煤田地质勘探与煤炭资源储量分析

【任务描述】

在开发煤炭资源前，必须了解煤层埋藏的具体情况，为开采设计、矿井建设及生产提供依据。

煤田地质勘探及煤炭资源储量主要包括煤田地质勘探、煤炭资源储量等方面的内容。通过本课题的实施，使学生理解并掌握煤田地质勘探的任务，煤田地质勘探阶段的划分，煤田地质勘探方法等基本知识；理解并掌握储量、储量分类等基本概念。

【知识学习】

一、煤田地质勘探

1.煤田地质勘探的任务

煤田地质勘探是应用各种地质勘探技术手段，为矿井设计、建设和生产提供可靠的地质资料。煤田地质勘探的任务主要是查明煤系地层构造、煤层赋存状况、煤炭储量和煤质、水文地质条件、开采技术条件等。

2.煤田地质勘探阶段的划分

煤炭工业建设一般分为远景规划、矿区总体设计和矿井设计三个阶段。

按照循序渐进的地质勘探原则，煤田地质勘查划分为预查、普查、详查和勘探（精查）四个阶段。

（1）预查阶段 预查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。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。

（2）普查阶段 普查是在预查阶段的基础上，在已知有煤炭赋存的地区进行。普查是发现和初步评价资源的阶段。其任务是寻找煤炭资源，验证地质工作者所发现的有希望的含煤区域，圈定含煤地段，划分煤系地层，对工作地区有无开发建设价值做出评价，提出煤田普查报告，为进一步勘探指出方向。

（3）详查阶段 详查是在普查基础上，根据国家建设的需要和普查的结果，由矿井建设部门提出意见，对选定的矿区进一步进行勘探，查明主要煤层的产状、水文地质条件，提出矿区详查报告，作为矿区总体设计的基础地质资料。

（4）勘探（精查）阶段 勘探（精查）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（精查）是在规划设计部门已经划分的井田范围内紧密结合建设施工程序，对影响煤层开采的各种地质条件进行更细致的了解，提出井田精查地质报告，作为矿井设计和施工的依据。

3.煤田地质勘探方法

在煤田地质勘探工作中，为了完成上述各阶段的任务，需要各种技术手段和一定的施工方法。常用的方法有以下几种。

（1）遥感地质调查 借助各种探测仪器设备，不与目标物直接接触，而从远距离探查、测量或侦察地球上、大气中及其他星球上的目标物，获取有关目标信息的技术方法称为遥感。

（2）地质填图 地质填图是地质勘探的基础工作，也是最基本的技术手段。它是应用地质学的理论和方法，有目的地在含煤地区进行全面的地表地质调查研究，即对天然露头（没有被浮土掩盖的岩层、煤层、断层等）和人工露头（用人工揭露出来的岩层、煤层、断层等）等地质点进行测量和描述，并把获得的所有地质点信息填绘在相应比例尺的地形图上，编制成地形地质图、地质剖面图、地层综合柱状图等图件，作为今后地质工作的重要依据。

（3）坑探工程（山地工程） 坑探工程是在表土覆盖层较薄的地区，用人工方法揭露岩层、煤层及地质构造等地质现象，或为了采集煤样、岩样所设计的一些专门地表工程，主要有探槽、探井、探巷（硐）等。

（4）钻探工程 当用坑探工程达不到上述目的时，需采用钻探工程。钻探工程是通过钻探机械向地下钻孔，并从钻孔内取得岩、煤芯等地质资料，并对资料进行编录、分析绘制，得到全钻孔岩性柱状，从而揭露掩盖地区和深部的整个煤系地层，取得地层、岩性、矿产、构造及水文地质等多方面资料。钻探是详查和精查勘探工作中主要采用的技术手段。根据地质目的不同，钻孔分为探煤孔、构造孔、水文孔、水源孔、取样孔、井筒检查孔和验证孔等。

（5）巷探工程 利用矿井中的掘进巷道来探测煤层、地质构造等特征的方法，称为巷探。

当井下不具备钻探条件或钻探难以达到探测效果，但生产实际又需要查明地质情况时，采用布置专门巷道或延长巷道的办法探测前方的地质构造。如图1-14所示，采用延长运输巷并布置几个短探巷，探查断层产状变化，为沿断煤交线布置开切眼提供依据。

图1-14 布置专门巷道进行探测

（6）地球物理勘探 地球物理勘探简称物探，是利用岩石具有的不同的物理性质（如密度、磁性、导电性、弹性及放射性等），借助物探仪器，测出地下各种岩石对地球物理场所产生的异常而得到物理数据，并利用测得的数据来圈定含煤地层分布范围，确定被掩盖区深处煤层的位置，控制地质构造及解决其他地质问题的技术手段。

地球物理勘探分为地面物探和地下物探。

二、煤炭资源/储量

1.储量的概念

煤炭储量是指地下埋藏的具有一定工业价值和一定研究程度的煤炭资源数量。对不同的勘探阶段，由于勘探程度不同，对煤层的形状、厚度、结构、煤质及开采技术条件的研究程度也不同。随着勘探工作的进展，对煤层的了解不断加深，从而对煤炭储量的控制也逐步精确。

