追溯煤炭资源的发现过程
新疆发现和利用煤炭也有很长的历史。据史书记载，汉代时民丰地区曾采煤炼铁。魏晋南北朝时期(公元200-589年)，《金石道安》在西域记载:“曲兹北二百里有山，夜尽火昼，乃烟烟。人取此山为碳化，冶炼此山铁，三十六国用之。”相传在距今1400 ~ 1800年前的南北朝时期，有人在库车山(今库柏煤田)以北200里处运煤冶铁，但入夜，火光如昼，烟尘滚滚，铸铁为西域36国所用。在库车、白城北部山区，发现了唐代(公元618 ~ 917年)用煤炼铁的作坊遗址。元朝时期，新疆冶铁遗址数量明显增加，分布区域更加广泛。到了清朝，开采的煤矿已经成了大规模。
新中国成立后，党和政府高度重视新疆的矿业发展，派出了大量的勘探队伍，勘探包括煤炭在内的各种矿产资源。1956年，新疆第一支专业煤田地质勘探队成立，乌鲁木齐矿务局等煤矿企业成立。从此，新疆煤田地质勘探和煤矿开发进入了一个新的历史阶段。
早期人们对煤的认识和发现比较简单，主要是从利用地表裸露的煤开始，沿着煤层在地下开采，开采方式也很简单。随着找煤经验的不断积累和科学技术的进步，找煤方法和手段不断丰富和创新，找煤精度不断提高。
(一)煤炭勘探方法
煤的勘探方法与其他矿产资源的勘探方法有许多相似之处，也有自己的一些特点。主要方法包括遥感、地质填图、探槽、钻探、物探、化探、洞穴勘探、实验室测试及相关的水文地质和工程地质。
遥感找煤:是利用卫星、飞机等飞行器拍摄的地球表面照片，通过分析研究圈定有利成煤区的一种找煤方法。
地质填图:利用地形图、卫星照片和航空照片，将地层、构造、煤层露头等各种地质内容填在地形图上，称为地形地质图。然后对成煤地质条件进行综合分析研究，这是一种找煤的方法。
探槽:是地质勘探中揭露近地表煤层的常用手段。就是在地表松散的覆盖层中挖一条深度不超过3米的沟，用来揭露和了解煤层、地层、构造的情况。
浅井:是为了了解地表附近的煤层，从地表向下挖掘的浅垂直巷道。浅井有圆形、方形、矩形断面形状，深度在5-20米之间，一般不超过30米。
钻探:是地质勘探中的一种常用手段。它是利用钻机和钻具，在电机或内燃机的帮助下，向地下钻不同的孔，取出孔内的岩心或煤芯，以分析研究地下地层、构造和煤质。目前煤炭勘探普遍采用旋转钻井、绳索取心或提升钻具取心，钻井深度一般在1000m左右(图5-2-1)。
洞穴勘探:采用掘进的方法进行勘探，一般采用平巷的方法，有时采用上山下山的斜巷。
地球物理勘探:简称物探，是用物理方法和原理研究地质构造和解决找矿问题的方法。基于地下各种岩石或矿体具有不同物性的事实，采用不同的物理方法测量和分析岩石和矿体之间物性差异的数据，以推断地下地质构造和矿体分布，达到找矿的目的。地球物理勘探的方法很多。煤田勘探的主要方法有磁法勘探、电法勘探、地震勘探和放射性勘探。地球物理勘探可以在地面进行，也可以在钻孔和地下隧道中进行。
磁法勘探是基于岩石和矿体具有不同的磁性，产生不同的磁场。通过研究地表分布的异常，间接获得地质构造和矿体的数据。磁法勘探是煤炭勘探中常用的方法，用来探测煤层火区和烧变岩的范围和深度。
电法勘探是地球物理勘探的主要方法之一。它根据岩石与矿体之间电性的差异，利用天然和人工建立的DC或交流电磁场，获得岩石与矿体之间的电性差异，间接了解地质构造和矿体分布，解决水文地质和工程地质中的问题。煤炭勘探常用的有电阻率法、自然电场法、激发极化法、电磁感应法、大地电磁法等。地面常用电剖面法和电测深法，钻探常用视电阻率法、自然电位法和侧向电流法。
