宝贸煤矿灾害评估报告.docx
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宝贸煤矿灾害评估报告
陕西省延安市宝塔区宝贸煤矿建设工程
地质灾害危险性评估报告
陕西省煤炭地质测量技术中心
二○○八年十二月
陕西省延安市宝塔区宝贸煤矿建设工程
地质灾害危险性评估报告
项目负责:
刘社虎
参加编写:
刘社虎张红强张晓团申涛
马怀生高佑民李平焕贺丹
审核:
范立民
总工程师:
刘社虎
主任:
范立民
提交报告单位:
陕西省煤炭地质测量技术中心
提交报告时间:
二○○八年十二月
附图:
Ⅰ环境地质图1:
10000
Ⅱ地质灾害危险性综合评估图1:
10000
0.前言
0.1任务由来
延安市宝塔区宝贸煤矿位于延安城东北约30km处,行政区划隶属于陕西省延安市宝塔区青化砭镇和冯庄乡管辖。
为了落实国家煤炭产业政策,《延安市煤炭资源整合方案》提出将延安市宝塔区冯庄乡张渠联办煤矿、延安市宝塔区青化砭镇后丈子沟煤矿、延安市宝塔区青化砭镇惠安煤矿的剩余资源,加上扩大范围后配套的资源进行整合,设立延安市宝塔区宝贸煤矿,规划生产能力15万t/a。
陕西省国土资源厅以陕国土资矿采划[2008]176号文划定了延安市宝塔区宝贸煤矿有限责任公司矿区范围。
整合后开采设计生产能力为21万t/a。
根据《陕西省地质灾害图册(延安市分册)》和《陕西省延安市宝塔区地质灾害调查与区划报告》,延安市宝塔区宝贸煤矿范围属地质灾害中易发区。
为满足资源整合工作需要,确保矿山建设工程安全,遵照国务院第394号令《地质灾害防治条例》第二十一条“在地质灾害易发区内进行工程建设必须进行地质灾害危险性评估”的规定,延安市宝塔区宝贸煤矿有限责任公司特委托陕西省煤炭地质储量技术中心对延安市宝塔区宝贸煤矿建设工程进行地质灾害危险性评估工作。
评估工作起止时间为:
2008年10月11日~2008年12月31日。
0.2目的任务
本次评估工作目的是:
通过对延安市宝塔区宝贸煤矿(整合区)范围内地质环境条件和现有地质灾害发育特征的调查、分析,对煤矿建设和运行过程中可能遭受、加剧和引发的地质灾害危险性做出评价,并提出地质灾害防治措施建议,为建设项目地质灾害防治提供初步依据,避免人类不合理工程活动造成的地质灾害,从源头上减轻地质灾害造成的生命财产损失,达到有效保护煤矿建设项目的安全运行。
具体任务是:
(1)全面了解工程概况,搜集并分析前人资料,开展环境地质调查,初步评价延安市宝塔区宝贸煤矿范围内地质环境条件;
(2)查明拟建延安市宝塔区宝贸煤矿内的地质灾害类型、分布、规模、发育特征、诱发因素,评价其稳定性、易发性及危害程度,对地质灾害危险性做出现状评估;
(3)对拟建延安市宝塔区宝贸煤矿建设项目可能遭受的地质灾害危险性、项目建设与运行期间可能引发、加剧地质灾害的危险性做出预测评估和综合评估,进而对煤矿建设工程适宜性做出评价;
(4)对拟建延安市宝塔区宝贸煤矿建设项目可能遭受、加剧、诱发的地质灾害提出防治措施建议和进一步工作的建议。
0.3评估依据
(1)《地质灾害防治条例》(国务院令第394号),2004年3月1日;
(2)国土资源部《关于加强地质灾害危险性评估工作的通知》(国土资发[2004]69号文)及其附件《地质灾害危险性评估技术要求》(试行);
(3)国务院办公厅转发国土资源部(国办发[2001]85号)《关于进一步治理整顿矿产资源管理秩序意见的通知》;
(4)《陕西省地质环境管理办法》(陕西省人民政府令第71号),2001年9月;
(5)《陕西省矿产资源管理条例》;
(6)《陕西省国土资源厅关于划定延安市宝塔区宝贸煤矿有限责任公司矿区范围的批复》(陕国土资矿采划[2008]176号文);
(7)延安市宝塔区宝贸煤矿有限责任公司地质灾害危险性评估委托书。
0.4前人研究程度及主要参考资料
