我国煤炭勘查的几个前沿问题
针对煤炭地质勘查研究存在的问题,可以看出,我国煤炭地质勘查虽然研究成果较多,但是由于手段多样化、技术的差异性、区域地质条件不均性以及实际操作的差别造成了以上存在的几个问题,综合分析来看,我国煤炭地质勘查技术与方法仍需加强以下几个研究方向:
1.煤炭地质勘查阶段划分研究需要重新厘定
我国现行的勘查阶段划分仍然沿袭前苏联的四分法。但是,从目前情况看,勘探阶段对矿井地质条件的查明程度与安全高效矿井建设的需求依然有很大差距,难以满足市场经济条件下煤炭工业建设规划需要。实际上,煤炭地质勘查是为矿井建设和生产服务的,勘查技术主要进展、矿井开采地质条件综合勘探效果更多的体现在矿井生产实践验证中。因此,包括建井和生产阶段的补充勘探是勘查工作的继续,无疑属于煤炭地质勘查范畴。建议将煤炭地质勘查工作划分为5个阶段,制定补充勘探阶段的工作程度、技术标准,并将其纳入重新修订的煤炭地质勘查规范中去。
《煤、泥炭地质勘查规范》中,要求煤炭地质勘查遵循以煤为主、综合勘查、综合评价的原则。但是,在煤炭资源地质勘查手段、工程量布置和控制程度等方面上,均是以钻探手段为主要依据,按照几类(针对构造复杂程度)几型(指煤层稳定程度)确定勘探类型,对最终阶段即勘探(精查)阶段的要求也仅是“详细查明先期开采地段内落差等于和大于30m的断层、详细查明初期采区内落差等于和大于20m(地层倾角平缓、构造简单、地震地质条件好的地区为15~10m)的断层”。
深部煤炭资源的赋存条件,一般情况下要比浅部复杂;新建矿井多为高产、高效矿井,综合机械化生产对煤矿地质工作提出了更高要求,包括查明断距3~5m的断层、幅度5m左右的褶曲、陷落柱和采空区的空间分布等。因此,现行规范对于深部煤炭资源地质勘查的手段比较单一、勘查精度要求整体偏低。
如何提高勘查精度,从规范上提高精度要求,成为当代煤炭勘查工作解决的前沿问题。
2.加快煤炭空白区勘查,满足优质煤炭基地建设和矿井生产接替需要
我国西部煤炭地质勘查空白区相对于东部较多,其勘查程度低,开发工作滞后,经济可采储量严重不足,具有重要的勘查潜力。因此,煤炭地质勘查要以新的成矿理论为指导,采用先进的勘查技术手段和设备,对该类型地区进行研究,及时准确地发现新的煤炭资源,为国家经济安全发展提供新型能源基地。
3.加大深部煤矿床精细勘探技术研究
由于勘查程度低,对深部煤炭资源赋存状况和地质条件掌握程度差。从已进入深部生产的矿井看,随着采煤深度增加,高水压、高地温、高地压、高瓦斯问题日趋严重,地质构造愈来愈复杂。未来深部矿井均是高产高效矿井,为开发利用深部煤炭资源,将开发风险降低到最低限度,必须掌握煤矿区、矿井、尤其是采区、工作面的地质条件。为此,以物探方法为先导,配合基础地质勘查手段,结合其他勘探手段,提高深部煤岩层精细构造和灾害源探测能力与精度。
4.加快资源勘查、矿井建设、煤气安全开采一体化和环境保护四位一体化研究步伐
煤炭地质勘查是煤气共采的基础。煤田勘查坚持统筹规划、协调开发的原则,从普查阶段开始就将煤层气勘查评价与煤勘查有机结合起来,统一部署、同时设计、同时组织施工,进行一体化勘探、综合评价。对煤层气有利区块开展试井和小井网勘探。煤炭科学研究总院西安研究院研发的地面钻孔煤层绳索取心装备和煤层气含量快速测定技术,大大降低了逸散气的体积,通过实验室适当加温和连续解吸,以提高煤层气解吸速率,在几小时至几天内可以获得煤层气含量。与自然解吸法相比,其结果准确率超过90%。同时,煤炭科学研究总院西安研究院根据我国煤田地质条件和储层物性特征,对从美国引进的煤层气注入/降压试井设备进行改进,配合无污染钻井液,减少了试井工程对储层的伤害,提高了煤层原位瓦斯含量、成分、储层压力、渗透率和原地应力的测试精度。借助自主研发的开放式煤层气试井软件,实现了煤层气工程设计、数据处理、结果分析、报告生成的自动化。
5.与煤伴生的微量元素勘查研究
20世纪50~70年代,煤地质工作者对与煤伴生的U、Ge、Ga等有用元素进行过调查。80年代以来,随着人们对资源开发中环境保护问题的日益重视,查明煤中有害元素种类、含量及分布特点,研究它们的地球化学特性等成为煤炭地质勘查的重要任务之一。赵峰华根据环境质量标准确定了22种与环境密切相关的、需要特别关注的元素,并通过燃煤产物淋滤实验研究了它们的赋存机制。煤炭科学研究总院煤化工研究院对我国不同时代、不同地区的441个煤矿1018个煤样进行了31种微量元素抽样调查,全面地展示了大中型煤矿高硫煤中微量元素分布的基本特征。窦廷焕等研究了东胜-神府煤田16个精查矿井中有害微量元素时空分布,并评价了其环境意义。中国煤田地质总局、原地矿部等一些单位相继完成了全国主要煤矿区煤的物质组成、元素组成、微量元素时空分布规律、赋存状态、富集因素和成因类型调研工作。2000~2003年,中国煤田地质总局与中国矿业大学合作,将煤岩学、煤化学和微量元素地球化学理论与洁净煤技术有机结合起来,开展了中国洁净煤地质研究。通过煤矿开采和煤加工、洗选、燃烧试验,筛分出煤中11种潜在有毒有害元素作为环境评价指标,得出了它们在煤中的危险丰度;研究了潜在有害元素,特别是As和Hg在煤炭资源开发利用全过程中的迁移、富集、转化、再分配,及其对环境与人类健康的影响,为优化洁净煤技术,改善环境质量提供了科学依据。同时,与煤伴生的有益元素成因与成矿机理研究取得较大进展。代世峰等总结了华北和黔西若干煤中微量元素地球化学特征,研究了铂族元素丰度、配分模式及来源。代世峰还研究了内蒙古乌干达煤矿9#煤层黄铁矿杆状菌落,指出菌藻类等低等生物对Cu、Ni、Zn元素富集有重要贡献。李宏涛等采用多种分析方法,发现东胜煤田砂岩型铀矿床中磁铁矿-黄铁矿-方解石间具有成因联系,认为球状次生磁铁矿是烃类和微生物共同作用的结果,对本区铀矿和油气勘探具有重要的启发作用。樊爱萍等将煤盆地演化与成矿作用结合起来,指出东胜煤田砂岩物性受成岩过程和成岩环境控制,氧化-还原、酸性-碱性过渡带有利于铀元素在直罗组砂岩中富集成矿,这与周巧生等、杨殿忠等对吐哈盆地与侏罗纪煤有关的砂岩型铀矿床成矿作用的研究结论相似。
