常用勘探网型共性问题探讨

黄桂芝，冯 彬，田立慧

(黑龙江科技学院 资源与环境工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027)

一定的勘查工程密度，只能为研究和查明勘查区的地质和开采技术条件提供基础，切实加强地质研究，才能提高勘查程度。勘探网型在一定程度上，限制了勘查密度和地质研究的方便性和可靠性,既是勘查程度和地质研究最基本的保障，又可能成为勘查程度和地质研究的束缚之绳。以不同勘探网型为基础所编制的成果图件，质量有较大差异。勘探网型有正方形、长方形、三角形、菱形、六边形和放射状，其中常用的是正方形、长方形和放射状网配合使用。上述常用网型，在断层控制、煤层控制、地质研究、计算机三维模拟等方面存在一些共性问题，已严重滞后于实际工作的需要和计算机技术发展水平，直接影响勘查质量。因此，勘探网型改进工作已势在必行、刻不容缓。只有以功能强大的勘探网型为基础，以地质趋势分析为方法，以利于利用计算机对钻探数据处理进行二次开发，以获得更多隐含性地质信息为手段，才能有效地对地质构造进行综合分析，提高构造查明程度。在这一平台基础上，才可以开展地质勘查图件智能化编制这一国际前沿性课题的研究工作，否则将陷入误区，做无效工作，贻误发展的大好时机。

1 常用勘探网型共性问题

1.1 单一勘探网型不能对煤盆地整体进行较好勘查，网型衔接使用问题较多

在以煤盆地作为勘探范围时，单一的正方形、长方形或放射状网，均不能对煤盆地整体进行较好勘查，需将正方形和放射状网或长方形和放射状网衔接使用。其结果是钻孔密集处浪费钻孔、钻孔稀疏处降低断层捕捉率；同时造成剖面弯折，不利于对煤层整体形态的了解。

1.2 断层捕捉率较低

(1)钻孔布局形成的控制间距较大

由于钻孔布局均匀化，在常规的勘探网度下，没有小间距、重点控制断层的控断勘探线。勘探线上控制断层的概率偏低，尤其是高角度断层。没有对走向、倾向和斜交断层进行多层捕捉，在小范围内控制的措施，断层控制的随机性较大。正方形、长方形和放射状网均存在这一问题，下面以二类二型勘探区500m×500 m正方形网为例。

设煤系地层厚度为1000 m，较难控制的高角度断层倾角为75°，垂直断层走向方向可以控制到断层的距离约为267 m(1000 m÷tan75°)。因相邻两勘探线间距离较大(勘探阶段二类二型地区的勘探线距为500 m)，该网型在上述条件下，对高角度走向断层和倾向断层的一次性捕捉概率约为50%(267 m÷500 m)；相邻钻孔在对角线方向上的距离为710 m，以相邻走向和倾向方向上相距500 m的钻孔也作为控制孔，对斜交断层的控制概率分别约为50%和33%(267 m÷710 m)。

(2)勘探线间的“弱区”呈较宽的直带型分布，不利于捕捉断层

也以二类二型勘探区500 m×500 m正方形网为例，由于勘探线为相距较远的平行直线，两勘探线间的中部，对高角度走向断层和倾向断层的一次性捕捉概率低(50%)，地质研究程度也低，笔者将其称为“弱区”。可见，“弱区”呈较宽的直带形分布。由于断层走向变化的波幅较小、波长又较大，因此，“弱区”内捕捉断层的能力较低,尤其是高角度倾向断层和走向断层(如双鸭山矿业集团东荣三矿的F32倾向断层等)。长方形和放射状网也存在这一问题，需改进，使“弱区”的形态不适合于断层沿走向延伸的特点。

本文认为，位置确定的两钻孔，在不同方向上可对断层形成不同的控制距离。因此，在一定的勘探网度下，采用不同的钻孔布局方式，会形成不同的 “弱区”形态，产生不同的断层捕捉率，这正是我们急需加强研究的。