1、2005年,受延安市国土资源局宝塔区分局委托,西安地勘院对宝塔区境内的17个煤矿进行了资源储量检测工作,提交了煤炭资源储量检测说明书。
2006年9月省国土资源厅以“陕国土资储备[2006]147”、“陕国土资储备[2006]139”、“陕国土资储备[2006]145”分别对张渠联办煤矿、后丈子沟煤矿、惠安煤矿检测资源储量进行了备案。
2、2008年4月延安市国土资源局宝塔分局委托西安地质矿产勘查开发院对对宝贸煤矿整合区进行地质勘查工作。
本次工作对地形和地面建筑物进行了修测,对区内3个煤矿进行了调查;完成探煤钻孔6个,工程量1087.81m,采集各类样品25个;进行常规测井6孔次,工作量1055.25m;同时在区内和邻近小煤矿重点收集和调查了各煤矿水文地质资料、煤层顶底板资料、瓦斯、地温和煤尘爆炸性等资料。
2008年10月,西安地质矿产勘查开发院编制了《陕西省延安市宝塔区宝贸煤矿(整合区)资源储量核实报告》,陕西省国土资源规划评审中心对报告进行了审查,省国土资源厅完成了对该报告的备案。
3、2001年4月,陕西省地勘局908水文地质工程地质大队提交了《陕西省延安市宝塔区地质灾害调查与区划报告》。
本次评估主要参考资料有:
(1)《陕西省延安市宝塔区宝贸煤矿(整合区)资源储量核实报告》
陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院,2008.10;
(2)《陕西省延安市宝塔区地质灾害调查与区划报告》
陕西省地勘局908水文地质工程地质大队2001.04;
(3)《陕西省延安市宝塔区宝贸煤矿有限责任公司煤炭资源整合实施方案开采设计》韩城矿务局设计院,2008.11;
(4)《陕西省延安市宝塔区冯庄乡张渠联办煤矿资源储量检测说明书》
陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院,2005.10;
(5)《陕西省延安市宝塔区青化砭镇后丈子沟煤矿资源储量检测说明书》
陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院,2005.10;
(6)《陕西省延安市宝塔区青化砭镇惠安煤矿资源储量检测说明书》
陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院,2005.10。
0.5评估工作方法·
根据煤矿建设工程的特点,本次工作在广泛收集区内已有煤田地质勘查和水文地质、灾害地质等成果资料的基础上,对评估区现场进行了较详细的地质灾害调查,经室内研究分析,对区内地质灾害作出评估。
具体的工作方法如下:
(1)开展工作前,组织项目有关技术人员认真学习国土资源部《地质灾害危险性评估技术要求》(试行),统一认识,熟悉工作程序,明确各项工作的重点和相关技术要求,确保评估工作的顺利开展和评估质量。
(2)在调查前,搜集并详细阅读有关资料,了解区内地质环境条件和煤矿建设情况。
明确本次工作的目的、任务和工作重点。
(3)野外调查采用1:
10000地形图做手图,调查点采用GPS定位和地形地物校核,对灾点或灾害地质特征进行详细调查,并对灾害地质现象和典型地貌特征等进行拍照记录。
野外调查工作方法主要采用路线穿越法和地质环境点追索相结合的方法进行。
(4)明确调查内容。
本次调查的重点是各类地质灾害的分布现状、规模及稳定程度等,对评估区开采现状及采空区的地面塌陷也作为一项重点调查内容。
(5)室内资料综合整理。
在综合分析研究既有资料和实地调查资料的基础上,按照《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)工作程序,进行地质灾害危险性现状评估、预测评估及综合评估,并提出相应的防治工程措施和建议。
最终编制提交了《延安市宝塔区宝贸煤矿有限责任公司建设工程地质灾害危险性评估报告》及“环境地质图”和“地质灾害危险性综合评估分区图”等附图。
