第四章礦井地質(zhì)勘查

第三篇礦井地質(zhì)勘查第四章礦井地質(zhì)勘查

第一節(jié)概述第二節(jié)建井地質(zhì)勘查第三節(jié)消費(fèi)地質(zhì)勘查第四節(jié)礦井延深、擴(kuò)建地質(zhì)勘查第五節(jié)老區(qū)找煤主要是開(kāi)展：鉆探、物探、巷探；編制地質(zhì)闡明書(shū)、進(jìn)展儲(chǔ)量管理等。更有針對(duì)性地查明各種地質(zhì)情況。第一節(jié)概述一、概念地質(zhì)資料需求經(jīng)過(guò)專門的地質(zhì)勘查任務(wù)才干獲得。煤炭地質(zhì)勘查包括煤田地質(zhì)勘查和礦井地質(zhì)勘查。煤田地質(zhì)勘查是一門關(guān)于尋覓和探明煤礦床，對(duì)煤炭資源進(jìn)展地質(zhì)研討并作出工業(yè)評(píng)價(jià)的學(xué)科。也稱資源地質(zhì)勘查。礦井地質(zhì)勘查是繼煤田地質(zhì)勘查之后，在礦井設(shè)計(jì)、建立和開(kāi)采過(guò)程中所進(jìn)展的地質(zhì)勘探任務(wù)，又稱消費(fèi)礦井補(bǔ)充地質(zhì)勘探。它是為煤礦建立、消費(fèi)提供地質(zhì)根據(jù)的。按所處的階段和特點(diǎn)，礦井地質(zhì)任務(wù)主要有：建井地質(zhì)勘查、消費(fèi)地質(zhì)勘查、礦井補(bǔ)充勘查、老區(qū)找煤、礦井工程勘查等種類二、目的在于獲得可靠的地質(zhì)資料，查明影響消費(fèi)的地質(zhì)要素，提高儲(chǔ)量級(jí)別，添加可采儲(chǔ)量，延伸效力年限，保證消費(fèi)的正常進(jìn)展。三、礦井地質(zhì)勘查的義務(wù)——不同任務(wù)內(nèi)容有所區(qū)別：建井地質(zhì)勘查：查明井巷所在位置的巖層、煤層、構(gòu)造及水文地質(zhì)情況——以滿足井筒和主要運(yùn)輸巷道設(shè)計(jì)施工的需求。消費(fèi)地質(zhì)勘查：直接處理采區(qū)預(yù)備和任務(wù)面回采等環(huán)節(jié)中影響消費(fèi)的地質(zhì)要素——暫時(shí)性勘查任務(wù)。延深、擴(kuò)建地質(zhì)勘查(礦井補(bǔ)充勘查)：對(duì)深部程度或井田外圍進(jìn)展地質(zhì)勘查——為保證礦井正常接替，擴(kuò)展井田范圍，添加煤炭?jī)?chǔ)量，延伸礦井壽命等。老區(qū)找煤：對(duì)回采率低，丟煤嚴(yán)重的老礦井或老采區(qū)進(jìn)展采動(dòng)情況調(diào)查及殘存煤量的探查——為最大限制地開(kāi)發(fā)煤炭資源，在條件允許時(shí)進(jìn)展。礦井工程勘查：礦井消費(fèi)建立中根據(jù)專門工程要求進(jìn)展勘查。施工前，應(yīng)編制專門設(shè)計(jì)，其成果必需滿足工程的需求。此外，還有一些為煤礦消費(fèi)建立效力的特殊技術(shù)鉆孔，如凍結(jié)鉆、滅火鉆、通風(fēng)鉆、放水鉆、注漿鉆、送電鉆、放頂鉆及煤體注水泄放瓦斯鉆等，也由礦井地質(zhì)部門組織施工。四、礦井地質(zhì)勘查的特點(diǎn)〔與資源勘查相比〕：1、承繼性和補(bǔ)充性——在資源勘查的根底上進(jìn)展，工程布置應(yīng)與之堅(jiān)持一致并重點(diǎn)放在補(bǔ)充過(guò)去的缺乏和遺留上。2、時(shí)間性——由于要直接效力采掘消費(fèi)，故工程布置和施工，不能影響礦井正常消費(fèi)接替方案及采掘工程設(shè)計(jì)施工的需求，過(guò)早或過(guò)晚均有問(wèn)題。