煤田地质三边工作及方法.doc

煤田地质“三边”工作及方法贵州省煤田地质局地质勘察研究院熊孟辉一、前言煤田地质“三边”工作和其它矿产地质的“三边”工作没有什么本质的区别，就其实质而言，“三边”工作就是“边勘查施工、边分析研究、边修改设计”，这里的设计既是指总体勘查施工设计，也是指专项勘查设计，可以是勘查施工实施方案等。“三边”工作中，勘查施工是手段，为完成地质任务和目的服务；分析研究是方法，是中心也是重点，贯穿整个项目勘查、原始资料收集、报告提交全过程，要求善于发现问题和解决问题；修改设计是为完成地质任务和目的必须的重要环节。勘查施工中发现的问题，通过分析研究解决存在的问题，完善与修改设计，最后指导勘查施工。煤田地质勘查的对象是煤层，属于层状沉积矿床，在固体矿产中比较特殊。首先煤层本身特殊，是能源化石矿产，其硬度较围岩软；其次，煤层是产于一套含煤沉积地层中，一般为多层产出，按照现行规范要求，在预查、普查阶段需确定含煤煤层层序和划分含煤地层，初步确定和查明可采煤层层数，进行煤层对比；再次，煤层中共伴生矿产较多，特别是煤层气，煤类较多，影响矿床开采的安全因素也较多；另外，构造对煤层和含煤地层影响的研究是煤田地质的专门课题。因此，煤田地质的“三边”工作显得尤为重要。“三边”工作出现的问题主要表现在：1、原始资料收集不及时；2、收集的原始资料未上图和上表或未及时上图上表；3、分析、研究不及时或不分析研究；4、发现问题不记录、不处理、不汇报或不知道怎么处理；5、设计或方案不调整、不优化和不修改。“三边”人员组成：一般情况下，地质“三边”组由野外项目组人员组成，由综合组组长或项目负责人任“三边”组组长。组员有：地质、煤质、水文地质（工程地质）、测量、测井以及钻探安全人员等。其主要负责野外施工过程中积累的勘查成果的整理，分析，研究与汇报。重大问题请示，集体研究决定。二、煤田地质“三边”工作的准备大多数煤田地质工作者都知道，“三边”工作是我们地质工作中最重要环节。当前，煤田地质“三边”工作的好坏，直接影响着煤田地质成果质量的优劣。为了做好煤田地质“三边”工作，本人提出在项目上马之前先检查我们的准备工作做到了没有。下面谈到的各类规范、标准、规程等应该是人手一份。各类规范、标准、规程不是每人都准备了就万事大吉，应该是学习，只有学习了，掌握了，才能融会贯通，才能用于和服务于“三边”工作中，才能学会处理解决“三边”工作中存在的问题。1、常用规范以下列出的规范供大家参考：煤、泥炭地质勘查规范DZ/T0215-2002固体矿产勘查规范总则GB/T13908-2002矿区水文地质工程地质勘探规范GB12719-91煤炭地质勘查报告编写规范MT/T1044-2007煤层气资源/储量规范DZ/T0216-2002煤田地球物理测井规范DZ/T0080-932、常用标准下面列举得标准不全面：煤炭地质勘查钻孔质量标准MT/T1042-2007含煤岩系沉积岩标准鉴定手册地下水资源分类分级标准煤炭可选性评定方法煤中磷分分级、煤中氯含量分级、煤中砷含量分级、煤中挥发分产率分级、煤炭质量分级-灰分、硫分、发热量煤的热稳定性分级、烟煤粘结指数分级、煤灰软化温度分级、煤灰流动温度分级中国煤炭分类煤层气测定方法煤尘爆炸、煤自燃分级等3、常用规程煤田地质填图规程煤炭资源地质勘探抽水试验规程煤田水文地质测绘规程煤田地质勘探钻孔简易水文地质观测规程地表水、地下水长期观测及水样采取规程煤炭资源勘探煤样采取规程4、常用各类表格煤炭地质勘查钻孔质量验收书；测量成果表；钻孔孔斜换算表；煤层综合成果表；岩芯鉴定成果表；综合鉴定成果表等；煤岩鉴定成果汇总表；煤质分析成果汇总表；煤的可选性试验及工艺性能试验成果汇总表；水质分析成果汇总表；煤及岩土物理力学试验成果汇总表；资源储量估算及汇总统计表；其它矿产分析成果汇总统计表；水文点、老窑点调查表；水文长观点记录表；地质点观测记录表。