中国煤田地质学
㈠ 煤地质学的煤炭分类
1、煤的工业分类中的一些基本概念
①基的概念:基准,前提条件。例如,ad,daf,dmmf,ar分别代表干燥基、空气干燥基,干燥无灰基、干燥无矿物质基和收到基。
②煤的粘结性。是指煤粒(d<0.2mm)在隔绝空气加热后能否粘结其本身或惰性物质形成块的能力。
③煤的结焦性。是指煤粒隔绝空气加热后能否生成优质焦炭的性质。
④煤的全水分。是煤的外在水分(表面水)和内在水分之和。外在水是空气中干燥失去的水分,剩下的是内在水。
⑤挥发分。空气干燥基煤样在900℃条件下隔绝空气加热7分钟后减少的质量扣除水和二氧化碳的质量。常用干燥无灰基挥发分表示。Vdaf/%
⑥灰分:空气干燥基煤样加热到815℃完全燃烧后残余物的质量。
⑦弹筒发热量。是指单位质量的煤在充有过量氧气的弹筒中燃烧,最终产物为25的二氧化碳、氧气、氮气、硝酸、硫酸、液态水和固态灰时放出的热量。
⑧高位发热量。是指单位质量的煤在充有过量氧气的弹筒中燃烧,最终产物为25的二氧化碳、氧气、氮气、二氧化硫、液态水和固态灰时放出的热量。其数值等于弹筒发热量扣除硝酸和硫酸的形成热。
⑨低位发热量。是指单位质量的煤在充有过量氧气的弹筒中燃烧,最终产物为25的二氧化碳、氧气、氮气、二氧化硫、气态水和固态灰时放出的热量。其数值等于高位发热量扣除水的汽化热。
2、煤的用途
火力发电31%,工业锅炉31%,民用20%,炼焦8%,蒸汽机4%,煤化工3%,出口3%
3、煤的工业分类依据
根据煤化程度指标(挥发分等)和热加工工艺性质(粘结性、发热量等)。
4、中国煤炭分类表及说明
①煤的数码编号说明:十位数表示干燥无灰基挥发分的大小,个位数表示它的粘结性大小。十位数字大,表示挥发分高;个位数字大,表示粘结性高。
②无烟煤分类:3个编号。 类别 编号 挥发分Vdaf/% 氢含量Hdaf/% 无烟煤一号 01 老无烟煤 0-3.5 0-2 无烟煤二号 02 典型无烟煤 3.5-6.5 2-3 无烟煤三号 03 新无烟煤 6.5-10 3-4 ③烟煤分类:24个编号
挥发分10-20%,20-28%,28-37%,37%以上,分别为低、中、中高和高挥发分。
粘结指数G 0-5,5-20,20-50,50-65,65以上,分别为不粘、弱粘、中低粘、中高粘和强粘结性。
④褐煤分类:2个编号 类别 编号 挥发分Vdaf/% 目视比色法透光率PM 褐煤一号 51 新褐煤 37以上 ≤30 褐煤二号 52 老褐煤 37以上 30-50 ⑤中国煤的分类
14大类:褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。
17小类
5、煤的可选性及评价方法
①选煤的概念
利用煤与矿物杂质物理化学性质的不同,设法除去矿物杂质,提高煤质量规格的过程。
②选煤方法
主要是重力选煤,利用煤与矿物杂质密度的不同,采用跳汰选煤或重介质洗煤。
③煤的可选性
把矿物杂质从煤中分离出来达到工业用煤要求的难易程度。用±0.1临近密度物产率表示。
④评价方法
筛分试验和浮沉试验。
煤岩学
第一节 宏观煤岩组成及煤的物理性质
1、宏观煤岩成分:肉眼可以区分的煤的基本组成单位。
①镜煤。颜色深黑,光泽最强,贝壳状断口,内生裂隙发育,呈条带状或透镜状,由植物的木质纤维组织经凝胶化作用形成,是一种简单的宏观煤岩成分。
②丝炭。颜色灰黑,纤维状结构,丝绢光泽,疏松多孔,被矿物充填后坚硬致密,比重较大,由植物的木质纤维组织经丝炭化作用形成,也是一种简单的宏观煤岩成分。
