中汇富能煤矿瞬变电磁法勘查报告.docx
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中汇富能煤矿瞬变电磁法勘查报告
陕西省府谷县中汇富能煤矿
瞬变电磁法勘查成果报告
西安荣岩地质勘探有限公司
二〇二〇年六月
陕西省府谷县中汇富能煤矿
瞬变电磁法勘查成果报告
提交单位:
陕西省府谷县中汇富能矿业有限公司
编制人员:
张翻芸靳秀伟杨军强刘振海
何国强贺光武孙少博康宏基
孙菲第五少波
审核:
黄亚莉
总工程师:
梁玉森
经理:
王永岩
编制单位:
西安荣岩地质勘探有限公司
提交时间:
二○二○年六月
附图目录
编号
名称
比例尺
附图1
府谷县中汇富能煤矿瞬变电磁法勘查实际材料图
1:
1000
附图2
府谷县中汇富能煤矿瞬变电磁法剖面断面图图册
横向1:
1000
纵向1:
5000
附图3
府谷县中汇富能煤矿瞬变电磁法视电阻率等值线图
1:
1000
附图4
府谷县中汇富能煤矿瞬变电磁法推测解释图
1:
1000
前言
随着煤炭资源的开发利用,相应的也造成了大面积的煤炭采空区,特别是已形成的煤炭采空区,给地面的工农业生产造成了巨大的安全隐患,同时给当地的生态环境带来了较大的破坏。
因此,为了给矿区的后续开发规划和资源的合理利用提供科学依据,通过物探勘查技术探测并确定采空区富水情况十分必要。
中汇富能煤矿是由“府谷县老高川乡府铁联营煤矿、府谷县老高川乡西耳煤矿”两个煤矿整合扩大而成的矿井。
整合后更名为“陕西省府谷县中汇富能矿业有限公司”。
原小煤矿采用人工打眼放炮采落煤的开采方法,开采3-1煤层,现已基本采空,为了给矿井下一步4-2、5-1煤层开采规划及建设提供可靠的地质依据,2020年6月,陕西省府谷县中汇富能矿业有限公司委托西安荣岩地质勘探有限公司对煤矿内3-1煤层采空区积水问题,利用物探相关手段进行探测工作,并提交相应物探勘查报告,以满足矿井后期开采规划建设的需求。
第一章概况
第一节目的任务
本次物探工作的主要地质任务是结合中汇富能煤矿已有资料,通过瞬变电磁法查明矿区3-1煤层采空富水情况。
本次勘查的具体任务如下:
1、调查勘探范围内地形地貌、塌陷区等。
2、调查搜集勘探范围内以往地质工作资料。
3、通过物探勘查结合收集到的资料和走访调查,圈定勘探区3-1煤层上部采空富水情况,为矿区规划建设及安全生产提供依据。
第二节位置交通、矿权设置
一、位置交通
煤矿位于府谷县城西北约52km处,行政区划隶属陕西省府谷县新民镇管辖。
地理坐标在东经110°36′02″~110°37′25″、北纬39°03′27″~39°05′04″之间。
本区位于我国东西部结合地带。
神(木)~朔(州)铁路沿煤矿北部边界外约500m处通过,神(木)~朔(州)铁路新城川集装站距煤矿约5km。
本区东距府谷县城52km,向西南距榆林市152km,府(谷)~店(塔)一级公横穿煤矿北部边界,南部边界外约8km处有即将通行的榆神府高速公路,以神府两县为中心的矿区公路交通网已基本形成,并向省外辐射。
榆林市距周边主要城市的公路里程为:
榆林~西安603km;榆林~包头385km;榆林~介休340km;榆林~银川466km。
周边较近的机场有榆林机场和鄂尔多斯机场。
公路、铁路、航空运输四通八
达、快捷方便,交通较为便利。
交通位置详见图1-1。
图1-1交通位置示意图
此外,本区通讯条件好,各县市乡镇已实现了电话程控化,全部进入国际、国内自动传输网,并开通了数字微波线路和GSM移动通讯工程,移动通讯网覆盖全区,达到国内先进水平。
二、矿权设置
府谷县中汇富能矿业有限公司煤矿位于榆家梁井田东北部,新民普查区中东部,是由原“府谷县老高川乡府铁联营煤矿、府谷县老高川乡西耳煤矿”两个煤矿整合扩大而成。
