卡洼掌井田勘探工程實(shí)踐

吉真寶

（大同煤礦集團(tuán)公司晉華宮礦，山西大同037016）

卡洼掌井田勘探工程實(shí)踐

吉真寶

（大同煤礦集團(tuán)公司晉華宮礦，山西大同037016）

為了開(kāi)發(fā)寧纏煤田東部卡洼掌礦區(qū)的煤炭資源，在充分利用已往勘探成果的基礎(chǔ)上，采用鉆探、槽探、坑探、地球物理測(cè)井、地質(zhì)填圖、采樣測(cè)試等多種勘查手段，提高了對(duì)煤炭資源的控制程度、開(kāi)采技術(shù)條件的查明程度及勘探精度，為礦井建設(shè)可行性研究和初步設(shè)計(jì)提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。

井田；勘探；煤炭資源

為了開(kāi)發(fā)寧纏煤田東部卡洼掌礦區(qū)的煤炭資源，為礦井設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供科學(xué)翔實(shí)的基礎(chǔ)資料，在對(duì)勘探工作做出合理規(guī)劃的前提下，進(jìn)行了礦井井田范圍內(nèi)煤炭勘探工作，對(duì)勘探區(qū)內(nèi)煤炭資源的開(kāi)發(fā)做出了符合現(xiàn)實(shí)條件的評(píng)價(jià)，為煤礦建井提供地質(zhì)依據(jù)。

1 勘探主要任務(wù)

控制井田邊界構(gòu)造，控制與初期采區(qū)有關(guān)的邊界構(gòu)造線；詳細(xì)查明勘探區(qū)向斜北翼首采區(qū)內(nèi)落差≥30m的斷層、初期采區(qū)內(nèi)落差≥20m的斷層；主要可采煤層層位及厚度變化，確定可采煤層的連續(xù)性，控制初期采區(qū)內(nèi)主要可采煤層的可采范圍；控制先期開(kāi)采地段范圍內(nèi)主要可采煤層的底板等高線；詳細(xì)查明可采煤層的煤類、煤質(zhì)特征及在初期采區(qū)范圍內(nèi)的變化、工藝性能，做出相應(yīng)評(píng)價(jià)；查明井田水文地質(zhì)條件，評(píng)價(jià)礦井充水因素，預(yù)算初期采區(qū)涌水量，預(yù)測(cè)開(kāi)采過(guò)程中發(fā)生突水的可能性；估算各可采煤層探明的、控制的、推斷的資源與儲(chǔ)量。

2 勘探方法及類型

2.1 勘探方法

勘探手段的選擇取決于勘查區(qū)地質(zhì)條件、規(guī)范和合同對(duì)勘查工作的具體要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合規(guī)范，運(yùn)用綜合勘查技術(shù)，采用先進(jìn)的技術(shù)裝備，充分發(fā)揮各種勘探手段的優(yōu)勢(shì)，提高對(duì)地質(zhì)條件的查明程度，以取得最佳地質(zhì)效果。本次勘探階段選用1：5000地質(zhì)和水文地質(zhì)填圖、槽探、坑探、鉆探、地球物理測(cè)井、采樣測(cè)試等手段進(jìn)行綜合勘查。

本次選定的勘查區(qū)范圍北、西、南以探礦權(quán)邊界為界，東以X507500線為界（該位置以東無(wú)煤層賦存），面積23 km2。

2.2 勘探類型

勘探區(qū)基本構(gòu)造形態(tài)為一向斜構(gòu)造。該向斜西起寧纏河，東至本勘查區(qū)，走向北西西-南東東，走向延伸約19 km，勘探區(qū)內(nèi)走向延伸約6.5 km。倒陽(yáng)河以東（勘查區(qū)內(nèi)）向斜構(gòu)造較完整，以西因南翼被一系列低角度推覆斷層所破壞，致使向斜構(gòu)造不完整，僅保留有北翼地層，呈較寬緩的并伴有次級(jí)緊密線性褶皺的單斜。向斜軸部出露的地層為二疊系（P2dh），兩翼出露的地層為石炭系太原組（C2t）及羊虎溝組（C2y），向斜北翼傾角一般為30°左右，地層連續(xù)穩(wěn)定；南翼有與之相伴的F6逆沖斷層及次級(jí)向背斜、逆掩斷層，地層傾角常在60°以上，甚至直立倒轉(zhuǎn)?？碧絽^(qū)位于倒陽(yáng)河以東，F(xiàn)6逆沖斷層的東北處，構(gòu)造形態(tài)呈較寬緩的并伴有次級(jí)緊密線性褶皺的向斜構(gòu)造，構(gòu)造簡(jiǎn)單。區(qū)內(nèi)主要可采煤層M3煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤厚變化不大，變化規(guī)律明顯（基本呈NWW-SEE向厚薄條帶狀），煤類單一，煤質(zhì)變化小，全區(qū)可采，M3煤層為穩(wěn)定煤層。

