山西采煤礦井工程地質(zhì)勘探施工技術(shù)

第八章礦井地質(zhì)勘探

繼煤田普杳，勘探階段之后，即從礦井建設(shè)開始直至開采結(jié)束期間，在井田范圍內(nèi)及其外圍所進行的地質(zhì)勘探工作，稱為礦井地質(zhì)勘探。井田精查地質(zhì)報告中，高級儲量主要集中在井田中央和上部水平；只能滿足初建礦井的生產(chǎn)需要；因此，隨著采掘進展，礦井地質(zhì)勘探所查明采掘范圍內(nèi)的煤層賦存狀態(tài)、不穩(wěn)定薄煤層可采范圍，地構(gòu)造變化，斷失翼煤層的位置，巖漿侵入體和巖溶陷落柱的分布，含水層位置及瓦斯聚集區(qū)等；此外，髓著采掘工程的進展，為了保證礦井正常接續(xù)，必須對深部水平、井田外圍或勘探程度不足的煤層進行補充勘擦，以查明地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存情況，提高儲量級別，為礦井延深、擴建工程提供地質(zhì)依據(jù)；從而可知，礦井地質(zhì)勘探可查明影響采掘生產(chǎn)的地質(zhì)因素，從而獲得可靠的地質(zhì)資料，以確保生產(chǎn)正常的進行第一節(jié)礦井地質(zhì)勘探類別的劃分一、我國礦井地質(zhì)勘探類別的劃分按目的不同，礦井地質(zhì)勘探可分為四類。l.礦井資源勘探：礦井資源勘探，是根據(jù)礦井存在的地質(zhì)問題和礦井采掘工程設(shè)計的需要所進行的勘探。礦井資源勘探包括：延深水平或新開拓區(qū)無正式批準的詳查、精查地質(zhì)報告所進行的地質(zhì)勘探；原勘探報告遺留的重大地質(zhì)、水文地質(zhì)問題，或勘探程度不足和發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)與原地質(zhì)報告有重大出入，且不能滿足生產(chǎn)建設(shè)要求所進行的地質(zhì)勘探；為擴大井田范圍而進行的勘探。2．礦井補充勘探礦井補充勘探要針對存在的地質(zhì)問題和設(shè)計部門的要求進行。礦井范圍內(nèi)的補充勘探包括：延深水平的高級儲量達不到規(guī)定的標準，不能滿足設(shè)計的需要所進行的勘探；根據(jù)礦井改建或擴建和延深工程設(shè)計等要求而進行的勘探；對新發(fā)現(xiàn)和新評定的可采煤層，為提高儲量級別或增加儲量所進行的勘探。經(jīng)過補充勘探后，其成果要達到：延深區(qū)基本構(gòu)造形態(tài)已經(jīng)查明，一、二類礦井應(yīng)查明落差20m以上的斷層；三類礦井基本查明影響采區(qū)劃分的主要地質(zhì)構(gòu)造；四、五類礦井對有可能開采的地段進行必要的控制，提出結(jié)論性意見。此外，與水平延深主體工程有關(guān)地質(zhì)構(gòu)造、層位、水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件均要控制，延深水平高級儲量應(yīng)達到70％的要求，并于勘探竣工后提出相應(yīng)的地質(zhì)勘探報告，且要上報批準。3．礦井生產(chǎn)勘探礦井生產(chǎn)勘探是針對采區(qū)范圍內(nèi)存在的不同地質(zhì)問題和水文地質(zhì)問題而進行的。礦井生產(chǎn)勘探包括：在已開拓區(qū)內(nèi)為查明影響工作面劃分的地質(zhì)因素，或為了確定采煤方法及找煤方向等進行的勘探；在采區(qū)內(nèi)為解決影響正常采掘和安全生產(chǎn)的各種地質(zhì)、水文地質(zhì)問題而進行的勘探；為探明采區(qū)范圍內(nèi)煤層可采性而進行的地質(zhì)勘探。其勘探設(shè)計和成果要滿足生產(chǎn)和安全的要求，勘探竣工后及時整理資料，根據(jù)需要編制專門的報告或說明書。4．礦井工程勘探礦井工程勘探是指礦井在生產(chǎn)建設(shè)中根據(jù)專項工程的要求而進行的勘探?？