③亮煤。亮煤是复杂的宏观煤岩成分,由植物的木质纤维组织经凝胶化作用,并掺入一些由风或水带来的矿物杂质形成。光泽和亮度仅次于镜煤,断面平坦,内生裂隙不如镜煤发育,常呈较厚分层,是最常见的宏观煤岩成分。
④暗煤。暗煤是复杂的宏观煤岩成分,富含壳质组、惰质组或矿物质,光泽暗淡,灰黑色,致密坚硬,比重大,韧性大,不易破碎,断面粗糙,一般不发育内生裂隙。较为常见。
2、宏观煤岩类型
按宏观煤岩成分组合及其反映出来的平均光泽强度划分为4种宏观煤岩类型。
①光亮煤。主要由镜煤和亮煤组成(大于80%)。
②半亮煤。亮煤和镜煤占多数(50-80%)。
③半暗煤。亮煤和镜煤占20-50%,硬度、韧性、比重较大。
④暗淡煤。镜煤与亮煤小于20%,硬度、韧性、比重大。
二、煤的物理性质
1、光学性质
①颜色:表色、粉色、体色、反射色、反射荧光色
表色指普通白光照射下煤表面反射的颜色。
粉色指煤研成粉末或用钢针刻划煤表面形成条痕的颜色。又称条痕色。
体色指把煤表面磨光,在显微镜下观察反射光的颜色。
反射荧光色:把煤表面磨光,用蓝光或紫外光激发后呈现的颜色。 煤类 表色 粉色 体色 反射色 反射荧光色 褐煤 褐色 褐色 煤级越高,透光性越差 煤级越高,反射色越浅 煤级越高,荧光色越弱 低阶烟煤 黑色 深褐色 高阶烟煤 黑色 黑色 无烟煤 黑色 深黑色 ②光泽。煤的新鲜断面的反光能力。与煤成因、煤岩成分、煤化程度和风化程度有关。镜煤→亮煤→暗煤→丝炭,光泽减弱。随煤级增高,光泽增强。
③反射率、折射率和吸收率
煤的反射率是在垂直照明条件下,煤岩组分磨光面的反射光强度与入射光强度之比。
煤的折射率是在光线入射煤的界面时,入射角和折射角的正弦之比。
煤的吸收率是被吸收的光能与入射光能量之比。
2、机械性质
①硬度。抵抗硬物压入表面的能力,分为刻划硬度、压痕硬度和磨损硬度。
刻划硬度指用标准矿物刻划煤得到的相对硬度。
压痕硬度指用专门的仪器测定的煤的显微硬度。
抗磨硬度指用煤磨光面上耐磨阻力的大小表示的硬度。
②脆度。物体受外力作用后破碎的性质。脆度大,韧性差,与硬度不直接相关。焦煤脆度最大。
③可磨性。研磨的难易程度。煤的可磨性系数指风干状态下将相同重量的标准煤样和试验煤样由相同粒度研磨到相同细度所消耗的能量比。
④压缩性。煤在恒温加压下体积变化的百分数。
⑤断口。煤受力后断开的截面。
⑥比重、密度。
⑦比表面积。每克煤具有的总表面积。M2/g
可采用湿润法、BET法、Langmuir等温吸附法、气相色谱法。褐煤和无烟煤比表面积最大。
⑧孔隙率。煤中孔隙和裂隙总体积与煤总体积之比,又称孔隙度。
⑨导电性。通常用电阻率表示。与煤化程度、水、矿物质、孔隙度和风化程度有关。
⑩磁性。煤是抗磁性物质。
⑾导热性。煤的比热介于水和矿物之间。水比热大,矿物比热小。
三、煤中的裂隙
1、内生裂隙:凝胶化物质在温度、压力作用下均匀收缩产生内张力而形成的裂隙。与层理面垂直发育两组。
2、外生裂隙:后期构造应力作用的产物,与层理面呈不同角度相交,裂隙内有煤屑。
四、煤的结构与构造
1、煤的结构分为原生结构和次生结构。原生结构指煤化作用过程中未经构造运动作用形成的煤结构。次生结构指煤层遭受构造运动后的结构,包括碎裂、碎粒、縻棱结构。
2、煤的构造
煤作为一种沉积岩,具有沉积构造,包括层理、波痕等;有些不具有层理特征,呈块状构造。原生构造经构造运动后产生次生构造,如滑动镜面、鳞片状构造、揉皱构造等。
第二节 煤的显微组成
一、煤的有机显微组分
