赵家梁矿采空区探测报告Word下载.docx
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附图
附图目录
顺序
图纸名称
图号
比例尺
1
赵家梁煤矿EH4大地电磁法采空区探测测线布置图
附图1
1:
5000
2
赵家梁煤矿5-2煤采空区勘查成果图
附图2
第1章序言
1.1项目来源与工作意义
本区含煤地层为侏罗纪中统延安组,由上而下编号为:
2-2、3-1、3-2、4-2上、4-2、4-3、4-4、5-1、5-2、5-3煤层,共10层。
其中:
全区可采煤层1层,为5-2煤层;
局部可采煤层2层,为3-1、4-2上煤层;
其余均不可采。
根据矿方提供的现有资料知,井田南部边界以外向东南尚依次分布有赵家梁二矿、平寺沟煤矿、当中沟煤矿、南沙湾煤矿、燕家塔煤矿等5处生产小煤矿,均以平硐人工开采5-2煤层,开采设备简陋。
在赵家梁煤矿边界处可能存在这些小煤矿赿界开采形成的采空区,对赵家梁煤矿后续生产带来安全隐患。
因此,为了确保矿井后续生产的安全,决定采用EH4大地电磁测深法对赵家梁煤矿东南部边界部分区块内5-2煤采空区分布及积水情况进行探测。
1.2勘探任务及勘探区概况
1.2.1勘探任务
本次勘探的地质任务是:
探测赵家梁煤矿东南部边界部分区块内5-2煤采空区分布及积水情况。
1.2.2勘探区概况
赵家梁井田位于陕北黄土高原之北端和毛乌素沙漠东南缘的接壤地带,地貌单元属风积沙所覆盖的黄土丘陵区,呈黄土梁和风成沙丘相间的地貌景观,地形复杂,沟壑纵横,梁峁相间,地表侵蚀强烈。
勘探区面积1.01km2,拐点坐标列于表1-1。
表1-1勘探区拐点坐标
勘探区拐点
X坐标
Y坐标
A
37451446
4329410
B
37450396
4329427
C
37450056
4328336
D
37450377
4327958
E
37450760
4328915
F
G
37451677
4328906
1.3交通位置与自然地理
1.3.1位置与交通
1)位置
2)交通
包(头)——神(木)二级公路从乌兰木伦河西岸通过,与赵家梁煤矿一河之隔,煤矿北距神木县孙家岔镇7.5km,距神府矿区中心区大柳塔镇27km,距内蒙东胜市112km、包头市246km;
南距神木县店塔镇13km,距神木县城35km,距榆林市145km,延安市455km,西安市825km;
东距府谷县城82km,过黄河可达晋北各地。
神(木)——朔(洲)铁路沿乌兰木伦河东岸从煤矿边缘穿过,煤矿距黄羊城和燕家塔煤炭集装站分别为20km、5km。
榆林市的榆林机场已开通榆林至西安、榆林至北京航线,即将开通太原、银川等大城市航班。
榆林新机场已投入运营,可起降大型客机。
鄂尔多斯机场已开通鄂尔多斯至西安、鄂尔多斯至北京等大城市航班。
交通可谓四通八达,公路、铁路和航空运输快捷方便。
1.3.2自然地理概况
1)地形地貌
本区总的地形特征是北东部高而南西部低,海拔高程一般为1200m左右,近南北走向的的高脊梁成东西向分水岭,最高点位于井田中部的曲家梁,标高为1223.87m;
最低点位于井田南西角的乌兰木伦河,标高为993.8m,相对高差230m。
区内河谷地带基岩裸露,其余大部分地段为第三系红土及第四系黄土覆盖,局部地段为风积沙片沙,植被稀少,水土流失严重。
2)气象
本区属中温带大陆性半干燥气候,冬季干旱严寒,夏季干燥枯热,春季多风,风沙频繁,秋季凉爽,冷热多变,昼夜温差悬殊,干旱少雨,全年降雨多集中在七、八、九三个月,无霜期短。
十月初上冻,次年三月解冻。
秋季多西北风,春季多为东南风。
根据神木县气象站长年观测资料:
多年平均气温8.4℃,极端最高气温38.9℃,极端最低气温-28.1℃;
多年平均降雨量474.6mm,日最大降雨量l36.3mm,年最少降雨量108.6mm,年最大降雨量819.1mm,多年平均蒸发量1990mm;
