第八章煤礦地質(zhì)勘探第一節(jié)煤礦地質(zhì)勘查手段第二節(jié)建井地質(zhì)勘探第三節(jié)生產(chǎn)地質(zhì)勘探第八章煤礦地質(zhì)勘探第一節(jié)煤礦地質(zhì)勘查手段1煤礦地質(zhì)勘探——運用地質(zhì)科學(xué)理論和技術(shù)，分析、研究、探測煤礦床。目的：為煤礦設(shè)計、建設(shè)和生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)資料，保證煤炭資源合理、順利開發(fā)。任務(wù)：運用各種地質(zhì)理論，選擇相應(yīng)的技術(shù)手段和工作方法，查明地層、地質(zhì)構(gòu)造、煤層、煤質(zhì)、儲量及開采技術(shù)條件，正確評價煤礦床及伴生的其它有益礦產(chǎn)。煤礦地質(zhì)勘探——運用地質(zhì)科學(xué)理論和技術(shù)，分析、研究、探測煤礦2在煤炭資源的普查與勘探過程中，為了揭露、認(rèn)識客觀地質(zhì)規(guī)律及完成地質(zhì)任務(wù)，需采用各種技術(shù)手段。

常用技術(shù)手段：一、遙感地質(zhì)調(diào)查二、地質(zhì)填圖三、坑探工程四、鉆探工程五、巷探工程六、地球物理勘探第一節(jié)煤礦地質(zhì)勘查手段在煤炭資源的普查與勘探過程中，為了揭露、認(rèn)識客觀3一、遙感地質(zhì)調(diào)查遙感技術(shù)在地質(zhì)調(diào)查過程中的具體應(yīng)用就是像片的判讀。其中：航片（可見光航空像片）

衛(wèi)片（多光譜衛(wèi)星像片）

在對地質(zhì)填圖、地質(zhì)構(gòu)造解譯、找礦標(biāo)志判別及動態(tài)分析方面的研究，是一種經(jīng)過實踐證明的有效的技術(shù)手段。注意：大比例尺地質(zhì)填圖不用衛(wèi)片，應(yīng)使用航片進(jìn)行地質(zhì)解釋。

在遙遠(yuǎn)的空間，不與目標(biāo)物直接接觸，而通過信息系統(tǒng)（接收電磁波）去獲得有關(guān)該目標(biāo)物的信息（圖片與數(shù)據(jù)資料）。一、遙感地質(zhì)調(diào)查遙感技術(shù)在地質(zhì)調(diào)查過程中的具體應(yīng)用就4主動遙感：從飛機(jī)或衛(wèi)星向地面發(fā)射電磁波，并接收目標(biāo)反射的信息。被動遙感：利用飛機(jī)或衛(wèi)星運載的傳感儀器，接收地面反射或輻射的電磁波，獲取目標(biāo)的圖象信息和數(shù)據(jù)信息。一、遙感地質(zhì)調(diào)查主動遙感：從飛機(jī)或衛(wèi)星向地面發(fā)射電磁波，并接收目標(biāo)反射的信息5特點：大面積同步觀測，視域?qū)拸V信息豐富，技術(shù)先進(jìn)定時、定位觀測，提高觀測的時效性投入相對小，綜合效益高特點：6二、地質(zhì)填圖地質(zhì)填圖是煤炭普查與勘探最基礎(chǔ)的工作，也是最基本的技術(shù)手段。它是利用地質(zhì)學(xué)的理論和方法，有目的地在含煤地區(qū)進(jìn)行全面的地表地質(zhì)研究，調(diào)查含煤區(qū)的地層、構(gòu)造、主煤層和煤質(zhì)及其它有益礦產(chǎn)情況，為以后的地質(zhì)工作指出方向。地質(zhì)填圖的主要成果是編制地質(zhì)圖、地質(zhì)剖面圖、地層與含煤地層柱狀圖，作為煤田普查與勘探各個階段編制設(shè)計的重要依據(jù)。填繪內(nèi)容：巖層（巖石地層單位）、斷層、褶皺、煤層等填圖工作已進(jìn)入數(shù)字化階段傳統(tǒng)的三大件：羅盤GPS錘子筆記本電腦放大鏡數(shù)碼相機(jī)二、地質(zhì)填圖地質(zhì)填圖是煤炭普查與勘探最基礎(chǔ)的工作，7手寫板數(shù)碼相機(jī)GPS羅盤鐵錘放大鏡便攜計算機(jī)數(shù)字化工具引導(dǎo)地質(zhì)填圖新潮流手寫板數(shù)碼相機(jī)GPS羅盤鐵錘放大鏡便攜計算機(jī)數(shù)字化工具引導(dǎo)地8三、坑探工程在暴露區(qū)或半暴露區(qū)，坑探工程是不可缺少的勘探技術(shù)手段。一般坑探工程是在地質(zhì)測圖之前進(jìn)行施工，以便于進(jìn)行地表地質(zhì)研究與觀察，提高地質(zhì)圖的測繪精度和研究程度。

