宁东煤田煤矿床赋存状况分区与勘查模式：预测宁夏煤炭资源潜力

（一）宁东煤田煤矿床赋存类型

宁东煤田煤矿床赋存状况主要受到构造的控制，构造作用对煤矿床赋存的控制，直接影响煤矿床的勘查与开发。宁东煤田煤矿床赋存状况分区是基于煤矿床的赋存特征和勘查与开发程度两因素划分的。

根据宁东煤田基底特征、构造发育展布特征，将宁东煤田在东西向上划分为鄂尔多斯盆地西缘褶皱逆冲带和鄂尔多斯盆地主体（天环坳陷）两个区，其中西区鄂尔多斯盆地西缘褶皱逆冲带在南北方向上又划分为贺兰山逆冲推覆构造带前缘反冲带和六盘山东麓逆冲推覆构造带，区内断裂和褶皱构造发育。鄂尔多斯盆地西缘褶皱逆冲带南部的韦州矿区、石沟驿矿区和马家滩矿区、积家井矿区、萌城矿区主要发育北西—北北西方向的断裂和褶皱，北部的鸳鸯湖矿区、灵武矿区、横城矿区和红墩子矿区主要发育北西向和北东向的断裂和褶皱。鄂尔多斯盆地主体（天环坳陷）是指发育于白垩系中的天环向斜的西翼，东翼为陕北斜坡。该不对称向斜的西翼被断裂破坏，地层较陡，东翼宽缓。该区煤系地层为侏罗系延安组，被新生界及下白垩统地层覆盖，煤层埋藏较深。

基于构造控煤作用，结合煤矿床勘查与开发程度，将宁东煤田煤矿床赋存状况划分为以下3种类型，见表4-4-4。①现有生产矿井或勘查区的深部或外围断块型：主要分布在马家滩矿区、积家井矿区、萌城矿区和红墩子矿区，主要以断裂构造为主；②现有生产矿井或勘查区的深部或外围褶皱型：主要分布在韦州矿区、石沟驿矿区、鸳鸯湖矿区、灵武矿区和横城矿区，主要以褶皱构造为主；③深埋新区类型：主要分布在宁东煤田马柳断裂以东的区域，主体为鄂尔多斯盆地主体（天环坳陷）。煤系埋藏深，一般在1500m以深，新生界覆盖层厚，总体呈现出大型宽缓向斜构造格局。此区大部分为以往勘查工作的空白区。

表4-4-4　宁东煤田煤矿床赋存类型划分表

（二）宁东煤田煤矿床开采地质条件类型划分

从引发矿井地质灾害以及影响矿井开采的地质构造复杂程度、水文地质条件、工程地质条件、瓦斯、地温热害等五类开采地质条件出发，得到具体评价指标分级，见表4-4-5。通过对宁东煤田地质勘查报告中的开采地质条件进行统计，见表4-4-6，从表中可以看出，宁东煤田煤矿床的地质构造复杂程度为简单到中等，水文地质条件为简单到中等，瓦斯情况基本上都是低瓦斯。因此，上述3种开采地质条件不是主要的问题；工程地质条件为中等复杂型，宁东煤田存在地温热害等问题。基于以主要影响因素作为分类依据，宁东煤田以地温和工程地质复合问题为主型。

表4-4-5　煤矿床开采地质条件评价指标分级表

表4-4-6　宁东煤田基于勘查资料的开采地质条件统计表

续表

（三）宁东煤田煤矿床勘查类型

1.关于勘查类型的讨论

中国煤田地质界长期使用“煤田勘探类型”的概念，所谓煤田勘探类型是在煤炭资源勘查过程中，根据对煤矿床的地质研究和以往勘查经验的总结，按照影响煤矿床勘查难易的主要地质因素（地质构造复杂程度和煤层稳定程度）的不同，对煤矿床进行分类（陶长辉等，1988）。勘探类型划分的目的是为了选择勘查（钻探）线距、布置勘查工程，探明和控制不同类别的煤炭资源量。勘探类型集中反映了不同勘查地质条件下煤炭地质勘查方法的特点，同时也反映了不同历史时期对煤炭勘查的技术经济政策和经验的总结。

我国煤田勘查类型的划分始于20世纪50年代初期新中国煤炭地质勘查事业初创阶段，学习苏联的经验，初步划分了勘查类型，即“三类九型”。从60年代起，我国开始总结国内经验，制定相关煤炭资源勘探规定和规范。历次的勘探（查）规范基本上都采用单因素相对分类法，以构造的复杂程度和煤层的稳定程度来确定勘探类型和勘探工程基本线距。上述勘查类型是以地质构造复杂程度和煤层稳定程度这两个主要地质因素为依据，以定性描述和经验类比为基础，以钻探工程为单一勘查手段的条件下划分的，实际上是一种“网度类型”（杨锡禄等，1996）。