多年平均湿度55%;
平均风速2.33m/s,极端最大风速25m/s;
最大冻土深度1.46m。
3)地震
本区位于鄂尔多斯盆地东北部,地壳活动相对稳定,构造变动微弱,地震出现的频率小而且强度低。
据史载,1542年位于神木县城附近曾发生过5级地震,烈度6级;
1621年5月在本煤矿东侧的孤山一带曾发生过5级地震,烈度6.7级。
近百年来,煤矿内虽有过几次小震,但烈度仅2.5度,以烈度划分,属无震害区。
4)水系
赵家梁井田东西两侧分别有悖牛川及乌兰木伦河经过,均为常年性河流。
乌兰木伦河和悖牛川在井田的南东端交汇后流入窟野河。
乌兰木伦河发源于内蒙东胜附近,全长约188km,年平均流量7.19m3/s,历年最大洪流量9760m3/s,最小流量仅有0.008~0.44m3/s;
悖牛川发源于蒙陕边界地带,年均流量2.03m3/s,历年最大洪流量4850m3/s,最小流量仅为0.003m3/s。
井田内主要支沟有车岔沟、前平士梁沟及后平士梁沟,其流量较小,多属季节性沟流。
1.4矿井概况
1.4.1开采现状和历史
赵家梁井田面积27.523km2,其中精查面积为14.75km2,位于井田的南部,占全井田的53.4%;
其余为详查区,位于井田北部。
1998年3月,陕西省一八五地质工程公司根据《陕北侏罗纪煤田杨伙盘井田精查地质报告》及《陕北侏罗纪煤田神木北部矿区详查报告》的成果对赵家梁井田地质资料进行了汇总,补作了井田北部地质填图,编制了《陕北侏罗纪煤田神府地方开采区赵家梁井田储量计算说明书》,基本上查清了煤层赋存情况及构造,在宏观上对煤层的火烧边界、露头边界和煤层局部不可采点的范围进行了控制,煤层对比、储量计算较为可靠;
2003年11月,陕西省煤田地质局一八五队又提交了《陕北侏罗纪煤田神府地方开采区赵家梁煤矿3-1煤层补充勘查地质资料》,该报告对赵家梁井田3-1煤层的自燃边界进一步进行了控制,更可靠地计算出了3-1煤层的储量和评价了其煤质特征;
2006年,陕西省煤田地质局一八五队编制了《陕西省神府经济开发区至赵家梁煤矿资源储量检测说明书》。
1.4.2相邻煤矿情况
井田内地层平缓,沟谷纵横,煤层出露地点多。
井田内除中部已建的开采3-1煤层的斜井外,仅西南角有一小规模开采5-2煤层的赵家梁一号井,该井在5-2煤层主系统形成后将关闭。
除此之外,井田南部边界以外向西尚依次分布有赵家梁二矿、平寺沟煤矿、当中沟煤矿、南沙湾煤矿、燕家塔煤矿等5处生产小煤矿,均以平硐人工开采5-2煤层,开采设备简陋。
第2章地质概况及地球物理特征
2.1区域地质概况
2.1.1区域地层
区域地层区划属华北地层区鄂尔多斯盆地分区东胜—环县小区。
区内绝大部分被新生界松散—半固结沉积物所覆盖,基岩沿河谷两岸出露,地层由老至新依次为中生界三叠系上统延长组(T3y)、侏罗系下统富县组(J1f)、侏罗系中统延安组(J2y)、新近系上新统保德组(N2b)、第四系中、上更新统(Q2+3)及全新统(Q4),区域地层简表详见表2-1。
表2-1区域地层简表
地层单位及接触关系
地层厚度
(m)
特征岩性
分布范围
界
系
统
组
新
生
Kz
第
四
Q
全新统
Q4
0~50
风成沙,坡积物,冲积物。
风积沙分布于梁峁,冲积层分布于沟谷
中
上
更
Q2+3
萨拉乌苏组Q3s
0~20
黄色~灰褐色亚粘土,为粉沙及细沙,底部有砾石,可见层理,含腹足类和脊椎动物化石。
零星出露
离石组
Q2l
25~60
浅褐色沙质亚沙土夹浅棕红亚粘土,多含钙质结核,垂直节理发育,含脊椎动物化石。
大面积出露于塬峁丘地。
新近系
R
N2
保德组
N2b
0~90
棕红色亚粘土与钙质结核层互层,底部常有半固结状砾石层,含大量动物化石。
各沟谷沟脑。
Mz
侏
罗
J
延安组
J2y
25~316.95
浅灰色粗粒砂岩、细粒砂岩、灰~深灰色粉砂岩、泥岩及众多煤层及煤线,底部为灰白色石英砂岩。
