卡洼掌井田勘探工程实践

吉真宝

（大同煤矿集团公司晋华宫矿，山西大同037016）

卡洼掌井田勘探工程实践

吉真宝

（大同煤矿集团公司晋华宫矿，山西大同037016）

为了开发宁缠煤田东部卡洼掌矿区的煤炭资源，在充分利用已往勘探成果的基础上，采用钻探、槽探、坑探、地球物理测井、地质填图、采样测试等多种勘查手段，提高了对煤炭资源的控制程度、开采技术条件的查明程度及勘探精度，为矿井建设可行性研究和初步设计提供了可靠的地质依据。

井田；勘探；煤炭资源

为了开发宁缠煤田东部卡洼掌矿区的煤炭资源，为矿井设计和生产提供科学翔实的基础资料，在对勘探工作做出合理规划的前提下，进行了矿井井田范围内煤炭勘探工作，对勘探区内煤炭资源的开发做出了符合现实条件的评价，为煤矿建井提供地质依据。

1 勘探主要任务

控制井田边界构造，控制与初期采区有关的边界构造线；详细查明勘探区向斜北翼首采区内落差≥30m的断层、初期采区内落差≥20m的断层；主要可采煤层层位及厚度变化，确定可采煤层的连续性，控制初期采区内主要可采煤层的可采范围；控制先期开采地段范围内主要可采煤层的底板等高线；详细查明可采煤层的煤类、煤质特征及在初期采区范围内的变化、工艺性能，做出相应评价；查明井田水文地质条件，评价矿井充水因素，预算初期采区涌水量，预测开采过程中发生突水的可能性；估算各可采煤层探明的、控制的、推断的资源与储量。

2 勘探方法及类型

2.1 勘探方法

勘探手段的选择取决于勘查区地质条件、规范和合同对勘查工作的具体要求。根据设计要求，结合规范，运用综合勘查技术，采用先进的技术装备，充分发挥各种勘探手段的优势，提高对地质条件的查明程度，以取得最佳地质效果。本次勘探阶段选用1：5000地质和水文地质填图、槽探、坑探、钻探、地球物理测井、采样测试等手段进行综合勘查。

本次选定的勘查区范围北、西、南以探矿权边界为界，东以X507500线为界（该位置以东无煤层赋存），面积23 km2。

2.2 勘探类型

勘探区基本构造形态为一向斜构造。该向斜西起宁缠河，东至本勘查区，走向北西西-南东东，走向延伸约19 km，勘探区内走向延伸约6.5 km。倒阳河以东（勘查区内）向斜构造较完整，以西因南翼被一系列低角度推覆断层所破坏，致使向斜构造不完整，仅保留有北翼地层，呈较宽缓的并伴有次级紧密线性褶皱的单斜。向斜轴部出露的地层为二叠系（P2dh），两翼出露的地层为石炭系太原组（C2t）及羊虎沟组（C2y），向斜北翼倾角一般为30°左右，地层连续稳定；南翼有与之相伴的F6逆冲断层及次级向背斜、逆掩断层，地层倾角常在60°以上，甚至直立倒转。勘探区位于倒阳河以东，F6逆冲断层的东北处，构造形态呈较宽缓的并伴有次级紧密线性褶皱的向斜构造，构造简单。区内主要可采煤层M3煤层结构简单，煤厚变化不大，变化规律明显（基本呈NWW-SEE向厚薄条带状），煤类单一，煤质变化小，全区可采，M3煤层为稳定煤层。

根据本区地质条件和“规范”要求，确定基本勘探网度用1 000m的线距，小于1 000 m的孔距，控制探明的资源量（331），用2 000 m的线距，小于2 000m的孔距，控制的资源量（332），用4 000m的线距控制推断的资源量（333）。

3 勘探工程布置[3]

3.1 地面地质工程布置

主要包括煤田地质填图和槽探、硐探。

1）填图工作：进行1：5000地质填图，填图范围北、西、南以探矿权边界外推50 m为界，东部以X507500线为界（该位置以东无煤层赋存），填图面积23 km2。采用全仪器和半仪器相结合方法进行。

2）槽探、硐探：沿煤层露头，根据实际地形地质条件，按勘探线位置布置。

3）对所有勘探控制点进行定位测量。

3.2 钻探工程布置

1）根据矿区总体规划，考虑到今后矿井开拓，并尽可能利用原有资料及邻区钻孔，本次沿地层倾向方向布设勘探线，按1 000m线距，在勘探线上以750～1 000m的孔距，共布设5条勘探线，布设钻孔6个。探明的资源量（331）区布置于本区东部。