1、镜质组。由植物的木质纤维组织在还原条件下经凝胶化作用形成。镜质组分为结构镜质体、无结构镜质体和碎屑镜质体。保存有植物细胞结构的称为结构镜质体,没有植物细胞结构的称为无结构镜质体,呈碎屑状分布的称为碎屑镜质体。
2、惰质组。又称丝质组,是木质纤维组织在氧化环境下经丝炭化作用形成。C含量高,芳构化程度高,较硬,反射率高,挥发分低,无粘结性。
3、壳质组。又称稳定组,类脂组。壳质组还有大量脂肪族成分,氢含量高,加热时产生大量的焦油和气体。粘结性较差或没有,具有荧光性。
二、煤的无机显微组分
1、煤中矿物质来源
①原生矿物。植物通过根吸收的矿物质。
②同生矿物。由风、水携带与泥炭同时沉积的矿物质。
③后生矿物。煤层形成后,由于水或岩浆的侵入形成于煤体内的矿物。
2、煤中矿物质种类
粘土矿、碳酸盐矿、氧化物、硫化物、氢氧化物等。
第三节 煤岩学应用
1、根据煤层剖面、生物化石、煤核可以推断煤层沉积史。
2、根据煤层形成曲线可以推断沉积历史。
3、利用同等深度不同变质程度可以推断构造运动史。
第四节 煤岩学研究方法
一、宏观研究方法
肉眼观察煤层剖面,绘制煤岩柱状图,描述分层名称、厚度、结构、构造、矿物质等。
二、显微研究方法
1、显微煤岩组分定量
煤粒d≤1mm,平均d=0.8mm
2cm 颗粒数约为25×25=625
2cm
测量步距0.6mm时,测量点数是33×33=1089。统计原则:以目镜十字丝交点下组分进行统计,十字丝交点下没有显微组分的不统计。判断原则:如果十字丝交点落在组分边界时,按充满某个象限的组分参与统计。
2、显微煤岩类型定量
目镜插入网格微尺,网格数20,网格尺寸0.5mm×0.5mm,测量步距0.6mm。统计原则:网格与煤粒交叉点数在10个以上时参与统计。数据点的判断原则:①矿物点数<20%且无硫化物时,该数据点定为显微煤岩;②矿物点数>50%或硫化物点数>15%重叠点数时,该点定为矿物体;③其它数据点定为微矿质煤。
3、显微组分和显微煤岩类型综合分析
在目镜中插入网格微尺,以网格微尺某一点作为十字丝,综合前面的统计和判断依据进行统计和分析。
三、煤的反射率测定
显微光度计
四、仪器设备
1、自动显微光度计
根据灰度值计算出反射率,判断煤化程度、显微组分或煤岩类型。
2、扫描电子显微镜:用于研究固体的表面形态。
3、核磁共振:特定的原子核在特定的外加磁场中,只吸收特定频率的射频能量。用于研究煤分子的化学结构。芳香度改变,相当于外加磁场改变,被吸收的射频频率也改变。
4、电子顺磁共振
第五章 含煤沉积体系
1、 含煤岩系的概念
是指充填于盆地内含有煤层的具有共生关系的沉积总体。含煤岩系的颜色主要由灰色、灰绿色和黑色组成,岩石类型包括砂、泥岩、炭质泥岩、灰岩、煤等。
2、 煤层形成的条件
煤层的前身是泥炭层,泥炭层的形成和保存与沼泽中的水位密切相关,根据植物遗体的堆积速度和沼泽水面的上升速度对比,可分为三种情况,又称为三种补偿方式:过度补偿、均衡补偿和欠补偿。
3、 煤层的结构
煤层包含煤分层和岩石夹层,煤层内不含夹石层者称为简单结构煤层,煤层内含夹石层者称为复杂结构煤层。
4、 煤层的底板和顶板
煤层底板以泥岩、粘土岩最为常见,富含植物根茎化石,俗称根土岩;如果底板为砾岩或石灰岩,则为植物遗体异地沉积。根土岩含有伊利石、蒙脱石、高岭石和其他粘土矿物,呈灰白色。
煤层顶板的岩石类型有多种,最常见的是泥岩、砂岩和石灰岩,与沉积环境有关。例如,我国华北石炭二叠纪含煤岩系太原组是海进型充填序列,成煤环境主要为泻湖-障壁岛体系,发育石灰岩顶板。华北地区山西组为海退型充填序列,成煤环境主要为三角洲、河流体系,煤层顶板为湖相泥岩、冲击相砂岩。
