煤炭地质勘查技术发展回顾

综上所述，煤炭地质勘查研究成果非常多，技术也逐渐呈现多样化，取得的成绩可喜，但是，我国煤炭资源分布和开发存在着极大的不均衡性，加之经济发展地区差异性较大，以及技术普及周期较长和生产要求增加等方面，煤炭资源勘查技术仍然存在着以下几个问题：

1）由于东部浅层煤炭资源枯竭使其深层勘查、开采成为一个重点问题。我国东部浅层煤炭资源开采殆尽，而深层煤炭资源储量丰富，因此，深部资源勘查成为今后东部煤炭资源勘查一个重点。东部深部煤炭资源勘查面临着很多地质问题：第一，用什么技术手段来快速查明巨厚新生界覆盖区下煤炭资源分布与赋存状态；第二，煤层埋深大，存在着地应力大、温度高、瓦斯高、构造复杂等特殊地质条件。如何提高勘探精度，现有的勘探技术手段和探测成果往往与采掘揭露的情况有较大出入，地质灾害预测和防治技术尚不能很好地满足深部矿井生产需要，地质保障系统建设仍然很薄弱。

2）煤炭资源储量套改工作不彻底。煤炭资源/储量是煤炭地质勘查的主要成果之一。20世纪末以前，我国固体矿产储量的分类是参照苏联的模式。1999年6月，国土资源部发出《关于开展矿产资源储量套改工作的通知》，要求对《矿产储量表》上的储量按照新的分类标准进行全面套改转换，4年后套改工作结束。2003年以来，新区勘探项目是按照国土资源部颁发的《固体矿产资源/储量分类》进行的，此前的煤田（井田）勘查报告或矿井地质报告，甚至此后的一部分新建矿井地质报告、生产矿井修编地质报告和补充勘探报告等，仍然沿用原来的储量分级。由于对新、旧储量分级标准理解存在技术上的不统一，部分经套改后的储量报告也是不符合新的储量分级要求的。这些情况势必影响到国家对煤炭资源赋存与分布现状的客观认识，影响到煤炭资源储量分类与国际惯例接轨进程，影响到矿业对外交流与技术合作，跟不上国家矿业投资体制改革形势。因此，按照新标准系统清理生产矿井煤炭资源/储量，切实摸清煤炭资源家底，规范储量管理是煤炭地质勘查面临的紧迫任务。

3）物探手段探测能力和精度仍需提高，多方法综合分析成为主要勘查技术手段。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问题的关键。要完成这一重任，传统的方法显得无能为力，人们将目光聚焦到物探手段上。实际上，矿井开采地质条件具有隐蔽性、多变性和随机性特点，每种物探技术都有自己的适用条件和解决问题能力。高分辨率三维地震勘探效果除受地震地质条件影响外，在目的层反射波能量和高频成分衰减快的情况下，如何增大信噪比和分辨率，在信号接收排列长度大造成反射点离散距和第一菲涅尔带半径过大情况下，如何增强横向分辨率；在钻探和测井资料较少的情况下，如何提高反射波时间场转变成目的层深度场的精度等技术难题，影响了地震勘探结果的准确性和可靠性。因此，物探技术与其他技术结合将成为一个重要的研究方向。

4）资源勘查、矿井建设、煤层气安全开采一体化和环境保护等进程缓慢。煤炭勘查要求煤炭资源能够合理有效的利用，既要考虑资源量，又要考虑矿井建设以及多种能源利用情况和对于环境影响力，实际上是一个四位一体的综合模式。现今由于历史和经营管理体制等原因，目前从事煤层气勘探开发主要是一些石油公司或风险投资者，以资源－安全－环保为经营理念，以获取煤层气开发商业利益最大化为出发点，以实现原煤商业利益最大化为目的。因此，采煤与采气在行业上是分开的，在矿权上是分割的，在地域和利益上也是独立的，以致各自为政，各行其是，影响了四位一体化进程。