6.物探手段探测能力和精度急待提高
高产高效矿井建设是以丰富的资源优势、可靠的开采地质条件和先进的采煤设备为前提。随着煤矿生产机械化、集中化水平的提高,生产能力与规模的不断扩大,矿井生产对地质条件的查明程度提出了更新更高的要求。因此,无论是深部资源勘查还是浅部生产矿井补充勘探,精细查明影响矿井生产的主要地质因素是解决采掘方式与地质条件之间彼此适应的问题。据不完全统计,浅部勘探即使地震地质条件适合,三维地震勘探解释H(落差)>10m脆性断层的验证准确率达90%以上,H=5~10m脆性断层的验证准确率为75%~80%,H=3~5m断层的验证准确率仅30%~40%。对于地震条件复杂的地区,探采对比准确率更低。层滑断层和H≤3m的脆性断层基本上属于三维地震勘探的盲区。因此,三维地震技术对构造的探测精度和可靠性不能完全满足现代化矿井生产的要求。
人们对煤的认识有一个历史过程,因此对寻找煤也有个历史过程。我国是世界上用煤最早的国家。据历史记载,早在两千多年前的春秋战国时期,就已经发现和使用煤炭。秦汉时期,进一步把煤炭用以炼铁。在河南南阳等地仍可见到西汉时期的炼铁遗址。唐、宋、明时,煤炭开采已具相当规模,至今山东淄博和太行山一带还保留有唐、宋的开采遗迹。古代劳动人民不但创造物质财富,也创造精神财富,在生产实践中不断加深了对煤的认识。古人称煤为石涅、石墨、石炭。北魏郦道元在《水经注》记载有“石墨可书,又燃之难烬,亦谓之石炭”,直至明朝则称为“煤”。宋应星在《天工开物》一书中把煤分为三种:明煤、碎煤、末煤,指出“明煤产北、碎煤产南”,并比较系统地总结了找煤、采煤的实际经验。著名医学家李时珍在其著作《本草纲目》中对煤的药用价值有较为详细的阐述。古人还有以煤咏诗的。宋高宗时的太学生朱弁在山西写了一首脍炙人口的咏煤诗:“西山石为薪,黝黑惊射目。方炽绝可迩,将尽还自续。飞飞涌玄云,焰之吐红玉。稍稀雷池出,又似风薄竹。”把煤在燃烧过程中的情景描述的惟妙惟肖。
煤在新疆的发现和使用也有悠久的历史,据史料记载,汉朝时期在民丰地区已开采煤用于炼铁。魏晋南北朝时期(公元 200 ~ 589 年),晋释道安在《西域记》记载:“屈茨北二百里有山,夜则火光昼日,但烟。人取此山石炭冶此山铁,恒充三十六国用”。说距今 1400 ~1800 年前的南北朝时期,在库车北山二百里处(今库拜煤田),有人取煤冶铁,但见夜晚火光如白昼,浓烟滚滚,铸铁的铁器供西域三十六国用。在库车、拜城北部山区,发现有唐代(公元 618 ~ 917 年)用煤炼铁的作坊遗址。元朝时期,新疆冶铁遗址明显增多,分布地区更加广泛,到清朝时开采的煤矿已具规模化。
新中国成立后,党和政府重视新疆的矿业开发,抽调了大批勘探队伍到新疆进行各种矿产资源包括煤的勘查,1956 年组建了新疆第一支专业煤田地质勘查队伍,成立了乌鲁木齐矿务局等煤矿企业,从此新疆的煤田地质勘查和煤矿开发进入了新的历史阶段。
早期人们对煤的认识及发现使用比较浅显,主要从地表出露的煤使用开始,沿着煤层向地下开采,开采的方法也很简陋。随着找煤经验的不断积累,科学技术的进步,找煤的方法不断丰富,手段不断创新,找煤的准确性随之提高。
(一)煤的勘探方法
煤的勘探方法和其他矿产资源的勘探方法有许多相同的地方,也有它本身的一些特点。主要方法有遥感、地质填图、槽探、钻探、物探、化探、硐探、化验与测试以及相关的水文地质、工程地质等。
遥感找煤:是利用卫星和飞机等航空器拍摄的地球表面照片,通过分析研究圈定有利成煤地段的一种找矿方法。
地质填图:利用地形图或卫星照片、航空照片,采用测量仪器定位,把地层、构造和煤层露头等各种地质内容填绘到地形图上,这种图件称为地形地质图。然后进行成煤地质条件的综合分析研究,这是找煤的一种方法。
槽探:是在地质找矿勘探中用于揭露近地表煤层的一种常用手段。它是在地表松散覆盖层挖出一道深度不超过 3 米左右的沟槽,用于揭露并了解煤层、地层与构造的情况。
浅井:是从地表向下挖掘的浅型垂直坑道,目的是了解近地表附近的煤层情况。浅井的断面形状有圆形、方形与长方形等形态,深度在 5 ~ 20 米之间,一般不超过 30 米。
钻探:是地质勘探工作中的一种常用的手段,是应用钻机与钻探工具,借助于电动机或内燃机的带动,向地下钻进不同的钻孔,并将钻孔中的岩芯或煤芯取出,依此分析研究地下地层、构造、煤质等情况。目前煤田勘探常用的是回旋钻进、绳索取芯或提升钻具取芯,钻孔深度一般在 1000 米左右(图 5-2-1)。
硐探:是采用掘进巷道的方法进行探矿,一般采用平巷的方法,有时也采用上山下山斜巷进行。
地球物理勘探:简称为物探,是用物理学方法和原理来研究地质构造情况和解决找矿问题的方法。是依据地下的各种岩石或矿体都具有不同的物理性质,用不同的物理方法测出岩石和矿体物理性质差异的数据并加以分析,以此来推断出地下的地质构造和矿体分布情况,达到找矿的目的。物探有多种方法,用于煤田勘探的主要有磁法勘探、电法勘探、地震勘探和放射性勘探等。物探可以在地面进行,也可以在钻孔中和井下巷道中进行。
磁法勘探是根据岩石和矿体具有不同的磁性并产生大小不同的磁场作为勘探的基础,通过对分布在地表的异常的研究,间接地得到地质构造和矿体的资料。煤田勘探中常用磁法探测煤层火烧区和烧变岩的范围及深度。
电法勘探是地球物理勘探的主要方法之一,它是根据岩石和矿体存在着电学性质的差别,利用天然的和人工建立的直流或交流电磁场并获得岩石和矿体的电性差异,间接地了解地质构造和矿体分布,以及解决水文地质、工程地质中的问题。煤田勘探中常用的有电阻率法、自然电场法、激发极化法、电磁感应法和大地电磁场法等。在地面常用的有电剖面法和电测深法,钻孔中常用的有视电阻率、自然电位、侧向电流法等。