5、 煤层中的结核、包体和化石
顶板为海相沉积物的煤层,煤层中、顶部常见黄铁矿结核,煤层下半部常见硅质结核。
泥炭中混入外来漂砾,形成包体。
煤层中有时可见到动植物化石。
6、 煤层厚度、形态及其控制因素
煤层总厚度、有益厚度、可采厚度、可采煤层、厚度级别
煤层形态控制因素:泥炭沼泽基底形状、沉积环境(冲积扇、河流、湖泊、三角洲、泻湖-障壁岛)、同期构造变动(河流或湖泊相碎屑沉积体侵入煤层产生煤层分叉现象、基底发生断裂、褶皱)、后期构造变动(褶皱、断裂、岩浆侵入、岩溶陷落柱)
7、 含煤沉积体系
山地冲积扇地带沉积体系成煤特征:扇间、扇内或扇前盆地可形成煤层,侧向连续性差
河流沉积体系成煤特征:岸后沼泽和废弃河道有利于形成煤层
湖泊沉积体系成煤特征:湖泊淤浅过程中,沉积粒度下细上粗
三角洲沉积体系成煤特征:上三角洲平原地带,近河岸由于决口扇沉积而出现煤层分岔和灰分增高现象,多形成低硫煤;下三角洲平原,受海水和潮汐影响明显,煤层顶板多为海相沉积,硫分含量高。
泻湖-障壁岛沉积体系成煤特征:泻湖淤浅沼泽化形成煤层,厚度变化较大,煤层硫分含量较高。
第六章 聚煤盆地与聚煤规律
1、根据聚煤盆地的形成条件,分为凹陷型聚煤盆地,断陷型聚煤盆地和构造侵蚀型聚煤盆地。
①我国华北石炭二叠纪聚煤盆地是一个比较典型的波状凹陷型聚煤盆地。盆地南侧是秦岭-大别山构造带,盆地北侧是阴山构造带,总体是一个西北向东南方向缓倾斜的簸箕状盆地,呈现“东西向分带,南北向迁移”的格局。
②断陷型聚煤盆地。由断裂作用和断块沉陷作用形成。
③侵蚀型聚煤盆地。基底为具有剥蚀面的凹地。
2、聚煤盆地的演化
①聚煤盆地的演化受古植物、古气候、古地理和古构造的影响。
②盆地内存在不均匀沉降现象。
③聚煤盆地在构造运动、海水进退和气候影响下,具有侧向迁移现象。
涉及的词汇:海进、海退、海退退覆、超覆、进积(海退时)、退积(海进时)、沉积基准面
3、聚煤规律
在古植物、古气候、古地理和古构造影响下,聚煤作用总是发生于盆地中的一定部位,在时空上表现出一定的规律性。
①富煤带。指煤层发育较好、相对富集的块段,在空间上具有带状分布的特点。
②富煤中心。富煤带内煤层厚度较大的部位。
一般情况下,大型盆地富煤带呈圆形或椭圆形,受地质构造控制时沿构造线延展方向展布。
4、成煤作用研究
受海水影响的煤中,硫含量高,黄铁矿含量高,富集云母、白云石、方解石和磷灰石等矿物。
具有海相顶板的煤层,由于是深水环境,暗煤发育。
第七章 煤的伴生矿产资源
第一节 油页岩
油页岩中的有机物质几乎完全由藻类遗体组成,油页岩的形成环境主要为静水沉积还原环境。
第二节 煤层气
㈡ 煤地质学的著名煤地质学家
杨起复(1919-2010),1943年毕业于西南联制合大学。1946年北京大学研究生毕业。中国科学院院士,中国地质大学教授,主编《中国煤田地质学》、《煤田地质学》等教材,创办我国第一个煤田地质学专业 。
韩德馨(1918-2009),1942年毕业于西南联合大学,1943-1945年北京大学研究所进行研究工作。1950年毕业于美国密歇根大学研究院。中国矿业大学教授,中国工程院院士,主编的《中国煤田地质学》、《中国煤岩学》等专著和教材
㈢ 西安煤科院的《煤田地质与勘探》和中国地质大学(武汉)的《地质科技情报》哪个较好一点
(1)《煤田来地质与勘探》
被以下数自据库收录:
