技术手段各有其不同的原理、特点、适用条件和应用效果,在运用各种勘查技术手段时要取长补短、合理配置、综合运用。综合勘查方法体系的主要内容,是根据勘查区具体的地理、地质和地球物理条件选择适当的勘查技术手段组合,以取得最佳勘查效果。

我国黄淮海等地震地质条件比较好的地区一般采用地震、钻探、测井和化验测试等勘查手段。在地层出露较好的地区则应充分利用地质填图和遥感技术,开展大比例尺填图,如在贵州等地区效果非常好。

3.注意各种手段的密切配合和施工顺序

20世纪90年代完成的唐口和刘庄勘探(精查)等中日合作项目,均成立了由地质、物探等专业人员组成的项目组,组织协调地质勘查工作,并制定了严格的施工顺序:先施工地震、测井参数孔、开展地震试验,获得最佳的地震参数,在此基础上开展地震工作,根据地震资料调整钻孔位置,施工钻探基本工程;根据钻探、地震取得的地质成果综合分析研究,确定勘查区的煤岩层对比、构造方案;初步编制资源/储量估算图,分析地质任务的完成情况,根据分析结果确定、施工构造验证孔和其他加密工程。

4.强化各种地质资料的综合分析研究

一个勘查项目应用多种勘查手段所获得地质资料十分丰富,要取得真正意义上的综合勘查,强化各种手段获得的地质资料的综合研究十分必要。如唐口等项目,除综合钻探、地震等手段取得的地质资料进行构造分析研究以外,还运用地震资料研究煤层厚度和结构变化趋势、河流冲刷带、圈定煤层可采边界、上覆松散层含水层分布等,同时,深入分析煤质资料,研究煤质特征和分布规律,从而大大提高了研究程度。

(二)综合勘查方法的运用

《煤、泥炭地质勘查规范》(DZ/T0215—2002)规定了综合勘查方法运用的基本原则:煤炭地质勘查工作应根据地质目的、经济效果和地形、地质条件、物性条件的不同以及各种勘查手段的特长,因地制宜地配合、组合选用。

在中国西部地质工作研究程度较低的地区,宜先用遥感方法进行矿产资源综合调查,选择有利含煤区块进行地质填图、施工物探工程和钻探工程。在中国南方和西南暴露煤田和半隐伏煤田宜先开展地表地质工作,进行地质填图、施工坑探工程和钻探工程。在中国北方隐伏煤田以物探为主、钻探验证。

1)暴露煤田和半隐伏煤田应在充分利用地质填图(有条件时还应开展航天、航空遥感地质填图)辅以槽探、井探、浅钻和地面电法做好地面地质工作的基础上,再采用钻探、测井和其他手段完成各项地质任务。

2)凡地形、地质和物性条件适宜的地区,应以地面物探(主要是地震,也包括其他有效的地面物探方法)结合钻探为主要手段,配合地质填图、测井、采样测试及其他手段进行各阶段的地质工作。地震主测线的间距:预查阶段一般为2~4km;普查阶段一般为1~2km;详查阶段一般为0.5~1km;勘探阶段一般为250~500m,其中初期采区范围内为125~250m或实施三维地震勘查。

3)凡不适于使用地震勘查的地区和裸露、半裸露地区,应在槽探、井探、浅钻、地面物探和地质填图的基础上开展钻探工作。

『拾』 煤炭地质勘查技术发展回顾

现代高精度勘查技术是在以往勘查工作的基础上,经过进一步创新、发展和集成的新技术。它考虑了我国目前乃至今后需要开展煤炭地质勘查工作的煤炭资源赋存情况、地质条件的复杂性和自然、地理条件的差异性,针对煤炭资源勘查、矿井建设、安全生产、环境保护等不同阶段的地质任务,形成了一系列的综合勘查技术手段和不同的组合。

