淺談《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》
——以陽煤集團(tuán)為例

田慶路

(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000)

淺談《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》
——以陽煤集團(tuán)為例

田慶路

(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000)

《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)實(shí)施以來，無論對(duì)煤田地質(zhì)還是煤礦地質(zhì)工作都產(chǎn)生了很大影響，起到了重要作用。然而，隨著煤礦綜合機(jī)械化采掘技術(shù)的廣泛使用和煤礦安全生產(chǎn)要求的提高，《規(guī)范》在小構(gòu)造、水文地質(zhì)、瓦斯地質(zhì)等方面的要求，已不能完全滿足煤礦生產(chǎn)建設(shè)的需要。從煤礦地質(zhì)工作和安全生產(chǎn)角度，結(jié)合特定煤礦實(shí)例，論述了小構(gòu)造、水文地質(zhì)、瓦斯對(duì)煤礦的影響，提出了地質(zhì)勘查期間應(yīng)加強(qiáng)的工作，并建議結(jié)合新技術(shù)、新要求對(duì)《規(guī)范》進(jìn)行修訂。

規(guī)范；小構(gòu)造；水文地質(zhì)；瓦斯地質(zhì)

《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)作為國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)自2003年3月1日實(shí)施以來，無論是對(duì)煤田地質(zhì)還是對(duì)煤礦地質(zhì)工作都產(chǎn)生了積極影響，起到了十分重要的作用。從煤田地質(zhì)角度看《規(guī)范》明確規(guī)定了各勘查階段的勘查任務(wù)，以及應(yīng)達(dá)到的勘查程度。重點(diǎn)突出了對(duì)井田地層、構(gòu)造、煤層煤質(zhì)和資源/儲(chǔ)量的控制或查明程度。然而從煤礦地質(zhì)角度看，隨著煤礦采掘技術(shù)的進(jìn)步和煤礦安全要求的提高，《規(guī)范》在查明影響煤礦生產(chǎn)和安全的地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、瓦斯地質(zhì)等方面，其要求明顯不能滿足煤礦設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。

1 存在問題

1.1 小構(gòu)造查明程度偏低

《規(guī)范》規(guī)定勘探階段應(yīng)詳細(xì)查明先期開采地段內(nèi)落差等于和大于30m的斷層，詳細(xì)查明初期采區(qū)內(nèi)落差等于和大于20m(地層傾角平緩、構(gòu)造簡(jiǎn)單、地震地質(zhì)條件好的地區(qū)為15～10m)的斷層；對(duì)小構(gòu)造的發(fā)育程度、分布范圍及對(duì)開采的影響做出評(píng)述；

《規(guī)范》提出勘探階段地震主要線距一般為250～500m，其中初期采區(qū)為125～250m，或?qū)嵤┤S地震勘查；

《規(guī)范》提出探明的煤炭資源/儲(chǔ)量的地質(zhì)可靠程度是：煤層底板等高線已嚴(yán)密控制，落差等于和大于30m的斷層已詳細(xì)查明(在地震地質(zhì)條件好的地區(qū)，落差等于和大于20m的斷層已經(jīng)詳細(xì)查明)。

從上述規(guī)范的內(nèi)容可知，受當(dāng)時(shí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件限制，規(guī)范以詳細(xì)查明落差等于和大于30m(條件好的為20m)的斷層作為勘探階段對(duì)構(gòu)造勘查程度的標(biāo)準(zhǔn)是可行和恰當(dāng)?shù)摹５?，?duì)于煤礦設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，僅詳細(xì)查明落差20m以上的斷層是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。隨著綜合機(jī)械化采掘工藝的廣泛使用，真正影響煤礦達(dá)產(chǎn)達(dá)效和經(jīng)營(yíng)效益的是落差1～10m的小斷層、密集發(fā)育的陷落柱和褶幅傾角較大的撓曲等小構(gòu)造。采掘工作面一旦遇到這類構(gòu)造，掘進(jìn)巷道就會(huì)由煤巷變?yōu)閹r巷，采煤工作面就會(huì)由采煤變成采巖石，不但影響工作面正常推進(jìn)，大幅度降低生產(chǎn)效率，而且還會(huì)由于大量巖石混入煤中而影響煤質(zhì)，給后期煤炭洗選加工帶來負(fù)擔(dān)，進(jìn)而降低效益。更為嚴(yán)重的是這類構(gòu)造區(qū)巖石比較破碎，煤體疏松，頂板巖性變化大，管理十分困難，是煤礦生產(chǎn)的重大不安全因素。

陽煤五礦貴石溝礦井設(shè)計(jì)能力400萬t/a，1991年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)的三個(gè)首采區(qū)就因?yàn)樾?gòu)造(主要是陷落柱和撓曲構(gòu)造發(fā)育)影響，南翼首采區(qū)建成即封閉緩采；北翼首采區(qū)僅布置了2個(gè)工作面后再無法布置銜接工作面，服務(wù)年限不到三年；僅剩的一個(gè)中央首采區(qū)也因小構(gòu)造影響長(zhǎng)期處于低產(chǎn)狀態(tài)。整個(gè)礦井在投產(chǎn)前十年內(nèi)從未達(dá)產(chǎn)，最高年產(chǎn)原煤只有280萬t，煤礦始終處于虧損狀態(tài)，曾一度瀕臨破產(chǎn)。