本次地质灾害评估的工作程度见框图0-1。
0.6工作概况及完成的工作量
接受任务后,我中心立即组织专业技术人员充分搜集和研究分析已有的区域地质、煤田地质、环境地质以及水文、气象等资料,编制工作计划;于2008年12月20日~12月26日进行野外综合调查,历时6天;并于12月26日~12月31日进行资料整理和报告编制。
完成的工作量详见表0-1:
工作量完成一览表表0-1
项目
单位
工作量
调查面积
km2
41.82
调查线路
km
38
地质环境调查点
点
75
调查照片
张
150
收集已有资料
份
6
最终成果报告
份
1
图0-1地质灾害危险性评估工作程序框图
0.7评估质量综述
整个评估工作严格按照部颁技术要求的程序与陕西省主管部门的具体指导意见进行。
报告基本阐明了区内地质环境背景,查明了地质灾害及地质灾害隐患的类型、分布、发育特征及其对拟建工程的危害情况,划分了地质灾害的危险性等级,提出了具体可操作的防治对策和措施建议。
报告内容齐全,文图真实,评估结论符合实际,成果质量可信,评估工作达到预期目的,符合国土资源部国土资发〔2004〕69号文件及附件《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)的要求。
1.建设工程概况
1.1建设工程名称及交通位置
建设工程名称:
延安市宝塔区宝贸煤矿建设工程
延安市宝塔区宝贸煤矿范围:
陕西省国土资源厅以陕国土资矿采划[2008]176号文划定的矿区范围,由5个拐点圈定,面积36.7927km2,拐点坐标见表1-1。
其东北角与林坪煤矿、西北与新鑫塬煤矿、西南与红安煤矿整合区相接,其余方向无矿权设置。
表1-1延安市宝塔区宝贸煤矿(整合区)拐点坐标一览表
序号
X
Y
序号
X
Y
1
4071002
37371839
4
4064206
37374766
2
4070900
37378883
5
4068505
37371801
3
4064166
37377497
宝贸煤矿位于延安城东北约30Km处,行政区划隶属于陕西省延安市宝塔区青化砭镇和冯庄乡管辖。
地理坐标为:
东经109°33′53″~109°38′37″,北纬36°42′00″~36°45′39″。
勘查区南北长约6.7km,东西宽约2.7~7.0km,面积约36.7927km2。
区内交通以公路运输为主,距210国道10km,205省道在矿区西部边界通过。
神延铁路杨山货站距矿区20km,交通运输条件便利(见图1-1)。
评估区内村庄居民较多,详见表1-2。
表1-2评估区内村庄及居民情况一览表
村庄名称
居民(户)
人数(口)
窑洞(间)
耕地(亩)
马不塌
46
230
184
160(川地100亩,坝地60)
薛家湾
109
350
320
360
泥沟村
38
156
84
150
康坪村
63
270
180
340(川地60亩)
贾庄
62
240
150
460(川地、台地)
前安家沟
50
197
170
75
后安家沟
80
260
220
320
白坪村
70
310
278
217
杜坪村
60
230
176
230
乔家沟
49
249
176
200
武家沟
36
170
120
200
方桥村
95
420
306
李家沟村
140
510
420
200
解长沟
25
130
60(砖窑为主)
200
曹家沟
98
412
290
300
张渠
120
485
366
600
前丈子沟-林坪
71
331
226
180
前丈子沟
156
620
450
300
后丈子沟
23
110
70
100
散岔
50
213
210
60
图1-1交通位置示意图
1.2建设工程概况
1.2.1建设工程规模
根据2008年10月陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院编制《陕西省延安市宝塔区宝贸煤矿(整合区)资源储量核实报告》,截至2008年12月底,整合区内资源总量2091.4万吨,其中:
