巴里坤三塘湖山南火石泉生產地質報告

PAGEPAGE1第一章概況第一節(jié)目的和任務隨著市場經濟的發(fā)展，新疆巴里坤哈薩克自治縣對工業(yè)用煤、民用煤的需求量迅速增加，原有煤礦的生產能力不能滿足經濟增長和人民生活的需求，特別是民用煤缺口更大。為解決全縣經濟發(fā)展對煤炭緊張、需求這一矛盾，巴里坤山南火石泉農牧開發(fā)有限責任公司向巴里坤縣人民政府提出了在三塘湖煤田興辦煤礦的申請報告。縣人民政府及縣礦管局、縣煤炭局對該公司的申請報告進行了研究，同意在巴里縣北部三塘湖鄉(xiāng)奎蘇二礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)煤礦之間擴建一座年產6萬噸的生產礦井。為保證建井的需要，須進行煤礦生產地質工作。為支援地方煤礦工業(yè)，為煤礦生產提供可靠的地質資料，受巴里坤山南火石泉農牧開發(fā)有限責任公司煤礦籌建處委托，新疆哈密礦務局勘察設計院承擔了生產地質報告的編制工作。根據(jù)《礦井地質規(guī)程》和《煤炭資源地質勘探規(guī)范》的要求，本次生產地質工作的主要任務是：1、查明區(qū)內地層層序及含煤地層時代；2、查明區(qū)內地質構造形態(tài)，了解并掌握可采煤層層數(shù)、層位、厚度、結構及分布變化規(guī)律；查明了瓦斯、煤塵、煤層頂、底板巖石物理力學性質，煤的自燃規(guī)律；3、了解區(qū)內的自然地理條件，第四紀地質及水文地質狀況；4、計算B+C+D級儲量，其中B/B+C+D不少于20—30%。根據(jù)上述任務和山南火石泉農牧開發(fā)有限責任公司三塘湖煤礦籌建處的委托，該項目自九七年八月十三日開赴工作區(qū)野外作業(yè)，十月上旬轉入室內報告編制，十月底完成了生產地質報告的編制工作，現(xiàn)報請上級有關主管部門審批。第二節(jié)位置和交通工作區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)巴里坤哈薩克自治縣三塘湖西，東距三塘湖鄉(xiāng)人民政府17公里，南距巴里坤縣城110公里，東南距哈密市240余公里。工作區(qū)范圍東起奎蘇鄉(xiāng)第二煤礦西邊界；西至鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦東邊界；南起2號煤層底板露頭線以南400米；北至2號煤層底板以北400米。工作區(qū)東西長2.26公里，南北寬0.85公里，面積1.92平方公里。（詳見附圖DS97—02）地理坐標：東經93°13′30″--93°16′30″北緯44°20′--44°21′工作區(qū)至三塘湖鄉(xiāng)人民政府及巴里坤縣城均有簡易砂石公路相通，即將修通的巴里坤縣至老爺廟口岸的公路將給煤礦生產帶來福音，由巴里坤縣城至哈密市有瀝青公路通達，交通比較方便。（詳見附圖DS97—01）第三節(jié)自然地理工作區(qū)位于三塘湖盆地南緣，屬戈壁準平原地貌，海拔高最高為899米，最低為871.7米，相對高差25.3米，地勢較為平坦。區(qū)內無地表逕流，也無地下水露頭分布，臨近三塘湖鄉(xiāng)上湖地帶石炭系有天然泉點分布，屬裂隙泉水，當?shù)剞r民筑壩蓄水，用于農業(yè)灌溉和發(fā)電，駐軍某部在石炭紀地層鉆井取水飲用，水質尚好。本區(qū)屬于大陸性干旱氣候，冬季嚴寒無雪，夏季酷熱有陣雨，降雨量稀少，蒸發(fā)量特大，為降水量的112倍。