CA 化学文摘(美)(2011)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD—2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
中科双效期刊
综合影响因子0.389
(2)《地质科技情报》
被以下数据库收录:
CA 化学文摘(美)(2011)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2011)
中国科学引文数据库(CSCD—2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
综合影响因子0.869
(3)评价
两者都是中文核心期刊,均被CA收录,但就影响因子而言,《地质科技情报》优于《煤田地质与勘探》,但前者是侧重综合地质类,后者侧重煤炭地质,这也要看楼上发表的论文关于什么方面,才好选择!
㈣ 各位前辈,我是学地质的,刚签了邯郸中国煤炭地质总局水文地质局,这个单位好吗以后一月能拿多少钱啊
水文地质局的办公楼就在离我家不远的对面,就隔了一条联纺路,反正中煤的办公楼都在滏河内大街上容,离得都不是太远!单位一般,研究生学历刚开始也就一个月的工资RMB2000~3000(看你到哪个部门了,下基层劳动量大,条件又艰苦当然给的就多了!)。不过不错了,至少专业对口,人家又是事业单位!
㈤ 我的专业是煤田地质与勘查技术,请问我可以从事什么单位
北京市
北京爱地地质勘察基础工程公司
中国石油集团工程设计有限责任公司
北京市地质工程勘察院
国家林业局调查规划设计院
中国国土资源航空物探遥感中心
北京长地友好制图技术有限公司
北京国电水利电力工程有限公司
铁道部专业设计院
中国测绘科学研究院
中国地图出版社
北京市测绘设计研究院
中国四维测绘技术总公司
中航勘察设计研究院
北京市城建勘测设计研究院有限责任公司
国家基础地理信息中心(国家测绘资料档案馆)
中国土地勘测规划院
中国科学院地理科学与资源研究所
建设部综合勘察研究设计院(建设部遥感制图中心)
北京国电华北电力工程有限公司
中国科学院遥感应用研究所
北京市市政工程设计研究总院
北京勘察技术工程公司
北京城市空间数据科技有限公司
北京四维图新导航信息技术有限公司
北京华星勘查新技术公司
北京航天勘察设计研究院
中兵勘察设计研究院
高德软件有限公司
易图通科技(北京)有限公司
北京灵图软件技术有限公司
地质出版社
北京苍穹数码测绘有限公司
天津市
铁道第三勘测设计院
中国地震局第一监测中心
中交第一航务工程勘察设计院
中水北方勘测设计研究有限责任公司
国家海洋信息中心
天津海事局海测大队
天津市市政工程设计研究院
天津市勘察院
天津水运工程勘察设计院
天津港湾水运工程有限公司
天津市地质工程勘察院
天津市水利勘测设计院
天津航道勘察设计研究院
天津市测绘院
天津金宇信息技术有限公司
河北省
河北地矿建设工程集团冀东公司
河北省建设勘察研究院
河北省第二测绘院
石家庄市勘察测绘设计研究院
中国冶金地质勘查工程总局一局测绘大队
河北省第一测绘院
河北省欣航测绘院
核工业航测遥感中心
廊坊开发区中油四维工程勘察有限公司
中国兵器工业北方勘察设计研究院
中国化学工程第一岩土工程有限公司
中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司
中国石化集团勘察设计院
河北中核岩土工程有限责任公司
冶金工业部勘察研究总院
水利部河北水利水电勘测设计研究院
河北煤田地质局物测地质队
河北省制图院
保定地质图制印厂
石油地球物理勘探局测绘工程中心