控制的内蕴经济资源量(332)100.7万吨,推断的内蕴经济资源量(333)1990.7万吨。
整合区内含可采煤层2层,为3、3-1号煤层。
3号煤厚0~0.60m,可采厚度0.42~0.60m,3-1号煤层厚度0~0.50m,可采厚度0.31~0.50,均不含夹矸,结构简单。
二煤层均为低水分、低灰、高挥发分、低~中高硫、低磷、高发热量的气煤(45号)。
是良好的配焦用煤,也是良好的动力、气化、液化等化工工业原料用煤。
依据韩城矿务局设计院编制的《陕西省延安市宝塔区宝贸煤矿有限责任公司资源整合实施方案开采设计说明书》,矿井设计可采储量为1187.82万t。
矿井储量备用系数取1.4,矿井服务年限40.4a,满足整合改扩建矿井设计的要求。
概算投资为矿井实现净生产生产能力设计范围内本工程从筹建开始到项目竣工时完成的全部井巷工程、土建工程、设备购置、安装工程及其他费用的工程建设总投资。
根据陕西省延安市宝塔区宝贸煤矿矿井资源整合实施方案开采设计,本煤矿形成21万t/a生产能力所需总投资在利用原有可利用工程的基础上需要新增工程概算投资如下:
静态总投资5485.75万元;
其中:
井巷工程1219.02万元;
土建工程938.90万元;
设备购置1761.37万元;
安装工程962.37万元;
其他费用245.20万元;
基本预备费358.88万元。
1.2.2工业广场
根据整合矿区的地质、煤层赋存条件以及地形地貌等条件,结合外部社会环境,经过多次踏勘,综合确定在整合矿区的西北角冯家乡薛家湾村老草湾壕重新选择工业场地。
该场地比较平坦、开阔,地面工程量较少,场地布置方便,距乡级公路近,外部运输条件好。
该场地地层稳定,其四周没有地质灾害及灾害性构造。
西北入口处有宽缓的沟谷可以利用,西南侧有南北向沟谷溪流,因沟谷窄短,汇水面积小,流量不大,且随季节变化,另外该处的场地地势比较高,经调查,洪水期对该场地不构成威胁,基本满足设计需要。
距离原延安市宝塔区冯家乡张渠联办煤矿的地面工业场地较近,可利用原场地作为福利生活区和前期风井工业场地。
工业场地占地面积2.58hm2,其中风井工业场地、火药库及至火药库的道路占地0.43hm2。
根据场区地形条件工艺布置及建筑要求,确定的工业场地基本为不规则多边形。
功能分区按三个区进行布置。
1、生产区:
位于场区北部,以主斜井为中心布置有驱动机房,筛分车间,块煤、末煤胶带运输机栈桥及储煤场,空气加热室、压缩机房、锅炉房。
储煤场距进风井口最小距离30m以外,在最小风频的下风侧,煤流外运方向顺畅。
靠近储煤场北侧布置有锅炉房,便于锅炉用煤及排灰。
在主副井口间布置有变电所,变电所与储煤场、锅炉房的距离均符合设计规范要求。
2、辅助生产区:
位于场区西部,以副斜井口为中心布置有机修车间、材料库、消防材料库、油脂库、坑木加工房、空气加工室、井下水处理池及井下消防水池等。
该区采用了联合集中布置,运输线路短捷、顺畅、合理。
3、场前区:
布置在场区的南部,靠近外部公路,人流出入方便。
主要布置有浴室更衣室、矿灯房及井口等候室等组成联合建筑,矿办公楼,职工食堂,职工宿舍、生活污水处理站,大门布置在场区西出入口处。
在办公楼前设置喷泉,雕塑小品、花坛及绿化等,形成良好的工作环境和景观效果。
场前区是矿对外联络的窗口,整个场前区的建筑物基本按人流流向布置,道路进入场区大门后,人流货流分流,互不干扰。
矸石先期主要用于广场填方,填方工程完成后,后期的矸石由汽车运至附近荒沟,覆土造田,工业场地附近不设矸石山。
火药库位于工业场地以外南边约600m的荒沟边坡上。
风井工业场地在矿井工业场地的西北边470m处,利用原张渠煤矿工业场地。
照片1-2拟新建的煤矿主、副斜井及工业广场场址
1.2.3开拓方式
设计方案选择采用两斜一立开拓方案。