（其詳細氣象資料見表1—1）。注：此資料由巴里坤縣氣象局提供，為三塘湖氣象站1960年—1980年資料（詳見附表二），1980年以后，原三塘湖氣象站已撤銷。氣象資料統(tǒng)計表表1—1氣溫（°C）降水量(mm)蒸發(fā)量(mm)風情冰凍最高最低平均天數(shù)(七級以上)最大風速(m/s)平均風速(m/s)風向上凍日期解凍日期凍土深度平均平均最多頻率40.3-28.5833.91785.5115.5275.9西2110月20日次年3月25日1.5米三塘湖鄉(xiāng)為農業(yè)區(qū)，分上湖、中湖、下湖三個居民點，人口約二千人，其中以下湖居民點人口和耕地最多，農作物主要為哈密瓜、玉米和小麥，居民區(qū)內建有小型水電站一座，供居民照明用電。另根據(jù)自治區(qū)地震局資料，工作區(qū)地處6度地震烈度帶。第四節(jié)礦井和小窯工作區(qū)東部邊界以東1.5公里處，有奎蘇鄉(xiāng)第二煤礦，該煤礦建于一九九二年，年產量約3萬噸，立井開拓，采深110米。共開采2層煤，其中2號煤為主采煤層。開采長度約2000米，采煤方法落后，回采率僅為45%，礦井涌水量為240m3/d。工作區(qū)西部邊界以西500米處，有巴里坤縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦一座，該煤礦始建于一九八五年，年產煤量約1—1.5萬噸，立井開拓，采深110米，共開采3層煤，其中2號煤為主采煤層。開采長度約1000米，采煤方法為后退式倉柱法，回采率較低為30%。礦井涌水量為30m3/d。工作區(qū)中部有許多小立井，但由于各種原因開采20—30米左右被迫停產，這些小窯已全部封死。第五節(jié)以往地質工作1959年新疆煤炭工業(yè)管理局地質勘探局158隊在三塘湖一帶進行過區(qū)域地質調查工作。并編繪有1/20萬地形地質圖（詳見附圖DS97—02）。對區(qū)內地質構造、地層及煤層分布狀況有過概略性的評述，并將其含煤地層確定為中下侏羅系的上八道灣層（J1—22上）。1992年由新疆煤田地質局一六一地質隊，在工作區(qū)邊界以東2公里的奎蘇鄉(xiāng)第二煤礦進行了煤田地質工作，編制了新疆維吾爾自治區(qū)巴里坤縣三塘湖煤礦的生產地質報告，對奎蘇鄉(xiāng)第二煤礦的地層、煤層和煤質進行了詳細的評述和論證。工作區(qū)的煤田地質工作是在以往地質工作的基礎上，進行了大量的野外地質調查，結合鉆探、槽探、測井和野外地質填圖，通過煤質化驗、巖石力學性質試驗等手段，掌握了大量的第一手資料的基礎上，進行綜合分析后編制了這份生產地質報告。勘探工作第一節(jié)勘探方法一、勘探手段的選擇區(qū)內含煤地層出露零星。第四系大面積覆蓋，厚度小于3米，地形較平坦，且分布有封閉的小窯幾處。據(jù)此條件本次生產地質工作采用1/2000比例尺地形填圖、槽探、巖芯鉆探、地球物理測井、采樣及礦井調查等相結合的方法。采用槽探對地表煤層露頭及淺部地層、構造、煤層厚度及結構進行揭露。鉆探工程對深部地層及煤層變化進行控制掌握，并完成煤芯采樣工作。孔深在100米以上的鉆孔均進行測井驗證，進行全孔巖煤層解釋，提供鉆孔偏斜和方位角資料。本次工作遵循由已知到未知，先地表后地下，由淺而深，由疏而密逐步控制的施工原則，取準了第一手資料，達到了勘探的目的，滿足了規(guī)范要求，獲得了良好的地質效果。