使用的坑探工程目的在于：揭露及研究被表土所覆蓋的含煤地層；進(jìn)行煤層的取樣與煤質(zhì)的研究；了解煤層的產(chǎn)狀要素及地質(zhì)構(gòu)造等。坑探工程包括探槽、探井、探硐和小窯調(diào)查等。利用探井可以揭露含煤地層，了解和查明含煤層數(shù)及層位、煤層厚度和結(jié)構(gòu)、標(biāo)志層層數(shù)和層位，地層產(chǎn)狀和構(gòu)造變化，追索煤層和標(biāo)志層露頭，以及采取煤樣等。

三、坑探工程在暴露區(qū)或半暴露區(qū)，坑探工程是不可缺少的9在表土覆蓋較薄地區(qū)用人工揭露含煤地層，以便進(jìn)一步觀察、研究。1.探槽：表土層小于3.0m，垂直地層走向挖掘的一條槽溝。

三、坑探工程在表土覆蓋較薄地區(qū)用人工揭露含煤地層，以便進(jìn)一步觀察、研究。102.探井：表土層大于3.0m、小于20.0m，從垂直地面挖掘的探井，揭露地層傾角較平緩的地層、煤層。一般沿巖層走向布置，配合探槽和地質(zhì)填圖使用。

2.探井：表土層大于3.0m、小于20.0m，從垂直113.探巷：勘探后期，為研究煤層和采集煤樣而在巖、煤層中開掘的各種巷道（平硐、斜井、立井）。3.探巷：勘探后期，為研究煤層和采集煤樣而在巖、煤層中開掘的12四、鉆探工程鉆探工程是利用機(jī)械傳動鉆桿和鉆頭，向地下鉆進(jìn)成直徑小而深(從數(shù)十米到1000多米，甚至數(shù)千米)的園孔，稱為鉆孔。在礦井建設(shè)和生產(chǎn)時期也可以在井下巷道中布置鉆探工程，以解決相關(guān)地質(zhì)問題

鉆探工程是勘探中極其重要的手段。其主要原因有以下五點：在地球物理勘探確定有希望的含煤區(qū)，或經(jīng)過地質(zhì)預(yù)測而推定的含煤區(qū)，必須依靠鉆探去驗證、揭露和圈定。

表土覆蓋很厚的掩蓋地區(qū)和老礦區(qū)的深部，鉆探就成為最重要的手段。表土含水過多的半沼澤和含煤地層賦存于地表水體下的地區(qū)，即使表土層很薄也不能使用山地工程，其它手段的應(yīng)用也受到限制，鉆探成為重要的手段。鉆探能夠揭露整個含煤地層，取得完整的含煤地層柱狀和含煤地層的巖性、煤層、煤質(zhì)、構(gòu)造、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及其它開采技術(shù)條件等方面的資料。大規(guī)模生產(chǎn)各種各樣的鉆探機(jī)械及其配套設(shè)備，并且大量出現(xiàn)安裝在汽車上的輕便鉆機(jī)，為地質(zhì)勘探廣泛采用鉆探工程創(chuàng)造了條件。四、鉆探工程鉆探工程是利用機(jī)械傳動鉆桿和鉆頭，向13鉆孔示意圖一邊鉆進(jìn)，一邊選擇層位提取巖心，對巖心進(jìn)行測量和描述，獲得地質(zhì)信息，然后繪制原始鉆孔柱狀圖。鉆孔到達(dá)目標(biāo)深度并提取巖心后，按規(guī)定必須對鉆孔進(jìn)行地球物理測井．最后對鉆孔進(jìn)行技術(shù)封閉，以免給以后煤礦生產(chǎn)帶來突水等隱患。鉆孔示意圖一邊鉆進(jìn)，一邊選擇層位提取巖心，對巖心進(jìn)行測量和描14缺點：通過鉆探只能獲取一個點的資料，對煤層的賦存狀態(tài)不能直接進(jìn)行全面的連續(xù)觀測；取出的巖、煤芯有時質(zhì)量不高，對相鄰鉆孔間的地質(zhì)構(gòu)造的認(rèn)識帶有一定的推斷性；鉆探設(shè)備比較笨重，施工技術(shù)也比較復(fù)雜，尤其在中、高山地區(qū)施工困難。

