煤炭地质勘察与评价

1、煤炭地质勘察与评价一、煤类和煤质1. 煤炭工业分类参数国际采用的分类指标及其符号去下：干燥无灰基挥发份Vdaf（%）, 干燥无灰基氢含量Hdaf（%）,烟煤的黏结指数 GR.I. ,烟煤的胶质层最大厚度 Y（mm）,烟煤的奥阿膨胀度 b（%）, 煤 样的透光率 PM（%）,煤的恒湿无灰基高位发热量 Qgr,maf （MJ/kg） 。2. 煤炭资源 /储量1）煤炭储量 指蕴藏于地下、经过一定地质勘察工作确定符合储量计算标准、具有一定工业开发利用 价值的煤炭资源量；煤炭资源量是指可开发利用或具有潜在利用价值的煤炭埋藏量。 煤炭储量又可分为探明储量和保有储量。探明储量指地质勘察报告提交、经储量审计机

2、 关批准的能利用储量。它是反应煤田地质勘察工作成果的主要指标。保有储量指截至统 计报告期间煤田、矿区、井田内实际拥有的探明储量。它反应煤炭资源的现状。2）现行的中国煤炭资源 /储量分类特点 依据矿产勘察工作阶段、地质可靠程度、可行性评价和经济意义，对矿产资源进行分类 采用三维形式立体分类框架图。三个分类轴如下： （1）地质轴 G，指地质可靠程度，分 为探明的、控制的、推断的、预测的 4 级；（2）可行性轴 F，指可行性研究程度， 分为策略研究、 预可行性研究和可行性研究 3 级；（3）经济轴 E，指经济意义，分为经济的、边际经济的、次边际经济的、内蕴经济的4级。3）根据其地质可靠程度和可行性评

3、价不同， 所获固体矿产资源 /储量可分为储量、 基础储 量和资源量三类。（1）储量（2）基础储量（3）资源量二、开采技术条件1. 煤层厚度，结构及其稳定性2. 煤的物理性质3. 煤层产状4. 煤层顶、底板及其稳定性5. 工程地质条件6. 水文地质条件7. 瓦斯8. 煤尘9. 煤的自燃倾向行10. 地温11. 其他地质异常三、煤的综合利用四、煤炭地质勘察的任务和基本原则1. 煤炭地质勘察又称为煤炭资源勘察、煤田普查和勘探。它是根据国民经济建设规划和 煤炭工业建设提出的任务，在区域地质调查基础上，运用先进的地质理论、各种 先进技 术手段、装备和研究方法，逐步深化对煤炭资源赋存地质条件和开发建设技术

4、条件的研 究和认识，对煤矿床做出正确的工业评价并按时提交合格的地质勘查报 告，以满足煤炭 工业建设准备阶段对地质资料的需要。其目的是为煤炭建设远景规划、矿区总体发展规 划、矿井（露天）初步设计提供地质资料。也可作为以矿产勘 查开发项目公开发行股票 及其他方式筹资或融资时以及探矿权或采矿权转让时有关资源储量评审备案的依据。2. 煤炭地质勘查的任务 主要包括查明煤层赋存状态并探明煤炭储量、查明煤炭质量、研究和评价煤炭开采技术 条件、对与含煤岩系伴生或共生的其他有益矿产进行勘查评价等。3. 煤炭地质勘查工作的特点 （1）科学研究性，地质现象是千变万化的，地质勘探工作在认识客观地质现象的过程中 具有一

5、定的探索性。（2）生产实践性，煤炭地质勘查工作是直接为煤炭资源开发、煤矿建设和生产服务的， 其整个过程是属于生产性质的，是一种特殊形式的生产。（3）政策性，煤炭地质勘查工作既然是具有生产性质的工作，因此它必须是国民经济的 一个组成部分。 在社会主义市场经济建设中必定受到国家各个时期技术经济政策的制约， 具有较强的政策性。3. 煤炭地质勘查学科的研究内容（1）勘察地质基础理论研究；在勘查过程中，为了寻找和查明煤矿床，自始至终都应当 研究煤田的地层、构造、煤层、煤质、岩浆活动以及水文地质和工程地质等开采技术方 面的问题。（2）勘查方法和技术手段研究；在煤炭地质勘查过程中，需要对勘察阶段划分、勘查工

