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浅谈煤炭地质勘查预查阶段的具体方法和工作内容

时间:2022-11-27 10:40:04 来源:网友投稿

摘要:煤炭地质勘查这门科学领域,是在地质科学理论指导下,利用一定的勘查手段,对煤炭资源进行系统的调查研究,提出对煤炭资源分布规律认识的提交合格的各种勘查报告,以满足设计部门的要求。本文简述了煤炭地质勘查的预查阶段的工作方法和内容,认为煤炭地质勘查应以合理的投入和最短的工期,才会取得最佳的地质成果。

关键字:煤炭 预查 方法

煤炭地质勘查工作一般分四个阶段,按顺序进行的,第一步就是预查,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的价值作出评价。预查发现有进一步工作价值的煤炭资源时,一般应继续普查;预查未发现有进一步工作价值的煤炭资源时,或未发现煤炭资源,都要对工作地区的地质条件进行总结

一、预查区的选择

1. 裸露区预查选区

裸露区即基岩出露较好的地区。裸露区预查首先是在区域地质调查的基础上选择含煤岩系存在的地区开展。

除个别偏远省区外,全国1:20万(1:25万)区域地质调查已全部覆盖,内地省份1:5万区域地质调查也基本覆盖,这就为我们在裸露区寻找煤炭资源,开展预查工作提供了大量的基础资料,我们通过收集、分析最新的区域地质调查资料,总结出找煤工作的地质依据,圈定出工作区范围,进行预查立项工作。

2. 掩盖区预查选区

在基岩出露较差或全掩盖区,需要我们利用煤田预测成果圈定预查区。

我国自1958年开始进行煤田预测工作,到1995年,全国性的煤田预测工作进行了三次。煤田预测汇集了前人大量的地质资料,包括地质、物探、钻探及矿井、老窑资料,应用地质理论,从中分析出区域含煤岩系的形成和赋存规律,从而指出含煤岩系在什么地方有可能存在、含煤岩系的时代、分布范围、埋藏深度、煤层可能的厚度及大致牌号,大致的资源储量、预测的可靠性如何等,并将其结果用一套系统的文字、图件、表格反映出来。煤田预测表明裸露区找煤工作程度较高。很多的预测盆地,特别是全掩盖盆地,还未开展过系统的煤炭地质勘查工作。目前找煤的重点地区是掩盖区。煤田预测资料是掩盖区选择预查区的最为重要的参考资料。

二、预查具体方法及内容

在我们全国范围内,发现了许多有价值的含煤区,有的现在还在进一步勘查,有的已成为我国新型的重要煤炭工业基地。随着煤炭工业和勘查事业的发展,当前找煤的重点,就是要积极开展掩盖区的煤炭预查工作,并在预查工作中,采用先进技术,实行多种技术手段的综合勘查方法。在煤田预测中,可能有煤系地层存在的地段,或在区域地质调查中发现了有含煤岩系存在的地区后,要开展煤田预查工作。预查直接关系到煤炭地质勘查的后备基地问题,必须给予高度的重视。

(一)裸露区

裸露区预查一般是在区域地质调查发现含煤岩系出露良好的地区进行,主要工作手段是首先开展地质填图工作,在局部掩盖地段,为了更好的揭露地质现象,施工适当的坑探或浅钻工程,还要走访生产井和老窑,最后钻探验证。

1. 地质填图

根据构造复杂程度的不同,预查阶段地质填图比例尺为一般为1∶50000~1∶25000。通过地质填图,初步了解含煤岩系的分布范围,工作区的构造形态以及概略的地貌和水文地质特征。地质填图的同时,一般应开展同比例尺的水文地质测绘。预查阶段不要求进行工程地质勘查和环境地质调查评价工作。

在地质填图中,应注意在含煤岩系中寻找煤层。煤层是否存在、标志特征怎样、地表怎样识别,是我们每一位从事地质填图工作者必须掌握的常识。其实,地表出露的煤层不外乎两种标志,一种是直接标志,一种是间接标志。

(1)直接标志

①煤层露头:煤层在地表出露的部分称为煤层露头。由于煤层露头长期暴露在地表,遭受风化,煤中大量有机质组分被分解消失,致使煤层露头的颜色变暗、厚度变薄、结构疏松、煤质变差,甚至煤层的产状也会造成假象。

②煤的分化产物:出露与地表和埋藏于地表浅处的煤层,在大气和水的作用下,遭受不同程度的分化,其物理性质、化学性质及工艺性能发生了一系列变化,形成各种煤的分化产物。有时煤系地层受强烈分化剥蚀后,褪色、染色形成不同颜色的土壤相间出现,有红色、白色、灰色、黑色等。

③煤块和煤屑:煤层受水流、风力等搬运,散落形成的煤块,也可作为寻找煤层的标志。另外动物也会搬运煤屑,沿着煤层露头作窝,也是寻找煤层的标志。

④烧焦岩:煤层露头氧化后自燃着火,其顶底板岩石烧焦,常形成白色、棕色、玫瑰色表面闪闪发光的坚硬岩石,在地形上常形成突起的丘岗。

⑤老窑遗迹:前人开采煤矿的地方,往往遗留下许多废弃的坑、井、洞。由于前人小窑开采一般沿着煤层露头开采,这些坑、井、洞遗迹就是煤层出露的直接标志。另外还可以根据这些坑、井、洞的规模、保存情况、煤矸石多少等,初步判断老窑开采的规模,停产的大致时间以及采出的煤量等。

