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)消費地質(zhì)勘查第四節(jié)礦井延深、擴建地質(zhì)勘查第五節(jié)老區(qū)找煤主要是開展：鉆探、物探、巷探；編制地質(zhì)闡明書、進展儲量管理等。更有針對性地查明各種地質(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，對煤炭資源進展地質(zhì)研討并作出工業(yè)評價的學(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、建立和開采過程中所進展的地質(zhì)勘探任務(wù)，又稱消費礦井補充地質(zhì)勘探。它是為煤礦建立、消費提供地質(zhì)根據(jù)的。按所處的階段和特點，礦井地質(zhì)任務(wù)主要有：建井地質(zhì)勘查、消費地質(zhì)勘查、礦井補充勘查、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，查明影響消費的地質(zhì)要素，提高儲量級別，添加可采儲量，延伸效力年限，保證消費的正常進展。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輸巷道設(shè)計施工的需求。消費地質(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)中影響消費的地質(zhì)要素——暫時性勘查任務(wù)。延深、擴建地質(zhì)勘查(礦井補充勘查)：對深部程度或井田外圍進展地質(zhì)勘查——為保證礦井正常接替，擴展井田范圍，添加煤炭儲量，延伸礦井壽命等。老區(qū)找煤：對回采率低，丟煤嚴(yán)重的老礦井或老采區(qū)進展采動情況調(diào)查及殘存煤量的探查——為最大限制地開發(fā)煤炭資源，在條件允許時進展。礦井工程勘查：礦井消費建立中根據(jù)專門工程要求進展勘查。施工前，應(yīng)編制專門設(shè)計，其成果必需滿足工程的需求。此外，還有一些為煤礦消費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〔與資源勘查相比〕：1、承繼性和補充性——在資源勘查的根底上進展，工程布置應(yīng)與之堅持一致并重點放在補充過去的缺乏和遺留上。2、時間性——由于要直接效力采掘消費，故工程布置和施工，不能影響礦井正常消費接替方案及采掘工程設(shè)計施工的需求，過早或過晚均有問題。3、針對性和部分性——針對專門問題，義務(wù)單純，范圍局限，成果直接用于消費，不用提供完好的地質(zhì)報告。4、有利性——勘查設(shè)計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方向進展的條件，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)計或井下查小構(gòu)造等而專門布置的工程，可按實踐需求，靈敏合理地布置。②充分利用地面鉆探，假設(shè)地面布孔過深，或影響施工、過采空區(qū)困難、地層傾角較大影響資料準(zhǔn)確性等時，可井下布孔。③一種工程多種用途，充分發(fā)揚工程作用。如利用同一鉆孔進展取芯及地溫、瓦斯測定等。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，針對問題，合理布置；要充分發(fā)揚礦井地質(zhì)勘查的特點，做到井上與井下、勘查工程與井巷工程、當(dāng)前與長久等的結(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構(gòu)造控制的基本線距m探明的控制的簡單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)簡要說明一類井田<5二類井田<10三類井田<20對某些較復(fù)雜的地質(zhì)問題，要采用巷探與鉆探相結(jié)合的方法解決問題四、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題的需求和技術(shù)上、經(jīng)濟上的合理性。普通應(yīng)思索先井下，后井上，先物探再鉆探后巷探，以進度快，質(zhì)量高和本錢低為目的。⑴鉆探普通都運用輕型鉆機。要求輕便、高效、平安，便利搬運、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，有時鉆機位置不動可作兩個孔以上的扇形布置。⑵巷探在鉆探不能獲得必要的地質(zhì)資料時可思索采用：思索消費需求，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，配合鉆探工程運用。如：①構(gòu)造復(fù)雜，煤厚變化大時，只需巷探能揭露真實地質(zhì)景象；②雙巷掘進時，常采用副巷超前，既查明掘進前方的地量變化,又利于保證主巷設(shè)計要求，起到一巷兩用。③“邊探邊采〞的方式消費，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，也是未來復(fù)采時的預(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：①探查速度快、效率高②省時省錢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、無線電波法、無線電波透視法、無線電波定位法、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，所以在新井開鑿之前，為了正確地掌握井筒剖面，編制施工設(shè)計方案，普通必需打井筒檢查鉆孔。在開鑿井底車場和主要運輸巷道時，為了確保主要井巷工程的質(zhì)量，正確確定主要運輸巷道的位置和方向，有時需求打?