碧绞┕で皯?yīng)編制專門設(shè)計，其成果要滿足工程的要求?？碧娇⒐ず?，及時整理資料；根據(jù)需要編制專門的報告或說明書。二、礦井地質(zhì)勘探的特點礦井地質(zhì)勘探是在現(xiàn)有煤礦生產(chǎn)的基礎(chǔ)上進行，有豐富的第一性資料可供勘探設(shè)計參考利用。礦井地質(zhì)勘探是直接為采掘生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)，在確定勘探時間和布置勘探工程時，必須考慮到生產(chǎn)接替計劃及采掘工程設(shè)計施工的需要。其勘探任務(wù)是為了解決影響礦井生產(chǎn)建設(shè)的某一個專門性地質(zhì)問題，勘探成果是提交生產(chǎn)使用。工程布置應(yīng)充分利用礦井有利條件，盡可能從井下近距離向空間各個方向施工?？碧绞侄味嗖捎镁裸@探、巷探和井下物探等。第二節(jié)礦井地質(zhì)勘探設(shè)計的編制一、勘探設(shè)計編制的依據(jù)、方法、要求1．礦井地質(zhì)勘探設(shè)計編制的依據(jù)在充分利用詳查、精查地質(zhì)報告勘探成果的基礎(chǔ)上，分析研究已開采地區(qū)的地質(zhì)資料，對尚未搞清且影響生產(chǎn)的地質(zhì)變化地段，應(yīng)編制礦井地質(zhì)勘探設(shè)計，布置必要的勘探工程予以查明。掌握礦井煤炭產(chǎn)量動態(tài)，在上一生產(chǎn)水平或原設(shè)計開拓區(qū)的產(chǎn)量出現(xiàn)遞減趨勢之前，要經(jīng)常利用井巷揭露的地質(zhì)資料，分析研究地質(zhì)變化規(guī)律，進行延深、擴建勘探，并依據(jù)生產(chǎn)部門的意圖和要求編制礦井地質(zhì)勘探設(shè)計。2．礦井地質(zhì)勘探設(shè)計編制方法1)勘探設(shè)計編制前的準備工作它主要包括：深入領(lǐng)會上級下達的任務(wù)和對勘探工作的具體指示，了解煤礦建設(shè)各項具體規(guī)劃和設(shè)計意圖；廣泛收集前人積累的地質(zhì)勘探資料，如區(qū)域地質(zhì)資料、勘探區(qū)地質(zhì)資料及以往勘探工作成果及其質(zhì)量評價，并要認真分析和全面綜合研究地質(zhì)資料；深入調(diào)查研究，一方面熟悉勘探區(qū)的地形、地質(zhì)情況等獲得第一手資料，另一方面對已有的地質(zhì)資料進行一次檢查和驗證，以達到熟悉地質(zhì)情況，了解地形和施工條件，作到心中有數(shù)，為編制設(shè)計作好準備。2)勘探設(shè)計的編制編制勘探設(shè)計分為兩個步驟，首先制定勘探方案，然后根據(jù)批準的勘探方案再正式編制勘探設(shè)計文件，它包括文字說明與圖表。3．編制礦井地質(zhì)勘探設(shè)計的要求各礦井地質(zhì)條件的復(fù)雜程度不同，編制設(shè)計時，要根據(jù)構(gòu)造和煤層情況因地制宜有所側(cè)重。在明確勘探任務(wù)后，確定合理的勘探程度和深度，全面規(guī)劃，合理布孔，采用多種手段，綜合運用地面鉆探、井下鉆探、物探及巷探；明確對煤、巖芯采取率、孔深、孔斜的測定、采樣化驗、物探測井、水文觀測及封孔質(zhì)量標準等方面的質(zhì)量要求。二、礦井地質(zhì)勘探設(shè)計編制的主要內(nèi)容凡屬礦井的資源勘探或補充勘探，由于勘探工程量較大，均需編寫正式的勘探設(shè)計。礦井地質(zhì)勘探設(shè)計編制的主要內(nèi)容，包括文字說明和圖表兩部分。1．文字說明第一章概況本次勘探的任務(wù)和目的，以及提交地質(zhì)報告的時間；勘探區(qū)的地理位置和范圍；本井田勘探和開發(fā)簡史及該區(qū)以往地質(zhì)工作情況；相鄰礦井及小窯的開發(fā)情況。