根據(jù)本區(qū)地質(zhì)條件和“規(guī)范”要求，確定基本勘探網(wǎng)度用1 000m的線距，小于1 000 m的孔距，控制探明的資源量（331），用2 000 m的線距，小于2 000m的孔距，控制的資源量（332），用4 000m的線距控制推斷的資源量（333）。

3 勘探工程布置[3]

3.1 地面地質(zhì)工程布置

主要包括煤田地質(zhì)填圖和槽探、硐探。

1）填圖工作：進(jìn)行1：5000地質(zhì)填圖，填圖范圍北、西、南以探礦權(quán)邊界外推50 m為界，東部以X507500線為界（該位置以東無(wú)煤層賦存），填圖面積23 km2。采用全儀器和半儀器相結(jié)合方法進(jìn)行。

2）槽探、硐探：沿煤層露頭，根據(jù)實(shí)際地形地質(zhì)條件，按勘探線位置布置。

3）對(duì)所有勘探控制點(diǎn)進(jìn)行定位測(cè)量。

3.2 鉆探工程布置

1）根據(jù)礦區(qū)總體規(guī)劃，考慮到今后礦井開(kāi)拓，并盡可能利用原有資料及鄰區(qū)鉆孔，本次沿地層傾向方向布設(shè)勘探線，按1 000m線距，在勘探線上以750～1 000m的孔距，共布設(shè)5條勘探線，布設(shè)鉆孔6個(gè)。探明的資源量（331）區(qū)布置于本區(qū)東部。

2）本著一孔多用的原則，選擇K2、K3號(hào)鉆孔為探煤孔兼做工程地質(zhì)采樣孔，工程地質(zhì)采樣以主采煤層為主要研究對(duì)象。K3號(hào)鉆孔同時(shí)兼做水文地質(zhì)孔。

3）對(duì)已施工的鉆孔隨機(jī)抽取1個(gè)鉆孔（P6）進(jìn)行封孔檢查。

4）探煤孔終孔層位為M3煤層以下35m。

5）勘查區(qū)山高坡陡，地形條件十分復(fù)雜，嚴(yán)格按照750～1 000m的孔距布置勘探孔非常困難，因此區(qū)內(nèi)探明的資源量（331）區(qū)個(gè)別勘探線上的孔距大于1 000m。

3.3 測(cè)井、采樣及施工順序

所有鉆孔均進(jìn)行數(shù)字測(cè)井，并進(jìn)行簡(jiǎn)易測(cè)溫?？碧近c(diǎn)中的可采煤層全部采取煤樣。按照“分階段實(shí)施、先地面后地下、由已知到未知、先地面槽探后鉆探”的總原則進(jìn)行。地質(zhì)填圖、槽探等工程基本上同步進(jìn)行，互相配合。鉆探根據(jù)地質(zhì)填圖所掌握的情況，先施工勘探線K1號(hào)及煤層露頭附近的K3號(hào)鉆孔，然后施工其余鉆孔。

4 鉆探工程質(zhì)量評(píng)述[4～6]

4.1 完成工程量

本階段在勘查區(qū)內(nèi)施工鉆孔7個(gè)，總進(jìn)尺2 089.25m。其中探煤孔4個(gè)，進(jìn)尺1 172.12m；探煤孔兼工程地質(zhì)采樣孔1個(gè)，進(jìn)尺434.14 m；探煤孔兼水文地質(zhì)、工程地質(zhì)采樣孔1個(gè)，進(jìn)尺298.99m；鉆孔封閉檢查孔1個(gè)，進(jìn)尺184 m。利用普查階段鉆孔資料7個(gè)。

本階段驗(yàn)收的7個(gè)鉆孔中特級(jí)孔5個(gè)，占71％，甲級(jí)孔2個(gè)，占29％；特甲級(jí)孔率100％，如表1所示。

表1 鉆孔孔深質(zhì)量統(tǒng)計(jì)表

4.2 鉆探工程各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)述

煤層：本階段共驗(yàn)收M3和其它可采見(jiàn)煤點(diǎn)共17層次，其中優(yōu)質(zhì)17層次，優(yōu)質(zhì)合格率100％。利用普查階段鉆孔資料7個(gè)，見(jiàn)表2。

巖層采取率：本階段竣工的7個(gè)鉆孔，巖層采取特甲級(jí)率100％，特級(jí)5孔次，甲級(jí)2孔次。非煤系巖層采取率為65～86％；煤系地層采取率為75～ 89％；鉆孔封閉檢查孔采取率為93％。