地震勘探法是利用人工放炮或震源车制造的地震弹性波在地壳内的传播速度,研究不同的岩石和矿体地震反射波的传播速度,从而获得反射波的时间剖面,间接地探测地质构造和矿体分布。地震勘探是目前在煤田勘探中最常用的、也是最有效的物探方法之一。二维地震方法常用于较大范围的煤田勘探,可探测落差较大的断层和煤层起伏情况。三维地震常用于探测小范围的煤矿采区地质构造。三维地震能探测到落差大于 5 米的断层和落差大于 3 米的断点,同时可探明厚煤层的层数以及煤层产状和埋深。
放射性勘探是依据岩石中的伽马射线强度进行探矿,自然伽马和人工伽马是目前煤田勘探中地球物理测井的主要方法。
上述各种物理探矿方法用在地下探矿工程如钻井及巷道中,称作地球物理测井。相应有电测井、放射性测井、磁测井、声波测井、热测井等。
电测井主要用的是视电阻率法和自然电场法。视电阻率法的原理是根据钻孔所穿过的岩层具有不同电阻率,测出岩层视电阻率变化大小的曲线,将不同的岩层区分开来,达到区分不同岩层和矿体的目的。如含油岩层电阻率比较高,在曲线上出现高峰;煤层电阻率低,在曲线上反映为低峰。导电良好的金属硫化物矿体在曲线上也显得低一些。自然电场法是根据钻孔剖面中各种岩石电化学活动性能所造成不同性质的自然电场,可将沿钻孔剖面的各层岩石划分开来。渗透率差异较大的岩层很容易通过自然电场法划分出来。
放射性测井是在钻孔中利用岩层自然放射性、伽马射线与物质以及中子与物质的相互作用等一系列效应,研究岩层性质和检查井内技术情况的一整套方法。常用的方法有自然伽马、人工伽马、中子测井、能谱测井、同位素测井等。煤田勘探主要用的是自然伽马、人工伽马和中子测井。放射性测井的优点在于工作时不受温度、压力、化学性质等因素的影响,并可在有金属套管的钻孔内进行工作。
磁测井是通过在钻孔中测定具有不同磁性的岩体和矿体的磁化率或它们所产生的磁场,并对特征进行分析研究,从地质角度作出解释,以达到探矿的目的。磁测井对磁性矿体反映效果较好,常用于寻找铁矿盲矿体和划分铁矿品位。由于煤层不是磁性矿体,因此磁测井在煤田勘探中较少运用。
热测井是根据钻孔内温度随深度变化的特点,利用特定仪器在井内测定通过各种地质体时温度变化规律,从而研究地热梯度、地质构造、岩层特征等,达到找矿的目的。
综合勘探:是指对勘探方法与手段的综合运用,对勘查对象的综合评价。地质勘查保障体系是实现高产高效矿井的基础,能有效地查明高产高效井的必备的资源(数量与质量)基础,开采技术条件。要解决这些重大问题,必须进行综合勘探,选择合理的勘探类型,选择合理的勘探手段和方法。因为每一种勘探手段和方法都有其优势和局限性,只有针对不同的地质条件,选择合适的勘探手段和方法的综合运用才能达到最佳的勘探效果。比如钻探配合测井是最精确、最可行的勘探手段,但只能控制点上的情况。钻孔太少,钻孔之间控制程度不够,影响对钻孔之间地质情况的判断。只有通过多个点的控制,由点到线、由线到面,由地质工程师经过分析才能建立地质模型。但钻孔施工的过多,成本就会增加,又在经济上不合算。二维地震和三维地震在点上的控制精度远不如钻孔和测井,但其控制点密度可以很大,在面上和线上有较好的连续性,是单一钻探手段所不可比拟的。地震虽然有较好的连续性,但需要钻探资料进行标定。因此,只有把钻探和地震勘探手段紧密地结合起来,才能取得好的效果。如果煤层浅部有火烧区,则结合磁法勘探效果较好。如果地层倾角很陡,那么地震勘探就不适用了,那就要选择其他勘探手段加以配合。通常在地质勘查中,根据地质情况的不同、勘探阶段的不同可选择地质填图、槽探、电法、二维地震或三维地震、钻探、地球物理测井、抽水试验以及采样化验等方法。
由于成煤环境多种多样,成煤后受到的地质条件的变化因素千差万别,找煤的难度各不相同,所使用的找煤方法也相应不同,有的要用的多一些,有的要用的少一些。又加之地质工作是一个从简单到复杂、由表及里,研究程度由浅到深的过程,不同的勘查阶段所要解决的问题不一样,勘探程度不一样,所使用的找煤方法也有所不同。一般来说,地质情况复杂、勘探程度高时,所使用的找煤方法就多一些;而地质情况较简单,勘探程度低,所使用的找煤方法就少一些。
(二)煤的勘探阶段
煤田勘探是一个以煤为勘查对象的由面到点,由表及里,由浅到深,工程控制由稀到密,对全部地质体循序渐进的研究勘探过程。煤田的勘探过程准确地说,不只是找煤的问题,实际上是从找煤到评价的全部过程。既为了找到煤,又要评价煤的数量、煤的质量、煤的开采技术条件、煤的开采经济意义。煤田勘探过程是个大的系统工程,先从面上研究有利的成煤盆地预测选区开始,在此基础上随着研究工作的不断深入,选区的逐渐优选,逐步展开各种勘查活动。在煤田地质勘查工作中,通常划分为预查、普查、详查和勘探四个阶段。
煤田预查——预查的目的是为了找到具有工业利用价值的煤层,并初步查明煤层层数、厚度、埋深和分布范围。要找到煤层,首先要找到含煤地层,分析研究区域成煤规律,调查了解什么地方可能有含煤地层的赋存,然后再实际调查含煤地层的特征、时代以及含煤区域的分布范围和边界,估算预测的煤炭资源量。预查阶段是其他勘查阶段工作的基础。
煤田普查——在预查工作的基础上,对一个含煤区域或煤矿区进行概略的了解,初步查明普查区的含煤地层特征、构造特征和相关的水文地质条件,估计煤层的工业价值和确定对其进行勘探的必要性,估算煤层推断的内蕴经济资源量和预测的资源量,为编制煤炭工业远景规划提供依据。普查的范围可以是一个煤田,也可以是一个矿区或一个特定的勘查范围。
矿区详查——详查是在普查的基础上进行的。矿区一般是指在煤炭工业建设上构成独立体系的范围,它可以是一个单独的含煤构造单元,也可以是一个含煤构造单元的一部分。详查阶段要基本查明含煤地层时代、煤系厚度、含煤层数、煤层厚度、煤层结构及其变化;基本查明矿区的构造形态和影响井田划分的断裂构造;基本查明煤的质量和煤的种类,评价矿区的水文地质、工程地质、环境地质以及其他开采技术条件;估算煤层资源量,对煤矿开发的经济意义进行预可行性研究。详查的结果要能提出可供进行矿区开发总体设计的地质资料,以便初步确定矿区的开发规模、井田划分、开发方式、开发强度、接替关系及地面工业布置等。