地震勘探方法是利用人工爆破或地震车在地壳中制造的地震弹性波的传播速度，研究不同岩石和矿体的地震反射波的传播速度，从而获得反射波的时间剖面，间接探测地质构造和矿体分布。地震勘探是煤炭勘探中最常用、最有效的地球物理方法之一。二维地震方法在煤炭勘探中应用广泛，可以探测落差较大的断层和煤层起伏。三维地震常用于探测小煤矿区的地质构造。三维地震可以探测落差大于5米的断层和落差大于3米的断点，同时可以查明厚煤层的数量、煤层的产状和埋深。
放射性勘探是基于岩石中伽马射线的强度。自然伽马和人工伽马是目前煤炭勘探中主要的地球物理测井方法。
上述物探方法用于钻井、巷道等地下勘探工程，称为地球物理测井。有电测井、放射性测井、磁测井、声波测井、热测井等等。
电法测井主要采用视电阻率法和自然电场法。视电阻率法的原理是根据钻孔穿过的岩层电阻率不同，测量岩层视电阻率变化曲线，以区分不同岩层和矿体。比如含油地层电阻率比较高，曲线上出现一个峰值；煤层电阻率低，在曲线上表现为低峰。具有良好导电性的金属硫化物矿体也出现在曲线的下部。天然电场法是一种由钻孔剖面中各种岩石的电化学活动引起的性质不同的天然电场，可以沿钻孔剖面划分各层岩石。天然电场法可以方便地划分渗透率差异大的岩层。
放射性测井是利用岩层的天然放射性、伽马射线与物质的相互作用、中子与物质的相互作用等一系列效应来研究岩层性质、检查井眼中技术状况的一套方法。常用的方法有自然伽马、人工伽马、中子测井、能谱测井和同位素测井。煤炭勘探主要采用自然伽马、人工伽马和中子测井。放射性测井的优点是不受温度、压力、化学性质等因素的影响，可以在有金属套管的井眼中工作。
磁测井是在钻孔中测量不同磁性的岩体和矿体的磁化率或其产生的磁场，分析研究其特征，从地质角度进行解释，从而达到找矿的目的。磁测井对磁性矿体有很好的效果，常用于寻找隐伏铁矿体和划分铁矿品位。由于煤层不是磁性矿体，磁测井在煤炭勘探中很少使用。
热测井根据井内温度随深度变化的特点，利用特殊仪器测量井内通过各种地质体时的温度变化规律，从而研究地温梯度、地质构造、地层特征等，达到找矿的目的。
综合勘探:指勘探方法和手段的综合应用，勘探对象的综合评价。地质勘探保障体系是实现高产高效矿井的基础，能有效识别高产高效井必备的资源(数量和质量)基础和开采技术条件。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。由于每种勘探手段和方法都有其优点和局限性，只有根据不同的地质条件，选择合适的勘探手段和方法综合应用，才能达到最佳的勘探效果。比如钻井结合测井是最准确可行的勘探方法，但只能控制点上的情况。钻孔太少，孔间控制程度不够，影响对孔间地质情况的判断。只有通过多点控制，由点到线，由线到面，地质工程师分析后才能建立地质模型。但过多的钻井施工会增加成本，不经济。二维和三维地震在点位控制上远不如钻井和测井精确，但其控制点可以非常密集，在地表和线上都有很好的连续性，这是单一钻井方法无法比拟的。虽然地震有很好的连续性，但需要钻井数据进行标定。因此，只有把钻井和地震勘探紧密结合起来，才能取得好的效果。如果煤层浅部有火烧区，最好结合磁法勘探。如果地层倾角较陡，则地震勘探不适用，应选择其他勘探手段配合。通常在地质勘探中，根据不同的地质条件和不同的勘探阶段，可以选择地质填图、探槽、电法、二维或三维地震、钻探、物探测井、抽水试验和取样试验。
由于成煤环境的多种多样，成煤后地质条件的变化因素差异很大，找煤的难易程度不同，找煤所用的方法也相应不同，有的需要用的多，有的需要用的少。另外，地质工作是一个由简单到复杂，由表及里，由浅入深的过程。不同勘探阶段要解决的问题不同，勘探程度不同，采用的找煤方法也不同。一般来说，地质条件复杂、勘探程度高时，采用的找煤方法较多；但地质条件简单，勘探程度低，采用的找煤方法较少。