)其西部与红草沟煤矿相邻,东部与盛海煤矿相邻,北部分别与南梁煤矿、东沟联办煤矿相邻、南部与神华集团榆家梁煤矿相邻。
除此之外,周边无其它采矿权、探矿权设置(图1-2)。
2016年9月,陕西省国土资源厅向府谷县中汇富能有限公司煤矿颁发了采矿许可证,采矿权人为“陕西省府谷县中汇富能有限公司”,矿山名称:
府谷县中汇富能煤矿,登记面积4.1956km2,由10个拐点圈定(见表1-1),开采煤层为3-1、5-1号煤层,开采深度标高为1205~1080m,登记证号为C610000************5639,有效期为壹年(2019年9月23日~2024年9月23日),生产规模为60万吨/年。
需要说明的是:
依据采矿证开采深度标高1205~1080m,该范围内包含煤矿内3-1煤层。
中汇富能煤矿采矿证拐点坐标一览表表1-1
序号
1980西安坐标系
2000国家大地坐标系(给定)
X
Y
X
Y
1
4325422
37466299
4325427.9977
37466414.0600
2
4325037
37467429
4325042.9573
37467544.0563
3
4326122
37467429
4326128.0013
37467544.0541
4
4327302
37467319
4327308.0392
37467434.0599
5
4327642
37466299
4327648.0472
37466414.0614
6
4328042
37465889
4328048.0513
37466004.0618
7
4328042
37465459
4328048.0533
37465574.0601
8
4326122
37465439
4326128.0329
37465554.0599
9
4325952
37465729
4325958.0249
37465844.0606
10
4325852
37466129
4325858.0127
37466244.0589
图1-2矿权设置示意图
第三节自然地理
一、地形地貌
本区地处陕北黄土高原北端,毛乌素沙漠东南缘,地表大部分被第四系黄土所覆盖,基岩仅在煤矿内北部河谷出露。
地形呈南高北低,中西部高,而向东、西方向逐渐降低,地貌单元属黄土梁峁沟壑区,最高处位于煤矿东南角的芦草圪垯,高程+1365m,最低处位于煤矿西北角黄羊城沟上游河床,高程+1190m,相对高差175m。
二、水系
本区地表水系属黄河水系,区内较大的水系西耳沟自东南往西北,与北部边界一带注入黄羊城沟,该段为其上游,黄羊城沟自东往西流,河长23.5km,流域面积133km2,河道比降11.39%。
据观测其多年平均流量0.07m3/s,于店塔附近注入窟野河,为该河的一级支流。
三、气象
本区为典型的中温带干旱、半干旱大陆性季风气候,冬季严寒,春季多风,夏季酷热,秋季凉爽,昼夜温差悬殊,四季冷热多变。
常年干旱少雨,年蒸发量较大。
全年无霜期较短,一般10月初上冻,次年4月初解冻。
多年平均气温:
8.6℃(1961~2003年);
极端最高气温:
38.9℃(1966年6月21日);
极端最低气温:
-29.0℃(2003年1月);
多年平均降雨量:
434.1mm(1961~2003年);
枯水年降水量:
108.6mm(1965年);
丰水年降水量:
819.0mm(1967年);
日最大降雨量:
141.1mm(1991年7月);
多年平均蒸发量:
1712.0mm(1961年~2003年);
多年平均风速:
13.4m/s(1961~2003年);
极端最大风速:
25.0m/s(1970年7月18日);
年最多风向:
西北方向;
多年最大冻土深度:
146cm(1968年2月);
多年平均气压:
910毫巴(1974~1989年);