中国有色金属工业总公司地质勘查总局测绘中心
中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队
秦皇岛市测绘大队
地质矿产部河北水文工程地质勘察院
河北省水利水电第二勘测设计研究院
保定九华地质勘查测绘总院(华北地质勘查局五一九大队)
保定金迪地下管线探测工程有限公司
山西省
山西省基础地理信息院
山西省地质矿产局测绘队
山西省工程测绘院
太原市勘察测绘研究院
山西省第六地质工程勘察院
山西省电力勘测设计院
水利部山西水利水电勘测设计研究院
山西省勘察设计研究院
山西省第二地质工程勘察院
山西省地图集编篡委员会编辑部
西山煤田(集团)有限责任公司
山西煤田地质综合普查队
山西华晋岩土工程勘察有限公司
山西省交通规划勘察设计院
山西省第三地质工程勘察院
阳泉新宇岩土工程有限责任公司
山西省第五地质工程勘察院
内蒙古自治区
蒙古交通设计研究院有限责任公司
内蒙古自治区航空遥感测绘院
内蒙古自治区地质测绘院
内蒙古自治区水利水电勘测设计院
内蒙古自治区电力勘测设计院
包钢集团勘察测绘研究院有限公司
呼和浩特市勘察测绘研究院
内蒙古大兴安岭森隆工程勘察设计有限公司
内蒙古自治区地图制印院
包头市测绘院
内蒙古自治区测绘院
核工业二○八大队
辽宁省
沈阳市勘察测绘研究院(沈阳市地理信息中心)
大连市勘察测绘研究院
辽宁省第二测绘院
中冶沈勘工程技术有限公司
辽宁有色勘察研究院
中煤国际工程集团沈阳设计研究院
辽宁省第一测绘院
辽宁省水利水电勘测设计研究院
辽宁地矿测绘院
辽宁省第三测绘院
辽宁省城乡建设规划设计院
中国水利水电第六工程局
鞍山钢铁集团公司设计研究院
辽宁省交通勘测设计院
辽宁电力勘测设计院
辽宁省冶金地质勘察局地质勘察研究院
大连九成测绘信息有限公司
辽宁经纬测绘科技有限公司
沈阳市公路规划设计院
辽河石油勘探局(地球物理勘探公司)
吉林省
㈥ 煤田地质与勘探是核心还是ei
《煤田地质与勘探》为全国中文核心期刊、科技核心期刊RCCSE中国核心学术期刊;版被美国《工程权索引》(EI)(1995—2003年)、美国《化学文摘》(CA)、美国《剑桥科学文摘》(CSA)、《日本科学技术社数据库》(JST)、波兰《哥白尼索引》和美国《乌利希国际期刊指南》(Ulrich''s IPD)等国际重要检索数据库收录。是中国科技论文统计与分析源期刊;已入编《中国期刊网》、《中国学术期刊(光盘版)》、《万方数据—数字化期刊群》、《中文科技期刊数据库》、《中文电子期刊服务》,为全文上网期刊。
㈦ 中国煤炭地质总局勘察总院有人了解吗 各位前辈,大家好!我是15年毕业的研究生,学地质专业的,有
各方面都很好,我认识他我到时候跟你说说情吧!
㈧ 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。
㈨ 曹代勇的介绍
曹代勇,中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院院长,版教育部科技委资源权环境与地球科学部学部委员,北京地质学会理事,中国地质学会/中国煤炭学会煤田地质专业委员会委员,中国地质学会构造地质学与地球动力学专业委员会委员,中国煤炭学会矿井地质专业委员会委员,煤炭工业技术委员会煤田地质专家委员会委员,《煤炭学报》、《煤田地质与勘探》和《中国煤炭地质》编委,全国煤炭行业“653工程”煤田地质与测绘领域培训方向首席专家,全国煤炭系统专业技术拔尖人才,“矿产普查与勘探”国家重点学科带头人