资源勘查与煤炭勘探

矿产勘查主要研究对象是矿产（或矿床）的勘查与评价，主要研究方法是据矿床自然特征及矿产勘查开发的技术经济因素等进行地质、技术和经济评价。

勘查工作按GB/T 17766 划分为普查、详查和勘探三个阶段。一般应按阶段循序渐进地进行。合并或者跨阶段提交勘查成果时，也宜参照勘查阶段要求分步实施。

各阶段的目的任务

普查

在区域地质调查、研究的基础上，通过有效的勘查手段，寻找、检查、验证、追索矿化线索，发现矿（化）体，并通过稀疏取样工程控制和测试、试验研究，初步查明矿体（床）地质特征以及矿石加工选治技术性能，初步了解开采技术条件。开展概略研究，估算推断资源量，作出是否有必要转入详查的评价，并提出可供详查的范围。

详查

在普查的基础上，通过有效勘查手段、系统取样工程控制和测试、试验研究，基本查明矿床地质特征、矿石加工选治技术性能以及开采技术条件，为矿区（井田）规划、勘探区确定等提供地质依据。开展概略研究，估算推断资源量和控制资源量，作出是否有必要转入勘探的评价，并提出可供勘探的范围；也可开展预可行性研究或可行性研究，估算可信储量。

勘探

在详查的基础上，通过有效勘查手段、加密取样工程控制和测试、深入试验研究，详细查明矿床地质特征、矿石加工选治技术性能以及开采技术条件，为矿山建设设计确定矿山（井田）生产规模、产品方案、开采方式、开拓方案、矿石加工选治工艺，以及矿山总体布置等提供必需的地质资料。开展概略研究，估算推断、控制、探明资源量；也可开展预可行性研究或可行性研究，估算可信、证实储量。

参考：《固体矿产地质勘查规范总则》GB/T 13908-2020

(1)矿产资源地质勘查阶段的划分依据。其一是依据地质勘查工作对地质体调查揭露的认识规律。地质勘查工作一般由大面积的概略了解，逐步转入详细调查，其间所动用的勘探工程也随之增加。矿产资源地质勘查的过程，是实践、认识、再实践、再认识的勘查和研究过程。其二是依据矿产地质勘查工作的目的。矿产资源勘查的目的是为矿山生产建设服务，矿山设计建设的基本程序要求地质勘查工作逐步分阶段进行。从矿产品产能稳定的角度分析，地质工作要保证矿井产能的接续，矿区产能的接续和产能的区域性衔接从矿业生产发展的角度而言，地质工作要保证新矿井、新矿区、新的大型矿产基地规划和建设的需要。预查、普查阶段的地质工作成果，是为产能的区域性调控和衔接，进而为研究矿业发展的战略布局服务详查阶段的地质成果，是为新矿区总体设计规划服务精查阶段的地质成果，是为矿井设计提供依据。

(2)坚持按勘查阶段开展地质工作是历史经验和教训的总结。20世纪50年代在辽宁省发现的铁法煤田，经普查证实为赋存10亿吨以上的较大煤田，可供建设新的大型矿区。鉴于辽宁省对煤炭资源的急需，决定在开展详查勘探的同时进行矿区总体规划工作，并划定了一个井田开展精查勘探。在进行精查勘探的过程中发现有一较大的断层破坏了井田整体开发。在此情况下，被迫停止一切超前工作，集中力量加快详查，以详查资料为基础再进行矿区总体规划。同样，20世纪60～70年代，在我国西南地区开展的煤炭大会战中，所采用的“地质、设计、施工三结合”的工作原则，由于违背了地质工作的基本规律，违背了基本建设程序，欲速则不达。因此，在可供建设大型、特大型矿区开展地质勘查工作，必须坚持在详查工作的基础上，经矿区开发总体规划后，再进行精查勘探。只有如此，才能合理地利用矿产资源，保证矿山建设的顺利进行。