图1-3府谷县1966~2016年大气降水曲线
全年降水量分配很不均匀,多以暴雨形式集中在7~9月份,约占全年降水量的68%。
不同年份降水量变化明显。
府谷年平均降水量428.6mm,年最大降水量849.6mm(1972年),年最小降水量220.5mm(2006年)(见图1-3)。
四、地震
本区在《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)附录A图A.1所查得的Ⅱ类场地地震动峰值加速度为0.05g,抗震设防烈度为Ⅵ度,本场地在《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)附录B图B.1上所查得的Ⅱ类场地地震动加速度反应谱特征周期为0.35s。
五、自然灾害
矿区内沟谷纵横,多属季节性河流,工业场地设置了相应的防洪设施,场地及井口不受洪水威胁。
场地附近植被良好,近年来未发生过泥石流、滑坡、岩崩等不良地质灾害。
本矿井为瓦斯矿井。
本区各煤尘均有爆炸性危险。
各煤层属自燃倾向为易自燃煤层。
本区为地温正常区,无地温危害。
六、矿区经济
该区地处毛乌素沙漠南缘,冬春气候干燥,且西北风强烈。
秋末、冬春盛行西北风;夏秋多东南风,最大风速达21.7m/s。
由于风力大,沙暴多,常给农业、水利、交通、工矿建设及人民生活带来灾害。
由于长期的冲刷与侵蚀,地表形成了沟谷纵横交错,梁峁相间分布的地貌景观,梁峁的顶部几乎均被黄土及砂土所覆盖,固定砂丘屡见不鲜,沟谷两侧基岩裸露,坡陡壁峭,水土流失严重。
区内地广人稀,农产品主要有糜子、谷子、高梁、玉米、豆类和土豆;经济作物有油料、中草药等。
畜牧业有羊、马、牛、毛驴等。
多年来本区为自给自足方式,劳动力比较富裕。
目前,人为因素形成的环境地质问题目前尚不突出,但在煤矿开发时应注意废水、废渣的处理,引起水质污染和水位变化等。
第四节勘查区范围
本次物探采用瞬变电磁法进行勘查,属中汇富能煤矿有限公司煤矿矿区,控制面积分别为4.1956km2,由于煤矿内存在厂房、煤场等无法进行测量外,实际勘查面积为3.9947km2(见表1-2,见图1-4)。
勘查区拐点坐标一览表表1-2
序号
Y
X
序号
Y
X
1
37465479.99
4327938.548
34
37466152.55
4327284.645
2
37465519.99
4327958.548
35
37466237.01
4327298.331
3
37465559.99
4327958.548
36
37466231.23
4327283.482
4
37465599.99
4327958.548
37
37466216.54
4327280.251
5
37465639.99
4327958.548
38
37466215.03
4327265.541
6
37465679.99
4327958.548
39
37466211.27
4327242.798
7
37465719.99
4327958.548
40
37466250.01
4327257.147
8
37465759.99
4327958.548
41
37466258.21
4327254.749
9
37465799.99
4327958.548
42
37466283.73
4327276.023
10
37465839.99
4328038.548
43
37466283.91
4327288.786
11
37465890.37
4328038.548
44
37466290.11
4327295.96
12
37466298.99
4327641.957
45
37466296.26
4327316.153
13
37466242.94