在所选工业场地内布置主斜井、副斜井,另外采用原延安市宝塔区冯家乡张渠联办煤矿的回风立井作为回风井。
各井筒特征见表1-3。
主斜井井筒斜长159m,井口方位角303°,井筒倾角12°。
井筒装备胶带输送机,担负全矿井的煤炭运输任务,兼做进风井和矿井的安全出口。
副斜井井筒斜长172m,井筒方位角303°,井筒倾角8°。
井筒内铺设30kg/m轨道,担负矿井的材料、设备、矸石及人员等辅助运输任务。
井筒内敷设排水管、供水管、电缆,兼做进风井和矿井的另一个安全出口。
回风立井采用原延安市宝塔区冯家乡张渠联办煤矿的回风立井,井筒垂深22m,井筒采用圆形断面,承担全矿井的回风任务。
主、副斜井至3上号煤层后,沿3上号煤层东向开凿机运输大巷和回风大巷,回风立井通过煤门与回风大巷连接。
主斜井通过煤仓和清理斜巷与运输石门、运输大巷连接。
根据矿井开拓布置需要,矿井中后期在李家沟再开凿一个回风井作为后期开采的回风井。
表1-3各井筒特征表
序号
井筒特征
井筒名称
主斜井
副斜井
回风立井
1
井口
坐标
纬距(X)
4069923.838
4069881.058
4070115
经距(Y)
37372225.010
37372204.45
37372096
2
井口标高(m)
1018
1009
1006
3
方位角(°)
303
40
4
井筒倾角(°)
12
8
90
5
落底水平标高(m)
985
985
984
6
井筒斜长或垂深(m)
159
172
22
7
井筒净直径或净宽
4.0
3.5
2.6
8
井筒支护
支护
形式
表土段
料砌
料砌
料砌
基岩
锚喷
锚喷
料砌
支护
厚度
表土段
300
300
250
基岩
150
150
250
9
断面积
断面形状
半圆拱
半圆拱
圆形
净断面/m2
13.2
13.81
5.31
10
井筒装备
650m胶带、台阶与扶手
台阶与扶手
梯子间
11
备注
1.2.4井下开采
1.2.4.1水平划分
矿井含2层可采煤层,3上和3号煤层均为薄煤层,煤间距为55m。
矿井初期只开采3上号煤层,以+985m为单水平生产,保证矿井210kt/a生产能力,这样移交时工程量少,建井工期短,投资少见效快,有利于减少生产费用和集中管理,后期开采3号煤层时可以充分利用3上号煤层井巷工程减少3号煤层开拓工程量。
1.2.4.2主要巷道布置
设计根据煤层围岩特性在3上号煤层留底破顶布置一组东西向大巷,即一条运输大巷和一条回风巷。
满足井下主运输和辅助运输需要,回风大巷仅作通风之用。
后期开采3号煤层时沿3号煤层底布置两组南北向集中大巷,这两组集中大巷通过斜巷与3上号煤层的运输大巷和一条回风巷相连接。
1.2.4.3采区划分及开采顺序
井田内可采煤层为近水平煤层,采用盘区划分开采井田。
3上号煤层在井田的南部一带煤层不可采,原延安市宝塔区冯家乡张渠联办煤矿的采空区位于整合矿区的西北角。
3号煤层在井田的中南部、北部边界一带煤层不可采,原青化砭镇后丈子沟煤矿、惠安煤矿的采空区位于整合矿区的东北、东南角。
根据3上号煤层赋存条件,顶底板岩性、矿压控制、运输设备能力和工作面年推进度等多种因素,确定将3上号煤层划分为2个盘区。
将3号煤层划分为7个盘区。
1.2.5采煤方法及首采工作面主要参数
本矿井设计采用长壁炮采采煤法,一次采全高,全部垮落法管理顶板。
矿井初期开采3上号煤层,可采厚度0.45~0.60,为稳定薄煤层。
首盘区为301、302盘区,设计布置两个炮采工作面,工作面长度分别为80m,设计采高为0.50m。
3上号煤层倾角小于1度,地质构造简单,工作面推进长度不受地质条件影响。
设计根据工作面长度,矿井生产能力结合井田范围和3上号煤层采空区及防水煤柱分布合理划分采区,确定首采工作面推进长度1000~1300m左右。
设计回采工作面选用单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护顶板,上下顺槽采用单体液压支柱及金属铰接顶梁架棚支护,工作面超前支护长度不小于25m。