二、勘探類型和工程布置原則根據(jù)地質填圖、槽探和礦井地質調查資料，本區(qū)為一向北傾斜的單斜構造，地層傾角57°--60°，主要可采煤層（2號）結構單一，厚度分布較為穩(wěn)定，因此勘探類型確定為一類二型，按照煤炭資源地質勘探規(guī)范要求，本次生產地質工作基本線距確定為1000米，圈劃B級儲量。最大控制垂深225米，儲量計算最低水平+600米，對主要可采煤層（2號）底板控制在+675米水平左右。用450米線距的槽探控制露頭的擺動范圍。由于通過奎蘇二礦及西部500米的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦的調查，判定在2號煤層下部的3號煤層不可采。所以在鉆孔設計時，對3號煤層沒有進行考慮。各項勘探工程布置原則具體為：1、鉆探工程：在工作區(qū)布設勘探線二條，鉆孔3個，其中以西部的Ⅳ線為主剖面線。布設鉆孔2個，分別控制淺部及深部地層和煤層變化狀況，并取得對煤層風化帶確定的指標。在東部Ⅲ線布設鉆孔一個，用以控制掌握深部地層及煤層變化，并在此線布設槽探，用以控制煤層露頭及其擺動范圍（詳見附圖DS97—03）。2、槽探工程：主干槽探布設于Ⅳ勘探線附近，并且通過奎蘇二礦的二條主槽探，揭露煤層厚度、結構及地層接觸關系，并依據(jù)規(guī)范要求，沿煤層走向布設了加密短槽，間距為225—450米，控制煤層露頭擺動范圍。在侏羅系與石炭系的斷層接觸面上，布設槽探1個，了解其接觸關系及斷層產狀（詳見附圖DS97—03）。本次生產地質工作布設探槽10條，其中探煤探槽9條，探構造探槽1條。3、其它工程：施工鉆孔全部進行也簡易的水文觀測，對其中的兩個超過100米深的鉆孔進行了測井驗證，對1號、2號煤層采集了煤樣14個，進行物理性質和化學性質等項目的測定和分析工作。第二節(jié)勘探工程量及質量評價一、勘探工程量本次生產地質工作量完成情況見表2—1：工作量完成情況一覽表表2—1項目單位工作量備注控制測量Km23.52地形測量Km21.921/2000地形地質填圖Km21.921/2000槽探M3475.00共10處巖芯鉆探m438.34鉆孔3個煤芯樣個14巖石力學樣粘土樣小窯調查個2瓦斯樣二、勘探工程質量評述：1、地形測量施測高程及平面點500余個，編繪了（1/2000）地形圖。經檢查驗收，所施測的地形圖輪廓清晰，各種地物及地貌準確，圖上各種符號較為規(guī)范，精度滿足了1/2000—1/500大平板儀測量規(guī)范要求。2、控制測量利用工作區(qū)附近國家一、二、四等三角點，作為工作區(qū)平面和高程控制的依據(jù)，坐標系統(tǒng)為1954年北京坐標系，1956年黃海高程系統(tǒng)（詳見附表一）。區(qū)內9701、9702、9703三個控制點采用小三角法、蔡司010經緯儀，水平角觀測三個測回，圖根控制各點采用北光廠J6級儀器，水平角觀測一個測回，圖型為線型鎖和單三角形，高程控制均采用北光S3水準儀進行等外水準測量。測量精度均達到測量規(guī)范要求。共完成控制測量3.5Km2.3、工程測量（1）剖面測量：采用北光J3經緯儀進行測量，用交會法求得起始點與控制點間的距離和方位，用北光J3經緯儀極坐標法布施于實地，距離二次讀數(shù)、正倒鏡定向，水平角、垂直角用一個度盤測定。剖面長度閉合差可達1：2000，高程校差為0.2米，檢查角觀測值與坐標反算值差為42秒。（2）鉆孔及其它地質點、井點測量：均在首級圖根控制點的基礎上，利用北光J2級經緯儀定位，其精度達到二級圖根點的要求。