5、常用图件煤层对比图（1/200-1/500）地层对比图（1/500-1/2000）钻孔柱状图（1/500-1/200）；钻孔测井曲线及对比图（1/500-1/200）；地形地质及水文地质图（1/1万-1/5000）；工程地质、环境地质调查图（1/1万-1/5000）；勘查线剖面图（1/1万-1/2000）；煤层底板等高线及资源储量估算图（1/1万-1/2000）水文地质、工程地质剖面图（1/1万-1/5000）；地层综合柱状图、含煤地层综合柱状图(1/500-1/200)；钻孔抽水试验综合成果图。三、“三边”工作需要收集的资料地质工作最大的特点是野外实践性。但野外实践不是什么事情都需要去探索，要在前人研究成果的基础上善于开展工作，因此，收集和总结区域内前人成果是项目“三边”工作的必备要求。1、区域地质图、区域水文地质图（1/20万-1/5万）区域地质图、区域水文地质图是“三边”工作过程中必备的基础性图件。我们的大多数地质人员经常疏忽。很多人到了报告编制阶段才开始知道本区内前人原来已经做了大量的工作。2、交通位置图；交通位置图虽然是一张插图，但是我们的报告中经常不是最新的，或不是比例尺太大就是比例尺太小或没有比例尺和图例。3、勘查设计或勘查方案作为“三边”或项目工作人员最急需的是对于设计或勘查方案的理解、掌握和学习。对照设计多提出几个问题：设计目的与任务；地层、构造特征；可采煤层及煤质、煤类；水文地质、工程地质、环境地质特征及其它开采技术条件；设计工程量及质量要求；设计的合理性与不足之处等。4、以往地质工作 在设计和勘查方案中已经提到的以往地质工作成果，我们工作中必须全面收集。发现有新的成果资料也需要尽量去收集。5、煤矿开发利用方案（规划）详查、勘探阶段以及生产矿井的勘查均需要有开发方案或规划。6、其它图件井田（勘查区）地形地质、水文地质图，地层综合柱状图，煤层对比图，煤层底板等高线及资源储量预算图等；7、其它文件、资料探矿权（采矿权）许可证；委托书；任务书；勘查合同；勘查资质证书；勘查设计（实施方案）及审查意见书；上一阶段的评审、备案文件；详查阶段需要有总体发展规划；勘探阶段需要有开发方案（先期开采地段、初期采区）；煤层气勘查设计；其它专门设计等-抽水孔、煤层气孔、测井基准孔。四、“三边”工作内容煤田地质“三边”工作的内容主要有以下几个方面：钻孔定孔与开孔；钻孔终孔质量验收；岩芯复查；煤层对比与煤质分析；各类成果上图上表；剖面图修改与完善；煤层底板等高线及资源储量估算图；修测地形地质图；重大问题汇报；修改、优化设计在做好以上工作的同时，“三边”工作过程中容易出现、发生或忽略的有以下问题，需谨慎对待。1、熟悉“设计”或“勘查实施方案”对于设计（勘查实施方案）所采用的勘查手段有哪些，其中主要的勘查手段是什么做到心中有数。除了常用的勘查手段外，设计需要采用的特殊手段有哪些？如：地震、电化、雷达、煤层气参数井等手段。各类勘查工程的工作量和质量需要掌握。各类采样试验的技术要求需要清楚，同时对于规范要求特殊采样：煤层气增测、瓦斯样、大样、煤层煤样。明了各单项工程的设计，如抽水孔设计、煤层气参数孔设计等。依据业主或合同要求、报告性质的不同，需要提交的中间报告、提交测井报告、煤层气、其它有益矿产等专门报告。2、复核采矿权、探矿权范围 作为项目负责人，在熟悉设计的同时，不能忘记复核一下我们用的采矿权、探矿权的范围是否正确。3、坐标系统 由于以往的地质成果资料的坐标系统大多是独立坐标系，现在使用的坐标系统主要为1956年北京坐标系，还有1980年西安坐标系等，因此需要留意我们利用的成果资料的坐标系统。4、野外验收 按照贵州省地质报告评审工作的要求，所有地质勘查工作完成后须有关单位组织进行项目野外验收。