缺點：15鉆探工程由地表往地下鉆進(jìn)一系列鉆孔，這些鉆孔都是呈網(wǎng)絡(luò)布置的。在網(wǎng)絡(luò)中垂直巖層走向方向由若干鉆孔連成的線稱為勘探線。用勘探線上的鉆孔柱狀繪制勘探線剖面圖，然后據(jù)此再編制其它的地質(zhì)平面圖，以了解和掌握煤層在地下的賦存狀態(tài)。鉆探工程由地表往地下鉆進(jìn)一系列鉆孔，這些鉆孔都是呈網(wǎng)16鉆孔分類

淺孔

深孔直孔

斜孔探礦孔又稱儲量孔構(gòu)造孔水文孔

水源孔取樣孔

井筒檢查孔定位孔

驗證孔鉆孔分類淺孔深孔直孔斜孔探礦孔又稱儲量孔構(gòu)造孔17鉆孔的深度從十幾米到千米,至今世界上最深的鉆孔12400米。孔徑從33～400毫米。工程施工鉆的基礎(chǔ)樁孔徑達(dá)2米多。按深度劃分,一般300米以內(nèi)稱淺孔；300～600米稱中深孔；600～1500米稱為深孔,l500米以上稱做超深孔。直井：地層傾角<60°斜井：地層傾角>60°，斜井與巖層傾向相反，與巖層走向盡量垂直鉆孔的深度從十幾米到千米,至今世界上最深的鉆孔12400米18五、巷探工程在井下利用巷道直接探測地質(zhì)現(xiàn)象。巷探工程最大的優(yōu)點是可以直接觀測地質(zhì)現(xiàn)象、量取地質(zhì)數(shù)據(jù)、采集樣品，而且可以“一巷多用”。施工中專門的探巷一般都采取小斷而簡易支護(hù)的方式、以便減少費用。每隔一定距離布置階段石門，這些石門的挖掘既提前獲得了所需的地質(zhì)資料，又是以后生產(chǎn)必需的巷道。五、巷探工程巷探工程最大的優(yōu)點是可以直接觀測地質(zhì)現(xiàn)象、量取地19六、地球物理勘探利用巖石、礦體所具有的物理性質(zhì)（如密度、磁性、電性、彈性和放射性等），以及對地球物理場所產(chǎn)生的異常，來尋找礦床和解決某些地質(zhì)問題的一種技術(shù)手段，簡稱物探。

物探方法井下物探：超前物探、坑探儀重力勘探地面物探磁法勘探

測井方法電法勘探

地震勘探

咖瑪測井視電阻率測井

自然電位測井六、地球物理勘探利用巖石、礦體所具有的物理性質(zhì)（如20建井地質(zhì)勘探在新井開鑿之前，為了正確掌握井筒剖面，編制施工設(shè)計方案，一般要求施工井筒檢查鉆孔。在井底車場、硐室和運輸大巷開鑿之前，為了準(zhǔn)確確定工程的層位和方向，有時需要布置層位控制鉆孔。第二節(jié)建井地質(zhì)勘探建井地質(zhì)勘探在新井開鑿之前，為了正確掌握井筒剖面，編制施工設(shè)21一、井筒檢查鉆孔（1）井筒檢查鉆孔的布置原則●立井檢查鉆孔的布置原則如圖8-10所示。①水文地質(zhì)條件簡單時，一般布置在主、副井筒中心連線的中點。②水文地質(zhì)條件中等時，除在兩井筒中心連線的中點布置一個檢查孔外，還應(yīng)在其延長線上的任意一端，增加一個檢查孔，該孔位置距離鄰近井筒中心10~25m為宜。③水文地質(zhì)條件復(fù)雜時，一般在井筒兩側(cè)都應(yīng)有檢查孔控制，其數(shù)目視具體情況而定。建井地質(zhì)勘探一、井筒檢查鉆孔建井地質(zhì)勘探22④獨立井筒或兩個井筒間距超過50m時，檢查孔布置在井筒圓周圍，距井筒中心距離以10～25m為宜。⑤除檢查巖溶或特殊施工需要外，檢查孔不得布置在井筒圓周以內(nèi)和井底車場上方。在終孔深度以內(nèi)，最大偏斜位置距離井壁不得小于5m，以免日后井巷淋水。但當(dāng)采用鉆井法施工時，檢查孔應(yīng)布置在距井筒中心1m范圍以內(nèi)。圖7-1豎井檢查孔布置建井地質(zhì)勘探④獨立井筒或兩個井筒間距超過50m時，檢查孔布置在井筒圓周圍23⑥檢查孔的終孔深度應(yīng)達(dá)到井筒落底標(biāo)高以下，在可能情況下，應(yīng)打到未來延深水平。⑦在設(shè)計井筒周圍25m內(nèi)已有施工鉆孔，或已掌握地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，能提出滿足施工要求的預(yù)想地質(zhì)剖面圖時，可以不打檢查鉆孔。建井地質(zhì)勘探⑥檢查孔的終孔深度應(yīng)達(dá)到井筒落底標(biāo)高以下，在可能情況下，應(yīng)打24●斜井檢查鉆孔的布置原則如圖7-2所示。①斜井檢查鉆孔應(yīng)打出一條平行井筒中心線的完整地質(zhì)剖面，該剖面位置距井筒中心線以10～25m為宜。②兩個相互平行、間距不大于50m的斜井，檢查孔應(yīng)布置在它們中間的平行線上。建井地質(zhì)勘探●斜井檢查鉆孔的布置原則如圖7-2所示。建井地質(zhì)勘探25③斜井檢查孔一般不少于3個，其中第一個鉆孔應(yīng)布置在煤層露頭附近，最后一個鉆孔布置在斜井落底與平巷連接處附近。生產(chǎn)礦井斜井延深時，一般不少于兩個檢查孔。③斜井檢查孔一般不少于3個，其中第一個鉆孔應(yīng)布置在煤層露頭26④檢查孔的終孔深度，應(yīng)達(dá)到該孔所在處斜井底板標(biāo)高以下。