4.3 鉆孔結(jié)構(gòu)及孔斜

所測(cè)鉆孔均進(jìn)行了系統(tǒng)的孔斜測(cè)量，各鉆孔最大孔斜：K1鉆孔4°30′，方位角323°；K2鉆孔5°，方位角188°；K3鉆孔3°24′，方位角119°；K4鉆孔3°12′，方位角280°，均達(dá)到規(guī)范特級(jí)孔要求。所有探煤鉆孔孔徑均為?91mm；水文鉆孔孔徑均為?130mm。

表2 勘查區(qū)鉆孔煤層質(zhì)量統(tǒng)計(jì)表

4.4 鉆孔封閉及孔口標(biāo)志

本階段竣工的所有鉆孔均按地質(zhì)設(shè)計(jì)及鉆探規(guī)程要求封閉，封閉方法：

煤層底板以下30 m至石炭二疊分界線封閉，封孔前先將木塞下放至設(shè)計(jì)深度，再用清水沖洗孔壁至井口返上清水，然后用425#普通硅酸鹽水泥、砂和水按1：1：0.8配成水泥砂漿，用泥漿泵送入，并按設(shè)計(jì)深度提漿、提取漿樣，漿樣均固結(jié)良好，并妥善保存。所有鉆孔封孔質(zhì)量均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。所有鉆孔均已在孔口埋石造標(biāo)，注明孔號(hào)。

為了驗(yàn)證封孔質(zhì)量，本次選擇了P6號(hào)鉆孔進(jìn)行封孔質(zhì)量檢查，所取得的水泥砂漿芯多為完整柱狀，固結(jié)良好，封閉位置符合設(shè)計(jì)要求，巖芯如圖1所示。

圖1 鉆孔巖芯

5 結(jié)束語(yǔ)

在充分利用已往勘探成果的基礎(chǔ)上，本次勘探采用鉆探、槽探、坑探、地球物理測(cè)井、地質(zhì)填圖、采樣測(cè)試等多種勘查手段，充分發(fā)揮了各種手段的優(yōu)勢(shì)，利用鉆探手段提高了對(duì)煤炭資源的控制程度、開(kāi)采技術(shù)條件的查明程度及勘探精度。利用地球物理測(cè)井對(duì)勘探成果進(jìn)行驗(yàn)證，使煤炭資源的控制程度、開(kāi)采技術(shù)條件的查明程度及勘探精度更高，以合理的投入取得了最佳的地質(zhì)效果。通過(guò)正確的勘探手段選擇、合理的工程布置、優(yōu)良的工程質(zhì)量、扎實(shí)的地質(zhì)研究取得了可靠的地質(zhì)成果，達(dá)到了勘探工作的各項(xiàng)要求，完成了各項(xiàng)地質(zhì)任務(wù)。在充分利用所有資料、加強(qiáng)綜合地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上編制的勘探地質(zhì)報(bào)告系統(tǒng)、準(zhǔn)確、全面、科學(xué)地反映了勘探成果，為礦井建設(shè)可行性研究和初步設(shè)計(jì)提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。

[1]賀正東，馬麗.用地震勘探方法解釋煤層層位[J].陜西煤炭，2010，36（1）：8-10.

[2]劉伍，崔若飛.波阻抗反演在煤炭資源勘探中的應(yīng)用[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2008，37（2）：22-24.

[3]李增學(xué).煤礦地質(zhì)學(xué)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009.

[4]琚宜文，王桂梁，胡超.海孜煤礦構(gòu)造變形及其對(duì)煤厚變化的控制作用[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，9（4）：65-66.

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[6]姜福興，宋廣東，孔令海，等.微地震波在煤礦巖層中的傳播特征研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，28（5）：2675-2678.

〔責(zé)任編輯 石白云〕

Engineering Practice of Geological Exploration in Kawazhang W ell Field

JIZhen-bao
（Jinhuagong Mine，Datong CoalMines Group，Datong Shanxi，037016）

This research is done to facilitate the purpose of better developing the coal resources in themining area of

Kawazhang，eastof Ningchan coal field.Based on existing results，various geological explorationmethods have been applied，

including drilling，grooving，well logging，geologicalmapping，and sampling test，which improves the accuracy and suppliesmore detailed information，and as a result，it provides amore geological basis for the feasibility plans of shaft construction and preliminary designs.

well filed；geological exploration；coal resources

TD63+3

A

1674-0874（2012）03-0075-04

2012-01-18

吉真寶（1968-），男，山西大同人，工程師，研究方向：煤礦機(jī)電。