井田勘探——也称为井田精查,是在矿区详查基础上划分的井田范围内进行勘查,对煤层厚度及其质量的变化,产状的变动、构造切割、煤层形态及开采技术条件进行精确的控制。要查明含煤地层时代、煤系地层厚度、含煤层数、煤层厚度、煤层的结构及其变化;查明矿区的构造形态和落差大于 30 米的断裂构造;查明煤的质量和煤的种类;详细评价矿区的水文地质、工程地质、环境地质以及其他开采技术条件;估算煤层探明的、控制的和推断的经济资源量,并且先期开采地段探明的、控制的资源量要达到一定比例;对煤矿开发的经济意义进行可行性评价。井田勘探的结果要能提出可供进行煤矿开采设计的地质资料。
上述煤田勘查阶段的划分是根据对煤田勘查过程的总体概括,在实际工作过程中并不是一成不变的,要根据不同煤田的实际情况合理掌握勘查阶段,有的勘查阶段可以从简或者省略。如在已知的煤系分布区,可以不进行预查,直接进行普查;在一个独立的、不能构成矿区的零星小块煤田,也不必再将矿区详查列为一个独立的工作阶段等。各个勘查阶段,一般都具有一些共同的工作步骤。工作开始之前要先分析研究已有的地质资料,制定勘查方案,即编制勘查设计。勘查设计经论证批准后,组织野外施工,取得各项原始地质资料。将获得的地质资料进行归纳、分析和整理,然后编写地质报告。
(三)煤资源储量类别
要评价煤的数量,就要运用上述各种勘探手段和方法,将找到的煤进行综合评价,不仅要将勘查区内煤有多少数量,也就是通常所说的煤的资源储量估算出来,而且还要划分出储量的类别。
依据煤田、矿区、井田勘查所求得的资源量的多少,可以将煤田、矿区类型分大、中、小等类型。
对于煤田:
大型——资源储量大于 50 亿吨
中型——资源储量 10 亿~ 50 亿吨
小型——资源储量小于 10 亿吨
对于矿区:
大型——资源储量大于 5 亿吨
中型——资源储量 2 亿~ 5 亿吨
小型——资源储量小于 2 亿吨
对于井田:
大型——资源储量大于 1 亿吨
中型——资源储量 1 亿~ 0.5 亿吨
小型——资源储量小于 0.5 亿吨
依据探求的资源量经济意义、可行性研究程度、工程控制程度将估算的资源储量划分为不同的类别。用表 5-2-1 综合表示:
表 5-2-1 煤矿产资源 / 储量分类表
注:表中所用编码(111-334),第一位数表示经济意义:1= 经济的,2M= 边际经济的,2S= 次边际经济的,3= 内蕴经济的,? = 经济意义未定的;第 2 位数表示可行性评价阶段:1= 可行性研究,2= 预可行性研究,3= 概略研究;第 3 位数表示地质可靠程度:1= 探明的,2= 控制的,3= 推断的,4= 预测的。b= 未扣除设计、采矿损失的可采储量。
表中主要指标的含义是:
经济的:其数量和质量是依据符合市场价格确定的生产指标计算的。在可行性研究或预可行性研究当时的市场条件下开采,技术上可行,经济上合理,环境等其他条件允许,即每年开采矿产品的平均价值能足以满足投资回报的要求。或在政府补贴和其他扶持措施条件下,开发是可能的。
边际经济的:在可行性研究或预可行性研究当时,其开采是不经济的,但接近于盈亏边界,只有在将来由于技术、经济、环境等条件的改善或政府给予其他扶持的条件下才变成经济的。
次边际经济的:在可行性研究或预可行性研究当时,开采是不经济的或技术上不可行,需大幅度提高矿产品价格或技术进步,使成本降低后方能变成经济的。
内蕴经济的:仅通过概略研究做了相应的投资机会评价,未做预可行性研究或可行性研究。由于不确定因素多,无法区分其是经济的、边际经济的,还是次边际经济的。
经济意义未定的:仅指预查后预测的资源量,属于潜在矿产资源,无法确定其经济意义。
概略研究:是指对矿床开发经济意义的概略评价。所采用的矿石品位、矿体厚度、埋藏深度等指标通常是我国矿山几十年的经验数据,采矿成本是根据同类矿山生产的。其目的是为了由此确定投资机会。由于概略研究一般缺乏准确参数和评价所必需的详细资料,所估算的资源量只具内蕴经济意义。
预可行性研究:是指对矿床开发经济意义的初步评价。其结果可以为该矿床是否进行勘探或可行性研究提供决策依据。进行这类研究,通常应有详查或勘探后采用参考工业指标求得的矿产资源 / 储量数,实验室规模的加工选冶实验资料,以及通过价目表或类似矿山开采对比所获数据估算的成本。预可行性研究内容与可行性相同,但详细程度次之。当投资者为选择拟建项目而进行预可行性研究时,应选择适合当时市场价格的指标及各项参数,且论证项目尽可能齐全。
可行性研究:是指对矿床开发经济意义的详细评价,其结果可以详细评价拟建项目的技术经济可靠性,可作为投资决策的依据。所采用的成本数据是当时的市场价格,并充分考虑了地质、工程、环境、法律和政府的经济政策等各种因素的影响,具有很强的时效性。
预测的:是指对具有矿化潜力较大地区经过预查得出的结果。在有足够的数据并能与地质特征相似的已知矿床类比时,才能估算出预测的资源量。
推断的:是指对普查区按照普查的精度大致查明矿产的地质特征以及矿体(矿点)的展布特征、品位、质量,也包括那些由地质可靠程度较高的基础储量或资源量外推的部分。由于信息有限,不确定因素多,矿体(矿化)的连续性是推断的,矿产资源数量的估算所依据的数据有限,可信度低。
控制的:是指对矿区的一定范围依照详查的精度基本查明了矿床的主要地质特征、矿体的形态、产状、规模、矿石质量、品位及开采技术条件。矿体的连续性基本确定,矿产资源数量估算所依据的数据较多,可信度较高。
探明的:是指在矿区的勘探范围依照勘探的精度详细查明了矿床的地质特征、矿体的形态、产状、规模、矿石质量、品位及开采技术条件,矿体的连续性已经确定,矿产资源数量估算所依据的数据较多,可信度高。
龚绍礼 张春晓
(江西省煤田地质局,江西南昌,330001)
煤炭是江西的重要能源,占全省能源比重的70%以上,这个格局在相当长时期内难以改变。因此,对江西能源的保障在很大程度上取决于煤炭的保障程度。然而,我省煤炭的保障程度面临严重困难,现在拉闸限电也是一个直接的证明。江西的煤炭资源需求缺口较大,外省煤炭受到运输条件的制约,无法满足需求,本省自产煤炭总量又面临不断减少的局面。照此下去,江西煤炭供应局面会更加严峻,从而严重影响江西工业的发展。