设计工作面配备ZMS-12B型煤电钻,采用SGB–420/30型刮板输送机,选用DN08型内注式单体液压支柱,还配备有JD-11.4型调度绞车,JH-8型回柱绞车,YQ-100液压推溜器,KQW6-5.5小水泵,发爆器、探水钻等。
2.地质环境条件
2.1气象、水文
评估区属温带半干旱大陆性季风气候,四季冷暖干湿差异较大,最高气温39.7℃,最低气温-25.4℃。
年平均气温9.4°C,无霜期150天左右,年均降水量558mm左右,多集中在7、8、9三个月,年平均蒸发量1676mm。
风向主要为西北季风。
评估区区霜冻期为十一月至次年三月,冻结深度0.78m。
区内地表水系主要位于瓦窑堡组基岩出露的沟壑之中,及其支流,虽常年有水,但流量小,且受季节性降水影响大。
同时河流沿岸分布有少量基岩泉子,虽常年有水但流量不大。
其余沟壑主要为一些季节性的河流,平时多为干沟,雨季时有短时间的洪流,其流量主要受降雨量的控制。
丰富川和林坪川分别位于整合区东西部,流向自北向南。
2.2地势地貌
评估区地处陕北黄土高原中部,属典型黄土高原地貌景观。
区内沟谷纵横,地形破碎,树枝状沟壑发育,水土流失严重。
地形总趋势为北高南低。
最高高程1247m,位于整合区北部大王山。
最低高程930.5m,位于东南部林坪川。
最大高差316.5m。
照片2-1煤矿区黄土粱峁沟壑地貌
2.3地层岩性及煤层特点
2.3.1地层岩性
评估区地层区划属华北地层区陕甘宁盆地分区。
地表大部分被第四系上更新统离石组(Q2l)及全新统(Q4)冲洪积层、第三系静乐组(N2j)所覆盖,三叠系瓦窑堡组第三段基岩沿沟出露。
依据钻孔揭露和邻区资料,现将区内地层情况分述如下:
1、三叠系上统永坪组(T3y)
为三叠系含煤地层沉积基底。
岩性以灰绿、灰白色中粒石英砂岩为主,夹细粒砂岩及粉砂岩薄层,局部含薄煤层。
据勘查施工的B3钻孔资料,其厚度大于51.44m(未见底)。
2、三叠系上统瓦窑堡组(T3w)
为区内的主要含煤地层,沿较大沟谷底部零星出露其上部地层。
岩性为一套由粗砂岩—细砂岩—粉砂岩—泥岩的韵律式互层,总厚度大于280m。
按区域资料及其岩性特征、含煤性和沉积特征自下而上分为五段,由于遭受后期冲刷,上部的第四、五段全部被剥蚀,区内仅保留其下部的一、二、三段地层。
(1)第一段(T3w1)
本次施工钻孔仅B1号钻孔揭露。
结合邻区资料,本段岩性下部为灰色岩屑长石石英砂岩,发育大型斜层理;上部为深灰色粉砂岩夹薄层砂岩,含6层薄煤层或煤线,顶部为1号煤层位。
本段厚53.99m。
(2)第二段(T3w2)
本次施工部分钻孔揭露。
岩性下部为灰色细粒长石石英砂岩,含煤屑及钙质透镜体,具小型交错层理;上部为灰色、深灰色粉砂岩夹薄层细砂岩,含4~10层薄煤层或煤线,赋存2号煤。
本段厚65.33m。
(3)第三段(T3w3)
中、下部主要为深灰色粉砂岩、钙质泥岩,夹多层薄层砂岩、油页岩及薄煤层。
以发育大量生物洞穴,含大量钙质粉砂岩、泥岩为特征;上部为灰色粉砂岩、钙质粉砂岩、泥岩、细砂岩。
其上部的3号煤层及中上部的3-1号煤层为区内的可采煤层。
本次施工的6个钻孔中该段上部及3号煤层均遭受不同程度的剥蚀,可见厚度为60~88m。
3、新近系上新统静乐组(N2j)
主要分布于沟谷的边坡地带。
岩性为紫红、棕红色粘土、砂质粘土,含多层钙质结核。
底部有数层透镜状砂砾石层,砾石多为泥砾、砂砾,磨圆中等,最大粒径3cm,半固结状。
与下伏地层角度不整合接触。
4、第四系中更新统离石组(Q2l)
为第四系主体沉积物,全区大部分分布,主要分布于梁峁顶部及沟谷边坡地带,岩性为灰黄、棕黄色粉土、砂质粘土,含少量钙质结核,
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