此外，在市场经济条件下，还存在以下问题：

1）投资主体发生变化。在计划经济条件下，煤炭资源的地质勘查与开发是分离的两个过程，探矿权和采矿权同属一个主体———国家，即煤炭资源的地质勘查工作是由煤炭行业地质主管部门，按照国家制定的中长期勘探计划，由国家投资地质部门实施，在确定的区域依据相关规范开展工作，其工作成果提交给国家，而后由国家交由煤炭建设、生产部门开始建设，其中的基本建设投资由国家出资，煤炭资源的销售价格由国家定价。在这一模式下，煤炭勘查部门与煤炭生产单位来自同一个出资方———国家，二者之间的关系表现在地质部门提交勘查成果给国家、生产部门使用地质成果；同样，在这一模式下，历经地质找煤、普查、详查、精查等4个阶段后，地质部门的资料经过国家储量管理委员会的认定与批复，才能作为煤矿设计、建井的依据等。因此，一个煤田从最初的勘查到最后的开发，往往需要十几年甚至几十年的时间，一个大中型煤矿的建成一般需要投资几十亿元的投资。

经过30年的改革开放后，我国已经初步建立了社会主义市场经济，与煤炭资源勘查与开发的国家标准、行业规范与政策规定等，都相应做出了新的、更严密的规定。如探矿权与采矿权的取得，不再是由国家根据区域经济发展情况做出配置，而是要通过招标、拍卖或挂牌等方式有偿取得，依法取得探矿权证的探矿权人成为煤炭资源勘查的主体。

2）投资思路发生变化。众所周知，企业是以追求经济效益最大化为核心，煤炭企业概莫能外。以往在国家计划经济条件下形成的一些勘查规范，如现行的1986年颁发的《煤炭资源地质勘探规范》，更多地强调了勘查工作的阶段性、渐进性等技术层面的内容。尽管对于煤炭资源后期开发也进行了概略性研究评价、预可行性研究和可行性研究，但这些经济评价的主要目的是说明后续勘查工作的必要性和继续投入的合理性，为后续地质勘查工作提供技术经济意义层面上的决策依据。真正意义上的可行性研究报告，则是在详查和勘探报告提交后，由煤矿建设单位或设计部门来完成。在目前形势下，煤炭企业作为投资的主体，无论是以探矿权人或采矿权人的身份出现，无一例外地从投资初期都非常关心投入/产出比、资金回收率等事关企业发展的核心问题，这一过程甚至从深部煤炭资源预查阶段就开始了。近年来，不少业主在煤炭资源勘查上，希望早投入、多投入，以期实现科学决策，缩短投资回收期，力求经济效益最大化。这种观点与做法，实质上是从勘查、开发一体化的角度做出的正确抉择。

煤矿工程地质勘察工作应尽量收集已有的地质、水文地质及邻近矿区的生产资料，充分利用地质孔、水文地质孔来满足工程地质调查的要求。在详查阶段，勘探孔间距一般500～1000m，用于工程地质目的一般不需增加勘探孔数，孔径一般采用89mm或108mm，对松散层、软弱岩层及煤层采用双层管取芯以减少扰动。须安排一定数量的孔全孔取芯。取芯深度一般要求从煤层之上30m至煤层以下10m。

3.1.3.1 钻孔编录工作

(1)在钻进过程中，每一岩层分层的钻进速度、钻杆振动以及冲洗液消耗量的变化、水位变化等均应作仔细观察、记录。

(2)取样或破坏岩芯之前，擦净岩芯表面的泥浆进行彩色拍照，这可提供一个持久良好的记录，而且可通过这些相片给出节理、自然岩层分层、软弱岩层及软弱夹层。

(3)对于取芯的每一岩(土)层，取芯后应立即观察描述。

黏土类土:首先根据黏土颗粒含量多少(借助于搓条、刀切等手段)划分为黏土和亚黏土，再描述其颜色、成分、层理、结核包裹体、化石、滑面及其倾角、接触面、温度和可塑性等。