为区内含煤地层,含丰富植物化石。
区内各沟谷均有出露。
下
J1
富县组
J1f
0~142
紫杂色泥岩夹灰白色,灰绿色中粗粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及煤线。
孤山、野芦沟、店塔、永兴一带
三迭系
T
T3
延长组
T3y
不详
巨厚状灰绿色中~细粒砂岩,夹有薄煤线,含植物化石。
孤山、野芦沟、
牛川、哈镇一带
2.1.2区域地质构造
本井田位于鄂尔多斯台向斜北翼、陕北斜坡之上,总体构造形态为向北西向缓倾,倾角1°
左右的单斜构造。
2.2矿井地质概况
2.2.1地层
本区是陕北侏罗纪煤田的一部分。
地层区域属鄂尔多斯盆地的北东部,中生代后期,受燕山运动的影响,陕北区域东部抬升,地层遭受强烈剥蚀。
除在乌兰木伦河、悖牛川两岸出露有部分直罗组和延安组地层外,其余地段均为新生界地层所覆盖。
井田地层钻孔揭露由老至新有:
1.三迭系上统永坪组(T3Y)
永坪组是本区含煤地层延安组沉积基底,井田内无出露。
岩性以灰绿色中~粗粒长石石英砂岩夹薄层粉砂岩、泥岩。
分选性中等~较差,次棱角状,孔隙式~接触式钙泥质胶结,中~型交错层里发育。
厚度不详,为一套内陆河流相沉积。
2.侏罗系下统富县组(J1f)
本组地层为含煤地层的下伏地层,井田内无出露,上部为黑色炭质泥岩夹薄煤或煤线,下部为灰色~灰白色中粒石英砂岩。
该层全井田分布,与下伏地层假整合接触。
厚度6.20m~31.80m,平均l7.24m。
3.侏罗系中统延安组(J2Y)
延安组为本井田含煤地层,连续沉积于富县组之上,为一套浅水湖泊三角洲沉积。
岩性以灰白色~浅灰色巨厚层状中~细粒长石石英砂岩及浅灰色粉砂岩为主,其次为灰色泥岩、砂质泥岩,少量炭质泥岩。
厚度49.80~212.98m,平均厚度为152.59m。
从下而上划分为五段(含五个沉积旋回),受后期冲刷剥蚀,其第四段在井田北部仅零星残留。
4.第三系上新统红土(N2)
井田内大部覆盖,主要分布于梁峁、台塬之上。
该组地层分为上下两个亚段,下亚段为棕红色、紫杂色砂砾石,半固结状,厚度O~19.78m,平均6.07m;
上亚段为棕红色亚粘土、亚沙土,含钙质结核,厚度O~18.39m,平均9.90m。
该组地层与下伏地层呈不整合接触。
5.第四系中更新统离石组(Q2L)
井田内大部分覆盖,主要分布于沟谷上游及分水岭。
岩性以灰黄色、浅黄色亚粘土及亚沙土为主,含钙质结核。
厚度O~51.29m,平均21.87m。
与下组地层呈不整合接触。
6.第四系上更新统萨拉乌素组(Q3s)
本组地层在井田内仅零星分布,岩性为褐灰色、灰色亚沙土。
厚度O~1.5m,平均1.0m。
与下伏地层呈假整合接触。
7.第四系全新统(Q4)
⑴风积沙(Q4eol)
主要分布于井田西北部梁峁之上,在坡谷地段有局部覆盖。
为浅黄色粉沙、细沙,呈流动及半固定沙。
厚度O~71.74m,平均厚度18.97m。
⑵冲积层(Q4a1)
分布于乌兰木伦河、悖牛川及主要沟谷中。
岩性以砂土、粉细砂及砂砾石组成,厚度0~15.0m,平均6.0m。
与下伏地层呈不整合接触。
本井田含煤地层为侏罗系中统延安组。
属湖泊三角洲沉积,横向岩性变化大,但其旋迥结构清晰,物性差异明显,根据旋迥结构、岩性组合、含煤及物性差异等特征,可划分为五个中级旋迥,由下而上分为四个含煤岩段,现分述如下:
1.延安组第一段(J2Y1)
在井田南东角有零星出露,岩性以浅灰色、灰白色细~粗粒长石石英砂岩、岩屑石英砂岩为主,灰黑色粉砂岩、砂质泥岩次之。
厚53.34~89.72m,由南东向北西逐渐增厚,平均厚度为77.68m。
含五号煤组(5-3、5-2、5-1),其中5-2煤层厚度大且稳定,结构简单,为本区主采煤层,其它煤层均不可采,本组地层与下伏地层呈假整合接触。
2.延安组第二段(J2Y2)
该段除乌兰木伦河、悖牛川以外全井田均有分布,主要出露于河谷、沟谷侧畔。