4、地質填圖在建立地層層序，掌握地層標志的基礎上，布置地質觀測點，填繪地質地形圖。填寫圖比例尺為1：2000，填圖方法采用走向追索和剖面穿越相結合的全儀器法進行，即用經緯儀測定方位，紅外測距儀測距離，配合小平板儀在野外圈定地質露頭、地層界線和構造線，填圖地質點密度根據(jù)地質勘探范圍和地層變化情況而定，在地層變化處及地形較復雜地段適當加密，在大面積第四紀掩蓋及地形平緩處適當稀疏，各地質點觀測內容均有卡片詳細記錄。本次地質填圖，對第四紀劃分到統(tǒng)，對含煤地層劃分到段，非含煤地層劃分到組。地質填圖面積為1.92Km2,地質點340個，密度達177個/Km2。經野外實地驗收，質量合格，基本達到1/2000地質填圖規(guī)程要求（詳見附圖DS97—03）。5、鉆探工程施工鉆孔3個。工程量438.34米，均按設計要求進行施工，并對超過100米深的鉆孔進行了測井驗證。使用水泥砂漿對鉆孔進行封閉。依照部頒煤田勘探鉆孔質量標準，對3個鉆孔進行質量評定，其中特級孔1個，甲級孔2個，特甲級孔率達到100%；各鉆孔質量狀況詳見表2—2、表2—3，技術資料詳見附圖DS97—10、DS97—11、DS97—12和附表四。鉆探工程質量一覽表表2—2孔號煤層巖芯采取率孔斜終孔層位簡易水文鉆孔封閉原始記錄其它鉆孔級別優(yōu)質合格不合格合計Ⅲ-0122特甲甲甲甲甲Ⅳ-0122特特特特特特特特Ⅳ-0222甲甲甲甲甲甲甲甲鉆孔煤層質量一覽表表2—3孔號煤層號煤厚（米）煤芯長度采取率（%）缺失量（m）鉆探與測井（m）煤層質量頂末底初深度差厚度差Ⅲ-0112.05830.180.050.100.10合格223.06930.000.150.540.74合格Ⅳ-0113.84920.020.000.940.00優(yōu)質225.67960.000.040.710.00優(yōu)質Ⅳ-0214.13850.100.20合格226.42940.150.15合格6、槽探工程施工主干探槽1條，加密探槽5條，探3號煤探槽3條，探構造探槽1條，工程總量475立方米，探槽深度一般為0.5—3.5米，見基巖后下挖深度以保證清晰觀測煤層頂?shù)装?、巖層分界面、接觸關系并能以準確測定產狀為準。各探槽與巖層走向基本垂直，竣工后隨即進行地質編錄，編錄厚度大于0.5米的巖層均單獨分層記錄，并繪制了槽探素描和幫底展開圖（詳見附圖DS97—13、DS97—14及附表三）。7、地球物理測井對超過100米深度的Ⅲ--01、Ⅳ--01兩鉆孔進行了地球物理測井。對這兩個鉆孔鉆探質量進行了評價，對全孔地層進行分析。測井使用的儀器是渭南煤礦專用設備廠生產的模擬系列測井儀器。施測曲線有：伽瑪伽瑪（GG）人工放射曲線1條、天然伽瑪（GR）放射曲線1條、視電阻率（NR）電性曲線1條、自然電位（SP）電性曲線1條。Ⅲ--01、Ⅳ--01兩孔相距較近，測井參數(shù)基本相同。兩測井鉆孔的2號煤層較厚，煤質穩(wěn)定，按部頒規(guī)范煤層大于3.5米并無夾矸可不作1：50放大曲線。從已測的測井、測斜資料來看，該兩孔資料完全按照[93]地部頒發(fā)的測井規(guī)范要求。測井質量均達乙級以上。該測井施測的三種物性參數(shù)定性可靠；深度、厚度等誤差均符合甲級標準（詳見附圖DS97—15、DS97—17及附表五）。