“三边”组在野外验收前需编制“三边”图表进行自检，提出自检意见交野外验收组。5、钻孔指导书及钻孔的定孔和开孔 钻探工作是地质勘查的最重要的手段。每个钻孔的定孔与开孔均需要有记录。为了便于指导生产，每个钻孔在开孔前必须进行开孔验收，宣读钻孔目的与任务，下达开孔验收意见，将钻孔指导书交钻机机长。钻孔指导书的内容有：设计目的任务；预计的开孔层位和终孔层位；钻孔结构；终孔孔深及见煤孔深；钻孔及周边地质情况；地层及岩层倾角；岩芯采取率；煤芯采取率；验收煤层及采样工作；水文地质工作；岩芯处理初步意见；注意事项等。6、钻孔终孔验收按照煤炭地质勘查钻孔质量标准对钻孔质量（钻探、测井、综合）进行验收，确定可采煤层和其它单项的优、合格、不合格；确定钻孔的甲、乙、丙、废。对于钻探未按照设计要求完成设计目的等情况，研究决定未完成任务的部分采取的补救措施。对于钻探与测井不一致或相互矛盾时，研究需要采用的验证方法。7、含煤地层岩心详细复查 对于钻孔的岩芯一般均须复查，含煤地层须详细复查。复查的主要内容：标志层；煤层；地层产状变化部位；岩芯变化部位；特殊岩层；产动物、植物化石层位；断层破碎带；测井认为有异常的部位；岩芯鉴定与测井解释不一致部位。一般需要有复查记录和岩芯处理意见，并修改岩芯鉴定。发现可能存在的断层、特殊岩层，需照相。特殊岩层需采样送验。8、原始资料、成果资料的上图与上表 及时将收集到的资料上图、上表。为报告提交做好准备工作。四、“三边”图件的要求1、钻孔柱状图按照钻孔综合鉴定后的岩芯柱状作图和表示。大体上有以下内容：比例尺：含煤地层为1/200，其余1/500；孔口坐标；测井曲线图：含煤地层为1/200，其余1/500；钻孔测斜资料表及孔斜计算表；钻孔综合分层、综合鉴定描述的内容；钻孔结构及钻孔孔内遗留物；简易水文曲线包括消耗量曲线，钻孔水文曲线；开孔层位、终孔层位、采样情况；2、煤层对比图一般要求比例尺1/200-1/500，一般需要反映含煤地层全部特征，含煤地层厚度小于200m，其比例尺用1/200；其余用1/500-1/200。有时候含煤地层上部或下部出现有较大厚度的无煤段，煤层对比图可以作适当的剪切。一般选位于中部的主要可采煤层或标志层作对比基线。测井和其它方法确定的标志层在对比图上需得到体现。煤层对比图的排列顺序。和测井对比图同时进行。注意煤层厚度的表示方法。3、地层对比图大多数地质勘查报告一般不要求提交地层对比图，本人认为地层对比图是发现断层的较好方法。比例尺一般1/500-1/2000；主要对比含煤地层的上覆地层。4、测井曲线对比图由于测井曲线获得的是地层假厚的信息，因此作测井对比图时应对测井曲线的长度进行必要的校正。5、剖面图煤田地质剖面图一般不装岩性符号，用色标表示。大多是依据地形地质图作图切剖面，与其它矿床的实测剖面有所不同，因此，设计的剖面线位置可能与实际剖面线位置有差异。比例尺：1/1万-1/2000；长度、高度、方位：主导剖面图的长度原则上需要横切勘查区的最上与最下地层单元，其它控制性剖面图一般要求横切至矿权边界外2-5cm，勘探阶段的加密剖面图可以适当的缩短，以最深部钻孔外10cm为宜；剖面图的高度一般以最低的勘查边界（或最低开采标高）确定；勘查线的方位是由钻孔孔口坐标计算得出，一般以最靠近勘查线上所有钻孔为原则确定。地层、断层的倾角：勘查线的布置一般是垂直或大致垂直地层走向或主要构造线。但是在野外实践中，地层走向、主要构造线大多会有变化或不一致，因此，剖面图上的地层倾角、断层倾角均小于实际，可以用查表或计算获得。断层的表示：断层在剖面图上具有上下盘；正断层一般缺失，逆断层一般重复。当断层为平推或断层倾角小于地层倾角时，不能简单的用缺失和重复确定断层性质。可采煤层：钻孔见可采煤层信息一般在剖面图的下表格中表示。