1.2 水文地質(zhì)工程要求不具體

《規(guī)范》原則規(guī)定了水文地質(zhì)工作程度；盡管《規(guī)范》附錄又進(jìn)一步詳細(xì)規(guī)定了各勘查階段水文地質(zhì)勘查工程量。但是，對(duì)于煤礦水文地質(zhì)工作，規(guī)范規(guī)定的工作程度和工程量不能滿足煤礦防治水工作要求。首先，影響煤層開采的水文地質(zhì)因素往往不是單一類型，特別是對(duì)于多層可采煤層的井田，不同煤層其主要充水因素不同，上部煤層可能受頂板孔隙裂隙水影響，而下部煤層則可能受底板巖溶水影響；即便是同一煤層，其不同地段所受水害影響因素也不盡相同，淺部受地表水、老窯水影響，深部一般多為含水層水的影響。而《規(guī)范》在水文地質(zhì)鉆孔數(shù)量、抽水試驗(yàn)次數(shù)等方面只籠統(tǒng)規(guī)定了全井田的基本工程量，缺乏對(duì)每一個(gè)含水層、每一個(gè)水害因素有針對(duì)性的數(shù)量要求和查明程度要求，對(duì)于抽水試驗(yàn)是分層抽水還是混合抽水也無明確規(guī)定?！兑?guī)范》對(duì)防隔水煤柱設(shè)計(jì)所需地質(zhì)資料，缺乏具體可操作性的規(guī)定。比如，對(duì)帶壓開采煤層、地表水或老空水危害的煤層，沒有隔水煤巖柱巖力樣要求，采樣層位、數(shù)量也不具體。預(yù)算礦井先期開采地段涌水量所依據(jù)的單孔抽水試驗(yàn)成果缺乏代表性，特別是當(dāng)井田含水層富水性分布不均勻時(shí)，或者存在多種充水因素時(shí)，單孔水文地質(zhì)數(shù)據(jù)離散性很大，加之勘查鉆孔孔徑一般都很小，預(yù)算結(jié)果往往無法用于礦井設(shè)計(jì)。

陽煤景福煤業(yè)礦井設(shè)計(jì)所依據(jù)的地質(zhì)報(bào)告，奧灰?guī)r溶水水位標(biāo)高+720m左右，為全礦井帶壓，在礦井建設(shè)期間和投產(chǎn)初期均按《煤礦防治水規(guī)定》實(shí)施了“有疑必探，先探后掘，先治后采”等一系列防治水工程，增加了投入，降低了生產(chǎn)效率。然而在后來的勘查過程中有針對(duì)性地設(shè)計(jì)了奧灰水水文孔，對(duì)峰峰組、上馬家溝組進(jìn)行了分層抽水，最終結(jié)論峰峰組富水性微弱，可不作為主要充水含水層，上馬家溝組雖為主要充水含水層，但其水位標(biāo)高為+620m左右，景福煤業(yè)井田大部地段不帶壓，礦井安全形勢(shì)得以根本改變。

1.3 瓦斯地質(zhì)工作程度與煤礦安全生產(chǎn)需要不相適應(yīng) 瓦斯是當(dāng)前煤礦建設(shè)和生產(chǎn)過程中主要致災(zāi)因素之一，瓦斯事故往往造成重大財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，特別是高瓦斯礦井和突出礦井，瓦斯不但影響礦井安全，而且也嚴(yán)重制約礦井高效生產(chǎn)?！兑?guī)范》雖然詳細(xì)規(guī)定了各勘查階段的工作程度和工作量，但對(duì)照《煤礦安全規(guī)程》《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的有關(guān)條款，該工作程度和工程量遠(yuǎn)不能滿足煤礦瓦斯地質(zhì)工作的需要。

陽煤寺家莊礦就因?yàn)橥咚箚栴}，建井后瓦斯資料發(fā)生重大變化，由高瓦斯礦井變?yōu)橥怀龅V井，通風(fēng)設(shè)計(jì)能力不能滿足瓦斯排放要求，存在重大設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致煤礦從建成投產(chǎn)至今連年虧損，且多次發(fā)生瓦斯傷亡事故。

2 對(duì)《規(guī)范》修訂的建議

2.1 加強(qiáng)小構(gòu)造的探測(cè)

對(duì)于先期開采地段，特別是初期采區(qū)，應(yīng)將查明落差等于和大于10m的斷層作為基本要求，要控制落差5～10m的斷層。初期采區(qū)必須進(jìn)行三維地震，并對(duì)三維地震的疊加次數(shù)、CDP面元大小做出規(guī)定，其目標(biāo)是控制落差等于和大于3m的斷層、長(zhǎng)軸直徑等于和大于30m的陷落柱，以及煤層傾角急劇變化的撓曲帶。除鉆探工程基本線距外，三維地震應(yīng)作為確定探明的煤炭資源/儲(chǔ)量的必要條件之一。