6、 程布置、勘查工程密度、勘查施工和地质勘查的控制程度等进行研究。（3）勘查学科其他方面的研究；根据长期的实践，研究如何建立与经济相适应的新的煤 炭地质勘查体制。有关勘查经济和管理问题涉及勘查投资的效果、勘查工作部署和勘查 施工管理等方面，研究如何以最少的勘查工程量而获得最大的地质效果和经济效益。4. 煤炭地质勘查的基本原则（1）从实际出发原则； 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、确定勘查工程部署和施工方案，加强煤炭地质勘查过程中的 地质研究，充分掌握煤矿床的赋存特点，从实际情况出发进行施工。（2）先进性原则；煤炭地质勘查工作必

7、须以现代化地质理论为指导，采用国内外先进技 术和装备，不断提高地质工作的科学技术水平；逐步研究解决煤炭工业生产建设中采用 新技术、新装备对资源勘查工作提出的新要求，提高勘查成果精度，以适应煤矿建设技 术发展的需要。（3）全面综合原则；一是对整个煤田应做全面研究做到合理规划分矿区和合理划分井田，对煤炭资源的地质勘查工作作整体研究和总体部署。二是坚持“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。三是综合利 用各种技术手段并使之相互配合、相互验证，以提高勘查地质效果。（4）循序渐

8、进原则；必须遵循认识过程的客观规律，由点到线、有线到面、由面到整个 地质体的认识过程。主要包括以下内容：1）煤炭地质勘查工作必须先研究地表或浅部的地质情况，然后根据所获得的地质资料布 置深部勘查工程，由浅入深、由表及里地进行勘查工作。2）勘查工程的布置和施工要由已知到未知、由疏到密来进行。一般来说，后续工程必须 建立在先期工程施工的基础上，有依据地进行施工。3）在地质勘查过程中，对煤矿床的研究必须分清问题的主次、循序加以解决，既要突出 重点，又要考虑调查研究的全面性。五、煤炭地质勘查程序和阶段划分1. 一般可分为资源勘查和开发勘探两大阶段。2. 煤炭地质勘查的整个过程可划分为预查、普查、详查和

9、勘探四个阶段。1）预查阶段， 预查应在每天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 预查的结果，要对所发现的煤炭资源是否有进一步地质工作价值做出评价。预查发现有 进一步工作价值的煤炭资源时，一般应继续进行普查；预查未发现有进一步工作价值的 煤炭资源，或未发现煤炭资源，都要对工作地区的地质条件进行总结。2）普查阶段；普查工作是在预查的基础上或在已知有煤炭赋存的地区进行的。普查的任 务是对工作区煤炭资源的经济意义和开发建设肯能性做出评价，为煤矿建设远景规划提 供依据。3）详查阶段；详查的任务是为矿区总体发展规划提供地质依据。凡需要划分井田和编制 矿区总体发展规划的地区，应进行详查；凡

10、不涉及井田划分的地区、面积不大的单个井 田，以及不需要编制矿区总体发展规划的地区，均可在普查的基础上直接进行勘探，不 出现详查阶段。4）勘探阶段；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。勘探一般 以井田为单位进行。重点地段是矿井的嫌弃开采地段（或第一水平）和初期采区。3. 每一个阶段大体上均包括四个步骤： 1.收集资料，编制设计； 2.勘查施工； 3.地质资料 的编录和综合研究； 4.编制地质报告。4. 煤炭工业基本建设程序分为远景规划、矿区总体设计和矿井设计三个阶段。5. 补充勘察和专门地质勘查1）补充勘查2）生产勘查3）采区地震勘查4）矿井工程勘查5）专门水文地质勘察6）煤

11、层气的勘查评价7）其他有益矿产的勘查评价六、勘查技术手段 值为完成勘察任务所采用的各种工程和技术方法的总称。采用的技术手段主要有遥感地 质调查、地质填图、山地工程、钻探工程、地球物理勘探（包括地面物探和测井）等五 种。通常，把山地工程和钻探工程为勘探工程。物探与钻探工程的优缺点答：1、遥感地质调查：优点，大范围 /快速 /直观/动态 /多源；缺点，基岩出露不好时，影 像标志不明显，规律性差，难以解译地质构造及其它地质要素的轮廓。2、地质填图：优点，调查含煤区的地层、构造、煤层和煤质及其它有益矿产情况，为以 后的地质工作指明方向；缺点，基岩出露不好时，填图质量较差。3、山地工程；施工周期短，经济

12、效益好，在基岩出露较少的地方能够很好的揭露地层 缺点，仅揭露了表层基岩，未能地下矿体及深部构造。4、钻探工程：优点，能够对地下岩体及矿体最直观的观测研究及采取样品；缺点，资金 消耗大、施工周期长。5、地面物探：优点，使用范围广、勘探效率高、经济效益好；缺点，大比例尺准确度低、 对勘查区的地形条件要求高。6. 地球物理测井：钻井中的一种特殊测量， 指作为井深函数的一种或多种物理特性的测量， 从这些物理特性中推断出岩石和煤的特性，从而获得井下地质信息。七、详查与勘探1. 勘查工程的布置 种类：勘查线可分为主导勘查线、基本勘查线和辅助勘查线三种。 布置方式（1）当地层产状明显且沿一定方向变化不大、为