砂类土:首先根据颗粒粒组的百分含量划分为砾石，粗、中、细、粉砂，再描述其颜色、颗粒成分及含量、分选性、滚圆度、层理、接触面、化石、结核、湿度和密实程度等。

岩石:要描述每一岩石分层的岩石名称、颗粒成分及含量、分选性、滚圆度、胶结物成分及含量、胶结方式、层理、接触类型、该层的岩石质量标志(RQD)、强度、不连续面的密度及崩解、膨胀特性等。

野外可按以下简易标志描述:

1)RQD:某一地层分层＞10cm长的岩芯之和与该分层岩芯总长度的比值(%)。

2)折断强度:从岩层中取出150mm岩芯，试着用手将其折断。折断强度可用下列标准予以估计:高的——手折不断，中等的——很少折断，低的——经常折断。

3)不连续面密度:以每分层中每米节理或不连续面的数量分级。

高的:＞10，结构面极发育，岩体破碎

较高的:2～10，结构面发育，岩体破裂

中等的:0.5～2，结构面较发育，岩体呈块状

低的:＜0.5，结构面不发育，岩体完整。

4)崩解性:将有代表性的风干的长25cm的岩芯放入水中10min，据以下标准评价确定。

高的:完全崩解中等的:有些崩解低的:很少或没有崩解。

(4)取样方法:根据煤层和岩石物理力学性质试验的要求，对岩(土)层分层依次采取尺寸和数量均符合实验要求的完整试样，经包装、蜡封后运往实验室，如果是土样、湿度敏感性较大的岩石均应在取芯后立即取样，以保持湿度和不被风化。

(5)每个钻孔应进行物探工作。

(6)钻孔编录的综合成果必须反映在钻孔工程地质柱状图上，该图应包括下述项目:地层岩性、柱状、RQD、折断强度、不连续面密度、崩解性质、综合评价等。这一图件对评价地层的冒落特性，查明潜在的地层控制问题，估计平均支护载荷密度都是非常有用的。

1)节理和不连续面的密度和方向，它们之间的接触关系及充填情况。利用这一资料可评价顶、底板岩层变形性质及分析残余构造应力的方向。

2)直接顶板地层的厚度和力学特性。这些性质会大大影响工作面后方地层的冒落性、变形特征、工作面支护载荷、顶底板移近、煤巷支护及岩层移动。

3)详细调查岩芯丢失的层段，以查明软弱岩层。

4)黏土岩和砂岩位置及厚度的变化，由此可查出古河床或河漫滩的标志，预计可能出现的地层控制问题。

5)每一地层单位的RQD、强度、崩解性、各岩层间出现离层的可能性。据此可确定平均支护密度及煤巷支护。

3.1.3.2 专门工程地质工作

下面讨论更为详细的工程地质资料的获得方法。这些资料包括节理和不连续面的性质、原岩应力状态、岩土层的强度指标、崩解性、岩体变形性质等。

(1)节理和不连续面的密度、间距、形状和延伸等，这些可在岩石露头上进行节理裂隙统计得到也可通过岩心直接测绘，如此需考虑使用双管钻进，取得定向岩芯还可使用物探技术或钻孔电视于孔内直接测得节理裂隙图像。

(2)可在邻近矿井中使用应力解除法，或在钻孔中通过水力破裂法测定原岩应力状态。水力破裂法适应于较深处的应力测量，且只能得到水平面上的两个应力的大小和方向，垂直方向的应力则需按深度和上覆岩层的容重计算得到。以上测量必须在定性分析的基础上，认为该区有构造应力存在时才进行，否则即按自重应力场计算原岩应力。

(3)实验室测定的岩(煤)块强度变形指标有变形模量、泊松比、单轴抗压强度、单轴抗拉强度、岩块和节理面的粘聚力与内摩擦角值。这些参数应尽量在较大直径的岩样上测定，以便更接近岩体指标。

在进行岩移预计或留设防水煤柱时，尚需得到松散层的变形和强度指标，它们是土的压缩系数、无侧限变形模量、泊松比、粘聚力和内摩擦角、无侧限抗压强度，黏土的抗拉强度、固结系数、先期固结压力，还要得到其他常规的物理性质指标，如含水量、黏土的塑限及液限、砂土的相对密度、颗粒成分等。