3、針對(duì)性和部分性——針對(duì)專門問(wèn)題，義務(wù)單純，范圍局限，成果直接用于消費(fèi)，不用提供完好的地質(zhì)報(bào)告。4、有利性——勘查設(shè)計(jì)可參考利用的資料豐富，勘查工程布置和施工具備在井下近間隔向空間各個(gè)方向進(jìn)展的條件，并可與井上相結(jié)合。五、礦井勘查工程的布置和技術(shù)手段1、勘查工程布置的原那么①勘查工程原那么上應(yīng)布置在已有的勘查線上；加密勘查線應(yīng)盡量與石門及采區(qū)上、下山等主要井巷工程的方向一致。特殊情況，如井巷設(shè)計(jì)或井下查小構(gòu)造等而專門布置的工程，可按實(shí)踐需求，靈敏合理地布置。②充分利用地面鉆探，假設(shè)地面布孔過(guò)深，或影響施工、過(guò)采空區(qū)困難、地層傾角較大影響資料準(zhǔn)確性等時(shí)，可井下布孔。③一種工程多種用途，充分發(fā)揚(yáng)工程作用。如利用同一鉆孔進(jìn)展取芯及地溫、瓦斯測(cè)定等。④盡量用較少的工程量，獲最正確的地質(zhì)效果。要充分利用已有地質(zhì)資料和知規(guī)律，針對(duì)問(wèn)題，合理布置；要充分發(fā)揚(yáng)礦井地質(zhì)勘查的特點(diǎn)，做到井上與井下、勘查工程與井巷工程、當(dāng)前與長(zhǎng)久等的結(jié)合。⑤工程量的多少，應(yīng)以查明地質(zhì)要素，滿足工程設(shè)計(jì)的要求為準(zhǔn)，根本線距和極限布孔密度應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行(表)構(gòu)造復(fù)雜程度類型鉆探工程根本線距表構(gòu)造復(fù)雜程度各種查明程度對(duì)構(gòu)造控制的基本線距m探明的控制的簡(jiǎn)單500～1000l000～2000中等250～500500～1000復(fù)雜250～500注：極復(fù)雜構(gòu)造只宜邊探邊采，線距不做具體規(guī)定。煤層穩(wěn)定程度類型鉆探工程根本線距表煤層穩(wěn)定程度各種查明程度對(duì)煤層控制的基本線距m探明的控制的穩(wěn)定500～10001000～2000較穩(wěn)定250～500500～1000不穩(wěn)定375＊250注：極不穩(wěn)定煤層只宜邊探邊采，線距不做具體規(guī)定。

＊適合煤厚變化很大，但全區(qū)可采或大部可采。工程網(wǎng)度表勘查類型資源量類型探明的控制的簡(jiǎn)單型200m×（200~100）m400m×（400~200）m復(fù)雜型100m×（100~50）m200m×（200~100）m極限布孔密度表表4—l—2礦井地質(zhì)條件類別井田內(nèi)平均1km2最多布孔數(shù)簡(jiǎn)要說(shuō)明一類井田<5二類井田<10三類井田<20對(duì)某些較復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題，要采用巷探與鉆探相結(jié)合的方法解決問(wèn)題四、五類原則上<30必須采用巷探與鉆探相結(jié)合的勘探方法，不能單純靠打鉆解決問(wèn)題注：極限布孔密度是指，包括資源勘查孔在內(nèi)，平均每1km2煤層傾斜面積內(nèi)，允許的最多地層鉆探孔數(shù)(有效孔為準(zhǔn))．2、礦井地質(zhì)勘查手段及其運(yùn)用礦井勘查的手段主要是鉆探、巷探和物探。手段的選擇取決于處理問(wèn)題的需求和技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上的合理性。普通應(yīng)思索先井下，后井上，先物探再鉆探后巷探，以進(jìn)度快，質(zhì)量高和本錢低為目的。