(3)按勘查阶段开展地质工作有利于加快矿产资源勘查开发速度。以陕北-东胜煤田勘查开发为例:1979年，当时的煤炭工业部地质局决定陕西煤田地质局的队伍进入陕北地区开展煤田地质工作。1982年185队提交《陕北煤田榆神府找煤报告》，获得新增资源量633亿吨。加上1970年时属内蒙古自治区煤田地质局的147队，提交的《鄂尔多斯东胜煤田普查找煤报告》927亿吨资源量，以及准格尔煤田226亿吨资源量。依据近2000亿吨的资源量，国家决定对陕北-鄂尔多斯地区的煤炭资源进行大规模开发，以适应经济快速发展对能源的迅速增长需求。煤炭资源勘查工作按照区域普查、矿区详查、井田精查以及水文地质和水源勘查的序次有序进行，与此同时国家着手加快煤炭外运铁路的规划和建设。从1979年算起至今约30年，陕西、内蒙古地区的煤炭产量有了大幅度的增长，成为我国最重要的大型煤炭基地之一，煤炭工业战略西移的目标初步实现。

对煤炭资源的经济意义和开发建设可能性做出评价，为煤矿建设远景规划提供依据。

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。

煤层气勘探开发评价大体上可分为三个阶段，即预探评价阶段、勘探评价阶段和开发评价阶段（图31-1、2）。

预探评价阶段的目标是选出有利的含煤盆地或地区。煤层气勘探多半是在煤田勘探基础上进行的，煤炭资源普查或煤田地质勘探，积累了大量的可供参考的煤层气勘探资料，煤层气勘探初期应当充分利用已有的地质资料。为了取得煤田地质勘探等已有资料所不能替代的煤层气地质参数，或是为了验证已有的资料，预探阶段可钻探少量资料井获取所需的参数。预探阶段资料整理侧重于煤资源评价、气源岩评价和储集层评价三个方面，应当选择煤层厚、分布广、资源丰度高，同时还要煤质好、煤阶适中、含气量高和储层渗滤条件有利的煤层和区块作为目标煤层和预选区块。预探评价最重要的环节在于对含煤盆地地质背景的分析，通过大量的区域地质资料与已有的煤资源、气源岩和煤储层参数，对含煤盆地特征及形成演化历史作出全面分析，才能对盆地煤层气资源前景作出初步的推断。应当指出，这种推断具有一定的风险性，因为煤资源或煤田勘探资料终究不能替代煤层气勘探，少量煤层气资料井的成功率更具偶然性，若部署适当取得较理想的资料会推进勘探进程，若因部署不当而肯定或否定一个盆地或地区，还会因此贻误战机。

勘探评价阶段的目标是选出煤层气勘探的有利区块。勘探评价要对预探评价阶段提出的有利勘探区作出进一步勘探的评价，既或是在有利的盆地也不会全面展开部署煤层气勘探，勘探阶段仅是对盆地勘探的入手点进行评价，入手勘探的区块并不一定是盆地最有利的高产区，因而勘探评价阶段取得局部或点的资料，仍要与盆地整体相联系才能将盆地内含气系统摸清。部署勘探井获取煤层气的关键参数包括五个方面，一是确定选区内勘探目标煤层的厚度，主要目标煤层一般应当大于2 m，当然厚度越大越有利，当勘探区块内煤层厚度小于2 m，且分布较普遍是不利的。二是通过煤层气勘探井直接测试求取煤层含气量，煤田勘探获取的大量煤层气含量参数值得认真参考，直接取证煤层含气量参数更为重要。一般要求煤层含气量大于5 m3/t，当然含气量越高越有利，当煤层含气量低于5 m3/t时，评价决策应当谨慎。当然评价不能仅仅依据一项气含量指标就断然肯定或否定，有时高煤阶气含量虽高但渗透性很差，亦有时低煤阶气含量稍低但煤资源丰度高而且储渗条件好。三是煤层渗滤参数是至关重要的，从某种意义上讲它是具有关系勘探成败的一项关键参数。煤岩是双孔隙介质，但决定渗透性的好坏主要还是裂隙系统发育的好坏。非裂隙性岩石通过实验室岩心测定渗透率，煤岩渗透率测定须通过煤层气钻探试井求取渗透率参数，渗透率值一般应大于0.1×10-3μm2，渗透率高对甲烷解吸与产出有利，低于下限值时其它参数即使很好亦难以决策。四是试井测试时还要求取煤储层压力参数，煤储层原始储层压力即煤层中部压力，它反映了储层能量大小和储层中流体的流动状态。煤储层压力是气体和水从裂隙向井筒流动的能量，煤储层压力对煤层的含气量及气体的赋存状态都有影响。煤储层可能超压或欠压，超压井可能是高产井，但超压井也往往带来生产成本增高的弊端，欠压井也不能一概否定，也可能成为较好的生产井。五是等温吸附曲线的测定是煤层气勘探所必须求取的重要参数，通过等温吸附曲线与储层压力等资料，可以取得含气饱和度等资料。当解吸压力与地层压力比小于0.5的时候，标示出煤层中气体难以解吸，在含气饱和程度也低的情况下，应当对勘探井或区块作出否定评价。通过煤层气勘探阶段取得的煤资源量、含气量、渗透率、储层压力，以及等温吸附测定取得的解吸压力、含气饱和度等参数，经过综合分析对比即可选出进一步勘探开发的有利区块。