8、采樣及分析化驗工作各種樣品采集工作均按照煤炭資源地質勘探規(guī)范和采樣規(guī)程進行，對所有施工鉆孔見至可采煤層均采集了煤樣；各樣品均使用鐵筒、塑料袋、蠟封包裝并及時送交化驗部門，樣品質量達到規(guī)范要求。所采集樣品全送到有化驗資質的化驗室進行分析測試，測試成果可靠（詳見附表六）。9、水文地質工作本區(qū)干旱少雨，無地表水系，水文地質條件簡單，按照煤炭資源地質勘探規(guī)范普查階段對水文地質工作的要求，本次生產地質報告對工作區(qū)水文地質工作主要以分析施工鉆簡易水文資料為主，并在地質填圖中對地表粗顆沉積物進行了較詳盡的描述。通過對鉆孔簡易水文資料的分析，初步掌握和了解了漏水段地層的厚度、深度和巖性，并結合地層巖性分層記錄，初步劃分了含水層的層位和厚度。對鄰近生產礦井和舊井進行了調查和訪問，獲得了較系統(tǒng)的水文地質資料，采用水文地質比擬法預測了首采區(qū)第一水平+780米礦坑涌水量，分析了充水因素，指明了礦井供水水源方向。第三章地層在1959年由158隊進行的區(qū)域地質調查中，將三塘湖區(qū)的侏羅系地層自上而下劃分為中上侏羅系齊古統(tǒng)（J2—3），中下侏羅系頭屯河統(tǒng)（J1—2），中下侏羅系上八道灣層（J1—2）及中下侏羅系下八道灣層（J—2），但經本次野外實地調查，結合區(qū)域地質煤田預測資料及161隊1992年所編制的生產地質報告資料，對地層層序、巖性及含煤性等特征研究分析，認為原地層劃分與標準地層剖面不統(tǒng)一，此次地質工作把標準剖面與實測地層認真對比，對地層進行了統(tǒng)一劃分（見表3—1）。表3—1新疆煤管局地質勘探局158隊（一九五八年）新疆哈密礦務局勘察設計院（一九九七年）第四系全新統(tǒng)（Q4）第四系全新統(tǒng)（Q4）上更新統(tǒng)（Q3）上更新統(tǒng)（Q3）第三系（N）第三系（N）侏羅系中上侏羅系齊古統(tǒng)（J2-33）侏羅系石樹溝群上侏羅統(tǒng)喀拉扎—齊古組中上侏羅系頭屯河統(tǒng)（J1-22）中侏羅統(tǒng)頭屯河組（J2t）中下侏羅系上八道灣層（J1-22上）水西溝群中侏羅統(tǒng)西山窯組（J2X）上段（J2X2）下段（J2X1）中下侏羅系下八道灣層（J1-22下）下侏羅統(tǒng)三工河組（J1S）石炭系C石炭系下石炭統(tǒng)黑山頭組（C1h）第一節(jié)區(qū)域地層三塘湖地區(qū)出露地層，由老到新有石炭系、侏羅系、第三系和第四系（詳見附圖DS97—04），現(xiàn)分別簡述如下：1、石炭系（C）分布廣泛，在三塘湖至察爾汗一帶均有大片出露，屬二石炭統(tǒng)黑山頭組（C1h）。2、侏羅系（J）出露稀少，發(fā)育地層有侏羅系上中統(tǒng)石權溝群喀拉扎組、齊古組、頭屯河組及水西溝群西山窯組和三工河組地層，巖性為山麓相、河流相、湖濱相、湖濱沼澤相及湖泊相的褐紅、紫紅、灰綠、灰黑、色礫巖、粗砂巖、中砂巖、粉砂巖、泥巖、炭質泥巖及煤層，西山窯組為含煤地層，各組之間均為整合接觸，在地表未發(fā)現(xiàn)三工河組出露。侏羅系中統(tǒng)西山窯組地層與下伏石炭系呈斷層接觸。侏羅系地層總厚度達1000余米。3、第三系（R）發(fā)育地層有上、下第三系，其中下第三系（F）主要出露分布于條湖以東察汗泉一帶，巖性為綠色、黃綠色泥巖為主，地表呈風蝕地貌，厚度約50米，與下伏地層呈角度不整合接觸。上第三系（N）在三塘湖東、西、北均有分布，巖性為一套棕色、淺紅色泥巖組成，可見厚度100米，常超覆不整合于其它地層之上。