一、江西省煤炭资源接替紧张
江西省煤田地质局一直担负着全省煤炭资源勘探工作,已累计探明储量17.20亿吨,占全省煤炭探明储量的90%以上,其中最终勘探储量13.56亿吨,占80.9%;详查1.32亿吨,占7.9%;普查1.56亿吨,占9.3%;找煤0.31亿吨,占1.9%,从而造就了萍乡、丰城、乐平、英岗岭等4大矿务局及花古山、天河、大光山等重要煤矿生产基地,为江西的煤炭资源开发作出了重要贡献。今年,江西省煤田地质局先后完成了丰城曲江井田、坪湖矿、建新矿、尚庄矿,乐平沿沟矿、涌山矿,新余花古山矿,萍乡安源矿,吉安天河矿等10个大中型煤矿井田危机程度、外围资源情况的调查。这是危机矿山接替资源勘查前阶段工作,按照《纲要》规定,调查数据表明:这10个矿山中就有8个处于“危机矿山”行列。
保有可采储量的严重不足是造成煤炭供应紧张的主要原因。目前,在最终勘探的13.56亿吨建井储量中,绝大部分煤炭储量已被开采利用,已无力提供建设新井的煤炭资源。江西煤炭资源勘查的现状是“二无二少”:无可供建井设计利用的精查储量,无可供精查的详查储量,可供详查的普查储量少,可供普查的找煤储量少。而且地质勘探的找煤、普查与详查比例严重失调,许多矿井面临着资源枯竭、接替困难的局面。预计到2010年,江西省现有的112处煤矿,将有64处因资源枯竭而关闭。10年以后,现有的小煤矿绝大多数也将因资源枯竭而消亡。
作为承担寻找江西煤炭资源的江西省煤田地质局,面对我省煤炭资源接替的严峻局面,但江西地下还有许多资源没有查明,看在眼里,急在心里,深感责任重大。我们的当务之急就是寻找埋藏浅、煤质优、开采条件好的后备煤炭资源,加大煤炭资源的地质勘查力度,查明和新增江西省煤矿资源储量,延长矿山服务年限,缓解煤矿企业职工的就业压力,缓解江西省煤炭供应紧张局面,促进煤炭工业的可持续发展。
二、江西煤炭资源勘探开发前景广阔
要改变江西地质勘探与煤矿建设青黄不接的局面,首先必须对我省的煤炭工业的前景进行科学的分析与正确判断。应该说江西省煤炭资源勘探开发前景广阔。
1.保障能源供应,地勘要先行
江西是个缺煤省,主要煤炭资源靠外调,目前外调煤炭已无法满足我省工业需求。江西在“十五”期末“十一五”期间,年煤炭需求量将达到3600万吨,需求缺口2000万吨左右。在目前交通运力情况下,靠外调煤炭来满足我省经济建设的需要不现实,也无法做到。因为,如果每年从北方调运2000万吨煤炭到江西,那么京九线就将成为煤炭运输线,我们的高速公路也要成为运煤的公路,将给铁路和公路交通带来巨大压力;而煤炭供应紧张的局面解决不了,就必然会影响江西经济建设的发展。而且过度依赖外省调入煤炭,运输成本的增加,必将造成煤炭销售价格上涨,引起相关工业生产成本升高,制约我省工业产品的市场竞争力。要扭转煤炭供应紧张的被动局面,现实而可行的办法就是保持我省煤炭资源的开发力度,保证一定的煤炭资源产量,才能使我省的能源瓶颈得到相对疏通,增加能源供应的保障程度。要做到这一点,首先必须有一定的煤炭开采后备资源作为接替矿井的保证,作为老矿延伸拓展的基地。也就是说,要保障江西省经济发展的能源供应,地勘工作必须先行。
2.江西煤炭资源好,勘探靶区多,找煤前景好
相对南方几个缺煤省,江西煤炭资源还较丰富,许多地区进一步勘查后可作为煤炭资源后备基地。根据江西煤田地质局1994年第三次煤田预测提供的资料,除已探明储量外,我省还有预测资源量40.82亿吨,相当于已探明储量17.2亿吨的2.4倍。
从现有的开采技术、水平、产业政策和经济合理性来重新分析评估,具有一定勘查利用前景和经济意义的预测资源量约为15亿吨(其中300米以浅4.81亿吨,600米以浅7.94亿吨)。这与目前全省煤炭累计探明储量(17.2亿吨)大体相当。也就是说,江西省可利用煤炭储量可望再增加近1倍,寻找煤矿接替资源的前景广阔。
一是尽管江西的裸露、半裸露煤田已基本勘探完毕,但江西省重点矿的外围、深部也有一定的资源前景,只有少数地区进行过工作,因此仍有普查、找煤工作可做。
二是随着新的找煤地质理论和技术的不断引进,如推覆构造理论、层序地层理论的应用,对煤田地质认识的不断深化,找煤的方法和思路会更加开阔。1994年第三次煤田预测以来,江西煤田地质系统通过推覆构造研究,又提出了萍乡石里湾—大江边、安源北、丰城洛市北、余干舍头外围、景德镇北安与兰桥之间的程前(变质岩分布区),信丰大桥外围、崇义煤矿外围等几个新的远景资源区。
三是对我省含煤盆地古地理和聚煤规律的新认识,给找煤预测带来了新的希望。
四是随着新的采煤方法、洁净煤利用技术的应用,如煤层气化、煤层液化、瓦斯抽放等技术的日趋成熟,部分目前难以利用的资源可望得到解决。围绕煤矿生产,还有大量服务领域急待开发,煤伴生矿产、煤层气等资源勘探也具有诱人前景。
3.煤矿开采效益好,有利于工业强省
江西的煤炭工业生产历史悠久,生产规模较大,开采技术水平较高,生产设施完善。在前两年,即煤炭生产价格较低时期,对我省煤矿的生产效益据技术专家调查结果是:约一半煤矿直接从事煤炭生产是赢利的,部分资源好、开采条件好的煤矿也有经济效益,市场前景较好。对我省乡镇小煤矿的调查结果:约1/3煤矿赢利,1/3煤矿保本经营,1/3煤矿亏损。经过近两年国家对煤炭生产的整顿,关闭小煤窑,使煤炭生产出现了令人欣慰的好形势。现在,只要煤矿能正常生产,就能获得较丰厚的利润。这一局面,为江西充分利用国有矿山的优势,振兴煤炭骨干企业带来了良好的契机。
总之,目前江西省煤炭资源勘探与开发的工作思路应该是:加快煤田地质勘查,提供资源保障,积极开发煤炭,适当建设新井。
三、当前我省煤炭资源勘查与开发存在的主要问题
1.观念未转变,限制了江西煤矿业发展