图31-1 煤层气勘探开发阶段划分及评价选区流程框图

图31-2 煤层气地质评价研究内容框图

开发评价阶段是在前期选定的有利区块基础上进行的。应当指出，勘探阶段选定的区块并不一定是含煤盆地煤层气藏最有利的部位。盆地是一个含气系统或是具多个含气系统，选区是气藏的高产区带还是低产区带，要通过深入的勘探才能逐步摸清。开发评价阶段应在优选区块内合理的部署试验井和井网，进行小井网排采试验，试验井或小井网要能够控制所选定的区块。通过试验井或井网求取试采的各项数据，特别是评价煤层气藏的关键性参数，测算勘探开发区块的探明储量，同时进行储层模拟分析，评价气藏开发的经济效益，由此作出是否转入工业性开发生产的决策。

不同的勘探开发阶段应作出不同的评价，与煤层气勘探开发阶段相匹配的是不同量级的资源量、储量。资源量或储量是各种量化指标的综合评价参数，以量化的气资源量来标示，但必须要以相应的配套参数作为依托。

储量和资源量是一个与地质认识和经济技术条件相关的变数。煤层气盆地、煤层气藏勘探开发的全过程，实际上是对盆地和气藏特征逐步认识的过程，亦是储量精度逐步提高和接近客观实际的过程。这个过程既有连续性，又有阶段性。不同勘探、开发阶段所计算的储量精度不同，确定的储量级别不同，在保证经济效益的前提下，作出的勘探、开发决策也应当不同。

石油及天然气（常规）通过大量的勘探、开发实践制订了储量及资源量规范。关于天然气（常规）储量及远景资源量分级，从盆地勘探到气田发现并投入开发，大体经历预探评价、勘探评价和开发评价三个阶段。根据预探、勘探、开发各阶段对盆地和气藏的认识程度，分为远景资源量与储量两个大类，进而将远景资源量划分为推测资源量和潜在资源量两级，将储量划分为预测储量、控制储量和探明储量三个级别，又将探明储量分为已开发、未开发和基本探明储量三类。

在储量分级之外划出远景资源量是很有必要的。远景资源量是根据地质、地球物理、地球化学资料类比估算的尚未发现的资源量，它可以推测今后气田被发现的可能性和规模的大小，在概率曲线上反映出估算值具有一定的合理范围。推测资源量可以作为编制早期区域勘探部署或长远规划的依据，潜在资源量可以作为编制预探部署的依据。