4327562.149
46
37466324.62
4327298.082
14
37466211.34
4327542.693
47
37466376.32
4327245.116
15
37466191.12
4327536.452
48
37466579.7
4327146.362
16
37466111.37
4327558.111
49
37466603.53
4327072.72
17
37466094.46
4327521.769
50
37466716.42
4326932.774
18
37466134.6
4327489.65
51
37466786.08
4326971.5
19
37466128.94
4327477.886
52
37466746.65
4327045.015
20
37466089.99
4327481.19
53
37466766.36
4327105.402
21
37466043.68
4327472.012
54
37466755.46
4327225.675
22
37466048.09
4327445.214
55
37466723.84
4327294.032
23
37466085.21
4327429.063
56
37466713.43
4327355.988
24
37466097.6
4327396.95
57
37466758.02
4327452.309
25
37466095.55
4327383.6
58
37466770.87
4327484.663
26
37466115.15
4327363.7
59
37467318.99
4327301.957
27
37466133.4
4327379.05
60
37467428.99
4326121.957
28
37466143.8
4327398
61
37467428.99
4325036.957
29
37466193.59
4327365.385
62
37466300.61
4325422.744
30
37466200.78
4327345.878
63
37466129.99
4325852.957
31
37466188.63
4327325.146
64
37465728.99
4325952.956
32
37466137.47
4327304.485
65
37465439.99
4326122.958
33
37466134.7
4327293.184
66
37465458.28
4327937.724
图1-4瞬变电磁法测区及测点示意图
第五节本次工作完成情况
矿区地表高程落差较大,多数地段人力通行困难,勘探区内沟壑较多,地表塌陷裂缝明显,煤层情况以及地球物理特征,考虑矿区人文、电力干扰,参考以往在相类似区域开展物探工作的成熟经验,本次物探工作选用瞬变电磁法工作手段,可有效解决成果的准确性和可靠性,从而预测整合区内采空区的富水情况。
2020年6月6日,我公司委托陕西地矿物化探队有限公司进驻工地,陆续开展了测量GPS校正、瞬变电磁法测点敷设等工作,并于6月13日完成全部项目的野外数据采集工作,历时8天。
2020年6月20日完成了资料处理及解释工作,并于2020年6月30日初步完成了项目成果报告编制工作。
本次项目为查明井田内3-1煤采空富水情况,实际测量网度为40m×20m,测线49条,测点4898个,面积3.9447km2,质量检查点220个,占总测点比例为4.49%(见图1-4或者附图1)下照片为野外施工及野外调查部分照片。
第二章地质概括与地球物理特征
第一节区域地质
一、地层
(一)矿区地层
神府矿区新民区地层一览表表2-1
地层
岩性特征
厚度
(m)
分布范围
界
系
统
组
新