第四系（Q）區(qū)內分布廣泛，超覆沉積于各組地層之上，發(fā)育地層有上更新統(tǒng)Q3和全新統(tǒng)Q4。上更新統(tǒng)（Q3）巖性為紫色戈壁礫石，成份復雜，其中混雜有白色、黃色、淺紅色瑪瑙石。巖層松散未膠結，厚約15米，與下伏地層呈超覆不整合接觸。全新統(tǒng)（Q4）：分布于現(xiàn)代沖溝、灌木雜草周圍，厚度約3米，為現(xiàn)代沖洪積物和風成砂土，與下伏地層呈假整合或超覆不整合接觸。第二節(jié)工作區(qū)地層區(qū)內出露地層有石炭系黑山頭組（C1h）、侏羅系水西溝群西山窯組（J2x）、石樹溝群頭屯河組（J2t）、第四系上更新統(tǒng)（Q3）（詳見DS97—06、DS97—07），現(xiàn)由老到新分述如下：一、下石炭統(tǒng)黑山頭組（C1h）：該地層分布于工作區(qū)南緣，巖性為灰色、灰綠色和灰褐色砂質灰?guī)r、鈣質砂巖、粉砂巖為主，底部為角礫巖、中性火山碎屑巖及碎屑巖。與下伏地層接觸關系不明，厚度不詳。二、中下侏羅統(tǒng)水西溝群三工河組（J1s）：該地層在工作區(qū)未見出露，根據(jù)以住資料，其巖性以湖相灰綠色粉砂巖為主，夾淡紅、綠色泥巖，與下伏地層呈斷層接觸，厚度不詳。三、中下侏羅統(tǒng)水西溝群西山窯組（J2X）：分布于工作區(qū)中部，地表有零星出露，為含煤地層。根據(jù)煤層露頭和槽探工程素描及巖性特征，將其分為上、下兩段，并分述如下：1、下段（J2X1）：為本區(qū)含煤段，巖性以深灰色、灰黑色粉砂巖、泥巖為主，夾薄層硅質膠結堅硬細砂巖、中砂巖和菱礦，含煤層3層，其中含可采的和大部分可采的煤層2層。煤層厚度12.37米，其中2號煤層結構單一，煤層穩(wěn)定，厚度為11.53—13.21米，可作為工作區(qū)的標志層。根據(jù)區(qū)測資料，該段底部普具一層灰白色中粒砂巖，與下伏三工河地層呈整合接觸，本段地平均總厚度116.40米。2、上段（（J2X2）：巖性以湖相、湖濱相灰、灰綠色細、粉砂巖、泥巖及中砂巖為主，夾有不穩(wěn)定的粗砂巖或砂礫巖，底部有一灰黃色泥質膠結厚層粗砂巖和中砂巖，巖性穩(wěn)定，厚2.0—2.5米，可作為工作區(qū)的標志層，進行煤巖層對比，與下伏地層分界，本段地層平均總厚度34.00米。四、中上侏羅統(tǒng)石樹溝群頭屯河組（J2t）：分布于本工作區(qū)北部，僅有零星出露，為非含煤地層。巖性灰綠、黃綠色砂巖、雜色泥巖、粉砂巖為主，中夾礫巖、泥灰?guī)r及菱鐵礦層，含有硅化木，屬河流相及干旱湖相沉積，底部具一厚層砂巖，與下伏西山窯組分界，呈整合接觸，地層平均總厚度89.50米。五、第四系上更新統(tǒng)（Q3）：區(qū)內分布較廣泛，巖性為戈壁砂礫石和其它碎石組成，成分雜，中含白色、黃色、淺紅色劣質瑪瑙石，該地層呈松散狀，厚0—5米，與下伏地層呈超覆不整合接觸。第四章地質構造第一節(jié)區(qū)域地質構造三塘湖區(qū)位于天山褶皺帶東段北側三塘湖拗陷南緣，其拗陷最早形成天海西期，其基底由石炭紀地層組成，該拗陷歷經燕山運動和喜馬拉雅運動，褶皺和斷裂構造不斷發(fā)生，使得區(qū)內地層和礦產受到不同程度的破壞，其主要構造有（詳見附圖DS97—02）：1、三塘湖復式向斜：展布于三塘湖區(qū)北部，向斜軸向呈北西—南東向，發(fā)育有不同褶曲幅度的次一級向、背斜，向北可延至中蒙邊界。