(2)煤炭的勘探阶段
煤炭勘探是对所有地质体由表及点、由表及里、由浅入深、由疏及密的工程控制的勘探过程的研究。准确地说，煤田勘探过程不仅仅是找煤的问题，实际上是从找煤到评价的全过程。不仅要找煤，还要评价采煤的数量、质量、技术条件和经济意义。煤炭勘探过程是一个大的系统工程，从有利成煤盆地预测选区的研究开始，在此基础上，随着研究工作的深入和选区的逐步优化，各种勘探活动逐步展开。在煤田地质勘探中，通常分为预调查、普查、详查和勘探四个阶段。
煤田预调查——预调查的目的是寻找具有工业利用价值的煤层，初步查明煤层的数量、厚度、埋深及分布范围。要找煤层，首先要找到含煤地层，分析研究区域成煤规律，调查含煤地层可能存在的地方，然后实际调查含煤地层的特征和时代，以及含煤区的分布范围和边界，估算预测的煤炭资源量。前期调查阶段是其他勘探阶段的基础。
煤田调查——在预调查的基础上，大致了解一个含煤区或采煤区，初步查明调查区内的含煤地层特征、构造特征及相关水文地质条件，估算煤层的工业价值，确定勘探的必要性，估算推断的煤层内在经济资源量和预测资源量，为编制煤炭工业长远规划提供依据。普查的范围可以是一个煤田、一个矿区或一个特定的勘探范围。
矿区详查-详查是在普查的基础上进行的。矿区一般指煤炭工业建设中一个独立系统的范围，可以是单个含煤构造单元，也可以是含煤构造单元的一部分。详查阶段，要基本查清含煤地层的时代、煤系厚度、含煤煤层数量、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；基本摸清煤炭质量和类型，评价矿区水文地质、工程地质、环境地质等开采技术条件；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。详查成果应能为矿区开发总体设计提供地质资料，从而初步确定矿区的开发规模、井田划分、开发方式、开发强度、演替关系和地面工业布局。
井田勘探又称井田精查，是在矿区详查的基础上，在划分的井田范围内进行勘探，准确掌握煤层厚度和质量、产状、构造切割、煤层形态、开采技术条件的变化。需要查明含煤地层的时代、含煤地层的厚度、含煤煤层的数量、煤层的厚度、煤层的结构及其变化；查明矿区的构造形态和落差30米以上的断层构造；查明煤的质量和种类；详细评价矿区的水文地质、工程地质、环境地质等开采技术条件；估算煤层探明、控制和推断经济资源量，预采区探明和控制资源量应达到一定比例；煤矿开发经济意义的可行性评价。矿井勘探成果应能为煤矿开采设计提供地质资料。
上述煤炭勘查阶段的划分是基于对煤炭勘查过程的整体总结，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把握勘探阶段，有些勘探阶段可以简化或省略。例如，在已知煤系分布区，可以不进行预调查，直接进行普查；不能构成矿区的独立小煤田，不再需要将矿区详查列为独立工作阶段。每个勘探阶段一般都有一些共同的工作步骤。工作开始前，应分析研究已有的地质资料，制定勘探计划，即编制勘探设计。勘探设计批准后，组织野外施工，获取各种原始地质资料。对获得的地质资料进行汇总、分析、整理，然后写出地质报告。
(3)煤炭资源储量类型
评价煤炭数量，需要利用上述勘查手段和方法，对发现的煤炭进行综合评价，不仅要估算勘查区的煤炭数量，即煤炭资源储量，还要对储量进行分类。
根据煤田、矿区、矿田勘探获得的资源量，煤田、矿区类型可分为大、中、小三类。
对于煤田:
大型-资源储量超过50亿吨。
中型——资源储量1亿~ 50亿吨。
小——资源储量不到6543.8+0亿吨。