第二章勘探區(qū)地質(zhì)簡述勘探區(qū)地層、構(gòu)造、煤層、煤質(zhì)、水文地質(zhì)及其它有益礦產(chǎn)等情況；評述影響勘探工程布置的主要地質(zhì)問題。第三章勘探工作根據(jù)區(qū)內(nèi)地質(zhì)情況，生產(chǎn)和設(shè)計部門的要求，確定勘探工作的主要地質(zhì)任務(wù)；根據(jù)地質(zhì)任務(wù)及區(qū)內(nèi)地質(zhì)特征，論述勘探工程布置原則、礦井地質(zhì)條件類別確定的依據(jù)，以及勘探工程密度的選擇；根據(jù)勘探技術(shù)條件，說明勘探工程布置方案的確定，各種勘探手段的運用，以及各勘探工程的目有、要求、數(shù)量和施工順序；根據(jù)礦井地質(zhì)勘探要求和區(qū)內(nèi)煤系地層物性特征，說明所選擇的測井方法和儀器設(shè)備；各種樣品的采集方法、數(shù)量和要求；對其它有益礦產(chǎn)綜合勘探的要求。第四章勘探預(yù)算確定儲量預(yù)算的邊界和工業(yè)指標；儲量計算方法和采用的參數(shù)；儲量預(yù)算結(jié)果和各級儲量所占比例；預(yù)計各級儲量增減情況及其原因分析。第五章生產(chǎn)技術(shù)及其它根據(jù)勘探區(qū)的具體情況，敘述與勘探施工有關(guān)的主要問題，為保證勘探工程質(zhì)量所采取的措施。2．圖表部分1)圖紙包括交通位置圖；地形地質(zhì)及勘探工程布置圖(比例尺為1：5000～1：2000)；綜合柱狀圖(比例尺為1：1000—1：500)；勘探線預(yù)想剖面圖(比例尺為1：5000—1：2000)；主要煤層底板等高線及儲量預(yù)算圖(比例尺為1：5000—1：2000)；各生產(chǎn)水平及延深水平地質(zhì)切面圖，(比例尺為1：5000—1：2600)；水文地質(zhì)圖(比例尺為1：10000—1：5000)。2)附表包括：以往勘探工程見煤一覽表；煤質(zhì)化驗結(jié)果表；設(shè)計鉆孔、探巷、物探測線一覽表；區(qū)內(nèi)小窯調(diào)查表等。第三節(jié)礦井地質(zhì)勘探手段的選擇與使用條件一、礦井地質(zhì)勘探手段的選擇1．選擇的原則礦井地質(zhì)勘探的手段，主要包括鉆探、巷探和物探。其選擇的原則是：根據(jù)勘探性質(zhì)、地質(zhì)和物性條件、技術(shù)經(jīng)濟合理性等綜合考慮，因地制宜地選擇勘探手段；遵循物探先于鉆探，井下鉆探先于地面鉆探，鉆探先于巷探，物探、鉆探、巷探相結(jié)合的原則，以滿足礦井建設(shè)生產(chǎn)的要求。2．選用手段時注意的問題在選用礦井地質(zhì)勘探手段時，要合理的布置勘探工程，用較少的勘探工程量，獲得最佳的地質(zhì)效果。對含煤地層物性條件較好的井田，應(yīng)充分利用地面物探的方法；在基巖裸露和覆蓋層不厚的地區(qū)，可選用槽探、井探、淺鉆等手段；礦井施工的鉆孔，一股應(yīng)全取芯并進行地球物理測井；對鉆探、物探無法取得必要的地質(zhì)資料時，才使用巷探或鉆探和巷探相結(jié)合等手段；井下鉆探可根據(jù)施工要求，布置垂直、傾斜或水平的各個方向的鉆孔；以提高鉆探效果。此外，積極進行各種井下物探儀器的試驗，尋求有效的探測方法。二、礦井地質(zhì)勘探手段的使用條件1．鉆探1)地面鉆探勘探工程應(yīng)布置在已有的勘探線上，加密勘探線應(yīng)盡量與石門、采區(qū)上(下)山等主要井巷的方向相一致。地面鉆探主要用于地面探查各種地質(zhì)問題，或為井筒、大巷等大型工程施工打檢查孔、定向孔，為安全生產(chǎn)打瓦斯、地下水排放孔、為安裝工程打?qū)ｉT的工程孔等。根據(jù)勘探目的，可選擇300m或500m、1000m等的鉆機。2)井下鉆探在遇有地面布孔過深、地形地物影響鉆探施工、過采空區(qū)鉆孔施工困難及巖層傾角大等情況，宜采用井下布孔。其鉆探深度應(yīng)采用30m、50m、l00m、150m等的鉆機。2.