生
界
第
四
系
全新统
(Q4)
(Q4eol)
(Q4al)
以现代风积沙为主,主要为中细沙及亚沙土,在河谷滩地和一些地势低洼地带还有冲、洪积层。
0~60
榆林以西、神木以西及横山一带。
上更
新统
(Q3)
马兰组
(Q3m)
灰黄~灰褐色亚沙土及粉沙,均质、疏松、大孔隙度。
0~30
鱼河堡以东
萨拉乌苏组
(Q3s)
灰黄~褐黑色粉细沙、亚沙土、砂质粘土,底部有砾石。
0~160
鱼河堡、榆林、神木以西。
中更
新统
(Q2)
离石组
(Q2l)
浅棕黄色~黄褐色亚粘土、亚沙土,夹粉土质沙层、古土壤层、钙质结核层,底部有砾石层。
20~165
神木、榆林以东。
下更
新统
(Q1)
三门组
(Q1s)
褐红色~浅肉红色亚粘土、砾石层,夹钙质结核层。
0~50
响北堡、镇川。
新近系
上新统
(N2)
保德组
(N2b)
棕红色~紫红色粘土或砂质粘土,夹钙质结核层,含脊椎动物化石。
0~10
出露于大河谷中下游。
中
生
界
白垩系
下统
(Kl)
统环河—华池组(K1h+hc)
为黄绿、灰绿、棕红、紫红色长石砂岩、岩屑长石砂岩夹紫红、泥岩、粉砂质泥岩。
204~300
盐池、定边、靖边一线
洛河组
(Kll)
紫红~桔红色巨厚层状中粗粒长石砂岩,胶结疏松,底部为砾岩层。
237~500
红碱淖、小壕兔、横山以西。
侏
罗
系
中统
(J2)
安定组
(J2a)
上部以紫红~暗紫色泥岩、砂质泥岩为主,下部以紫红色中粗粒长石砂岩为主。
50~170
神木窝兔采当、榆林刀兔、横山以西。
直罗组
(J2z)
紫杂~泥岩、砂质泥岩、砂岩,底部有时有砂砾岩。
70~~160
神木瑶镇、榆林红石峡、横山樊家河以西
延安组
(J2y)
浅灰~深灰色砂岩及泥岩、砂质泥岩,含多层可采煤层,是盆地的主要含煤地层,最多含可采煤层13层,一般3~6层,可采总厚最大27m,单层最大厚度12m。
150~280
府谷沙川沟、神木安崖、榆林房家沟以西
下统
(J2)
富县组
(J2f)
紫红、灰紫、灰绿色砂质泥岩为主,夹黑色泥岩、薄煤线、油页岩、石英砂岩,底部为细~巨砾岩。
0~142
府谷孤山川、神木高家堡最厚,其余地方断续分布。
三叠系
上统
(T3)
瓦窑堡组
(T3w)
灰白、黄绿色砂岩与深灰色粉砂岩、泥岩不等互层,夹黑色页岩、泥灰岩及薄煤层。
89~378
鱼河堡以南发育较好。
永坪组
(T3y)
以灰白~灰绿色巨厚层状细中粒长石石英砂岩为主,夹灰黑~蓝灰色泥岩、砂质泥岩,含薄煤线,是含油地层。
88~200
窟野河、秃尾河、子洲、米脂一带出露。
神府矿区新民区属陕北侏罗纪煤田一部分,地层区划属华北地层区鄂尔多斯盆地分区。
矿区的地层结构及岩性特征表明:
大致在三叠纪中晚世,本区才逐渐与华北地区解体分离,成为独立的内陆沉积盆地-鄂尔多斯盆地的一部分。
在此以前与华北地台为一整体,地层结构及岩性特征与华北地区相似,地层见表2-1。
矿区地面广泛覆盖着现代风积砂及第四系黄土层,属半掩盖区。
煤系地层仅在河流两岸和沟谷中有出露,出露最完整的要数神木县的考考乌素沟。
地层自东而西由老到新,大致呈北北东走向带状分布。
(二)煤矿地层
本区地表大部被第四系风积沙所覆盖,据钻孔揭露和地质填图资料,勘探区范围内地层由老至新依次为:
三叠系上统永坪组(T3y)、侏罗系中统延安组(J2y)、新近系上新统静乐组(N2j)、第四系中更新统离石组(Q2l)、第四系全新统河流冲、洪积层(Q4al),现由老至新分述如下:
1、三叠系上统永坪组(T3y)
永坪组岩性为一套灰绿色巨厚层状的中、细粒长石石英砂岩,含有云母和绿泥石,分选性及磨园度中等,发育大型板状交错层理、楔状交错层理,顶面起伏。
露头处因风化而多呈浅灰绿色,向下逐渐过渡到灰绿色。
在本区未出露。
2、侏罗系中统延安组(J2y)