●平硐檢查鉆孔的布置原則與斜井基本相同。圖7-2斜井檢查孔布置建井地質(zhì)勘探④檢查孔的終孔深度，應(yīng)達(dá)到該孔所在處斜井底板標(biāo)高以下。圖27（2）井筒檢查鉆孔的勘探要求重點應(yīng)圍繞水文地質(zhì)和工程地質(zhì)這個核心：①井筒穿過的表土層、巖層和煤層的物理力學(xué)性質(zhì)、厚度和埋藏深度，尤其要注意松散層的底礫巖、流砂層，基巖風(fēng)化帶，斷層破碎帶的深度和工程地質(zhì)特征，以及煤與瓦斯突出的危險性。②井筒穿過的含水層的層數(shù)、巖性、厚度、埋藏深度、裂隙和巖溶的發(fā)育程度，以及各含水層的水量、水位、水質(zhì)和地下水動態(tài)。采用特殊鑿井時，還應(yīng)補(bǔ)充地下水的流向、流速和水溫資料。鉆孔終孔后，應(yīng)及時提交井筒檢查孔竣工報告書，其中包括簡要文字說明和圖件、附表三部分。

建井地質(zhì)勘探（2）井筒檢查鉆孔的勘探要求建井地質(zhì)勘探28圖7-3井筒檢查孔地質(zhì)剖面建井地質(zhì)勘探圖7-3井筒檢查孔建井地質(zhì)勘探29二、層位控制鉆孔原則：為了使井底車場、硐室、運輸大巷布置在工程地質(zhì)條件良好的巖層中，有利運輸，便于與煤層聯(lián)絡(luò)，在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤、巖層厚度和產(chǎn)狀變化較大，鄰近勘探鉆孔資料準(zhǔn)確度較差的情況下，應(yīng)布置層位控制鉆孔。目的和任務(wù)：查明巷道所在水平的煤巖層的層位、分布、厚度和巖性，以及構(gòu)造等地質(zhì)條件，以滿足井底車場、硐室和運輸大巷等主要開拓工程設(shè)計與施工的需要。層位控制鉆孔一般應(yīng)布置在初步設(shè)計擬定的工程軸線的平行線上，不得布置在硐室或運輸大巷的正上方。施工要求可參照井筒檢查孔要求執(zhí)行。層位控制孔的布置條件：p354建井地質(zhì)勘探二、層位控制鉆孔建井地質(zhì)勘探30第三節(jié)、生產(chǎn)地質(zhì)勘探

●概念：為了查明采區(qū)準(zhǔn)備、巷道掘進(jìn)和工作面回采過程中影響生產(chǎn)的地質(zhì)問題，所進(jìn)行的局部性勘探工作，稱為礦井生產(chǎn)勘探。它貫穿于煤礦開采的整個過程，是礦井地質(zhì)一項經(jīng)常性的任務(wù)。第三節(jié)、生產(chǎn)地質(zhì)勘探●概念：31●主要任務(wù)：采區(qū)準(zhǔn)備期間的生產(chǎn)勘探，主要是搞清采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)、煤層賦存狀況，使采區(qū)布置合理，施工安全順利。巷道掘進(jìn)期間的生產(chǎn)勘探，主要是圈定不穩(wěn)定薄煤層的可采范圍，查清斷層情況，尋找斷失翼煤層，為巷道掘進(jìn)指明正確方向?；夭善陂g的生產(chǎn)勘探，主要是查明不穩(wěn)定煤層的薄化帶和影響工作面連續(xù)推進(jìn)的各種中小型地質(zhì)構(gòu)造，以保證回采工作的順利進(jìn)行和煤炭資源的充分回收。

礦井生產(chǎn)勘探●主要任務(wù)