在江西省煤矿开发的问题上,一直有一种“江西挖煤不如买煤”的观点,正是这一观点阻碍了江西煤田地质勘探工作的发展,也影响了煤矿开采的积极性。现在煤矿开发有了效益,又苦于安全生产等方面的压力。我省对煤炭资源的开发一直持谨慎态度,不让个体资金投资煤矿发展,只有眼睁睁地看着煤炭资源大省和邻省加大煤炭开发力度,形成红红火火的市场。实际上煤矿安全问题完全可以通过提高煤矿建设安全标准,加强安全生产管理等措施来解决,而不能因噎废食。外省资源勘探与开发市场红火,私营资本的进入是一个很重要的因素。江西省其他矿种开发交易市场红火,也与此有关。因此,解放思想,转变观念是加强江西省煤炭资源勘探与开发的首要条件。
2.探矿权尚未有效运作,无法让原有地质成果转让
受计划经济的影响,按几十年来无偿使用资源的传统做法,人们对探矿权有偿转让认识不够。省国有煤矿至今仍认为原国家投资形成的地质成果,不应有偿转让,所以也不愿出资购买。而由于煤矿的探矿权、采矿权未对社会资本和民营资本放开转让,造成我省部分煤炭勘探区未能继续勘探和开发。实际上,现在山东、安徽、河南、江苏、内蒙、四川、福建等省的煤炭探矿权和地质成果交易市场很兴旺,山东、安徽煤田局探矿权转让收益2亿~3亿元,其他省也多在1亿元以上,每吨煤炭储量收益约0.5~1.0元,而我省煤炭资源至今未成交一例。结果必然导致有利可图的国有煤矿采矿业主不愿出资勘探,愿意出资勘探的投资者又无法获得采矿权;无利可图的勘探单位没有资金来源,就没有积极性对后备基地进行系统合理的规划,也无法对后备基地进一步开展勘探工作。
3.不知实情,认为江西找不到新的煤炭资源
近10年,由于煤田地质单位产业结构的调整,用于煤田勘查的资金严重不足。自90年代以来,省煤田地质局每年的钻探工程量仅1000~2000米,根本无法满足我省煤田地质勘探工作的最低工程量要求。1999年,江西煤田地质局属地化后,争取国家地勘费用就更加困难,最好的年份也仅争取到100万元左右的地质项目费用。地勘工作几乎处于停顿状态,导致了煤炭接替后备基地缺乏,影响了煤炭生产的持续发展,造成了煤田地质勘探投入与煤炭工业发展对资源需求的差距越来越大。客观上也造成了我省建井资源缺乏的现状。实际上,只要江西每年能保证有一定的资金投入煤田地质勘探工作,提交几个1000万吨左右的煤矿建井报告是完全可以做到的。
四、加强我省煤炭资源勘探开发的建议
1.树立科学的发展观,积极发展煤炭工业
根据我省煤炭资源实际情况及经济发展要求,本着“工业兴省”的思路,积极开发煤炭,尽可能提高我省煤炭的自给保障率。正确处理好煤炭资源开发与煤炭资源利用、矿井接替与资源保障程度等方面的关系。通过一系列的政策与措施,促进我省煤炭资源的适度开发,救活一批危机矿井,承建一些新井,力争使我省煤炭产量长期稳定在年产2000万吨左右,从根本上缓解我省的能源瓶颈,保证我省煤炭工业的振兴。
2.面对现实,立足长远,扩大宣传
要正视我省煤炭后备资源青黄不接的现状,深刻认识勘探投入不足对我省煤矿生产、发展带来的严重影响。而这种影响不是短期内可以消除的,应向上级部门如实反映情况。同时应立足长远,大力宣传江西省煤炭资源的勘探前景。作为专门从事煤田地质勘探的省煤田地质局,完全可以胜任寻找一些埋藏浅、煤质优、开采条件好的建井基地的任务。要树立江西煤田勘查应该有所作为的观点,扩大地勘前景宣传的力度。政府有关部门应给予重视,设立煤田勘探专项基金或组建能源投资公司,或以公司法为基础,采用省属煤矿控股,地勘单位和地方参股的形式,走联合探(办)矿的路子,以激活我省煤田勘探市场,为煤炭工业的持续稳定发展创造平台。
3.发挥专业优势,做好煤炭资源勘查工作
省煤田地质局是我省煤炭资源勘探的专业局,对全省煤炭资源的分布及远景已有详细的工作成果。我省煤炭资源勘探与开发应充分发挥省煤田地质局规划、勘探的职能作用,实行专业化煤田地质勘查,严格遵守煤炭资源勘查准入制度,确保煤田地质成果质量。
4.充分调动地勘单位运作采矿权、探矿权的积极性
地勘成果资料是地勘单位长期以来积累的无形资产,也是地勘单位惟一的产品,《中华人民共和国矿产资源法》规定,矿产勘探报告及其他有价值的勘查资料要实行有偿使用。建议省政府给予地勘单位有偿开发利用以往地质成果的权利。地勘单位手中掌握了许多地质探矿资料和信息,只有调动了地勘单位的积极性,这些资料和信息才会得到充分的开发和利用,才会更多地向社会公开,才会吸引更多投资者的资金进入我省矿产资源开发中。同时,鼓励地勘单位自己筹资进行地质勘查,其成果转让收益主要为地勘单位所有。在树立对地质成果资料“有偿使用”观念的同时,要加强地质资料保密工作。资料管理中心应负责资料在保密期内的保密工作,对泄漏资料的单位及个人应给予严肃处罚,以保护地勘单位及投资者的合法权利。
5.开拓思路,积极营造地勘多元化投资、融资的市场氛围
鉴于江西省煤炭资源的保障程度较低,显然企业要树立“谁开采谁投资”的观念,政府也应给予优惠政策,鼓励他们投资建井勘探,甚至投资风险勘探。落实相关政策法规,促进煤炭探矿权市场的成熟,做好采矿权、探矿权的有偿转让工作,促进煤炭探矿权市场的成熟,激发投资者的采矿热情。制定优惠政策,吸引资本雄厚的公司、个体财团投资勘探。可引进外资进行合资勘探。
6.多渠道争取煤炭资源勘探与开发项目,争取国家及省财政资金支持
可多渠道争取以下项目:争取从国土资源大调查中,列上煤炭资源调查项目;从资源补偿费或地勘补助费的渠道争取国家政府资金;从国家扶贫基金、地勘专项基金等渠道争取勘探资金。如可借国家贯彻实施《全国危机矿山接替资源找矿规划纲要》的契机,争取更多的国家煤炭资源勘查费用投放项目。
建议省财政从我省经济发展的高度出发,投入一定的资金,设立江西省煤炭勘查基金,将江西省收取的煤炭资源补偿费,真正用于江西的煤田地质勘探工作。
参考文献
[1]中国矿业协会资源委员会.社会主义市场经济条件下矿产资源政策问题研究,1997.
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[3]李文恒,龚绍礼.华南二叠纪盆地及聚煤规律.南昌:江西科技出版社,1999.
[4]郭正义.煤炭储量套改中几个新问题的讨论.江西煤炭科技,2001.
[5]龚绍礼.江西省煤炭资源勘查现状及前景分析.江西地质,2001(4).
