煤礦

煤礦-印尼為例

一、煤礦地質研判與航線規劃

• 煤礦資源的勘探，需先依照勘探範圍之地質圖進行地質構造走向的研判，故須請業主提供勘探範圍之地質圖或相關資料；勘探航線則須依據研判後的地質構造走向與之相切。地質資料及航線規劃示意圖如圖1和圖1-1所示。

• 依照勘探物質種類不同，UAV航行速度也對應不同。煤礦資源是由過去數百萬年間植物殘體的堆積和地質變化形成的。

• 以下是形成煤礦的一般過程：

1. 植物生長：在地球上的古代森林和沼澤地區，大量植物生長並死亡。這些植物殘體主要是木材、樹葉、樹皮和其他植物組織。

2. 堆積：隨著時間的推移，植物殘體堆積在沉積環境中，例如河流、湖泊和沼澤。這些殘體被沉積物(如泥土、泥漿和礫石)覆蓋。

3. 地質變化：植物殘體在地質過程中經歷了壓實和變化。壓實是指上方沉積物的重量壓迫下方的植物殘體，使其變得更加堅實。這種壓力還有助於排出水分並增加殘體的密度。

4. 煤化：在地下，植物殘體經歷了煤化過程，這是一種由壓力和溫度引起的化學變化。煤化過程中，殘體中的有機物質逐漸轉化為煤，並逐漸失去水分和氣體。這種轉化過程需要長時間才能完成。

5. 煤礦形成：隨著時間的推移，經過煤化的植物殘體形成了煤礦。煤礦可以是不同等級的煤，包括褐煤、石煤和無煙煤，這取決於煤化過程中的溫度和壓力。這些煤礦可能位於地下或露天。

• 經本公司實務測試結果，煤礦資源勘探之UAV航速為15m/sec，其航線間隔為20m。

二、煤礦資源探勘流程

• 煤礦資源的勘探流程(圖 2)，首先依據業主或公開資料的地質圖進行已知斷層方向或地層方向的研判。如勘探區域內或鄰近地區有已知的地質鑽井，可與所有者協調進行10分鐘的定點檢測，或可於飛行航線規劃時，將鑽孔座標納入航線內，讓UAV飛經其鑽孔上方。完成樣品檢測後，將樣品檢測資料回傳給十方公司，由勘探部門進行煤礦資源的分析。UAV飛行勘探的部分，由十方公司研判業主提供之地質資料進行航線規劃，並將規劃後之飛行航線檔案傳送給業主，並由業主雇傭之當地飛手，將飛行航線資料放入UAV遙控器內。完成飛行勘探後，將資料回傳給十方公司，由勘探部門進行資料的分析。完成UAV勘探分析後，由十方公司選擇最佳1至3點進行細緻勘探。細緻勘探的部分，經由RTK進行座標定位，以最佳點為中心進行1平方公尺範圍的勘探。此1平方公尺的勘探為地面勘探，探點間隔為0.1m共計100個探點。

三、煤礦樣本地電阻值界定

• 煤礦的R值判釋區間，應先由業主提供之樣品進行界定，但如業主提供之樣品煤礦含量過少，則恐無法進行有效的R值分離，煤礦R值將與其圍岩之R值重疊。因此，需要先告知業主，提供有效的煤礦樣本(含礦量越大越好)，若含量過低，恐無法有效進行判釋。

四、岩芯驗證

• 經UAV飛行勘探飛經鑽井處或至鑽井處進行地面10分鐘勘探後，將資料進行解析並取出仿岩芯，並以仿岩芯會實體岩芯進行比對驗證。以岩芯的不同深度分段的目標物含量進行誤判率(Commission Errors)、漏判率(Omission Errors)的計算。

五、煤礦探勘案例

• 本次煤礦探勘案例是本公司於2022年7月份的計煤礦勘探計畫，是利用URT在印尼的勘探設備，使用無人飛行器進行煤礦的勘探。

• 勘探範圍位於印尼的占碑省，預計勘探共計22塊區域、每塊區域25公頃，總計25區域勘探面積約為550公頃。勘探範圍內屬於尚未開發之原始林樣態，其植被、灌木林生長良好，且尚未有較完善的道路網絡，是以勘探時需要以騎乘摩托車的方式在灌木林中移動，另不時以人工的方式拓寬道路或開路，增加了勘探的成本。在本次前往勘探地區時適逢下雨，地面濕滑難行，也因飛行勘探如遇天候不佳，則需要待天氣轉好才可進行勘探，故在預定時程內，僅完成16塊區域的勘探。

• 由於此區域尚未完全營運，因此並沒有良好的現場樣本，導致遙感勘探的判讀存在著一定的誤差。勘探結果顯示煤礦的深度垂直分布有明顯的分層，這是合乎地質學的煤層形成理論的。由於煤礦屬於沈積礦大多與頁、砂岩互層，依據物主提供的鑽探資料中的煤層分布與勘探資料進行相互驗證，區域編號002號，鑽孔編號DH-6-R2、DH-5-R2，煤礦分布的周全性分別為100%、50%，深度正確性皆為100%。