13、简单的单斜时，勘查线垂直地层走向成 平行排列的方式布置。（2）当地层褶皱紧密，两翼走向虽有变化但基本与褶皱轴向一致，且为线状褶皱时，勘 查线垂直褶皱轴向成平行排列。（3）当地层走向有大的方向性变化，且主要走向呈弧状时，两条或两条以上的勘查线可 在其延长方向上相互斜交。（4）当地质构造为盆地或穹窿构造时，勘查线呈放射状排列。（5）当地质构造比较复杂，地层产状在勘查区内变化大且无规律时，则在勘查区内采用 平行、斜交或放射状排列的综合布置方式。基本要求（1）在勘查区内布置勘查线是，首先要根据勘查区的岩层产状变化与地质构造特点，选 择合适的布置方式。然后按照所确定的勘查线距，在勘查区的岩层产状变化与地

14、质构造 特点，选择合适的布置方式。然后按照所确定的勘查线距，在勘查区地形地质图上正确 布线，再在线上布置勘查工程点。（2）精良垂直含煤地层的基本走向和主要构造线方向布置， 勘查线方向与煤系地层走向、 主要构造线方向之间的夹角应大于 75 度，以便沿这个方向编制的勘查线剖面能正确反映 真实的构造形态。（3）尽量利用原有地质成果，以便进行检查和对比。（4）主导勘查线的布置一般应在井田中央或井筒附近，以及在勘查区内地质构造具有代 表性的地段，以能获得煤系地层的完整剖面和控制构造形态为原则。（5）勘查线的布置尽量避开不利于施工的地段，如地形切割剧烈的悬崖陡壁、河流、湖 泊或沼泽地带、居民区或高压线附近

15、，以利于钻探设备的搬迁、运输以及施工与安全。 勘查布置的基本原则答：1、勘查工程布置一般是在勘查区已确定了勘查类型之后，再根据勘查区的具体进行 布置。2、在布置勘查工程时，应根据勘查区的地质特点，并结合煤矿设计和建设的要求，有区 别的进行勘查工程的布置工作。3、在一个勘查区（井田）进行勘查的初期，为了获得评价煤矿床的基础地质资料，常常 采用大体上均匀分布的勘查网。4、勘查工程原则上应布置成直线，但有时因特殊的地质目的和其他技术需要，或因他形 地物的影响，勘查工程可在勘查线之间加密，或在勘查网中布置插心孔。5、在暴露区或半掩埋区，应尽量运用地表地质资料，山地工程及生产井、老窑调查的资 料。在掩盖

16、区，应充分利用物探成果，作为布置钻探工程的依据。6、在首先保证勘查质量额前提下，才能布置无岩心钻孔。 勘查类型的划分及其依据答：地质构造复杂程度和煤层稳定程度这两个指标 一、按照矿区（或井田）地质构造的复杂程度划分为四种类型。1、简单构造：含煤地层沿走向、倾向的产状变化不大，断层稀少，没有或很少受岩浆岩的影响2、中等构造：含煤地层沿走向、倾向的产状有一定变化，断层较发育，有事局部受岩浆 岩的影响。3、复杂构造：含煤地层沿走向、倾向的产状变化很大，断层发育，有时受岩浆岩的影响 严重。4、极复杂构造：含煤地层的产状变化极大，断层极发育，有时受岩浆岩的严重破坏。 二、按照煤层的稳定程度划分为四种类型

17、。1、稳定煤层：煤层厚度变化很小，变化规律明显，结构简单至较简单，煤类单一，煤质 变化很小，全区可采或大部分可采。2、较稳定煤层：煤层厚度有一定变化但规律性较明显，结构简单至复杂，有两个煤类， 煤质变化中等，全区可采或大部分可采，可采范围内厚度及煤质变化不大。3、不稳定煤层：煤层厚度变化较大，无明显规律，结构复杂至极复杂，有三个或三个以 上煤类，煤质变化大。4、极不稳定煤层：煤层厚度变化极大，呈透镜状、鸡窝状，一般不连续，很难找到规律， 可采块段分布零星；或无法进行煤分层对比且层组对比也有困难；煤质变化很大，且无 明显规律。八、煤炭地质勘查过程的地质研究煤相分析 ：是研究煤的成因的重要途径之一