对于矿区:
大型-资源储量超过5亿吨。
中型-资源储量2-5亿吨。
小-资源储量不到2亿吨
对于矿区:
大型资源储量超过6543.8亿吨。
中型——资源储量1亿~ 0.5亿吨。
小——资源储量不到5亿吨。
根据资源的经济意义、可行性研究程度和工程控制程度，将估算的资源储量分为不同的类别。用表5-2-1综合表示:
表5-2-1煤炭矿产资源/储量分类表
注:表中使用的代码(111-334)，第一位数字表示经济显著性:1=经济，2M=边际，2S=亚边际，3=内在，？=不确定的经济意义；第二位数字表示可行性评价阶段:1=可行性研究，2=预可行性研究，3=大纲研究；第三位数字表示地质可靠度:1=探明，2=控制，3=推断，4=预测。B=未扣除设计和开采损失的可采储量。
表中主要指标的含义是:
经济性:其数量和质量根据市场价格确定的生产指数计算。在可行性研究或预可行性研究时的市场条件下开采，技术上可行，经济上合理，其他条件如环境允许，即每年开采矿产品的平均价值能满足投资回报的要求。或者在政府补贴等扶持措施的条件下，发展才有可能。
边际经济:在可行性研究或预可行性研究时，其开采不经济，但已接近盈亏边界。只有在未来，由于技术、经济和环境条件的改善或其他政府支持，它才会变得经济。
亚边际经济:在可行性研究或预可行性研究时，开采是不经济的或技术上不可行的，需要大幅度提高矿产品价格或技术进步，使成本降低，才具有经济性。
内在经济性:仅通过粗略研究进行了相应的投资机会评估，未进行预可行性研究或可行性研究。由于诸多不确定因素，无法区分是经济、边际还是亚边际经济。
未确定经济意义:仅指预调查后预测的资源量，属于潜在矿产资源，其经济意义无法确定。
粗略研究:指对矿床开发的经济意义的粗略评估。采用的矿石品位、矿体厚度、埋深等指标通常是中国矿山几十年的经验数据，采矿成本以同类矿山产量为基础。其目的是由此确定投资机会。由于普遍缺乏评估所需的准确参数和详细信息，资源量的估计只具有内在的经济意义。
预可行性研究:指对矿床开发的经济意义的初步评估。研究结果可为该矿床的勘查或可行性研究提供决策依据。开展这类研究，通常应该有详细调查或勘探后参考工业指标得出的矿产资源/储量数量、实验室规模的加工冶炼实验数据、价目表或类似矿山开采对比得出的数据估算的成本。预可行性研究的内容与可行性相同，但详细程度是第二位的。投资者为选择拟建项目进行预可行性研究时，应选择适合当前市场价格的指标和参数，论证项目应尽可能完整。
可行性研究:指对矿床开发的经济意义进行详细评价，其结果可用于详细评价拟建项目的技术经济可靠性，并可作为投资决策的依据。所用成本数据为当时市场价格，充分考虑了地质、工程、环境、法律、政府经济政策等多种因素的影响，具有很强的时效性。
预测:指对成矿潜力大的地区进行预调查所获得的结果。只有有足够的数据，并能与地质特征相似的已知矿床进行对比，才能估算出预测资源量。
推断:是指根据调查的精度，大致查明调查区内矿产的地质特征和矿体(点)的分布特征、品位和质量，包括从基本储量或地质可靠性较高的资源量中推断出来的。由于信息有限，不确定因素多，推断矿体(矿化)的连续性，矿产资源的估算基于有限的数据，可靠性低。
受控:指根据详查的精度，在矿区一定范围内基本查明矿床的主要地质特征、形态、产状、规模、矿石质量、品位和开采技术条件。矿体的连续性基本确定，矿产资源的估算建立在更多数据和更高可靠性的基础上。
探明:是指在矿区的勘探范围内，根据勘探的精度，详细查明了矿床的地质特征、形态、产状、规模、矿石质量、品位和开采技术条件，并确定了矿体的连续性，矿产资源的估算建立在较多的、可靠性较高的数据基础上。