巷探巷探的使用條件是：井上、井下均不具備鉆探條件，或雖可進行鉆探，但經(jīng)濟上不合理；不穩(wěn)定、極不穩(wěn)定煤層，或因巖漿侵入對煤層破壞嚴重，用鉆探手段無法探明煤層的可采性時；煤層受斷層破碎帶或受陷落柱、古河床沖刷等影響嚴重，不能用鉆探手段查清時均要使用巷探手段。在選用巷探手段時，注意經(jīng)濟上要合理，且技術(shù)上要可行。3．礦井物探為探測采掘前方各種地質(zhì)變化的物探手段有：地震槽波法探斷層；無線電波透視法探陷落柱、探巖溶水、探侵入巖體；煤層厚度探測儀；底煤測厚折射地震儀等。第四節(jié)礦井地質(zhì)勘探報告的編制一、礦井地質(zhì)勘探的資料整理地質(zhì)報告的編制過程，是進一步系統(tǒng)歸納和總結(jié)資料的過程，也是地質(zhì)研究的過程。它反映全部勘探工作的內(nèi)容及其成果，對勘探區(qū)內(nèi)的煤炭資源、主要地質(zhì)問題及勘探程度可做出正確的結(jié)論和評價。地質(zhì)報告的文字內(nèi)容和圖表要滿足設(shè)計、生產(chǎn)部門的需要，又要客觀反映勘探程度。報告中的文字應(yīng)簡練，重點突出，依據(jù)充分，結(jié)論明確；圖表作到內(nèi)容齊全，數(shù)據(jù)可靠，編制正確，清晰美觀。二、虹礦井您勘探撫地質(zhì)明報告茫的編賽制礦井兵勘探善地質(zhì)顯報告樣要按掙礦井日資源亞勘探萄、礦從井補潔充勘賞探、擴礦井后生產(chǎn)箱勘探伙和礦握井工壩程勘機探的繭不同底類別采編寫壩。以夸礦井喬補充詞勘探每地質(zhì)健報告馳為例棍，簡穗述其掌編寫渾內(nèi)容也。1．啞文字蚊部分第一健章齊概導(dǎo)況詢編嘩制報焦告的貸依據(jù)區(qū)、目士的、怒任務(wù)康，礦執(zhí)區(qū)地親理位犧置、零范圍施及交佛通情附?jīng)r，床評價冬區(qū)內(nèi)歲以往并所做政地質(zhì)止工作突，本俱次勘線探的券主要獅成果孟。第二努章指礦閱井地棗質(zhì)默區(qū)文內(nèi)地夠?qū)?、崖?gòu)造京和巖它漿巖鼠分布省情況冶。第三墊章哲煤轎層及光煤質(zhì)漸煤層宮特征脖，主奔要可引采煤辮層的備層數(shù)必、名滑稱，糧分層例敘述攜煤層各的最導(dǎo)小、該最大庭和一品般厚炮度，滾煤層步的結(jié)刊構(gòu)、閃層位饞、層箏間距叫及穩(wěn)埋定性攀，煤偉層頂蟻底板孟巖性冰和物膠理力溝學(xué)性目質(zhì)；儲主要鄙可采包煤層咬的物蒜理性寄質(zhì)、唱煤巖黑類型圣、煤上種牌閥號，故以及呼煤質(zhì)戚變化新規(guī)律汪和煤昌層風(fēng)慕、氧劇化帶昆情況申。第四婦章．朋礦井杠水文裁地質(zhì)君礦井忽水文認地質(zhì)田特征悶，對洲含水急層和淘涌水撐量加薯以論璃述和坡估算唱，闡子明水玻文地訓(xùn)質(zhì)工莊作方疫法及余完成鹽的水致文地立質(zhì)工孔作量修。第五餃章修儲惹量強儲撞量計黃算的場依據(jù)節(jié)，各阻級儲枕量及?？們η康寞B計算輕結(jié)果犁和儲期量增若減的終原因脂。第六訪章厘已肅采區(qū)土的采朽探對甜比那主苦要對蒸比構(gòu)聯(lián)造、迷煤層炒、儲訓(xùn)量、銀水文笛及巖抽漿巖律等方權(quán)面。第七品章久開野采技雅術(shù)條戶件恢闡刊述瓦指斯、竄煤塵聰、頂拔底板在及煤論的自嬌然發(fā)程火等須情況醒。第八理章鴉結(jié)筑論邪本縣次地龜質(zhì)報次告的沙質(zhì)量蹲評價界和存呼在問伴題及蹈建議濁。2．騙圖表砍部分1)稠圖紙堅包括巷：交兩通位家置圖娘；區(qū)詞域地河形地偉質(zhì)圖潤(比綿例尺慶為1粗：5息00診00恥或1童：2絕50癢00武)；未井田壩地形刮地質(zhì)助圖(截比例何尺為火1：俗50反00手—1錢：2癢00言0)列；綜骨合柱漏狀圖范(比奸例尺綠為1圾：1舟00陡0一檢l：鍋50丸0)蠢；勘沿探線擇剖面?zhèn)葓D(棕比例糾尺為話1：仁50怖00奮—1剝：2督00進0)抵；煤炊層底臭板等喇高線羅圖及刑儲