2.储量的分类

（1）我国资源/储量分类的历史沿革 我国矿产资源/储量分类方案源自前苏联。1959年形成我国第一个矿产储量分类分级方案。1980年煤炭部制定颁发了《煤炭资源地质勘探规范（试行）｝。1986年经全国矿产储量委员会修编，正式颁发施行《煤炭资源地质勘探规范｝，将煤炭储量分为两类4级。到20世纪90年代，旧的矿产（包括煤炭）资源/储量分类已不能适应社会、经济发展的需要。

1999年国家标准《固体矿产资源/储量分类｝（GB/T 17766—1999）颁布实施。为与该标准相一致，2003年3月1日实施了《煤、泥炭地质勘查规范｝（DZ/T 0215—2002）新标准，将煤炭资源/储量分为三大类16种。

（2）煤炭资源/储量分类 煤炭资源经过矿产勘查所获得的不同地质可靠程度和经相应的可行性评价所获得的不同经济意义，是煤炭资源/储量分类的主要依据。新的分类方案考虑了三个因素，地质可靠程度、可行性评价及经济意义。

图1-15 固体矿产资源/储量分类框架图(www.xing528.com)

（3）储量分类及编码 矿产资源经过矿产勘查所获得的不同地质可靠程度和经相应的可行性评价所获得的不同经济意义，是固体矿产资源/储量分类的主要依据。据此，依据经济意义（经济轴E）、可行性评价（可行性轴F）、地质可靠程度（地质轴G），煤炭资源/储量可分为储量、基础储量和资源量三大类16种类型，分别用三维形式（图1-15）和矩阵形式（表1-16）表示，并采用联合国框架中的编码制。

表1-16 固体矿产资源/储量分类

注：表中所用编码（111～334），第1位数表示经济意义：1—经济的，2M—边际经济的，2S—次边际经济的，3—内蕴经济的，？—经济意义未定的；第2位数表示可行性评价阶段：1—可行性研究，2—预可行性研究，3—概略研究；第3位数表示地质可靠程度：1—探明的，2—控制的，3—推断的，4—预测的，b—未扣除设计、采矿损失的可采储量。

1）储量。储量是基础储量中的经济可采部分。在预可行性研究、可行性研究或编制年度采掘计划时，经过对经济、开采、选矿、环境、法律、市场和政府等诸因素的研究和相应修改，表明在当时是经济可采或已经开采的，扣除了设计、采矿损失的可实际开采的资源数量。

依据地质可靠程度和可行性评价阶段不同，储量分为可采储量和两种预可采储量。

①可采储量（111）：探明的经济基础储量的可采部分。勘查工作已达到勘探阶段的工作程度要求，并进行了可行性研究，证实了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。

②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。

③预可采储量（122）：勘查工作程度已达到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。

2）基础储量。基础储量是查明的煤炭资源的一部分。它能满足现行采矿和生产所需的指标要求，是经详查、勘探所获得的控制的、探明的并通过可行性研究、预可行性研究认为属于经济的、边际经济的部分，用未扣除设计、采矿损失的数量，有6种类型。

①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。

②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。

③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。

④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。估算的基础储量和可行性评价结果的可信度高。

⑤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。

⑥控制的边际经济基础储量（2M22）：勘查工作程度达到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。估算的基础储量可信度较高，可行性评价结果的可信度一般。

3）资源量。资源量是指已经查明的煤炭资源的一部分和潜在的煤炭资源，包括经可行性研究或预可行性研究证实为次边际经济的煤炭资源以及经过勘查而未进行可行性研究或预可行性研究的内蕴经济的煤炭资源，以及经过预查后预测的煤炭资源，有7种类型。

①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的价格或大幅度降低成本后，才能变成经济的。估算的资源量和可行性评价结果的可信度高。

②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。

③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，预可行性研究结果表明，在确定当时开采是不经济的，需大幅度提高矿产品的价格或大幅度降低成本后，才能变成经济的。估算的资源量可信度较高，可行性评价结果的可信度一般。

④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，但未做可行性研究或预可行性研究，仅做了概略研究，经济意义介于经济的至次边际经济的范围内。估算的资源量可信度高，可行性评价可信度低。

⑤控制的内蕴经济资源量（332）：勘查工作程度达到了详查阶段的工作程度要求，未做可行性研究或预可行性研究，仅做了概略研究，经济意义介于经济的至次边际经济的范围内。估算的资源量可信度较高，可行性评价可信度低。

⑥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，未做可行性研究或预可行性研究，仅做了概略研究，经济意义介于经济的至次边际经济的范围内。估算的资源量可信度低，可行性评价可信度低。

⑦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。在相应的勘查工程控制范围内，对煤层层位、煤层厚度、煤类、煤质、煤层产状、构造等均有所了解后，所估算的资源储量。

预测的资源量属于潜在的煤炭资源，是否有实际意义尚不确定。

【任务考评】

本课题考评表见表1-17。

表1-17 任务考评表

（续）

【思考与练习】

1.简述煤田地质勘探的任务。

2.煤炭储量是如何分类的？