作者简介
[1]龚绍礼,江西省煤田地质局局长,高级工程师。
[2]张春晓,江西省煤田地质局局长助理,高级工程师。
目前国内煤炭测井仪器全部为数字测井仪,测井数据在野外采集时便录入计算机。煤炭测井处理解释技术主要包括测井资料数字预处理、岩性识别与分层、断层与破碎带解释、含水层解释;通过测井曲线进行煤岩层对比;进行岩性分析、煤质分析和岩石力学性质计算;在进行煤层气评价时,可应用数理统计相关技术、BP神经网络技术估算目的煤层煤层气含量。
1.测井资料数字预处理
测井资料数字预处理是应用计算机和测井处理软件检查测井数据质量,对测井曲线进行深度取齐、数据纠错、曲线滤波,对测井数据作影响因素的校正、刻度等,求得准确的测井物理参数。
2.岩性识别与分层
应用计算机自动识别岩性和分层主要有概率统计法和岩性判别树法,因符合率低,目前很少采用,现在人们习惯用人机交互法分层识别岩性。
根据不同煤岩层在各种测井方法曲线上的物性特征反映,按照一定的解释原则,可以准确的划分钻孔地质剖面,确定煤层深度、厚度及结构,这一测井解释技术已相当成熟。
煤层解释一般是依据煤层在密度、自然伽马、视电阻率和声波时差曲线上的异常反映特征,即在密度曲线上为全孔最低异常反映,特征十分明显,在自然伽马曲线上为低异常反映,在视电阻率和声波时差曲线上均为高异常反映,便可准确地识别煤层。当有孔壁垮塌扩径影响时,可能会形成似煤异常反映,则应结合钻探、地质等资料综合分析、慎重解释。
确定目的煤层界面常以密度曲线为主,异常半幅值点为解释点;自然伽马曲线异常半幅值点为解释点;视电阻率曲线异常根部突变点为解释点。煤层深度、厚度最终解释成果由各种参数各自解释结果的平均值确定。
薄煤层解释点相应向异常顶部移动。
划分砂泥岩层的岩性主要依据它们在视电阻率、自然伽马曲线上的异常反映特征来分层定性,同时结合其他测井曲线、钻探、地质等资料综合解释。
砂泥岩层的分层点,在视电阻率曲线上为相对异常幅值的拐点,在自然伽马曲线上为相对异常幅值的半幅点。
3.断层与破碎带解释
破碎带在一些测井曲线上通常也有较明显的特征,但具有多解性,必须结合钻探、地质资料综合分析判断。而要确定断层还必须进行煤岩层测井曲线对比,有的破碎带并不一定是断层,只有部分地层缺失或重复才能判定为断层。
4.含水层解释
含水层解释一般是在岩性解释的基础上进行的,在砂泥质地层砂岩(砂层)是可能的含水层,在碳酸盐地层只有岩溶裂隙发育且无泥质充填,才有可能是含水层,同时需要进行扩散测井或流量测井确定真正的含水层。
5.地层对比
用测井曲线进行地层对比的数学方法很多,如应用适应性较好的相关对比法、功率谱分析法、序列剪接法和有序熵法等。目前常用的还是测井曲线形态对比,首先是寻找曲线特征标志确定标志层,利用标志地层在测井曲线上的主要物性特征及各层段的物性组合规律,与邻近正常钻孔进行标志层的追踪对比,达到掌握煤岩层变化规律和摸清地质构造的目的。
煤岩层对比可以确定煤层层位、地层年代、断层、地质标志层层位,研究煤、岩层区域变化规律。
6.岩性分析
目前测井解释中主要使用体积模型来进行岩性分析,相对比较成熟,就是把岩石体积分成岩石骨架、泥质、孔隙(饱和含水)3部分,作为对测井响应的贡献之和,建立相关的测井响应方程,则可求得岩石的砂泥水体积百分含量。
现代煤炭地质勘查技术
式中:ρ、I分别为岩石的密度、自然伽马测井值;ρma、ρsh、ρw分别为岩石骨架、泥质、孔隙中水对密度测井的响应值;Ima、Ish、Iw分别为岩石骨架、泥质、孔隙中水对自然伽马测井的响应值;Vma、Vsh、φ分别为岩石骨架、泥质、孔隙的相对体积。
7.煤质分析
煤的组分是十分复杂的,很难用准确而简单的模型来描述。目前进行煤质分析主要是建立煤层体积模型,即把煤层体积分成纯煤(包括固定碳和挥发分)、灰分、水分(孔隙中充满水)三部分组成,作为对测井响应的贡献之和,并建立相关的测井响应方程,进而求得煤层的体积分数。
现代煤炭地质勘查技术
式中:ρ、I分别为煤层的密度、自然伽马测井值;ρc、ρa、ρw分别为纯煤、灰分、水分对密度测井的响应值;Ic、Ia、Iw分别为纯煤、灰分、水分对自然伽马测井的响应值;Vc、Va、Vw分别为纯煤、灰分、水分的相对体积质量。
为了与实验室的工业分析相比较,一般将体积分数转换成质量分数:
现代煤炭地质勘查技术
式中:Qw、Qa、Qc分别为水分、灰分、纯煤的相对重量百分比。
8.岩石力学性质计算
岩石力学性质主要是指岩石承受各种压力的性质,也就是岩石强度特性。根据弹性力学知识可知,由介质密度、介质中声波传播的纵波速度和横波速度,可确定介质的各项弹性参数:
现代煤炭地质勘查技术
式中:E、K、μ、δ分别为介质的杨氏模量、体积模量、切变模量、泊松比;ρ为介质密度;VP、VS分别为介质中声波传播的纵波速度和横波速度。
目前通过密度测井和声波测井一般可直接得到岩石的密度和纵波速度,而横波速度则由经验公式估算:
现代煤炭地质勘查技术
因此,由测井资料可求得岩石力学性质,而估算出的岩石强度因其成本低、速度快而被广泛应用和重视。另外,在测井解释中又定义了一个新参数———强度指数S来描述岩石的强度性质。
现代煤炭地质勘查技术
9.估算煤层含气量
煤层中甲烷气体是吸附在煤基质的微孔隙的内表面上,并只有有机质才吸附气体,而矿物质和水是不吸附气体的。在一小勘探区的同一煤层上,由于储层压力和温度等影响因素是近似相等的。若忽略煤层含气饱和度的影响,则煤层含气量与非煤物质含量(灰份加水分)呈线性关系。也就是说,用测井资料求得的煤层灰分产率与实验室测得的煤层含气量建立线性相关关系,就可连续地估算煤层含气量。同时,应用BP神经网络在一定条件下也能直接估算煤层含气量。
一、国内煤层气井下抽采利用情况
(一)中国煤层气井下抽采现状
中国煤层气资源潜力巨大,新一轮评价埋深2000m以浅的资源总量达36.8×1012m3,约占世界煤层气总资源量的13%。煤层气热值一般在33.44kJ/m3左右,中国每年排放的煤层气近200×108m3,相当于烧掉6000×104t标准煤。
根据资料统计,2006年,国有重点煤矿中,有高瓦斯矿井158处、煤与瓦斯突出矿井156处,高瓦斯、突出矿井数量约占49.8%,煤炭产量约占42.0%;主要分布在安徽、四川、重庆、贵州、江西、湖南及河南等省市。
(二)中国主要矿井瓦斯抽采量
中国开始进行井下瓦斯抽采的试验是从20世纪50年代开始的,当时仅有抚顺、阳泉、天府和北票等6个矿井抽采瓦斯,年抽采量约60×106m3;60年代又有中梁山、焦作、淮南、松藻、峰峰等局的20 多个矿井先后开展了抽采瓦斯工作,年抽采量为16×107m3;70年代抽采矿井猛增到83 个,抽采量达24×107m3;80年代抽采矿井达到111个,抽采量达到38×107m3。
最近几年,中国煤矿区瓦斯抽采非常活跃。2009年全国产煤30×108t,635处矿井中高瓦斯矿占24.6%,全年瓦斯安全死亡约2631人(百万吨死亡人数是美国的近19倍),年向大气释放煤层气约200×108m3,264处瓦斯抽放点,全年煤矿瓦斯井下抽采量为61.7×108m3,利用17.7×108m3,利用率28.7%。