1.3 煤层控制准确性差

(1)确定煤层产状所用面积较大

对煤层产状控制而言，钻孔集中布置在直线形勘探线上，确定煤层和断层产状不能使用同一勘探线上的三个钻孔，必需使用相邻两勘探线上的三个钻孔，所用三角形面积较大。以二类二型勘探区500m×500m正方形网为例，所用三面积为0.5×500m×500m2，其内产状异常变化几率较大。这样，在较大面积内用以直代曲方法所确定产状的准确性偏低。长方形和放射状网也存在这一问题。若勘探线为非直线，利用同一条勘探线的三个钻孔即可确定煤层产状，所用面积越小，所求产状准确性越高。

(2)钻孔布置对控制煤层走向变化作用低

对于煤层的控制，可归为走向和倾角两方面。在这两方面中，以走向控制为重要，尤其是褶曲较发育地区,走向不准，无法进行水平运输大巷、采区和回采工作面的设计，在煤层平巷遇断层时，也无法准确找到另一盘煤层。这一问题，在正方形和长方形网中均普遍存在。如果在两倾向勘探线间的区域内，沿煤层倾向方向将其划分为几个长条形条带，则每一条带内煤层底板等高线大致平行，走向变化不大，而不同条带内煤层底板等高线的走向方位变化较大。从对煤层走向的控制而言，如果勘探线垂直煤层总体走向呈直线式，则该线上一排钻孔均处于同一条带内，带内各处的煤层底板等高线大致平行，变化不大，等于用很多孔控制同一个走向段煤层底板等高线的方位，造成该条带内钻孔的浪费。相邻两倾向线间，条带内煤层底板等高线的变化则没有钻孔控制。当煤层底板等高线变化较大时，一般用加密钻孔来解决，又需另增加钻探工程量。实际工作中，这样的情况较常出现。如果钻孔在相邻两倾向勘探线间，沿煤层走向方向呈较均匀的分散式，则可以较均匀地控制更多条带内煤层底板等高线的走向方位，提高勘探区煤层底板等高线整体的准确性。

(3)剖面上相邻两孔间煤层底板高程的确定，没有考虑相邻剖面上同一煤层的影响

对于连续性煤层底板高程的确定，均是只将剖面上相邻两钻孔中见煤点顺势连线，没有考虑相邻剖面上同一煤层的影响。这对于稳定煤层相关性不大，但对于较稳定和不稳定煤层相关性增大，直接影响插值点煤层底板高程的准确性。

1.4 断煤交线准确程度较低

煤田勘探成果的最主要图件，是煤层底板等高线图。在该图上，对于断层的控制程度，可归结为断煤交点位置的准确程度。而断煤交点的位置正好处于钻孔中的概率特别小，因此，绝大多数断煤交点的位置是推断的，且在不同方向的剖面内，推断的准确性是不同的。

大多数情况下，断层倾角较陡(一般为60～70°)，且断层倾角沿倾向方向相对稳定，变化小(尤其是正断层，逆掩断层除外)；而煤层倾角相对较缓(一般为5～40°)，且煤层倾角沿倾向方向相对变化较大。因此，在垂直于断层走向剖面内，所推断煤交线位置的变化性相对较小，而在垂直于煤层走向剖面内，所推断煤交线位置的变化性相对较大。因实际工作中，勘探线方向基本上都垂直于煤层走向，故影响断煤交点的准确性。

另一方面，因剖面上煤层和断层的走向和倾角都是较大块断内(500m2)的平均值，而它们是影响断煤交点位置的几个主要因素,因此，也影响断煤交点位置的准确性。

更主要的是，由于断层捕捉率偏低导致的断煤交点数量偏少，对断煤交线准确性的影响非常大，居于第一位。

1.5 煤层控制和断层控制间矛盾的兼顾性差

对于斜交断层较多的地区，因勘探线方向垂直于地层总体走向, 在垂直于断层总体走向方向上钻孔间距较大，对断层的控制不好，使断层控制方面与煤层控制两者相矛盾，兼顾性差。如果钻孔布局灵活，即有钻孔间距较小、近垂直于断层总体走向方向的控断勘探线，可大幅度提高断层捕捉率，又可以编制出垂直于地层走向方向质量好的直线剖面，则可很好地解决这一问题。同时，也在很大程度上提高了断煤交线的准确性。

