淺議煤田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度和儲(chǔ)量分類

1、淺議煤田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度和儲(chǔ)量分類摘要我國煤炭資源豐富，同時(shí)煤炭又是我國電 力系統(tǒng)的主要發(fā)電能源，系統(tǒng)分析地質(zhì)構(gòu)造條件對煤田的復(fù) 雜性的影響，并對煤層的復(fù)雜性進(jìn)行評價(jià)以及對煤田的儲(chǔ)量 進(jìn)行分類，對我國更好的利用煤炭資源具有重要意義。通過 分析和確定煤田復(fù)雜性的影響因素，并根據(jù)煤田復(fù)雜度對煤 層進(jìn)行了新的定量分類。關(guān)鍵字地質(zhì)構(gòu)造煤層復(fù)雜度評價(jià)方法儲(chǔ)量分類中圖分類號(hào)p54 文獻(xiàn)碼b 文章編號(hào)1000-405x(2013) -3-43-20概述按照相關(guān)法律規(guī)定，煤炭資源的標(biāo)準(zhǔn)勘探程序?yàn)椋?1) 找煤；(2)普查；(3)礦區(qū)煤田詳查；(4)精查階段。由于 我國煤炭工業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃和建設(shè)布局的需要，在

2、對煤田 地質(zhì)情況有了大致了解的基礎(chǔ)上，在保證重要煤礦兼顧普通 煤礦以及先淺后深、先近后遠(yuǎn)、先富后貧和先易后難的重要 指示下，慎重選擇勘探區(qū)。在區(qū)內(nèi)，根據(jù)對煤田礦床的勘探 經(jīng)驗(yàn)以及地質(zhì)資料研究的總結(jié)和影響煤礦礦床勘探的主要 地質(zhì)因素，對本區(qū)進(jìn)行勘探分類，其目的是為了能更好的運(yùn) 用地質(zhì)的規(guī)律去指導(dǎo)煤田地質(zhì)勘探實(shí)踐，確定勘探程度，并 預(yù)算勘探成本，為本礦區(qū)的建設(shè)開發(fā)提供精確的地質(zhì)勘探資 料。1煤層的復(fù)雜度和影響因素的分析煤層的復(fù)雜程度受到很多因素的控制和制約，其大體可 分為：(1)幾何類因素；(2)安全類因素；幾何類屬于不可 控因素，安全類屬于可控因索，但是對煤層復(fù)雜性的影響占 主導(dǎo)地位的是幾何類因

3、素。它主要包括：煤層賦存的地質(zhì)構(gòu) 造環(huán)境、煤層的厚度變化、煤層的頂?shù)装瀣F(xiàn)狀、煤層傾角、 含夾殲層數(shù)及厚度、巖溶塌陷及巖漿侵入以及埋藏深度等地 質(zhì)因素；而安全類因素主要包括：煤層的自燃發(fā)火性、水文 地質(zhì)環(huán)境、瓦斯含量的等級(jí)、煤塵的爆炸性、地質(zhì)力學(xué)環(huán)境 以及煤層硬度等。眾所周知，引起煤層賦存狀態(tài)復(fù)雜的主要 因素之一是地質(zhì)構(gòu)造，它對煤層厚度的變化、傾角、形態(tài)以 及對煤田的勘探和開采都產(chǎn)生巨大的影響。大地構(gòu)造單元的 變化、構(gòu)造形式的多樣、構(gòu)造規(guī)模及密度的差異，都對煤層 地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境的形成產(chǎn)生巨大的影響。2地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度類別2. 1構(gòu)造復(fù)雜程度分類根據(jù)地質(zhì)的構(gòu)造形態(tài)、巖漿巖發(fā)育對煤田的影響程度、 褶曲

4、以及斷層的發(fā)育情況，一般把煤田(勘探區(qū))的地質(zhì)構(gòu) 造劃分為四類復(fù)雜程度：(1) 簡單構(gòu)造。勘探區(qū)內(nèi)的含煤地層斷層較少，且在 走向和傾向上的產(chǎn)狀變化不大，很少或完全沒有受巖漿巖的 影響；主要煤層的傾角近乎于水平，較少有大面積起伏；有 很少的單斜構(gòu)造；有較少且方向均一的寬緩褶皺、背斜或向 斜構(gòu)造。(2) 一般構(gòu)造。勘探區(qū)內(nèi)含煤地層有部分?jǐn)鄬影l(fā)育， 在走向和傾向上的產(chǎn)狀有部分變化，同時(shí)，局部受火成巖影 響。主要煤(巖)層傾角較為平緩，在走向和傾向上發(fā)育有 部分寬緩褶皺或發(fā)育少量的斷層；區(qū)內(nèi)發(fā)育有簡單的單斜、 背斜或向斜構(gòu)造，伴有一定數(shù)量的小斷層或局部有一定范圍 的小褶曲，甚至出現(xiàn)地層倒轉(zhuǎn)；發(fā)育有傾角