新中国成立以来,我国煤炭地质勘查工作伴随着共和国的脚步走过由小到大、由弱到强的发展历程,探明煤炭资源储量累计超过1.4万多亿吨,为我国煤炭工业快速、稳定发展做出了重大贡献。在长期的实践中,广大煤炭地质工作者针对我国煤田地质条件特点和煤炭工业建设的要求,积极探索,实施了多种勘查技术与方法,建立了若干勘查规范、规程与文件,推动着我国煤炭资源勘查理论和技术不断发展。特别是世纪之交以来,全国煤炭单位在市场经济体制引导下,通过实施大型煤炭基地、整装勘查项目和煤矿安全生产保障项目、国土资源煤炭资源大调查项目、矿产资源补偿费地质勘查项目和中央财政补助地质勘查项目,开展了一系列煤炭地质高精度煤炭地质勘查技术研究课题,煤炭勘查工作新机制得到有效建立和不断完善,国家经济的高速发展推动国际国内煤炭需求快速增长,促进了煤炭地质勘查工作和国际的快速接轨,为煤炭地质勘查工作注入了新的活力。

半个世纪以来,我国煤炭地质勘查工作者爬山涉水,披荆斩棘踏遍大江南北,深入崇山峻岭、戈壁沙漠和雪域高原,基本查清了中国东部1000m以浅的煤炭资源。除西藏外,在我国西部新疆和云、贵、川等自然条件复杂地区,也达到了较高的勘探程度,使我国煤炭地质勘查关键技术总体处于国际先进水平。但我们还要看到,煤炭在我国能源中所处的位置到21世纪中叶不会改变多大,资源保障的任务仍然很重,而且随着大型煤炭基地建设发展,矿山安全生产和精细开采对地质勘查工作的要求愈来愈高。与世界各主要产煤国相比,我国煤炭资源赋存规律、开采地质条件相对复杂。目前东部地区的勘查重点基本转向巨厚新生界覆盖区、推覆体下、老矿区深部等非常规区块,勘查深度达到1500m,勘查难度进一步加大;西部地区也基本为黄土高原、戈壁沙漠、高寒冻土等自然环境恶劣或生态环境脆弱地区,常规勘查手段的使用受到很大的限制。这些就是我国煤炭地质勘查的现状,当然,也是要解决的重点难题。我们还要清晰地看到今后一段时间,随着煤炭资源勘探的深度、难度的不断加大,煤炭工业现代化程度的进一步提高,采矿业由单一普采向高档现代化综采设备技术发展,对地质构造和煤层赋存情况查明程度的要求愈来愈高,煤炭地质工作的任务更加艰巨。要着重研究煤炭资源遥感技术、高精度地球物理勘查技术、快速精准地质钻探技术、煤炭资源勘查信息化技术、煤矿区环境遥感监测技术等核心技术以及煤炭资源测试化验技术。另外,还坚持“以煤为主、综合勘查、综合评价”的原则,做好与煤共伴生的其他矿产的勘查评价工作,尤其是煤层气和地下水(热水)资源勘查评价及高原终年冻土地带天然气水合物的勘查。

总之,国内经济持续高速发展对煤炭地质勘查工作提出更高的要求,煤炭地质理论的进展为煤炭资源勘查注入新的活力,以三维地震和3S技术为代表的新技术手段推动煤炭地质勘查向深度和广度两方面突飞猛进地发展。为适应中国煤炭地质条件的复杂性和自然、地理条件的差异性,使用单一勘查技术手段难以解决复杂地质条件下的勘查目标,近年来煤炭地质单位进行了大量专题科研和勘查工程实践,系统总结形成了适应中国煤田地质特点和煤炭工业要求的煤炭地质综合勘查创新思路与理论体系,为煤矿建设提供了理论与技术保障,对提高我国煤炭资源保障能力、促进煤炭工业可持续发展具有重要意义。

站在当今全球地质勘查技术发展的高度看,我们原有的许多勘查理论和技术已落后,与时俱进是永恒的主题,煤炭工业在国民经济中的地位决定了今后煤炭地质勘查工作仍将长期贯穿于煤炭工业和国民经济社会发展全过程,既要担负提供新的资源保障的重任,又担负为煤炭开发、利用、安全和环境保护提供地质服务的责任,还要考虑资源节约。勘查的难度大了,责任重了,精度要求也更高了,本书既是对前人地质勘查技术成果的进一步总结,也是对新技术的研究展望。

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