(2) 间接标志

①地形特征,软硬不同的岩石组成含煤岩系,较软的煤层、泥岩层在遭受分化、剥蚀后,常形成沟凹;交结致密、硬度较大的砂岩、砾岩在遭受分化、剥蚀后,常形成山脊或相对的凸起。地质填图时,根据这种地形起伏,便可能找到煤层。

②植物生长情况,春天沿煤层出露的地方,植物发芽最早、而且繁茂,形成明显的带状。可以作为一种寻找煤层的标志。

③地名特征,历史上形成与煤有关的地名也可以作为寻找煤层的线索。

2. 坑探、物探和钻探

通过地质填图工作,我们可以了解工作区的地层、构造及煤层等情况,然而对于地表地质界线、构造特征不清或煤层标志不明显的地段应施工坑探工程予以揭露,一般使用槽探手段,不适合探槽的部分则以少量浅井。

构造简单、煤层稳定裸露区,在地质填图的基础上,对煤层赋存较深的部位可直接进行钻探验证。构造较复杂、煤层稳定程度较差的裸露区,由于深部煤层的发育情况和构造情况变化较大,在实际工作中,往往在地质填图的基础上,还应采用物探方法了解构造轮廓和煤层的发育轮廓。半裸露区的地质填图工作只能了解裸露地段的地层、构造、煤层等情况,掩盖地段是否有煤系存在,结合区域地质特征,以物探方法了解含煤岩系可能的分布范围、埋藏深度,选定赋煤有利地段进行钻探验证。

(二)掩盖区

掩盖区的煤炭预查工作,是在煤田预测的基础上进行的。在预测有希望的地区,用物探方法了解含煤岩系可能的分布范围、埋藏深度,大致了解基岩埋藏深度及起伏形态,然后用钻探验证,并了解了解煤层的赋存条件。

物探和钻探工作配合的方式有: 重力——电法——钻探法、电法——钻探法、电法——地震——钻探法。

我国较大规模的煤炭地质勘查工作始于二十世纪七十年代,除难以施工的湖水、森林、沙漠外,各凹陷均已开展了大量重力、电法工作,有的地区还开展了局部地震工作,并进行了钻探验证。1995年开展的全国第三次煤田预测就是在利用上述资料的基础上开展的。在前人已开展过重力或电法的预测区,预查工作主要手段是地震加钻探。

那么物探、钻探工作该怎样布置才合理科学呢?遵循什么原则才能达到预查的目的?

在运用物探和钻探综合方法开展预查工作时,钻孔布置应尽量与物探侧线相重合,并尽量使钻孔排成“十”字形、“井”字形、“三角形”等形式,以便对物探成果进行验证,同时还可以了解地层产状,并对整个勘查区的煤系、煤层和地质构造等方面起到面上的了解作用。

采用地震加钻探的方法进行预查工作时,地震主测线的间距一般为2km——4km(地震主测线一般垂直于地层走向布置)。若通过分析前人资料,基本确定构造较简单、煤层较稳定的勘查区,根据勘查区的实际,地震主测线的间距可适当放稀。钻孔应根据地震勘查成果验证与定位的需要,有针对性地进行布置。

对于没有条件使用物探的勘查区,钻探则成为唯一的工程施工手段。此时可以依据地质推断,在大致垂直于地层走向的剖面上,由浅而深的打钻摸索,施工中,应加强边勘查施工、边分析研究资料、边调整修改设计,分步实施。如果大致的产状也不了解时,在预查范围内,应首先在一个等边三角形的三个顶点上,各布置一个钻孔,并钻进到同一层位求得产状,也可以通过测井或其他方式获得产状,然后再在垂直于走向的剖面上布置钻孔。

预查阶段,主要任务是找煤,一般来说,勘查区构造复杂程度不清、是否有煤层存在不清,要遵循勘查工程布置的原则,做到 “全面了解、突出重点”。

(三)老窑、生产矿井调查

无论是裸露区(半裸露区),还是掩盖区开展煤炭地质勘查,都应对勘查区级周边的老窑、生产矿井进行详细的调查工作。通过老窑(生产矿井)调查我们可以了解到煤层层数、厚度、结构、煤质、煤层风氧化及开采深度,甚至还可以了解到构造复杂程度、煤层稳定程度、水文地质、工程地质、瓦斯等多种地质信息。除此之外,通过调查,还可以了解到采空区边界、老窑积水、井巷平面布置等情况,为下一步煤炭地质勘查、煤矿设计和生产提供十分重要的基础信息。

老窑(生产矿井)调查,是每个勘查阶段,都必须开展的一项重要工作,应充分引起重视。调查的内容要事先拟定好,大体含概:老窑(生产矿井)名称、法人代表、地理位置、采矿权范围及面积、井口坐标(主井 副井X Y H值)、井型、井深、巷道长度、支护情况、井巷(采掘)平面示意图、开采起始日期、开采方法、年(月)产量(包括:投产以来平均)、开采范围(走向 倾向)、停产日期及原因、、煤系时代、煤岩层产状、煤层及煤质、瓦斯(煤层气)情况、水文地质工程地质情况、采空区积水情况、曾发生事故情况及原因、被调查人姓名及联系方式、调查人与日期。

参考文献:

[1]陈毓川.朱裕生等.中国矿床成矿模式.北京:地质出版社,1993.107-120.

[2]芮守瑶.黄崇柯.张守林等.大型铜矿地质与找矿.北京:地质出版社,1994.17-59.

[3]王福同.冯京.胡建卫等.新疆土屋大型斑岩型铜矿床特征及发现意义.北京:中国地质,2001.1.

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