2.2 加強(qiáng)水文地質(zhì)工程的針對(duì)性

應(yīng)加強(qiáng)對(duì)區(qū)域水文地質(zhì)條件的研究分析，詳細(xì)分析對(duì)煤礦安全生產(chǎn)有影響的各類水文地質(zhì)因素及其特點(diǎn)，然后有針對(duì)性地分類布置水文地質(zhì)工程，以最終查明各可采煤層水文地質(zhì)條件為目標(biāo)。水文地質(zhì)鉆孔應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的含水層特點(diǎn)，以完整查明各含水層的補(bǔ)、徑、排等條件進(jìn)行布置，原則上在勘探階段對(duì)每一個(gè)含水層都應(yīng)控制三個(gè)以上的水文地質(zhì)剖面。抽水試驗(yàn)鉆孔應(yīng)進(jìn)行單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)，一般情況下應(yīng)針對(duì)含水層進(jìn)行單層抽水，對(duì)強(qiáng)含水層更應(yīng)如此。針對(duì)不同的充水因素采取巖樣、水樣，進(jìn)行測(cè)試，為礦井防治水提供基礎(chǔ)資料。應(yīng)加強(qiáng)礦井涌水量預(yù)算研究。

2.3 加強(qiáng)瓦斯地質(zhì)工作

為編制瓦斯地質(zhì)圖需要，對(duì)于可采煤層所有可采見煤點(diǎn)都應(yīng)采取瓦斯煤樣。鑒于瓦斯賦存的不均勻性，應(yīng)當(dāng)對(duì)全煤厚進(jìn)行采樣和解吸分析，特別是厚煤層尤應(yīng)如此。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第九條，應(yīng)當(dāng)對(duì)井田內(nèi)平均厚度大于0.3m的不可采煤層采取一定數(shù)量的瓦斯煤樣，建議不少于全部見煤點(diǎn)的30%。結(jié)合煤層氣評(píng)價(jià)，增加煤層瓦斯壓力測(cè)定、瓦斯試井等測(cè)試項(xiàng)目。

3 結(jié)論

《規(guī)范》實(shí)施14年來，隨著技術(shù)進(jìn)步，特別是煤礦安全方面要求越來越嚴(yán)，國(guó)家相繼修訂了《煤礦安全規(guī)程》《煤礦防治水規(guī)定》《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》，新頒布了《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》，這些規(guī)程規(guī)定的實(shí)施都不同程度地要求煤礦地質(zhì)工作更加精細(xì)準(zhǔn)確，那么，作為煤礦設(shè)計(jì)、建設(shè)和生產(chǎn)和煤礦地質(zhì)工作的基礎(chǔ)，地質(zhì)勘查報(bào)告也應(yīng)更加精細(xì)準(zhǔn)確，因此，結(jié)合新技術(shù)、新要求對(duì)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》進(jìn)行修訂有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.DZ/T 0215-2002煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范[S].北京：地質(zhì)出版社.

[2]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦防治水規(guī)定[S].北京:煤炭工業(yè)出版社,2009.

[3]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦地質(zhì)工作規(guī)定[S].北京:煤炭工業(yè)出版社,2014.

[4]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.防治煤與瓦斯突出規(guī)定[S].北京:煤炭工業(yè)出版社,2009.

[5]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[S].北京:煤炭工業(yè)出版社,2016.

[6]程五一，張序明，吳福昌.煤與瓦斯突出區(qū)域預(yù)測(cè)理論及技術(shù)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2005.

[7]焦作礦業(yè)學(xué)院瓦斯地質(zhì)研究室.瓦斯地質(zhì)概論[M]. 北京:煤炭工業(yè)出版社,1990.

ABriefDiscussionon“SpecificationsforCoal,PeatExploration”——ACaseStudyofYangquanCoalGroup

Tian Qinglu

(Yangquan Coal Industry (Group) Co. Ltd., Yangquan, Shanxi 045000)

Since the implementation of “Specifications for Coal, Peat Exploration” (hereinafter referred to as “specifications”), regardless of the coalfield geological or coalmine geological works all have been strongly influenced and played an important role. But, along with wide use of coalmine full mechanized mining technology and coalmine safety in production requirement enhancing, the requirements from original “specifications” on minor structure, hydrogeology, gas geology etc. can not be satisfied coalmine production and construction needs. From coalmine geological works and safety in production points of view, combined with specific coalmine cases described impacts from minor structure, hydrogeology and gas geology on coalmines. Then proposed works should be strengthened during geological exploration and advised to carry out amendment on “specifications” based on new technologies and new requirements.

specifications; minor structure; hydrogeology; gas geology

10.3969/j.issn.1674-1803.2017.08.12

1674-1803(2017)08-0067-03

田慶路(1963—)男，河北欒城人，1983年8月畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院煤田地質(zhì)與勘探專業(yè)，高級(jí)工程師。

2017-04-19

A

責(zé)任編輯：宋博輦