岩性以灰白色细~粗粒长石岩屑砂岩、岩屑石英砂岩,深灰~灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩为主。
含四号煤组(4-4、4-3、4-2上),其中4-2上煤层为区内局部可采煤层,其它煤层均不可采。
本段厚0~89.10m,平均厚度为57.38m。
3.延安组第三段(J2Y3)
在井田中北部沟谷侧畔大面积出露,岩性以中~细粒长石石英砂岩为主,粉砂岩次之,少量泥岩。
上、下部一般为灰色粉砂岩夹薄层细砂岩;
中部为灰白色细~中粒长石石英砂岩,夹薄层粉砂岩;
顶部含三号煤组(3-1、3-2),其中3-1煤层在本井田大部分剥蚀自燃,南部仅残存零星可采点,北部有小面积局部可采区,3-2煤层为不可采煤线。
本段厚0~47.45m,平均厚34.56m。
4.延安组第四段(J2Y4)
在井田北部沟谷上游零星出露,岩性以浅灰色细砂岩、中粒砂岩为主,厚层状,泥质胶结,波状层理,局部夹黑色泥岩。
含二号煤层,在井出北部;
边界处仅有零星残留,其余皆冲刷剥蚀。
本段厚0~29.37m,平均厚5.63m。
2.2.2煤层
1.3-1煤层:
埋深0~112.8m,井田南部及坡谷地带大部被冲刷剥蚀,中北部裸露于沟谷及山坡之上,沿露头皆遭受严重自燃。
北部可采连片面积为5.181km2,煤层厚度2.97~3.26m,平均厚度3.10m,结构简单,不含夹矸,厚度稳定,属局部可采煤层。
底板标高为+1105~+1115m。
距下覆4-2上煤层间距25.45~39.56m,平均间距35m。
2.4-2上煤层:
埋深0~153.8m,因后期冲刷剥蚀,裸露于沟谷及山坡上,煤层自燃严重。
井田内东西两侧坡谷地带大部已自燃,中部可采连片面积约15.267km2,煤层厚度1.19~2.32m,平均1.59m,厚度稳定,由南向北逐渐变厚,属局部可采的稳定性煤层。
结构简单,局部含1~2层夹矸,夹矸厚度0.11~0.43m,平均0.20m左右,岩性多为泥岩。
底板标高为+1065~+1105m。
距下覆5-2号煤层间距为95.93~103.81m,平均间距99.8m。
3.5-2煤层:
埋深0~238.8m,井田南东部有小范围出露,沿露头遭受自燃。
在井田中东部329号钻孔煤层厚度为0.75m,其附近小范围内为临界可采,除此之外,为全区可采煤层。
煤层厚度0.75~3.30m,平均2.09m,由南向北逐渐变薄。
结构简单,局部含1~3层夹矸,夹矸厚度0.05~0.25m,一般0.10m左右,其岩性以粉砂岩为主,泥岩次之。
底板标高为+1015~+965m。
各主要可采煤层的赋存特征如表2-1。
表2-1煤层特征表
煤
层
号
最大-最小
平均
结构
层间距(m)
可采类型
稳定
类型
3-1
2.97~3.26
3.10
不含夹矸
25.45~39.56
35.00
局部可采
4-2上
1.19~2.32
1.59
局部含1~2层夹矸
95.93~103.81
99.80
5-2
0.75~3.30
2.09
局部含1~3层夹矸
全区可采
2.2.3地质构造
井田中南部发育宽缓的波状起伏;
南东部在49号钻孔的波谷基本呈南北向延展,长3.5km,幅值20余m,两翼倾角1°
左右;
西部在Y3、Y15号孔周围形成一半园形波谷,幅值仅5m左右,长轴北西向延展约l.0km,短轴西南向延伸0.6km,翼部倾角0~2°
。
井田内构造简单,未见大的断裂构造,但据神府矿区勘探经验证明,局部的小构造、小断裂发育是客观存在的,生产过程中应予以重视。
2.3水文地质
2.3.1区域水文地质特征
由于本区为干旱、半干旱大陆性气候,降雨集中、蒸发强烈,加之地表植被稀疏,使得地表水的侵蚀作用极为明显。
井田内冲沟广泛发育,细沟、悬沟密集分布。
乌兰木伦河、悖牛川呈南北向流经井田西、东边界,两条河流在南部交汇,形成窟野河。
