中国煤炭资源综合勘查技术新体系架构

  0 前言

 

  煤炭是我国的基础能源， 与世界各主要产煤国相比，我国煤炭资源赋存规律、开采地质条件相对复杂，勘查难度较大[1]。我国煤炭地质工作者在煤炭资源地质勘查理论和技术方法方面进行了长期的探讨[1,2~4]，自20 世纪90 年代始，中国煤炭地质总局相继组织开展了针对中国东部不同复杂地质条件的找煤与勘查研究项目， 在一些老矿区外围逆冲推覆和重力滑动构造展布区获得找煤成功。21 世纪以来，在继续加强东部伸展型煤田与矿区深部构造找煤研究的同时， 加大了中国西部恶劣自然条件下煤炭资源勘查和煤矿安全生产保障勘查、矿区环境监测与治理地质勘查、煤层气和新的洁净能源勘查等工作，建立和完善了针对不同类型资源、不同地质和自然条件下的勘查模式。各种勘查技术有效利用和相互配合，取得了显著效果，，逐步形成了适合中国特色的中国煤炭地质勘查理论与技术体系。

 

  在勘查技术不发达阶段， 勘查工作主要是以地表地质研究为主，以就矿找矿为策略，形成了“以点到面，联点成片”的战略。而在勘查技术大大发展的今天，在战略上则以“快速扫面，面中求点，逐步缩小和筛选靶区”更为有效[5]。同时，勘查程序也发生了变化[2]。为了提高勘查效果，加强勘查战略研究，合理地综合运用各种现代勘查技术手段都是十分必要的。

 

  因此，针对不同地域、不同地质条件，如何选用合适的技术手段和勘查程序， 提高综合勘查的效率和准确性，仍是目前亟待解决的重要问题[2,5]。新形势下将煤田地质工作的范围拓展为包括煤炭资源调查、勘探、安全生产保障、矿区环境监测与治理、以煤炭为主、煤层气和与之有一定成生关系的洁净能源的研究与综合勘查的煤炭地质学是必然趋势， 也是地质勘查工作如何满足煤炭工业可持续发展的有效途径。

 

  1 煤炭资源综合勘查技术新体系构建基础

 

  1.1 中国煤炭地质理论的发展

 

  1．1．1 含煤地层层序地层进展

 

  层序地层学一般原理的产生可以追溯到100 多年前。20 世纪80 年代以来，层序地层学进入蓬勃发展时期， 这一时期最重要的进展首先是在石油地质学界， 随后迅速波及到几乎所有与沉积岩及沉积学有关的地学分支学科， 成为当今世界地学界最热门的研究领域之一，被誉为“地质学中的一场革命”。李增学等运用层序地层学的思路与研究技术方法， 提出具有中国特色的高分辨含煤地层层序地层模式，推动了中国煤田地质沉积理论的发展。

 

  1．1．2 成煤作用研究进展

 

  成煤作用理论的研究进展主要体现在四个方面：

 

  ①邵龙义等幕式成煤作用研究为煤层聚集解释提供了新依据；②事件成煤作用研究在沉积记录上有新发现；

 

  ③发现了晚古生代华北陆表海盆地海平面变化具有高频率和复合性的特点；④研究发现海侵沉积涉及的范围是全盆地的，大规模的， 海侵事件对于盆地整个系统具有深刻影响。

 

  1．1．3 煤炭地质构造研究进展

 

  我国煤田地质工作者很早就注意到构造作用对煤矿床形成和形变过程的全面控制，逐渐形成“构造控煤”的概念，构造控煤研究已受到普遍重视。构造控煤作用的概念在实践中得以拓宽和完善， 从早期专指构造形迹或构造变动对煤层形成和赋存的控制作用， 发展到泛指构造作用对煤的聚集和赋存的控制关系的广义概念。目前我国煤田地质构造研究的主要进展表现在如下几个方面：

 

  ①煤田构造的区域背景研究取得重大进展，代表成果见于《中国北部能源盆地构造》；②中国东部动力学与构造控煤作用受到关注，不仅开辟了找煤方向，而且在对煤田构造的认识方面也取得了重要进展；③控煤构造样式得到厘正[19]，对于深入认识煤田构造发育规律、指导煤炭资源评价和煤炭资源勘查实践具有重要意义；④煤变形—变质作用的构造控制研究得以深化；⑤以三维地震技术为代表的高精度探测技术全面推广应用，提高了我国煤田勘查水平[20]；⑥矿井构造预测与定量评价成为煤田构造研究的亮点[20]。

 

  1．1．4 与煤伴生的煤层气及天然气水合物的研究进展煤层气是一种形成于煤层中的非常规天然气，以吸附状态为主赋存于煤系地层（微孔和微裂隙）中，通常称作甲烷或煤层瓦斯，是一种潜力巨大的非常规天然气资源。我国煤层气资源量丰富，主要分布于华北、西北和云贵川，埋深2 000m 以上的煤层气资源量为30～31(×104m3)，接近或超过陆上常规天然气资源量，约占世界煤层气的20%，煤层气是我国煤炭地质学的重要研究领域。

 

  天然气水合物是指气体分子（除氢、氦、氖外）和水在高压低温状态下形成的结晶状态物， 也称之为可燃冰或固体气。天然气水合物是潜力极其巨大的超级潜在能源，2004—2008 年中国煤炭地质总局105 勘探队在祁连山南麓木里煤田冻土层下多次发现有可燃冰存在的迹象， 个别钻孔岩石裂隙有疑似可燃冰充填（刘天绩、文怀军等）。根据地质条件推断，青藏高原其他地区冻土层下也可能赋存可燃冰。