18、。煤相不仅可以反映有关成煤植物来源、成 煤沼泽环境及其演化等控制泥炭堆积的一系列煤层成因要素，而且结合现代泥炭沼泽的 研究成果，有助于建立成煤模式。煤项可以按一系列的标志来进行鉴定：1）煤的显微组分组成和显微煤岩类型组合，它们反映了成煤植物群落、成煤气候及泥炭 聚集环境 2）煤的化学和地球化学特征； 3）煤的结构和构造。此外，孢粉分析、角质层 分析、煤核鉴定等，也是煤相分析的辅助方法。根据煤的显微组分组成和显微煤岩类型组合，划分出四种煤相：1) 陆地森林沼泽煤相沼泽比较干燥，以发育丝质微亮煤为特征。2) 森林沼泽煤相潜水面较高，适于木本植物的生长和保存。煤以富含镜质组， 贫壳质组的微亮煤和微暗

19、亮煤为特征，呈明显的条带结构。煤中镜质组以结构镜质体 和均质镜质体为主。3) 芦苇沼泽相水位更高，生长草本植物为主。煤以角质微亮煤和微暗亮煤及微 三组分煤为特征。4) 开放沼泽相覆水深的水下沼泽沉积，煤以发育微亮暗煤、微暗煤和炭质泥岩 为特征。岩石类型以暗淡型煤为主，有时夹腐泥煤条带。九、煤层取样根据煤样究内容分类 化学取样、工艺取样、煤岩和孢粉取样、技术取样 根据煤样来源分类煤心煤样、煤层煤样 各类煤样品的采取方法与要求1. 煤心煤样达到储量 /资源量估算规定厚度的见煤点全部采取。2. 煤层煤样 若勘查区(井田)内火邻近有生产矿井、小煤矿时，应采取适当数量的煤层煤样。3. 风、氧化带煤样4.

20、 瓦斯煤样 可利用刚提钻取出的煤心或在坑道中用真空罐采取。十、勘查工程施工管理和地质编录原始地质编录是第一性地质资料，是进一步研究勘查区地质条件、成煤规律和评价煤炭资源的依据。 内容包括：文字资料、图表资料、实物资料等 要求：编录及时、真实、统一、系统而又全面。综合地质编录：在煤田勘查过程中，吧所获得的各种原始地质资料进行系统的分析和综合研究，然后用 文字、图件、表格等形式表示出来的一项综合性工作。必须遵循以下要求：1. 可靠性； 2.统一性； 3.及时性。综合地质编录的内容1. 校对审查原始地质资料；2. 编制各种地质图件；3. 编制各种汇总表；4. 编制文字报告。煤层底板等高线图把同一煤层

21、底面上高度相等的个点连成线，来表示煤层在空间起伏及断裂情况的图件。 由于煤层的变化，在图上会出现中断、相交和分叉等现象。1 与地形等高线图的共性；a 同一等高线上任意一点的高程相同。b 不同标高等高线不能相交；c 等高线为一原话或封闭的曲线；d 当等高线为一闭合曲线是，在底板等高线图上其曲率最大点与构造轴（背、向斜 轴）正交，在地形等高线上与山脊线正交。2. 煤层底板等高线图的特性a 当煤层遇断层时，或遇煤层露头线及采空区时，煤层中有岩浆岩侵入或产生岩溶陷落柱，以及煤层尖灭时等，煤层不再存在，煤层底板等高线易发生中断。 b 煤层分叉时，煤层底板等高线亦出现分叉现象。c煤层倒转时，煤层底板等高线

22、往往产生交叉情况。所谓交叉实质上是煤层在空间上的 重叠，投影在煤层底板等高线图上就产生平面交叉的情况。钻探工程的地质编录一般包括哪些内容？1）岩（煤）心的分层鉴定和描述 2）分层深度的计算 3）岩层倾角测量 4）岩（煤）层真厚度的计算 5）钻孔弯曲及校正 6）钻孔地质资料的整理与评价十一、资源 /储量估算煤炭资源 /储量估算方法有那些？1. 算术平均法：资源储量 =面积*厚度 *体重2. 地质块段法：3. 等高线法4. 地质块段等高线法5. 断面法6. 多角形法7. 计算机手段估算资源 /储量一般步骤：1. 研究分析勘查资料2. 圈定资源 /储量估算边界线3. 划分各类资源 /储量块段4. 选