2.宁东煤田煤矿床勘查类型划分

上述勘查类型的划分只以构造的复杂程度和煤层的稳定程度为依据，均未考虑其他开采地质条件因素。随着煤矿床勘查和开采深度的增加，开采地质条件越来越复杂，勘查难度增大，依据上述勘查类型的勘查已经不能满足深部煤矿建设和开发的需要。由于煤炭地质勘查的目的是为煤矿建设提供充分的资源/储量和可靠的地质保障，所以煤炭资源勘查中的开采地质条件研究尤其重要。因此，本书提出的煤矿床勘查类型是在宁东煤田煤矿床赋存状况和开采地质条件研究的基础上，从深部煤炭勘查特性和地质勘查为资源开发服务的原则出发，按照煤层赋存条件状况和开采地质条件，将相似煤矿床加以归并而进行的划分。宁东煤田煤矿床勘查类型可以理解为煤层地质条件（煤层构造、煤层稳定性）、区域地质条件（区域构造、沉积类型等）、开采地质条件（构造、水文、瓦斯、地温、地压等）、地理条件（地形、地貌等）、开发条件（勘查和开采程度）等方面的概括或综合。影响深部煤矿床勘查工程的主要因素包括：地理条件，决定勘查工程施工的难易程度和勘查方案的选择；开发程度，决定勘查策略和勘查工程布置方式；地质条件，决定勘查任务从而决定勘查技术手段的选择。详见表4-4-7。

表4-4-7　煤矿床勘查类型的分类因素

不同煤矿床勘查类型在勘查手段的应用、勘查程序、勘查工程布置等方面各具特点，实现不同的勘查目的和任务。显然，煤矿床勘查类型包含了传统“勘探类型”的内容，但范畴更广。

本书从上述影响煤矿床勘查工程的三大类因素出发，根据宁东煤田大量勘查实例归纳总结，初步划分了宁东煤田的煤矿床勘查类型。

基于宁东煤田煤系赋存的构造控制作用的综合分析，综合考虑煤田勘查与开发的各种影响因素，以宁东煤田煤矿床赋存状况类型为主，辅以开采地质条件类型划分，将宁东煤田煤矿床勘查类型划分为3种类型。①地温和工程地质复合问题为主型的现有生产矿井或勘查区的深部或外围断块型：主要分布在马家滩矿区、积家井矿区、萌城矿区和红墩子矿区。②地温和工程地质复合问题为主型的现有生产矿井或勘查区的深部或外围褶皱型：主要分布在韦州矿区、石沟驿矿区、鸳鸯湖矿区、灵武矿区和横城矿区。③地温和工程地质复合问题为主型的深埋新区类型：主要分布在宁东煤田马柳断裂以东的区域，主体为鄂尔多斯盆地主体（天环坳陷）。

（四）煤矿床勘查模式

勘查模式借鉴了找矿模型（赵鹏大，2001）的概念，表述为：针对不同煤矿床勘查类型，在赋煤规律研究的基础上，对查明某类煤矿床所必须具备的有利地质条件、有效勘查技术手段、合理勘查程序和勘查工程布置方案的高度概括和总结。

针对宁东煤田煤矿床勘查类型，建立了相应的勘查模式，包括勘查手段的组合、勘查程序和勘查工程布置等方面。提供了类比、借鉴类似煤矿床勘查经验的基础，有助于采用有效的勘查技术方法手段组合，为制定合理的勘查工程布置方案和施工顺序奠定了基础。

宁东煤田位于中部重点开发区的西缘或西部待开发区的东缘，是中国13个能源重化工基地之一。宁东煤田的浅部煤炭资源相继已经勘查或正在开发，宁东煤田的找煤和资源勘查重点转向现有生产矿井或勘查区的深部或外围区和煤炭资源深埋新区。(www.xing528.com)

现有生产矿井或勘查区的深部或外围区是煤炭资源勘查的重点区，现有生产矿井或勘查区的深部或外围区的勘查对象一般是与生产矿井相同地质时代的煤层，只是因为构造位置不同而导致埋深不同。煤矿床经历后期改造后的赋存状态具有连续性渐变（褶皱型）和不连续性突变（断块型）等特征。因此，已有勘查区深部或外围区可视为浅部或开发井田的地质延伸，其成煤条件、煤层、煤质等指标与浅部勘查开发区具有可比性。围绕已有勘查区或生产矿井进行资源勘查工作是找煤勘查的有效途径，也是找煤勘查的一个优势区域。

随着勘查和开采技术的发展，煤炭资源深埋新区也成为当今煤炭资源勘查的重点区，我国过去的煤炭资源勘查工作主要集中在600m以浅，对深部煤矿床赋存状况和开发地质条件的协调配合研究较少，在勘查思路和程序、探测手段的选择和配合、资料处理技术和综合分析等方面均无成熟的经验，导致深部新区勘查开发的难度加大。