• 煤礦儲藏量推估方面，本次計畫共執行勘探400公頃，勘探解析終止深度為200m，推估在深度0m ~ 200m的煤礦儲藏量約為9,560萬噸，重量百分比為4.78%，若以深度50m為深度分層單位檢視，在深度150m ~ 200m煤礦儲藏量較多。

• 以現場樣品勘探數據進行資料分析、分離及檢驗煤礦、圍岩的地電阻R值域區間。依據現場作業人員回報，勘探區域有降雨，而水體會影響我們對於地電阻R值的值域區間的界定。因此，樣品數據的區間界定，需要由先前提供的乾燥樣品與現場量測實際樣品進行煤礦地電阻R值的交叉對照，最後煤礦的地電阻R值區間為52 ~ 65之間 (圖5、5-1)，後續皆以此R值區間進行解析。

• 勘探區總勘探點數量為1,257點 (包含起飛航程及返航航程)，勘探點位圖如圖5-2 所示。將勘探數據進行清理噪音、定位處理後，剖析生成此區域之地電阻值 (R) 及地應力值 (S)，並建立三維模擬模型，以視覺化的方式展現勘探區域地層可能的樣態。

• 建立三維模擬模型後，先以水平、垂直切片的方式依據深度進行模擬，圖5-3、圖5-4顯示煤礦的水平及垂直分布，可搭配提供的PPT檔案中的影片進行對照，圖中的白色區域顯示為煤礦反應。

• 圖5-5 則是由三維模擬模型建立第2區煤層的立體分布模擬，可以發現中心區域煤礦分布稍少，全區越往深層，煤礦的含量越高、厚度越厚。

• 全區各分層深度平均煤礦儲藏量大多分布在深度150m ~ 200m，深度50m ~ 100m煤礦儲藏量最少。全區域煤礦平均重量百分比顯示，深度在150m ~ 200m的煤礦平均體積為1,434,875.0m³、平均重量為2,008,825.0噸、平均重量百分比為6.62%，其次是在深度100m ~ 150m，其煤礦平均體積為1,169,050.0m3、平均重量為1,636,670.0噸、平均重量百分比為5.30%；0m ~ 50m其煤礦平均體積為981,812.5m³、平均重量為1,374,538.5噸、平均重量百分比為4.40%；深度50m ~ 100m其煤礦平均體積為682,318.8m3、平均重量為955,246.3噸、平均重量百分比為3.02% (表5)。

• 綜合鑽孔勘探岩心與模擬岩心的交叉驗證，從數據顯示，在飛行勘探範圍內，模擬岩心與鑽孔勘探岩心十分相似，平均周全性高達82.5% (未來可在地電阻深度曲線改進後得到改善)，深度正確性為100%，表示勘探分析結果具有極高的準確率 (表5-1)。

• 在飛行勘探範圍外，鑽孔勘探岩心與模擬岩心的交叉驗證方面，從數據顯示，在尚未飛行勘探的範圍外，藉由飛行勘探的數據資料進行外圍的預測，其預測的平均周全性為62.5%，深度正確性為100%。2處未勘探的鑽孔資料驗證上，則因為沒有勘探資料來對應鑽孔資料，所以周全性平均為62.5%，但每層的深度正確性則還是為100%。周全性稍差是因為煤層分佈的變異性造成，在沒有勘探資料下，需要用較接近的勘探資料來比對，故會有較大的誤差。

六、結論

1. 全區估產方面：

• 由於天氣的緣故，會造成煤礦地區的表層煤礦地電阻值相對較低，產生些許判釋上的錯誤。大致上，各煤礦區的煤礦分布大同小異，但每一層煤礦的不連續性分布的型態是相似的，僅分層分布的細緻度不同。在深度分層估產方面，150m ~ 200m的分層煤礦估產最多，其次依序是100m ~ 150m、0m ~ 50m，最後是50m ~ 100m估計的礦產較少。煤礦重量的分布比例則是由2.29%到8.84%，分布不甚相同，差異十分大。未來在開挖時，需要留意各地區煤礦層的空間分布以及對應的挖掘工法差異。

2. 全區驗證方面：

• 目前提供的6處鑽孔資料的驗證上，其中4處位於有勘探資料區域內，資料的周全性平均是82.5%、深度的正確性為100%。而在勘探範圍外的2處鑽孔資料驗證方面，周全性平均為62.5%，但每層的深度正確性則還是為100%。周全性稍差是因為煤層分布的變異性造成，在沒有勘探資料的狀況，需要用較接近的勘探資料進行比對，故會有較大的誤差。

3. 未來可應用於精準挖礦：

• 由勘探範圍內的資料顯示資料的精細度大都很高，未來可以使用此資料來進行精準挖礦。