⑴鉆探普通都運(yùn)用輕型鉆機(jī)。要求輕便、高效、平安，便利搬運(yùn)、安裝和施工，順應(yīng)井下作業(yè)；鉆孔布置視情況而定，選擇不同方向，有時(shí)鉆機(jī)位置不動(dòng)可作兩個(gè)孔以上的扇形布置。⑵巷探在鉆探不能獲得必要的地質(zhì)資料時(shí)可思索采用：思索消費(fèi)需求，盡量一巷兩用——既探情況，又作采掘輔巷。否那么，只能采用最小的斷面，配合鉆探工程運(yùn)用。如：①構(gòu)造復(fù)雜，煤厚變化大時(shí)，只需巷探能揭露真實(shí)地質(zhì)景象；②雙巷掘進(jìn)時(shí)，常采用副巷超前，既查明掘進(jìn)前方的地量變化,又利于保證主巷設(shè)計(jì)要求，起到一巷兩用。③“邊探邊采〞的方式消費(fèi)，巷探是主要的勘查手段。④老區(qū)找煤的探巷，既可摸清地質(zhì)情況，也是未來(lái)復(fù)采時(shí)的預(yù)備巷道。⑶井下物探大致可分為電法、地震和超聲波三類。優(yōu)點(diǎn)：①探查速度快、效率高②省時(shí)省錢③可選方法多。已采用的有：地震槽波法、地震透視法、縱波速度祛、橫向?qū)硬ǚ?、折射地震法、高頻地震法、無(wú)線電波法、無(wú)線電波透視法、無(wú)線電波定位法、地質(zhì)雷達(dá)法、電阻率法、超聲波法、磁法，微重力法、紅外線法、放射性法等。第二節(jié)建井地質(zhì)勘查井筒等是最先揭露煤系的井巷工程，所以在新井開(kāi)鑿之前，為了正確地掌握井筒剖面，編制施工設(shè)計(jì)方案，普通必需打井筒檢查鉆孔。在開(kāi)鑿井底車場(chǎng)和主要運(yùn)輸巷道時(shí)，為了確保主要井巷工程的質(zhì)量，正確確定主要運(yùn)輸巷道的位置和方向，有時(shí)需求打?qū)游豢刂沏@孔。一、井筒檢查鉆孔〔一〕檢查孔布置的原那么方法井筒開(kāi)辟方式、數(shù)目和間距不同，井筒檢查鉆孔布置原那么也不一樣1、豎井檢查鉆孔的布置1、豎井檢查鉆孔的布置(1)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單時(shí)，在兩個(gè)井筒中心連線的中點(diǎn)打一個(gè)檢查鉆孔。偏離范圍不得超越10米(圖)。(2)水文條件中等：除按〔1〕外，還應(yīng)在其延伸線的恣意一端增打一個(gè)檢查孔?？孜婚g隔臨近井筒中心以10—25米為宜。(3)水文條件復(fù)雜：井筒兩側(cè)都應(yīng)有檢查孔控制。其數(shù)目視詳細(xì)情況，孔位應(yīng)盡量放在井筒中心連線的延伸線上，以便于資料整理及對(duì)比分析。(4)單個(gè)井筒施工：檢查孔布置在井筒周圍距井筒中心25米左右。兩井筒間距50m以上時(shí)應(yīng)按兩個(gè)獨(dú)立井對(duì)待。(5)檢查孔不得布置在井筒圓圈以內(nèi)或者井底車場(chǎng)上方，偏斜位置距井壁不得小于5米，以免日后井巷淋水〔探測(cè)巖溶或特殊需求除外〕。(6)終孔深度應(yīng)到達(dá)井筒落底標(biāo)高以下，能夠時(shí)應(yīng)打到未來(lái)延深程度。(7)暗立井檢查孔應(yīng)盡量從井下施工。(8)在井筒周圍25米左右已有鉆探資料，或已掌握的地質(zhì)及水文情況能提出滿足施工要求的地質(zhì)料想剖面圖時(shí)，可不打檢查鉆孔。2、斜井檢查鉆孔的布置原那么：斜井井筒檢查鉆孔，應(yīng)打出一條平行于井筒中心線的完好剖面。該剖面位置距井筒中心線不大于25米。鉆孔數(shù)目普通不少于三個(gè)，其中第一個(gè)鉆孔控制煤層或基巖露頭，最后一個(gè)鉆孔布置在井筒落底與平巷銜接處附近(圖)。3．