2）本着一孔多用的原则，选择K2、K3号钻孔为探煤孔兼做工程地质采样孔，工程地质采样以主采煤层为主要研究对象。K3号钻孔同时兼做水文地质孔。

3）对已施工的钻孔随机抽取1个钻孔（P6）进行封孔检查。

4）探煤孔终孔层位为M3煤层以下35m。

5）勘查区山高坡陡，地形条件十分复杂，严格按照750～1 000m的孔距布置勘探孔非常困难，因此区内探明的资源量（331）区个别勘探线上的孔距大于1 000m。

3.3 测井、采样及施工顺序

所有钻孔均进行数字测井，并进行简易测温。勘探点中的可采煤层全部采取煤样。按照“分阶段实施、先地面后地下、由已知到未知、先地面槽探后钻探”的总原则进行。地质填图、槽探等工程基本上同步进行，互相配合。钻探根据地质填图所掌握的情况，先施工勘探线K1号及煤层露头附近的K3号钻孔，然后施工其余钻孔。

4 钻探工程质量评述[4～6]

4.1 完成工程量

本阶段在勘查区内施工钻孔7个，总进尺2 089.25m。其中探煤孔4个，进尺1 172.12m；探煤孔兼工程地质采样孔1个，进尺434.14 m；探煤孔兼水文地质、工程地质采样孔1个，进尺298.99m；钻孔封闭检查孔1个，进尺184 m。利用普查阶段钻孔资料7个。

本阶段验收的7个钻孔中特级孔5个，占71％，甲级孔2个，占29％；特甲级孔率100％，如表1所示。

表1 钻孔孔深质量统计表

4.2 钻探工程各项指标评述

煤层：本阶段共验收M3和其它可采见煤点共17层次，其中优质17层次，优质合格率100％。利用普查阶段钻孔资料7个，见表2。

岩层采取率：本阶段竣工的7个钻孔，岩层采取特甲级率100％，特级5孔次，甲级2孔次。非煤系岩层采取率为65～86％；煤系地层采取率为75～ 89％；钻孔封闭检查孔采取率为93％。

4.3 钻孔结构及孔斜

所测钻孔均进行了系统的孔斜测量，各钻孔最大孔斜：K1钻孔4°30′，方位角323°；K2钻孔5°，方位角188°；K3钻孔3°24′，方位角119°；K4钻孔3°12′，方位角280°，均达到规范特级孔要求。所有探煤钻孔孔径均为ø91mm；水文钻孔孔径均为ø130mm。

表2 勘查区钻孔煤层质量统计表

4.4 钻孔封闭及孔口标志

本阶段竣工的所有钻孔均按地质设计及钻探规程要求封闭，封闭方法：

煤层底板以下30 m至石炭二叠分界线封闭，封孔前先将木塞下放至设计深度，再用清水冲洗孔壁至井口返上清水，然后用425#普通硅酸盐水泥、砂和水按1：1：0.8配成水泥砂浆，用泥浆泵送入，并按设计深度提浆、提取浆样，浆样均固结良好，并妥善保存。所有钻孔封孔质量均达到了设计要求。所有钻孔均已在孔口埋石造标，注明孔号。

为了验证封孔质量，本次选择了P6号钻孔进行封孔质量检查，所取得的水泥砂浆芯多为完整柱状，固结良好，封闭位置符合设计要求，岩芯如图1所示。

图1 钻孔岩芯

5 结束语

在充分利用已往勘探成果的基础上，本次勘探采用钻探、槽探、坑探、地球物理测井、地质填图、采样测试等多种勘查手段，充分发挥了各种手段的优势，利用钻探手段提高了对煤炭资源的控制程度、开采技术条件的查明程度及勘探精度。利用地球物理测井对勘探成果进行验证，使煤炭资源的控制程度、开采技术条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质效果。通过正确的勘探手段选择、合理的工程布置、优良的工程质量、扎实的地质研究取得了可靠的地质成果，达到了勘探工作的各项要求，完成了各项地质任务。在充分利用所有资料、加强综合地质研究的基础上编制的勘探地质报告系统、准确、全面、科学地反映了勘探成果，为矿井建设可行性研究和初步设计提供了可靠的地质依据。

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[2]刘伍，崔若飞.波阻抗反演在煤炭资源勘探中的应用[J].中国煤炭地质，2008，37（2）：22-24.

[3]李增学.煤矿地质学[M].北京：煤炭工业出版社，2009.

[4]琚宜文，王桂梁，胡超.海孜煤矿构造变形及其对煤厚变化的控制作用[J].中国矿业大学学报，2002，9（4）：65-66.

[5]张发林.月亮田煤矿层滑构造对煤层厚度的影响[J].煤田地质与勘探，2000，35（5）：29-31.

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〔责任编辑 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

吉真宝（1968-），男，山西大同人，工程师，研究方向：煤矿机电。