(4)水理性质:在水或湿气作用下，顶、底板岩石的恶化对地层控制是极其不利的。岩石的水理性质可由膨胀和崩解指标表示，决定这一性质的内因是它所含黏土矿物的性质及含量，如含蒙脱石的黏土类岩石最易崩解和膨胀，因此还必须进行岩石的矿物成分分析。

(5)岩体的变形性质:在钻孔内设置钻孔膨胀仪以测量直接顶、底板横向变形性质，通过声波测井可得到垂直层理方向的岩体变形性质。

3.1.3.3 水文地质调查

包括松散层含水层中的地下水和基岩含水层中的地下水的调查。这些调查应提供以下信息:(1)地下开挖时潮湿的区域(2)开挖区地下水量的预计(3)采矿引起的地面及岩层移动对地表和地下水变化的影响。为此，必须进行野外钻孔抽水、注水试验，以查明地下水水位、水流方向，岩层的渗透性，各主要含水层间的水力联系等。

3.1.3.4 图件的编制

工程地质工作的成果应反映在以下图件上，可便于开采设计和生产使用:

(1)工程地质柱状图。在综合钻孔编录及专门工程地质工作的基础上编制，并需将各岩层划分为工程地质岩组(指工程地质性质相近的岩层的组合)。它包括以下内容:地层单位、深度、厚度，各岩组岩性描述，岩石(体)的变形指标、强度指标、膨胀崩解特性，节理裂隙的密度和方向，可能离层的部位和岩层的渗透系数等。

(2)工程地质剖面图。着重反映沿勘探线工程地质条件的变化，包括工程地质岩组、风化带界线、各岩组主要物理力学性质、地下水位、岩层渗透性等内容。

(3)工程地质问题平面预测图。根据顶、底板岩性岩相、岩石物理力学指标、岩体变形性质，节理、裂隙、断层的产状和密度，地下水活动情况，瓦斯集中的可能性等，对顶、底板岩层进行稳定性评价，预测可能出现的地层控制问题，为选择采煤设备和顶、底板管理方法提供依据。

煤炭地质勘查是对煤矿床进行调查研究以获取地质信息的过程，是查明煤炭矿产资源、煤炭储量以及生产所需的其他基础地质信息的过程。这个过程不可能一次完成，需要分阶段并依次进行。它包括从煤矿床的预查直至开采完毕整个过程中的地质勘查工作，是由勘查对象的性质、特点和勘查生产实践需要决定的，也是由煤炭勘查的认识规律和经济规律决定的。勘查阶段划分的合理与否，将影响到煤炭勘查与矿山设计、矿山建设的效果。因此，它不仅是煤炭勘查实践中的实际问题，也是煤炭勘查中的一个重要理论问题和技术经济政策性问题。

根据煤炭地质勘查工作的特点和与煤矿设计、建设与开采的关系，一般可分为资源勘查、开发勘探和矿山闭坑治理三大阶段。在煤矿设计、建设前的地质勘查工作属于资源勘查阶段；而在煤矿设计、建设与开采过程中的地质勘探工作，属于安全生产保障勘探阶段，属于矿井地质工作的范畴，涉及闭坑阶段的地质勘查工作更注重环境建设与恢复治理。因此，煤炭勘探学实际上是煤炭经济地质学。

（一）综合勘查方法的形成

综合勘查的概念和方法体系是在新中国煤田地质勘查实践过程中逐渐形成并不断充实和完善的。

早在20世纪50年代初期，新中国煤炭地质勘查队伍创建之初，学习苏联煤田地质工作方法，在老煤矿区向外围新区发展中，裸露和半裸露地区多采用山地工程、地质填图、钻探和采样化验等手段进行煤炭地质勘查工作。为验证钻探质量并发挥钻孔一孔多用的作用，亦逐步开展电测井工作。