平峒檢查鉆孔的布置原那么：平峒檢查鉆孔的布置原那么與斜井根本一樣，但應(yīng)根據(jù)巖層傾角的陡緩，布置有足夠的鉆孔穿過(guò)平峒所經(jīng)過(guò)的各個(gè)層位，并嚴(yán)厲控制平峒的見(jiàn)煤位置?！捕尘矙z查鉆孔應(yīng)獲得的資料檢查孔所獲得的資料是作為建井施工的根據(jù)，要求準(zhǔn)確可靠，普通應(yīng)獲得以下資料：1．沿井筒中心線的完好地質(zhì)剖面圖。圖3。2．井筒穿過(guò)的表土層、巖層和煤層的物理力學(xué)性質(zhì)、厚度、埋藏深度，斷層破碎帶及老空區(qū)等資料。3.水文地質(zhì)資料，包括含水層的層數(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(dòng)態(tài)等資料。4．松散層底礫層和基巖風(fēng)、氧化帶的深度及特征。5．采用特殊鑿井法時(shí)，應(yīng)根據(jù)需求補(bǔ)充地下水的流向、流速和水溫的資料。二、層位控制鉆孔井巷工程對(duì)地質(zhì)條件的要求很高，尤其機(jī)械化采煤，主要運(yùn)輸巷道既要堅(jiān)持平直，又要與各主采煤層聯(lián)絡(luò)方便。為滿足設(shè)計(jì)要求，在開(kāi)辟設(shè)計(jì)施工前，須在擬定的運(yùn)輸大巷及主要硐室位置上打超前導(dǎo)向鉆孔或?qū)游豢刂沏@孔，以查明巷道所在程度的煤巖分布及構(gòu)造情況，編出程度切面圖和沿巷道軸線的剖面圖。這類鉆孔要嚴(yán)厲按照施工要求，嚴(yán)密封孔，以防止地表水或巷道上部含水層的水經(jīng)過(guò)鉆孔涌入巷道。對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，勘探資料可靠的礦井，層位控制鉆孔普通可以不打。第三節(jié)消費(fèi)地質(zhì)勘查消費(fèi)勘查是為直接處理采區(qū)開(kāi)辟、巷道掘進(jìn)、任務(wù)面回采各個(gè)環(huán)節(jié)中所出現(xiàn)的影響消費(fèi)的地質(zhì)問(wèn)題而組織的暫時(shí)性勘探任務(wù)。它貫穿于礦井開(kāi)采的整個(gè)過(guò)程，是礦井地質(zhì)任務(wù)的一項(xiàng)經(jīng)常性義務(wù)。消費(fèi)地質(zhì)勘查任務(wù)主要是查明采掘區(qū)域內(nèi)的煤層賦存形狀，不穩(wěn)定薄煤層的可采范圍，地質(zhì)構(gòu)造變化，斷失煤層位置，巖漿侵入體和巖溶陷落柱的分布，含水層位置及瓦斯聚積區(qū)等地質(zhì)情況。消費(fèi)地質(zhì)勘查與整個(gè)消費(fèi)過(guò)程幾乎是同時(shí)進(jìn)展的，因此必需熟習(xí)消費(fèi)過(guò)程，充分了解采掘部門的要求，靈敏運(yùn)用勘探手段。一、采區(qū)預(yù)備過(guò)程中的消費(fèi)地質(zhì)勘查消費(fèi)地質(zhì)勘查配合采區(qū)預(yù)備任務(wù)，主要是弄清采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造形狀，煤層賦存情況，以提高儲(chǔ)量級(jí)別和資料的準(zhǔn)確程度，使采區(qū)布置合理，施工平安方便。所以：1．進(jìn)展新采區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，往往由于煤層賦存情況不清，需求布置一定的消費(fèi)勘探鉆孔，進(jìn)一步控制煤厚、產(chǎn)狀和構(gòu)造變化。如圖4。2．對(duì)煤層群中構(gòu)造復(fù)雜，煤厚變化大的薄煤層，經(jīng)過(guò)鉆孔不能一定可采價(jià)值時(shí)，盡量運(yùn)用風(fēng)巷超前的方法，來(lái)圈定可采塊段。