1.现有生产矿井或勘查区深部或外围断块型勘查模式

现有生产矿井或勘查区的深部或外围断块型的煤田构造基本形态以断块为主，周围有已勘查区或生产矿井，煤层通常是已勘查或开采区同时代的煤层，在形态展布和赋存规律上具有相似性、渐变性等特点，只是由于断裂作用破坏了煤层连续性，使煤层埋深发生了变化。该类型的勘查模式首先对区域构造背景和现有勘查区或生产矿井的资料进行分析和推断，可获取大量的有用信息，在构造分析方面，要根据断裂构造形态及其组合（如：叠瓦扇断夹块型等）推断煤层的赋存和埋深状况。根据宁东煤田勘查区的实际情况，勘查方法通常选择地震、钻探和测井等勘查技术手段，充分利用原有资料进行勘查，譬如将钻孔尽量布置在原有勘探线的延伸上，使之构成同一条勘探剖面。由于有浅部工程揭露，已有勘查区或生产矿井深部或外围的煤炭资源比较可靠，关键是查明深部构造形态和煤层赋存状况。因此，勘查工作应该遵循由浅至深、从已知到未知的原则，在对浅部已有资料详细分析的基础上，对矿区深部的构造形态和煤层延伸状况作出初步推断，由浅部勘探线向外延展，布置深钻控制主采煤层埋深。由于宁东煤田为断块型勘查区，断裂构造发育密度大，要获得相同级别的资源储量所要求的线距和孔距要比其他类型的小，钻孔布置的位置要根据物探结果和断块构造样式确定，尽量采用一孔多用，加强工程地质和地温等开采地质条件测试和研究，然后，采用适量的钻探和物探工程查明煤层赋存和开采地质条件，见图4-4-36。

2.现有生产矿井或勘查区深部或外围褶皱型勘查模式

现有生产矿井或勘查区深部或外围褶皱型的煤田构造基本形态以褶皱为主，周围有已勘查区或生产矿井。褶皱使煤层埋深发生了变化，煤层通常是已勘查或开采区同时代的煤层，只是由于所处构造部位不同，埋深发生了变化，深部勘查区是浅部勘查或开采区的连续延伸，通常位于向斜核部。此类勘查区应着重研究区域地质背景和褶皱的类型，分析煤层产状向深部的变化趋势，揭示构造形态的渐变性规律，以正确推断深部煤层赋存状况。

图4-4-36　现有生产矿井或勘查区深部或外围断块型勘查模式图

根据宁东煤田勘查区的实际情况，勘查方法通常选择地震、钻探和测井等勘查技术手段，充分利用原有资料进行勘查，譬如将钻孔尽量布置在原有勘探线的延伸上，使之构成同一条勘探剖面。由于有浅部工程揭露，现有勘查区或生产矿井深部或外围的煤炭资源比较可靠，关键是查明深部构造形态和煤层赋存状况。因此，勘查工作应该遵循由浅至深、从已知到未知的原则，在对浅部已有资料详细分析的基础上，对矿区深部的构造形态和煤层延伸状况做出初步推断，由浅部勘探线向外延展，布置深钻控制主采煤层埋深。由于褶皱构造的发育，使褶皱的两翼地层倾角发生不同的变化，钻孔工程的选择要根据地层倾角大小确定，若倾角>60°（韦州矿区的煤山和卧牛山附近的地层倾角达到了70°），可考虑定向钻探和一孔多钻。加强工程地质和地温等开采地质条件测试和研究，然后，采用适量的钻探和物探工程查明煤层赋存和开采地质条件，见图4-4-37。

3.深部新区型勘查模式

深部新区类型是指覆盖层巨厚、主采煤层埋深800～2000m的区域。由于煤层赋存较深，这些地区通常没有或很少进行过煤炭勘查和开采，地质工作程度低，资料相对缺乏，勘探难度较大；但另一方面，上述地区通常开展了较多的物探工作，且往往是油气勘查的目标区，地震和钻井工作揭露的煤系和煤层信息为深部勘查提供了宝贵资料。不同尺度的地质构造之间存在密切的联系，煤田构造是区域构造格架中的一个有机组成部分，应重点分析煤系盖层的结构和构造特征、聚煤环境、聚煤古地理、古构造等。

图4-4-37　现有生产矿井或勘查区深部或外围褶皱型勘查模式图

深部新区的勘查模式应该是在充分收集与整理区域地质资料的基础上，对区域聚煤规律展开详细的研究，了解聚煤环境、聚煤古地理、古构造，掌握沉积和构造的控煤规律。勘查工作开始后，首先进行地面物探（地震勘查、磁法勘查）工作，初步确定煤层的分布范围和连续性等。然后，有针对性地开展施工煤层的验证钻孔、施工控制性钻孔及主导勘探线上的钻孔，与获取的物探成果进行对比研究，去伪存真，初步掌握勘查区煤层赋存状况及地质特征，以确定下一步施工方案。根据所取得的钻探、测井、磁法、电法等勘查成果，全面施工加密钻孔，加强工程地质和地温等开采地质条件测试，以取得可靠的地质资料，查明煤炭资源，见图4-4-38。

图4-4-38　深部新区勘查模式图

深部新区煤炭资源勘查是目前能源勘查工作的重点，与浅部勘查相比，有相同点亦有不同。深部勘查应以经济、快速地完成勘查目的为原则，在勘察设计及现场工作中要充分利用已有的各种资料，最大可能地发挥物探技术的作用，钻探勘查线距和钻孔点密度较浅部要稀，尽可能以较低的成本来获取更多的勘查成果。总言之，要根据勘查区的具体条件，选择符合目前技术经济水平和国家政策许可的科学勘查方法。