20世纪50年代末，中国东部地区在分析地质规律基础上，采用电法扫面、钻探验证的综合普查找煤方法，总结出一套地质－地球物理综合勘查经验，在皖北、鲁西、豫东、冀东、辽南等地找到了一系列大型隐伏煤田。

20世纪60～70年代，在全国范围内因地制宜的采用山地工程、地质填图、物探、钻探和采样化验相结合的综合地质勘查方法并逐渐开展和应用航片地质填图、遥感解译、数学地质等新技术和方法。

20世纪80年代，在安徽刘庄和山东唐口精查中采用高分辨率地震勘探和钻探相结合的综合勘查，提高了勘查精度并减少了2/3钻探工程量，大大节省了勘查投资，缩短了勘查周期。高分辨率地震勘探能查明落差大于10m的断层，在地震、地质条件好的地区甚至连落差为5～10m的断层亦有明显显示，在探测煤层厚度变化、分叉和尖灭方面亦取得了初步成果。

20世纪90年代以来，三维地震勘探技术得到推广运用，1995年煤矿采区三维地震技术取得了突破性进展，在探明井田内小型地质构造和煤层厚度等方面取得显著进展，大大提高了勘查精度。1996年以后，彭苏萍（1996）等利用三维地震勘探技术成功解决了影响煤矿安全生产的小断层、小陷落柱等地质问题，在中国东部能查清1000m深度内3m断层，精释精度大大提高。提高了地质勘查对煤矿安全生产的保障程度。目前，以高精度三维地震和快速精准钻探技术为核心，遥感、物探、钻探、测试技术相结合的煤炭资源综合勘查技术方法体系不断完善并趋于成熟。

我国煤炭资源赋存条件的复杂性和多样性，决定了煤炭地质工作中综合勘查的重要性。综合勘查又称为综合勘探（generalized exploration），有广义和狭义之分。

广义的综合勘查，是指在地质勘查中以煤为主，同时做好勘查区内各种与含煤岩系伴生或共生矿产资源的综合评价和勘查。《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T0215—2002）明确指出，煤炭地质勘查必须坚持“以煤为主、综合勘查、综合评价”的原则，做到充分利用、合理保护矿产资源，做好与煤共伴生的其他矿产的勘查评价工作，尤其要做好煤层气和地下水（热水）资源的勘查研究工作。同时，综合勘查也是指在煤田地质勘查各阶段，针对具体地质和地球物理条件，因地制宜地综合运用各种勘查手段所进行的勘查研究工作。

狭义的综合勘查，是指各种勘查手段的综合运用，又称为综合勘查方法或综合勘查技术。煤炭地质综合勘探技术是集地质填图、钻探、物探、测试、测绘、遥感和计算机于一体的综合勘探技术体系，即根据勘查区地形、地质和物性条件，合理选择高分辨率地震、钻探和数字测井等相结合的综合勘查手段，合理布置各项工程，强调各种手段密切配合和各种地质信息综合研究的现代煤炭地质综合勘查技术，它主要包括以下几个方面：

1.地理、地质和地球物理条件分析

我国煤炭资源地域分布广泛、煤系赋存状况差异显著。晚古生代海陆交互相煤系形成于巨型聚煤坳陷，煤层稳定但后期改造显著，原型煤盆地破坏殆尽。中生代煤系形成于大、中型内陆盆地，煤质优良、后期构造变形相对较弱。新生代煤系多形成于小型山间盆地或断陷盆地，煤层厚度大但不稳定。西北地区气候干旱、煤系裸露或半裸露；西南地区地形起伏大、植被高度覆盖、交通极为不便；华北东北平原区为巨厚新生界覆盖。各勘查区地理、地质和地球物理条件的显著差异，构成综合勘查方法选择的基础依据。

2.合理选择勘查手段

物探、钻探等各种勘查技术手段各有其不同的原理、特点、适用条件和应用效果，在运用各种勘查技术手段时要取长补短、合理配置、综合运用。综合勘查方法体系的主要内容，是根据勘查区具体的地理、地质和地球物理条件选择适当的勘查技术手段组合，以取得最佳勘查效果。