据王道恒塔水文站1989年观测资料,乌兰木伦河流量0.55~4.60m3/s,平均3.97m3/s。
据煤田水文地质勘探队1988年5月至7月的间断观测,悖牛川河流量0.02~3.495m3/s,一般1.339m3/s。
2.3.2矿井水文地质
1)含(隔)水层
(1)第四系全新统冲、洪积潜水含水层(Q4al)
主要分布于乌兰木伦河及悖牛川河谷之中,岩性为冲、洪积沙砾石层,厚度O~10m,一般6m左右。
据孙家岔井田在河床施工的S4号钻抽水资料,含水层厚度3.50m,水位埋深2.55m,涌水量0.273L/S,单位涌水量0.24L/S·
m,渗透系数为5.49m/d,水质属HC03·
S04-Ca·
Mg·
Na型,矿化度0.481g/L。
该层水与地表水及基岩风化裂隙水有密切的水力联系。
(2)第四系中更新统黄土裂隙、孔隙潜水含水层(Q2L)
井田内大部覆盖,主要分布于沟谷上游及分水岭之上。
岩性为灰黄色、浅黄色亚粘土及亚沙土,含钙质结核,榔头柱状节理发育,厚O~51.29m,平均21.87m。
据下降泉调查,水位标高1020.41m,流量O.14L/S,水质属HC03--Ca·
Mg型,矿化度0.1979/L,富水性弱。
(3)第三系上新统红土隔水层(N2)
分布于梁峁项部,沟谷上游两侧及沟脑地带,厚度0~18.39m,一般9.90m。
岩性上部为粘土、亚粘土,隔水性能良好。
底部为砂砾层,呈半胶结状。
(4)侏罗系中统延安组砂岩裂隙含水岩组(J2Y)
该组为含煤地层,厚49.30~212.98m,平均152.59m。
该组地层厚度大,含煤层次多,各主要可采煤层底板以泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩为主,相对隔水。
项板砂岩裂隙较发育,富水性弱,区内下降泉多出露于该地层。
据可采煤层岩性组合及含水特征,将该组地层分为4个含水层段。
①3-1煤层上部弱含水层段
即3-1煤底面以上至延安组基岩顶面含水层,分布于井田北部,岩性以浅灰色细粒砂岩为主,夹黑色泥岩,厚0~29.37m,水位标高1111.21m,流量0.87L/s,水质HC03-Ca·
Mg型,矿化度O.1839/L。
据海湾井田H3号孔抽水资料,渗透系数0.025036m/d。
②3-1~4-2上煤层间弱含水层
即3-1煤层底板至4-2上煤层之间地层,分布于井田中北部,岩性以细粒长石砂岩为主,粉砂岩、泥岩次之,厚0~47.45m。
据泉点调查,水位标高1066.16~1100.90m,平均1081.51m,流量5.89L/s,水质HC03-Ca·
Mg型,矿化度0.219/L。
③4-2上~5-2煤层间潜水弱含水层
全井田分布,为5-2煤层直接充水层,岩性以灰白色细~粗粒长石岩屑砂岩、岩屑石英砂岩为主,次为深灰~灰色粉砂岩,砂质泥岩。
厚0~89.10m,平均53.38m。
水位标高1038.08~1066.17m,流量1.74L/S。
据Y7号钻孔抽水资料,水位埋深90.67m,涌水量0.039L/S,单位用水量0.027L/S·
M,渗透系数0.0002406m/d,水质CL-Na·
Ca型,矿化度2.0g/L。
④5-2煤层以下至延安组底面弱含水层段
全井田分布,岩性以浅灰色,灰白色细~粗粒长石石英砂岩、岩屑石英砂岩为主,厚53.34~89.71m,平均77.68m。
据水泉调查,水位标高1016.69~1047.51m,流量1.06L/S,单位用水量0.0027L/S·
M。
⑤烧变岩潜水含水段
由于煤层自燃,使上覆岩层烧熔、烧结、烘烤,岩石结构松散,孔洞裂隙发育,为地下水赋存和径流创造了有利条件,烧变岩泉流量0.07~1.83L/S,总流量8.45L/S,钻孔漏失量0.04~12m3/h,一般为2.12m3/h
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