如圖5二、巷道掘進(jìn)過(guò)程中的消費(fèi)地質(zhì)勘查掘進(jìn)階段的消費(fèi)勘查，是為了圈定不穩(wěn)定薄煤層的可采范圍，查清斷層要素，尋覓斷失翼煤層，以指點(diǎn)巷道掘進(jìn)的正確方向。1、煤層薄，變化大，又受地質(zhì)構(gòu)造破壞時(shí)，可采邊境的圈定僅靠打鉆不行，需運(yùn)用巷探進(jìn)展追索。圖62、在巷道掘進(jìn)中遇到斷層，當(dāng)斷失方向、程度錯(cuò)距及延展情況不好確定時(shí)，普通在迎頭布置放射狀鉆孔加以探測(cè)。圖7三、任務(wù)面回采過(guò)程中的消費(fèi)地質(zhì)勘查回采過(guò)程中的消費(fèi)地質(zhì)勘查包括分層回采任務(wù)面探煤厚，查明不穩(wěn)定煤層的變薄帶和任務(wù)面的中小型構(gòu)造，以保證采煤任務(wù)的順利推進(jìn)和煤炭資源的充分回收。在薄煤層和中厚煤層的回采任務(wù)面，當(dāng)遇到落差超越二分之一采高的斷層時(shí)，任務(wù)面就不易經(jīng)過(guò)。而且有些斷層的產(chǎn)狀在風(fēng)巷和運(yùn)道中往往并不一致，給決議開(kāi)掘過(guò)斷層任務(wù)面的位置和方向呵斥困難。圖8、9第四節(jié)礦井延深、擴(kuò)建地質(zhì)勘查在地堪報(bào)告中，高級(jí)儲(chǔ)量主要集中在井田中央和上部程度，只能滿足初建礦井的消費(fèi)需求。隨著采掘工程向深度和廣度開(kāi)展，必需對(duì)深部程度、井田外圍或勘查程度缺乏的煤層組織補(bǔ)充勘查任務(wù)，查明構(gòu)造及煤層賦存情況，提高儲(chǔ)量級(jí)別，為礦井延深、擴(kuò)建提供地質(zhì)根據(jù)，保證消費(fèi)正常接續(xù)。延深、擴(kuò)建地質(zhì)勘查的原那么1．根據(jù)礦井產(chǎn)量動(dòng)態(tài)，適時(shí)安排。礦井延深、擴(kuò)建地質(zhì)勘查，應(yīng)開(kāi)場(chǎng)于上一程度或原設(shè)計(jì)開(kāi)辟區(qū)的產(chǎn)量出現(xiàn)遞減趨勢(shì)時(shí)間之前，并能滿足組織勘查施工，進(jìn)展新區(qū)設(shè)計(jì)、完成開(kāi)辟工程所需全部時(shí)間的要求：過(guò)早安排不僅呵斥資金積壓，而且添加維修的人力物力，過(guò)遲那么影響消費(fèi)接續(xù)和產(chǎn)量。2．充分利用已揭露的地質(zhì)資料，合理布置工程。在進(jìn)展延深、擴(kuò)建勘查設(shè)計(jì)時(shí)，分析已采地域的地質(zhì)資料，根據(jù)上部或鄰區(qū)地量變化規(guī)律來(lái)布置勘查工程，有利于以最少的工程量到達(dá)最大的技術(shù)效果。圖10、113．勘查線的間距和方向，應(yīng)思索構(gòu)造復(fù)雜程度、煤層穩(wěn)定情況以及開(kāi)辟設(shè)計(jì)要求，盡量與原勘查線和石門方向一致，以便充分利用上程度資料，獲得更為完好的地質(zhì)剖面。4．勘查工程選擇應(yīng)盡量利用消費(fèi)礦井的有利條件，采用井下鉆探，巷探及井下物探。第五節(jié)老區(qū)找煤不少過(guò)去遺留下來(lái)的老礦井，煤層采的很亂，加上采煤方法落后，回采率很低，丟煤景象極為嚴(yán)重。為了最大限制的開(kāi)發(fā)煤炭資源，在條件允許的情況下，對(duì)老區(qū)要進(jìn)展找煤和復(fù)采任務(wù)。一、調(diào)查老采區(qū)歷史資料及采動(dòng)情況:應(yīng)獲得如下資料：1．老采