我国黄淮海等地震地质条件比较好的地区一般采用地震、钻探、测井和化验测试等勘查手段。在地层出露较好的地区则应充分利用地质填图和遥感技术，开展大比例尺填图，如在贵州等地区效果非常好。

3.注意各种手段的密切配合和施工顺序

20世纪90年代完成的唐口和刘庄勘探（精查）等中日合作项目，均成立了由地质、物探等专业人员组成的项目组，组织协调地质勘查工作，并制定了严格的施工顺序：先施工地震、测井参数孔、开展地震试验，获得最佳的地震参数，在此基础上开展地震工作，根据地震资料调整钻孔位置，施工钻探基本工程；根据钻探、地震取得的地质成果综合分析研究，确定勘查区的煤岩层对比、构造方案；初步编制资源/储量估算图，分析地质任务的完成情况，根据分析结果确定、施工构造验证孔和其他加密工程。

4.强化各种地质资料的综合分析研究

一个勘查项目应用多种勘查手段所获得地质资料十分丰富，要取得真正意义上的综合勘查，强化各种手段获得的地质资料的综合研究十分必要。如唐口等项目，除综合钻探、地震等手段取得的地质资料进行构造分析研究以外，还运用地震资料研究煤层厚度和结构变化趋势、河流冲刷带、圈定煤层可采边界、上覆松散层含水层分布等，同时，深入分析煤质资料，研究煤质特征和分布规律，从而大大提高了研究程度。

（二）综合勘查方法的运用

《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T0215—2002）规定了综合勘查方法运用的基本原则：煤炭地质勘查工作应根据地质目的、经济效果和地形、地质条件、物性条件的不同以及各种勘查手段的特长，因地制宜地配合、组合选用。

在中国西部地质工作研究程度较低的地区，宜先用遥感方法进行矿产资源综合调查，选择有利含煤区块进行地质填图、施工物探工程和钻探工程。在中国南方和西南暴露煤田和半隐伏煤田宜先开展地表地质工作，进行地质填图、施工坑探工程和钻探工程。在中国北方隐伏煤田以物探为主、钻探验证。

1）暴露煤田和半隐伏煤田应在充分利用地质填图（有条件时还应开展航天、航空遥感地质填图）辅以槽探、井探、浅钻和地面电法做好地面地质工作的基础上，再采用钻探、测井和其他手段完成各项地质任务。

2）凡地形、地质和物性条件适宜的地区，应以地面物探（主要是地震，也包括其他有效的地面物探方法）结合钻探为主要手段，配合地质填图、测井、采样测试及其他手段进行各阶段的地质工作。地震主测线的间距：预查阶段一般为2～4km；普查阶段一般为1～2km；详查阶段一般为0.5～1km；勘探阶段一般为250～500m，其中初期采区范围内为125～250m或实施三维地震勘查。

3）凡不适于使用地震勘查的地区和裸露、半裸露地区，应在槽探、井探、浅钻、地面物探和地质填图的基础上开展钻探工作。

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。

(1)钻探

经过数十年的努力，煤矿钻探技术进展很快。岩芯钻探已推广为绳索取芯金刚石钻探，并朝着多种钻探工艺配合的方向发展。冲击回转钻探、定向钻探、反循环钻探、坑道钻探、复杂岩层钻进技术等都取得了成效。泥浆体系从高固相转为低固相，从单一无机为主转为高分子为主，地勘水泥和惰性堵漏材料也已得到推广。钻探技术已用于陆地区调与普查、能源与固体矿产、地热与建筑基础等勘探水域里包括滨海钻探、深海钻探和极地钻探等，以及地下坑道中仰孔、斜孔钻探等。