延安组为煤矿内含煤地层,延安组上部第五段普遍遭受剥蚀保留不全,第一、二、三段及第四段地层基本保存完整。
与下伏富县组呈整合接触。
厚度151.00~201.00m,一般为175m左右,总体趋势由东南向西北逐渐增厚。
该组地层为一套陆源碎屑沉积,在横向上变化较大,垂向上具有明显的层序韵律结构。
其岩性以灰白色至浅灰色粗、中、细粒长石石英砂岩、岩屑长石砂岩及钙质砂岩为主,次为灰至灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层,少量炭质泥岩。
根据沉积旋回、岩煤组合特征及物性特征,将其可划分为五个中级旋回,自下而上依次编为一~五段,每段各含一个煤组,自上而下编为1~5号煤组。
可采煤层赋存于旋回顶部,为延安组各段的分界界面,亦是各岩段主要聚煤作用之处。
3、新近系上新统静乐组(N2j)
该区内支沟沟脑,各沟谷上游两侧或分布于山顶及分水岭,依据勘探阶段施工钻孔,揭露厚度5~54m。
一般30.00m,岩性为浅红色、棕红色粘土、亚粘土,含大量不规则状钙质结核。
钙质结核呈层分布。
本组中前人曾发现三趾马及其它动物骨骼化石,因而又称之为“三趾马红土”。
其与下伏延安组不整合接触,之上多被中更新统离石组覆盖,两者间呈角度不整合接触关系。
4、第四系中更新统离石组(Q2l)
在区内零星小面积出露。
因第四系剥蚀,厚度变化大,南部较薄,中部及北部较厚;一般厚度为8~70.00m,一般厚34m,岩性以土黄色、灰黄色亚粘土、亚沙土为主,含大小不一、形态各异的钙质结核,结核呈零散状分布。
与下伏地层呈假整合或角度不整合接触。
5、第四系全新统(Q4)
区内沉积类型主要有两类,冲、洪积层和风积层。
冲、洪积层中根据其形成先后可分Q4al。
冲洪积物(Q4al):
主要分布在煤矿东部中圪塔沟谷,构成一级阶地。
上部岩性为灰黄色亚沙土、粉细沙,下部为沙砾石(卵石)层。
现代冲洪积层,主要分布较大支沟中,主要为粉、细沙及沙、砾石。
风积层(Q4eol):
偶有几处零星分布在梁峁上和山梁斜坡处,呈片状以固定,半固定沙丘和流动沙丘的形式覆盖于其它地层之上。
岩性为浅黄色、褐黄色细沙、粉沙,含少量细砾石,质地均一,分选较好,经多次搬运,磨园度好,与下伏地层不整合接触。
二、构造
(一)区域构造
神府矿区构造单元处于鄂尔多斯地台二级构造单元—伊(克昭盟)陕(西)单斜东缘中部。
由于基底是坚固的前震旦系结晶岩系,故中生代以来,地史上历次构造运动对本区影响甚微,表现以垂向运动为主,仅形成一系列沉积间断假整合面,故区内构造极其简单,无褶皱,倾角在1°左右的大单斜层。
但中生代后期,由于吕梁复背斜构造带大规模升隆,使得鄂尔多斯台向斜东缘强烈翘起褶皱。
表现为府谷县黄河沿岸古生代地层-奥陶系,石炭系,二叠系翘起裸露于地表,形成有高角度的背、向斜褶曲,并伴生有NW向断裂。
也使得矿区东部-悖牛川以东地区相对抬升,地层遭受严重剥蚀,缺失侏罗系中统直罗组、安定组及白垩系地层,甚至煤系地层延安组上部地层也遭受剥蚀。
矿区内无火成岩活动,断层也稀少。
本区发现的断层均属高角度张性断裂性质,是区域构造特征之一。
(二)煤矿构造
矿井位于鄂尔多斯盆地之次级构造单元陕北斜坡东北部,地质构造简单,基本为一走向北东,倾向北西,平均倾角小于1°的单斜构造,无大的断裂及褶皱发育,局部发育宽缓的波状起伏。
无岩浆活动痕迹。
(三)构造对煤层开采的影响分析
本区地质构造简单,走向北东,倾向北西,平均倾角小于1°的单斜构造,无大的断裂及褶皱发育,无岩浆活动痕迹。
地质构造对井下开采无影响。
(四)地质构造复杂评价
本区地质构造简单,走向北东,倾向北西,平均倾
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