(三)中国主要矿井瓦斯抽采率
阳泉、晋城、淮南、盘江、松藻、水城、抚顺、淮北、铁法、平顶山、鹤壁、焦作、鹤岗、峰峰、中梁山、天府、芙蓉、南桐、六枝等矿区是中国目前的主要抽采瓦斯矿区,各主要矿区抽采总量达到18.25×108m3,矿区平均抽采率为40.08%。其中,阳泉、晋城、淮南、盘江、松藻、水城、抚顺7个矿区的瓦斯抽采量最多,年瓦斯抽采量均超过了1×108m3。
除抽采量外,抽采率也是衡量矿井瓦斯抽采工作优劣的主要指标。在全国抽采矿井中,对18个主要矿区中112对矿井的抽采率进行了统计分析。
按照抽采率大小,中国主要瓦斯抽采矿区可以划分为3类:I类矿区:瓦斯抽采率>40%,抽采效果好;II类矿区:瓦斯抽采率25%~40%,抽采效果一般;III类矿区:瓦斯抽采率<25%,抽采效果差。
中国主要瓦斯抽采矿区的总体瓦斯抽采效果不好,平均抽采率30%。I类矿区只有6个,仅占主要瓦斯抽采矿区数的33%,平均抽采率59.3%;瓦斯抽采效果一般的II类矿区也只有4个,占主要瓦斯抽采矿区数的22%,平均抽采率33.5%;瓦斯抽采效果差的III类矿区则多达8个,占主要瓦斯抽采矿区数高达45%,平均抽采率仅为17.8%。如果考虑所有抽采瓦斯矿井,抽采率低于25% 的矿井比例会更多。井下混合瓦斯每年的总释放量达200m3/a,这样估算,中国瓦斯抽采率仅12%左右。大量宝贵的资源泄漏到大气之中,既浪费了资源,又污染了环境。
二、国内煤层气地面勘探开发情况
据不完全统计,截至2009年底全国共钻煤层气井超过4000口,日产气量266×104m3。全国已建成年产能25.0×108m3:其中中石油公司建成6.0×108m3,中联煤层气公司建成3.0×108m3,晋煤集团建成5.5×108m3,其他10.5×108m3,年产气量10.15×108m3(据国家能源局)。基本情况如表2-3所示。
表2-3 截至2009年底国内主要公司煤层气勘探开发现状表
初步掌握了一套适合中国煤层气井常规工程施工技术及工艺流程,同时编制了近30项工程技术标准或规程规范,良好地控制了工程质量。
对全国范围内的煤层气资源、分布及储层参数条件有了一个较为全面的认识,对有利地区进行了初步筛选,先后分别在山西沁水,河东,宁武,大宁—吉县,两淮,贵州,六盘水,陕西韩城,云南恩洪—老厂,辽宁沈北,江西萍乐丰城,湖南冷水江等几十个区块进行了钻探或井组试采试验,其中沁水南部和阜新地区大部分单井日产气1800~3500m3,供气比较稳定。
沁水盆地已成为煤层气开发热点,截至2009年底,沁水盆地累计钻井超过3000口,探明地质储量1596.35×108m3(中石油844.04×108m3,占52.9%),日产量达到248×104m3。中石油30×108m3/a煤层气产业化基地已具雏形,一期工程已建成10×108m3/a处理能力,并于2009年9月15日投产,目前每天向西气东输管线供气超过100×104m3。晋煤集团煤层气抽采能力达到了11×108m3,其中井下抽采5×108m3,地面抽采6×108m3。日销售能力达到160×104m3。中联煤层气公司:完成国家示范工程潘河项目建设,形成2×108m3产量。2009年12月21日与华北油田的煤层气输气管道成功对接,日供气量可达10×104m3。亚美大陆煤层气公司在大宁矿区形成约1×108m3/a产能。
鄂尔多斯盆地东缘煤层气勘探开发稳步推进。中国石油在陕西韩城,山西大宁—吉县、三交区块已完成钻井289口(探井63口,生产井226口),二维地震1260km。2009年提交基本探明煤层气地质储量1145×108m3。
三、国内煤层气勘探开发发展历程
近年来,中国煤层气地面开发和井下抽采日益活跃,煤层气产业已经进入快速发展阶段。
中国的煤层气井下抽采始于20世纪50年代,主要是井下瓦斯抽采,起步早,但进展缓慢,最近几年,中国煤矿区瓦斯抽采非常活跃,2009年全国煤矿瓦斯井下抽采量达61.7×108m3,较2006年翻了一番,利用17.7×108m3,利用率28.7%。截至2009年底,煤矿安全死亡2631人(因瓦斯事故死亡750人),百万吨死亡率0.987,首次降至1以下。
中国煤层气地面勘探开发始于20世纪90年代初,近几年发展较快,已初步准备了可供开发的煤层气资源,初步形成了煤层气开发工艺技术,多个区块已取得较好的产气开发效果,并实现了小规模商业化生产。
煤层气地面开发主要集中在沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘,以及阜新盆地的刘家区块,截至2009年底,沁水盆地南部沁水气田钻井超过3000余口,年产气9.7×108m3;鄂尔多斯盆地东缘共钻煤层气井430余口,年产气超过1500×104m3,阜新盆地刘家区块共钻煤层气井70余口,年产气超过3000×104m3。
在国家战略选区和煤层气示范工程等项目的推动下,近年中国煤层气开发取得突破性进展,以直井和多分支水平井为代表的煤层气开发技术逐步成熟,煤层气产业进入快速发展阶段。同时,国家适时出台了一系列优惠政策,极大地促进了煤层气产业的发展,中国煤层气产业进入快速发展阶段。
一个合法的煤矿需要“五证一照”
五证:采矿证(国土资源部门颁发)、煤炭生产许可证(煤炭工业管理部门颁发)、矿长生产许可证(煤炭工业管理部门颁发)、煤矿安全生产许可证(煤炭安全管理部门颁发)、矿长安全管理资格证(煤炭安全管理部门颁发)
一照:营业执照(工商管理部门颁发)
一般有此类代办公司可以一手包掉
如果说这类事情也要兄台您亲力亲为,那说明您的实力并不是相当雄厚的。
一般私人的煤炭,只要搞得定地方,基本勘探不会遇见什么瓶颈。一般开个煤矿少说也要扎上去700万,还不算人情钱。目前煤炭行业国家管控越来越厉害,是否是个值得下手的时机也还望兄台三思。
其次不得不说:
很可能去申请了申请不到。以前还可以以挂靠的形势办到。现在基本别想,国家大力政治小煤窑就是为了不让个人干。河南全省在册登记500多个小煤窑。从2009年开始国家争取3年时间做到,能回收的回收。不能回收的直接封井。
就算搞定当地政府强挖,在交易上也会产生很多问题,因为国家在交易终端上下了许多障碍,至少想要卖给电厂就难上加难了。加上版主您的团队是否有足够的煤炭交易经验也是问题。
不过事情都是自己拿主意的,想做也拦不住,还是看兄台您对煤炭这个行业的把握!!!目前环渤海湾的市场煤5500卡的挂牌价665/吨同比去年跌幅超过20%,小煤矿200、300多的也都有卖,但是现在一是买家有规模的买家群体在减少,二是被抓到。。。 所以是否要做或是如何定位比如何申请来的更重要。
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