5、較大的傾斜或倒 轉(zhuǎn)的單斜、背斜和向斜構(gòu)造，或有形態(tài)較為簡單的褶皺，并 伴有較少的斷層。(3) 較復(fù)雜構(gòu)造。在勘探區(qū)內(nèi)，在走向、傾向上含煤 地層的產(chǎn)狀變化非常大，斷層較發(fā)育，且受到火成巖的嚴(yán)重 影響。其構(gòu)造主要表現(xiàn)為：區(qū)內(nèi)受到數(shù)組斷層的嚴(yán)重破壞形 成的斷塊構(gòu)造；區(qū)內(nèi)的單斜、背斜或向斜上有次一級(jí)的褶曲 和斷層的發(fā)育，大量發(fā)育復(fù)背斜或復(fù)向斜；褶皺為緊密型， 同時(shí)伴有一定數(shù)量的大斷層。(4) 極其的復(fù)雜構(gòu)造?？碧絽^(qū)內(nèi)有大斷層發(fā)育，且含 煤地層中產(chǎn)狀變化極大且出現(xiàn)不規(guī)律性變化，同時(shí)遭受巖漿 巖的嚴(yán)重破壞。區(qū)內(nèi)主要出現(xiàn)：斷層較密集，出現(xiàn)緊密且形 態(tài)特殊復(fù)雜的褶皺，斷層大量發(fā)育；斷層極其發(fā)育，且受巖 漿巖的

6、嚴(yán)重破壞。依據(jù)煤層厚度、結(jié)構(gòu)及其變化和可采情況，可以將煤田 的煤層穩(wěn)定程度劃分為：穩(wěn)定煤層；較穩(wěn)定煤層；不 穩(wěn)定煤層；極不穩(wěn)定煤層。2. 2斷層對煤層復(fù)雜性影響的定量分析通常，評價(jià)斷層規(guī)模的基木指標(biāo)是斷層落差，但斷層落 差不是研究斷層對煤層復(fù)雜性的影響的唯一因素，比如，即 使斷層落差相同，緩傾角斷層和陡傾角斷層對煤層的破壞程 度和對生產(chǎn)的影響肯定是不同的。所以，除了考慮斷層的落 差外，研究斷層對煤層復(fù)雜性的影響時(shí)，同時(shí)還應(yīng)考慮斷層 的傾角、煤層的傾角、厚度以及采煤的方法等等因素；例如, 厚煤層與薄煤層、炮采與綜采在同樣落差的斷層影響下，厚 煤層變化較小，而薄煤層變化較大；炮采影響較小，綜采影

7、響較大。如表1所示，煤層復(fù)雜性影響程度受斷層構(gòu)造各種 指標(biāo)的影響。2. 2褶曲對煤層復(fù)雜性影響的定量分析褶曲的分級(jí)指標(biāo)相對來說比較難以確定。根據(jù)已有資料 顯示，褶曲能造成煤層沿走向和傾向上的傾角發(fā)生一定的變 化。該資料主要是在順層巷道中測取。所以，這里主要是用 煤層的傾角變化來表示褶曲構(gòu)造對煤層發(fā)育的影響。本文為 精確研究其傾角的變化范圍，分析褶曲對煤層復(fù)雜性的影響 情況，可以通過傾角變化處的曲率半徑的大小和一定范圍 （例如，被測評煤層和采區(qū)以及工作面等待開采單元）內(nèi)煤 層在走向或傾向上曲率變化次數(shù)這兩個(gè)指標(biāo)來對比研究(如 表2所示)。這里的曲率是指曲線彎曲程度的量，曲率半徑 為曲率的倒數(shù)。同