主要内容有止煤深度、底板标高、煤层厚度、煤层结构、采用厚度。钻孔的表示：按照标准图式进行。水平线，坐标线。以煤层底板等高线的要求确定水平线。坐标线是控制剖面位置和方位的重要要素，一般需要有两条经线或纬线。6、水平切面图煤田勘查报告很少作。大多是缓倾斜的煤矿分水平开采时需要。7、煤层底板等高线及资源储量图 主要内容：比例尺1/1万-1/2000；一般需要有指北针；坐标系统及经纬度：当前的坐标系统为1956年北京坐标系统；还需标注经纬度和经纬坐标。不同的比例尺有不同的经纬坐标数据，一般情况下图上坐标方格网为10cm。地理要素-公路、铁路、河流、建筑物、水体、风景区等。矿权范围；先期开采地段、初期采区；勘查线及编号；钻孔位置、钻孔编号、煤层底板标高、煤层采用厚度及见煤层点位置；煤层小柱状；生产矿井见煤巷道及见煤点；断层及要素；块段及编号；资源储量类别线及色标；见煤点采用及见煤可采点的主要煤质指标、煤类；煤层底板等高线；8、立面图投影图和立面展开图煤层平均倾角大于60度时须作煤层立面图。一般情况下需先作煤层底板等高线图，在此基础上确定投影方位，投影方位基本平行煤层底板等高线。立面基准方位；比例尺，同底板等高线图。水平线；见煤点等资料；块段、资源储量及类别；9、地形地质图除主要地形、地理要素外，主要包含：地层界线；断层及要素；向斜；背斜；岩层产状；色标；煤层；各类勘查工程；矿权范围；矿井井巷工程；10、井上下对照图 主要包含地形地质图的内容和矿井生产过程井巷工程并包含采空区。11、水文地质图以水文地质为主要内容的综合性图件。包含地形地质方面的内容，但是主要有：含水层及性质（色标）；长观点、泉水点等编号、点位、流量、观测日期；岩溶及岩溶点；暗河；地表水及水体；分水岭；地下水及流向；水文地质剖面图；水文综合柱状图。12、工程地质、环境地质图 按照工程地质、环境地质图的要求编制。13、勘查工程分布图（实际材料图） 当前，我们的地质勘查报告大多忽略了勘查工程分布图。按照规范要求，各类勘查工程均有量的概念，因此能反映勘查工程量的图件就是勘查工程分布图。包含：钻探工程、水文孔、煤层气孔、测井基准孔、水文观测孔、测井、采样、槽探、水文长观点（站）、地质剖面、地质观测点。采样点包含有试验内容、样品种类等。图件上不能表示时附表格表示。14、地层综合柱状图（含煤地层综合柱状图）地层综合柱状图是勘查区各地层的综合反映，比例尺1/200-1/2000。主要内容有：地层层序、含煤地层、接触关系、地层系统、各地层厚度、岩性描述及变化、产化石种类。含煤地层综合柱状图是煤田地质所特有的图件，主要突出反映含煤地层的特征，比例尺1/200-1/500。对于煤层与标志层可以放大处理，需要有编号，对含煤地层特征进行详细描述，地层产化石需划分到种。五、设计修改设计修改包括：调整设计、优化设计和修改设计。1、调整设计“三边”工作中调整设计或修改单项施工设计的情形比较多。一般情况下，如某一钻孔的某一煤层未完成设计任务（如：未采到瓦斯样品），则需要在其它钻孔中进行补采样品等，或需要采取的其他补救措施等，都是属于调整设计的范畴。调整设计一般情况下由“三边”组研究决定。2、优化设计在项目执行过程中，设计或勘查实施方案需要逐步优化。如：水文钻孔、煤层气孔等，由于场地的限制、构造的原因、或施工导致不能完成任务等需要对设计进行优化。或由于构造、可采煤层、煤质、水文地质等与设计情况有一定的出入，需要调整、增加或减少勘查工程。优化设计由项目“三边”组提出优化设计方案，请示单位总工程师后，由总工程师组织研究决定。提出的优化设计以会议纪要的形式确定下来。如果优化设计对设计进行了重大调整，应视为修改设计。3、修改设计当发现勘查区构造、可采煤层、煤质、水文地质、其它开采技术条件、资源储量发生重大变化和偏差，则需