(2)坑探

勘探掘进，即凿、装、运综合机械化程度已有相当大的提高，并形成作业线。勘探坑道软弱围岩锚注、锚喷加固支护技术和独立长巷通风技术，以及坑道内柴油机尾气净化装置等皆已具有相当高的技术水平。中型液压凿岩机的消化吸收良好，并已在生产中推广使用，同时还积极推广了新奥法(NATM)施工掘进技术。近些年来小断面竖井机械化作业线及井深170m掘进技术、小断面斜井机械化作业线及井深450m掘进技术、吊罐天井掘进技术、光爆及新型爆破器材等先进技术，都取得较好成果。

(3)物探

在物探方法方面，现已形成七大系统与系列，即区域重力调查、第二代航空物探、井中与地下物探、海洋物探等技术系统及油气勘探、固体矿产找矿、水工环物探等技术系列。在仪器设备方面，已建有十数家地勘仪器制造厂，可批量生产各类物探仪器，满足了国内勘查行业的需要。国际常规类型我国均有，且已更新了3～5代。在作用与贡献方面至今已获得数量颇为可观的重大地质找矿效果，探测出数以千计的矿产地，数以万计的供水井位，而且还完成了难以计数的工程勘测项目。同时解决了诸多大地构造和基础地质问题。

(4)化探

近年来取得了突飞猛进的发展，填补了多项技术空白。首先，六种方法，即水系沉积物、土壤、岩石、地植物、水化学、地气等测量技术业已建立，并取得发展与提高其次，在应用方面，除用于地质找矿之外，已有成效的用于环境地质、农业地质、污染监测、考古勘察、医学地质等多方面最后，化探技术进步方面亦相当突出，主要表现在研究并推广了一套山区、干旱区、高寒区、岩溶区等特殊景观区化探技术，同时，区域化探样品分析方法、质量监控、标准样制备和测试方法技术，用于检查异常的Au、Cu等野外现场分析技术等也发展迅速。

(5)遥感

自20世纪50年代中期，开始采用航摄像片进行区域地质调查工作以来，地质遥感技术飞跃进步，包括可见光、红外、微波等多波段成像的现代遥感技术已广泛用于区调、成矿远景预测、国土与农业调查、水工环地质普查等多方面，特别是城市遥感综合调查(如北京8301工程)取得了显著社会效益和经济效益。近年来，又陆续引进了德国RMK航空摄影设备、美国航空数字多光谱扫描仪、航空定量双道红外扫描仪及地面处理设备，并引进了陆地卫星多光谱仪拷贝底片资料。MT图像与SPOT图像已推广应用。我国也自行研制了JHY型机载航空红外扫描仪，开发和推广了微机图像处理系统和相应的处理软件。

(6)测量

测量技术方法水平提高且发展速度很快，地形测量由平板仪测图为主发展到航空摄影测制(应用航片测制大比例尺1∶1000～1∶1万图件，提高工效2倍，成本降低1/3)推广光电测距技术，使测量工效比原来提高3倍，且可节约一半人力航空与海洋勘测已应用先进的无线电定位与卫星定位GPS技术等，陆地GPS也已试用。目前地勘行业中测量专业分布在各个部门，从事工程测量、地勘测地、地形测量、海洋测量、城市测量、矿山测量等，同时也进行地质灾害监测、地面沉降与地震形变监测等多项工作。

(7)岩矿分析

近年来，岩矿分析技术发展很快，地矿行业已建立起方法较为齐全的实验测试技术体系。其中卓有成效的有区域化探主、次、痕量元素分析系统，超痕量Au分析方法，15个稀土元素分量测定方法，非金属矿的物化性能测定方法等。勘查的试验测试技术也具有较高水平。络合滴定法、光度分析法、分光光度法等都大步提高，极谱仪、光焰光度计、原子吸收光度计等已经普及，并部分配置了石墨原子吸收、X荧光光谱仪、等离子直读光谱仪等大型设备。

(8)勘察电算

现在物探、化探、遥感、数学地质、测量制图、水文地质以及科研管理都已用上微机。应用电算主要是进行数据处理(包括物化遥资料解释推断、地矿信息定性定量分析、地质作用过程数学模拟等)、图形图像处理、数据管理(如各类数据库、检索系统等)，以及建立勘察专家系统等。