8、時(shí)曲率與曲線的彎曲程度呈正比。3儲(chǔ)量級(jí)別和儲(chǔ)量分類3.1儲(chǔ)量的級(jí)別通常衡量和統(tǒng)一區(qū)分礦產(chǎn)可靠程度或儲(chǔ)量精度的等級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)叫做儲(chǔ)量級(jí)別。煤田的地質(zhì)勘探工作分為數(shù)個(gè)階段，且 以不同的地質(zhì)研究程度來探明地下煤炭的儲(chǔ)量。目前我國的 通用規(guī)范中，把儲(chǔ)量從高到低劃分為四個(gè)級(jí)別：a級(jí)、b級(jí)、 c級(jí)和d級(jí)；其中，高級(jí)儲(chǔ)量為a級(jí)和b級(jí)，而低級(jí)儲(chǔ)量為 c級(jí)和d級(jí)。(1) a級(jí)儲(chǔ)量。在精查勘探階段，通過使用用鉆孔或巷 道等較密的勘探工程控制來探測a級(jí)儲(chǔ)量所要求的線距內(nèi)圈 定的儲(chǔ)量叫a級(jí)儲(chǔ)量。該資料是煤礦建設(shè)投資以及煤礦企業(yè) 編制生產(chǎn)計(jì)劃的重要依據(jù)。(2) b級(jí)儲(chǔ)量。在詳查和精查勘探階段，通過使用用鉆 孔或巷道等較密的

9、勘探工程控制來探測b級(jí)儲(chǔ)量所要求的線 距內(nèi)，或是a級(jí)儲(chǔ)量外推的儲(chǔ)量圈定的儲(chǔ)量叫b級(jí)儲(chǔ)量。該 資料同樣是煤礦建設(shè)投資以及煤礦企業(yè)編制生產(chǎn)計(jì)劃的重 要依據(jù)。(3) c級(jí)儲(chǔ)量。在普查、詳查、精查各階段，通過使用 用鉆孔或巷道等較密的勘探工程控制來探測c級(jí)儲(chǔ)量所要求 的線距內(nèi)，或是b級(jí)儲(chǔ)量外推的儲(chǔ)量圈定的儲(chǔ)量叫c級(jí)儲(chǔ)量。 它可配合a級(jí)和b級(jí)儲(chǔ)量作為小一中型礦井建設(shè)發(fā)展的重要 資料，同時(shí)，它還為小型礦井的建設(shè)設(shè)計(jì)和投資的提供重要 的參考依據(jù)。(4) d級(jí)儲(chǔ)量。在找煤的初始階段，通過地質(zhì)填圖以及 開挖探槽等少量的勘探工程，以及經(jīng)地球物理勘探及有關(guān)的 地質(zhì)資料證實(shí)的儲(chǔ)量叫d級(jí)儲(chǔ)量。它一般作為煤礦的長遠(yuǎn)發(fā) 展

10、指導(dǎo)資料，具有重要的指導(dǎo)意義。(表3為a, b, c, d級(jí) 具體標(biāo)準(zhǔn))3.2儲(chǔ)量分類煤炭資源儲(chǔ)量可以劃分為：(1) 地質(zhì)儲(chǔ)量或生產(chǎn)礦井總儲(chǔ)量：煤田儲(chǔ)量在井田的 技術(shù)邊界范困以內(nèi)，經(jīng)地質(zhì)勘探以及調(diào)查查明，且符合國家 能源政策規(guī)定的煤炭資源的標(biāo)準(zhǔn)的儲(chǔ)量。(2) 能利用儲(chǔ)量：在地質(zhì)儲(chǔ)量中，既能合理利用又不 破壞環(huán)境，同時(shí)符合工業(yè)要求，且在已掌握的先進(jìn)技術(shù)條件 下，可以開采使用的那部分儲(chǔ)量。(3) 暫不能利用儲(chǔ)量：在地質(zhì)儲(chǔ)量中，既無法合理利 用，同時(shí)又破壞環(huán)境，或者工業(yè)品位不足，或當(dāng)前掌握的技 術(shù)有限，無法開采使用的那部分儲(chǔ)量。(4) 工業(yè)儲(chǔ)量：即上面論述的a, b, c級(jí)儲(chǔ)量之和， 該儲(chǔ)量可作為礦井設(shè)計(jì)和投資的依據(jù)。可細(xì)分為可采儲(chǔ)量和 設(shè)計(jì)損失量。(5) 遠(yuǎn)景儲(chǔ)量：即d級(jí)儲(chǔ)量，由于研究程度不夠或者 是技術(shù)原因，有待進(jìn)一步勘探提高儲(chǔ)量級(jí)別，該數(shù)據(jù)只能作 為礦區(qū)發(fā)展的遠(yuǎn)景規(guī)劃資料。4結(jié)語雖然我國煤炭資源豐富，但是各地的賦存狀況不盡相 同，系統(tǒng)的分析地質(zhì)構(gòu)造條件對煤田的復(fù)雜性的影響，并對 煤層的復(fù)雜性進(jìn)行評價(jià)以及對煤田的儲(chǔ)量進(jìn)行分類，對我國 更好的利用煤炭資源具有重要意義。研究