天然气（常规）储量及远景资源量的分类，将烃类气体按地层中原始产状分为：气层气、溶解气、气顶气、水溶气和凝析气。如果以此分类也可以将煤层气归类为气层气及水溶气。但从煤层气的成生机理、储集特征、成藏条件以及勘探开发方式来看，都与常规天然气有着明显的差别。因此，煤层气（不包括一般意义上的煤成气）应当作为一个新的矿种列入天然气储量规范。由于煤层气是一个新兴的能源矿种，至今国内以及国外尚未建立规范的储量标准，从完善天然气储量规范而言，亦应当建立煤层气储量及远景资源量的规范，而且应当与石油、天然气及其它矿种的标准相对应，又要与煤层气自身的特点相符合。

由于煤层气与常规天然气的赋存状况有很大的差别，因此制订储量规范也应当有所不同。进行煤层气勘探一般要在煤田勘查之后，因此很少动用地球物理、地球化学等勘探手段进行预探、勘探及开发，而主要选用钻井方式进行勘探。通过钻井钻取岩心进行测试，同时进行测井、试井、压裂、排采取得计算储量所需的各种参数。常规天然气井往往是钻井打开气层后就会畅喷，而后进行测试、试井获取气井的各种参数。煤层气井往往是钻达产气的煤层，完井后进行相当时间的排采，将煤层中的水排放，通过煤层降压使吸附在煤岩上的气体解吸，产气量逐步上升达到产气高峰，而后才能作出评价。而且仅有一口气井的排采成功还不行，还需要进行小井网的排采试验，才能证实所勘探区块的可采性。

煤层气藏不象常规天然气藏的气体赋存在含气圈闭之中形成明显的气水边界，煤层气藏的边界往往是通过钻井排采，确定其产气能力，逐步划清边界，有些是骤变，而往往是渐变的。有时确定其边界不完全是地质意义上的边界，很大成分是气井虽有一定的产能但因经济上的可采价值不大而被否决。同一个煤层气盆地可能形成较大面积的气藏，也可能分割为多个含气系统形成多个气藏。

还有可勘探深度的差别，常规天然气的勘探深度可达5000 m或更深，而煤层气井的可采深度，受经济技术诸因素的制约，如同煤炭开采深度较浅一样，一般在2000 m以浅，甚至更浅，因而测算资源量时均在此线以浅的范围内。

煤层气储量、资源量的分级、分类大体可作如下划分（表31-1）。

远景资源量与储量是有区别的，在煤层气勘探进入勘探评价前的预探阶段，一般不投入或少投煤层气勘探的实物工作量，而且要对煤炭资源勘查的大量资料进行综合分析，作出对远景资源量的评估。远景资源量划分为推测资源量与潜在资源量两类，与常规天然气规范的推测资源量和潜在资源量相对应。两者的差别在于预探阶段的后期测算潜在资源量时，可以部署必要的资料井，直接取得煤层气评价的必要参数。

勘探评价阶段划分为预测储量和控制储量两级。两者的差别在于预测储量级所钻探的勘探井至少要有一口井，但控制储量级必须钻探多口勘探井，并要至少钻探一口进行排采的评价井。

勘探阶段的预测储量及控制储量与开发阶段的探明储量的差别，是前阶段只钻探勘探井和少量评价井，后阶段要钻探较多的评价井，直至开发阶段后期要完成整个开发区块的开发井网，同时还要进行一个至多个小井网的排采试验。没有小井网排采试验的成功，开发期就不能由低级阶段转向高级阶段，也就不能提交高级别的储量报告。并且还必须进行储层模拟分析，才能提出科学的、合理的开发方案。

表31-1 煤层气与煤炭、天然气（常规）储量、资源量级别划分对比表

开发阶段的基本的、未开发、已开发三个探明储量级的差别是，基本探明储量级在开发区块内完成数口评价井，同时要完成至少一个小井网的排采试验，同时进行储层模拟分析。而已开发探明储量级，必须完成整个开发区块依据储层模拟设计的开发井网，并且完成控制整个开发区块的均匀分布的小井网排采试验。

由远景资源量到储量的资源评价是由低级向高级发展的过程，每个勘探开发阶段都必须有前一个阶段的资源量或储量评价作为依据，而每个勘探开发阶段又都要作出相应的资源量或储量评价作为下阶段的决策依据，只有这样才能作到决策的科学性。

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。