1.6 不利于利用计算机对钻探数据处理进行二次开发以获得更多隐含性地质信息

对于连续性煤层底板高程的确定，不进行孔间和线间的地质分析；对于煤层总体的控制，钻孔布局均匀化程度太高，没有重点控制的密集区，也没有相对一般的稀疏区，各处的控制程度持平，地质变量的趋势性规律显现的不好，也不利于进行趋势分析。即，不利于利用计算机对钻探数据处理进行二次开发，以获得更多隐含性地质信息，以助于对地质构造进行综合分析，提高构造查明程度，满足煤炭资源勘探和矿井建设的需要。这些问题，在常用的三网型中也普遍存在。因此，可以认为，常用的三网型对于勘探区煤层整体的地质分析程度，是该网度下的最小值。

1.7 三维地质模型准确性低

因断层的捕捉率较低，煤层产状、煤层底板等高线和断煤交线控制的准确性也较低，加之地质研究程度低，导致据此所建立的三维地质模型准确性低下，实用性较差。这一问题，也是常用三网型的共性问题。

1.8 不利于构造形态研究和查明

钻探工程的直线式布置，使获得的地质信息集中在相距较远的直线上,分散性和均匀性较差,不利于查明地质构造的空间形态、构造要素的空间组合关系和展布规律。而上述问题，又是煤炭资源勘探中查明构造的主要任务。

1.9 不利于构造应力场分析、应变分析、盆地沉降史分析和构造模拟

准确的地质构造几何学分析是地质构造研究的基础。在准确的地质构造几何学分析基础上，才可以有准确的构造应力场分析、应变分析、盆地沉降史分析和构造模拟。钻探工程的直线式布置，不利于地质构造的几何学分析，因此不利于构造应力场分析、应变分析、盆地沉降史分析和构造模拟。

1.10 不利于对机械化开采适宜情况的了解

随着煤矿开采机械化程度的提高，对煤炭资源勘探工作也提出了更高要求，不仅需要提供地质构造和煤层形态方面的可靠资料，而且还要求了解影响采掘机械化顺利进行的开采地质条件。由于钻孔集中布置在直线形勘探线上，特殊布置的线间孔特少，影响勘探线间地质情况的掌握，对了解机械化开采的适宜情况是很不利的。

1.11 适用于煤层稳定、构造简单地区

因其在煤层和断层控制方面的粗略性，只能适用于煤层稳定、构造简单地区，对于煤层较稳定或构造中等地区已不适合，对于煤层不稳定或构造复杂地区则更不适合。

2 结论

2.1 勘探网型改进工作已势在必行、刻不容缓

只有以功能强大的勘探网型为基础，以地质趋势分析为方法，以利于利用计算机对钻探数据处理进行二次开发，以获得更多隐含性地质信息为手段，才能有效地对地质构造进行综合分析，提高构造查明程度。在这一平台基础上，才可以开展煤田地质勘查图件智能化编制及煤田地质勘查设计三维模拟，指导这一国际前沿性课题的研究工作。否则，将陷入误区，做无效工作，贻误发展的大好时机。因此，勘探网型改进工作已势在必行、刻不容缓。

2.2 网型改进方向

在一定的勘探网度下，以提高断层捕捉率、煤层底板等高线和断煤交线的准确性为目标，以可以编制出高质量的煤层倾向剖面和走向剖面为落脚点，打破传统思维的定势，在对上述问题综合考虑的基础上，系统地进行勘探网型改进研究。

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