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)條件簡單時，在兩個井筒中心連線的中點打一個檢查鉆孔。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比分析。(4)單個井筒施工：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以上時應(yīng)按兩個獨立井對待。(5)檢查孔不得布置在井筒圓圈以內(nèi)或者井底車場上方，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，能夠時應(yīng)打到未來延深程度。(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，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，其中第一個鉆孔控制煤層或基巖露頭，最后一個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平峒所經(jīng)過的各個層位，并嚴(yán)厲控制平峒的見煤位置?！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，應(yīng)根據(jù)需求補充地下水的流向、流速和水溫的資料。二、層位控制鉆孔井巷工程對地質(zhì)條件的要求很高，尤其機械化采煤，主要運輸巷道既要堅持平直，又要與各主采煤層聯(lián)絡(luò)方便。為滿足設(shè)計要求，在開辟設(shè)計施工前，須在擬定的運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)過鉆孔涌入巷道。對于地質(zhì)構(gòu)造簡單，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)消費地質(zhì)勘查消費勘查是為直接處理采區(qū)開辟、巷道掘進、任務(wù)面回采各個環(huán)節(jié)中所出現(xiàn)的影響消費的地質(zhì)問題而組織的暫時性勘探任務(wù)。它貫穿于礦井開采的整個過程，是礦井地質(zhì)任務(wù)的一項經(jīng)常性義務(wù)。消費地質(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。消費地質(zhì)勘查與整個消費過程幾乎是同時進展的，因此必需熟習(xí)消費過程，充分了解采掘部門的要求，靈敏運用勘探手段。一、采區(qū)預(yù)備過程中的消費地質(zhì)勘查消費地質(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，以提高儲量級別和資料的準(zhǔn)確程度，使采區(qū)布置合理，施工平安方便。所以：1．進展新采區(qū)設(shè)計時，往往由于煤層賦存情況不清，需求布置一定的消費勘探鉆孔，進一步控制煤厚、產(chǎn)狀和構(gòu)造變化。如圖4。2．對煤層群中構(gòu)造復(fù)雜，煤厚變化大的薄煤層，經(jīng)過鉆孔不能一定可采價值時，盡量運用風(fēng)巷超前的方法，來圈定可采塊段。如圖5二、巷道掘進過程中的消費地質(zhì)勘查掘進階段的消費勘查，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，以指點巷道掘進的正確方向。1、煤層薄，變化大，又受地質(zhì)構(gòu)造破壞時，可采邊境的圈定僅靠打鉆不行，需運用巷探進展追索。圖62、在巷道掘進中遇到斷層，當(dāng)斷失方向、程度錯距及延展情況不好確定時，普通在迎頭布置放射狀鉆孔加以探測。圖7三、任務(wù)面回采過程中的消費地質(zhì)勘查回采過程中的消費地質(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，任務(wù)面就不易經(jīng)過。而且有些斷層的產(chǎn)狀在風(fēng)巷和運道中往往并不一致，給決議開掘過斷層任務(wù)面的位置和方向呵斥困難。圖8、9第四節(jié)礦井延深、擴建地質(zhì)勘查在地堪報告中，高級儲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需求。隨著采掘工程向深度和廣度開展，必需對深部程度、井田外圍或勘查程度缺乏的煤層組織補充勘查任務(wù)，查明構(gòu)造及煤層賦存情況，提高儲量級別，為礦井延深、擴建提供地質(zhì)根據(jù)，保證消費正常接續(xù)。延深、擴建地質(zhì)勘查的原那么1．根據(jù)礦井產(chǎn)量動態(tài)，適時安排。礦井延深、擴建地質(zhì)勘查，應(yīng)開場于上一程度或原設(shè)計開辟區(qū)的產(chǎn)量出現(xiàn)遞減趨勢時間之前，并能滿足組織勘查施工，進展新區(qū)設(shè)計、完成開辟工程所需全部時間的要求：過早安排不僅呵斥資金積壓，而且添加維修的人力物力，過遲那么影響消費接續(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。在進展延深、擴建勘查設(shè)計時，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)定情況以及開辟設(shè)計要求，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)找煤不少過去遺留下來的老礦井，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。為了最大限制的開發(fā)煤炭資源，在條件允許的情況下，對老區(qū)要進展找煤和復(fù)采任務(wù)。一、調(diào)查老采區(qū)歷史資料及采動情況:應(yīng)獲得如下資料：1．老采