23、择资源 /储量估算方法资源/储量估算面积的确定中的边界线有几种？边界线有： 1）井田边界线； 2）内边界线； 3）外边界线； 4）最低可采边界线1. 煤炭储量 ：指蕴藏于地下，经过一定地质勘查工作，确定符合储量计算标准，具有一定工业开发利用价值的煤炭资源量2. 煤矿床的工业要求：在煤炭勘查各阶段结束时，为了全面而正确地评述煤矿床的经济 价值，需有一定的衡量标准，它包括各种定量的和定性的标准。这些标准是工业对煤 和煤矿床的技术要求，简称工业要求。3. 勘查工程布置系统：指勘查工程在平面上的排列形式。4. 原始地质编录：是指在煤田勘查工作中，对勘查工程所揭露的各种地质现象进行描述 和记录，并整理成

24、原始图件、数据和文字表格等5. 综合地质编录 : 在煤田勘查过程中，把所获得的各种原始地质资料进行系统的分析和 综合研究，然后用文字、图件、表格等形式表示出来的一项综合性工作6. 煤炭资源量：可开发利用或具有潜在利用价值的煤炭埋藏量7. 瓦斯：古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。在高 温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。8. 煤得自燃倾向性：煤由于氧化放热而导致温度逐渐升高，至7080以后骤然加快，达到煤的着火点（ 300350 ），从而引起燃烧。9. 可采厚度：是指在现代经济技术条件下可以开采的煤层厚度。10. EFG 编码：依据矿产

25、勘查阶段可行性评价结果、地质可靠程度、经济意义，对矿产资 源进行分类而采用三维形式（ EFG 编码）的立体分类框架图。 （E-经济轴， F- 可行性 轴， G-地质轴）11. 挥发份：称取粒度小于 0.2mm 的空气干燥煤样 1g，在隔绝空气， 900±10的高温 下加热 7min ，煤样减轻的质量占原煤样质量的百分数减去煤的内在水分（ Mad ），即 为煤样的挥发分产率，用符号 Vad 表示。12. 灰分：煤中所有可燃物质完全燃烧，煤中矿物质在一定温度下分解、化合等复杂反应 后剩余的残渣。13. 硫份：煤炭中硫的含量，是评价煤质的重要指标之一。14. 地质编录：把地质勘探和煤矿开采

26、过程所观察到的地质现象，用文字、图表等形式系统客观地反映出来的工作。15. 开采技术条件：系指影响煤矿建设、生产与安全的各种地质因素；包括:煤层的厚度、结构，煤的物理性质，煤层的产状及其变化，煤层顶底板，工程地质条件，水文地质 条件，以及瓦斯、煤尘、煤的自燃性、地温等。16. 勘查的四个阶段。预查，普查，详查，勘探17. 勘查工作三编；边勘查施工，边分析研究资料，边调整修改设计18. 地质编录种类；原始地质编录，综合地质编录19. 地质编录要求；可靠性，统一性，及时性，真实性四要素20. 煤层的顶板及岩性与垮落分为；基本顶，直接顶，伪顶，伪底，直接底，基本底21. 取样种类；煤芯煤样，煤层煤样

27、，风、氧化带煤样，瓦斯煤样22. 资源储量的估算方法及适用范围答：煤炭资源 /储量估算是指在充分研究和分析已有煤炭资源勘查地质资料的基础上，估 算地下埋藏的煤炭资源数量。1、算数平均法。适用条件：一般用于勘查程度低的预查阶段，地质构造简单，煤层产状平缓，厚度变化 不大，勘查工程分布大致均匀的地区采用；对于构造复杂、煤层稳定性差的矿床，求研 究程度低的资源 /储量时可以采用。优点：方法简单，估算迅速，条件适合时估算结果比较准确，在勘查工程数量较多的情 况下，由于正负误差互相补偿，用此法估算的精度可以大大提高。缺点：歪曲了煤层形态，不能真实反映煤层产状、厚度、煤质等变化情况，对于构造复 杂、煤层稳定性差的煤层误差较大。它只能近似的估算资源/储量，不能估算不同水平、不同地段的资源 /储量，因此满足不了矿井设计及煤矿开采的需要。2、地质块段法 . 适用条件：可用于煤炭地质勘查的任何阶段；适用于任何形状及其厚度变化的煤层，适 用于产状平缓或倾斜的煤层；在勘查工程数量较多、且分布比较均匀的条件下适用。优点：适用范围较广，可按不同地质因素划分块段，有利于矿井设计和生产部门的应用 缺点：在勘查工程密度不大且分布不均或构造复杂、煤层不稳定的情况下精度较差。3、等高线法。适用条件：在资源勘查阶段及矿井生产阶段均适用；对简单的褶皱构造以及煤层