該復式向斜地層組成以中新生代地層為主，地層傾角不南翼緩北翼陡。2、F1逆斷層：斷層東起察汗泉，向西延至西廟一帶，斷層走向北西西—南東東向，斷層面傾向南西，傾角53°--70°，此斷層切割了中下侏羅統(tǒng)地層，在地表及淺部致使下石炭統(tǒng)黑山頭組地層與為侏羅統(tǒng)西山窯組地層接觸。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦西區(qū)，F(xiàn)1斷層將3號煤層切割，斷距約4米，傾向204°，傾角45°，在東廟以西，受斷層牽引，致使局部含煤地層直立或倒轉現(xiàn)象。3、F2平推斷層：分布于三塘湖區(qū)上、下湖之間，走向北東—南西向，平推斷距在下湖為6Km。在上湖為1Km，并使得F1逆斷層錯開。4、F3平推斷層：該斷層位于三塘湖以東沈家廟一帶，與F2平推斷層近平行，為北東—南西向。平移斷距不大于2Km。第二節(jié)工作區(qū)地質構造工作區(qū)位于三塘湖復式向斜中次一級西廟向斜之南翼及F1逆斷層北盤，為北傾單斜構造，地層組成為西山窯組、頭屯河組及齊古組、喀拉扎組，地層傾角51°--60°，構造簡單（詳見附圖DS97—02、DS97—06、DS97—07）。F1斷層位于勘探區(qū)南部，斷層走向為北西—南東向，斷層面傾向南西。依據(jù)本次生產地質工作對該斷層的槽探揭露，斷層傾角為50°--55°。該斷層在勘探區(qū)對西山窯組含煤層未發(fā)生影響，但切割了下部三工河組。第五章煤層、煤質及其它有益礦產第一節(jié)煤層一、含煤性：本區(qū)含煤地層為西山窯組，含煤建造位于該組下段（J2X1）。一共含煤3層，自上而下編號為1、2、3號（見表5—1）：表5—1煤層編號煤層真厚度（米）最小—最大平均（點數(shù)）夾矸層數(shù)煤層真間距（米）最小—最大平均（點數(shù)）備注10.85—2.071.54(8)0或11.73—4.332.96(8)局部可采，較穩(wěn)定28.08—13.2110.15(9)0全區(qū)可采，穩(wěn)定30.50—33.3031.80(3)30．56—0.770．68（3）2不可采極不穩(wěn)定1號煤層由于沉積和構造作用的影響，在地表部分探槽揭露為不可采層，向深部煤層增厚。平均厚1.54米，為局部可采煤層，煤層較穩(wěn)定。２號煤層根據(jù)探槽和鉆孔控制，反映出淺部較深部厚，西區(qū)比東區(qū)厚，沉積環(huán)境好，是工作區(qū)穩(wěn)定的特厚煤層。平均厚度為10.15米，為主采煤層。１號和２號兩煤層的間距較穩(wěn)定，而無大變化。在Ⅲ線以東間距約3.5米，以西約2.8米。３號煤層主要以極薄煤層夾矸為主的結構式，并且整個勘探區(qū)煤層結構式并未變化。平均厚度為0.68米，煤層級不穩(wěn)定，不可采。工作區(qū)煤層總厚度為12.37米，含煤地層總厚度172.40米，其含煤系數(shù)為7.18（見表5—2）含煤特征表表5-2含煤地層總厚（米）煤層層數(shù)可采厚度（米）煤層總厚度（米）可采含數(shù)系數(shù)（%）可采不可采總數(shù)172.4021311.6912.377.28二、煤層對比：本區(qū)煤層對比是通過鉆探、槽探和測井所取得的資料，經綜合分析研究，結合煤層所具有的形象特征和間距變化經及底板巖性特征等進行對比（詳見附圖DS97—05），現(xiàn)分述如下：1、煤層厚度特征：1號煤層平均厚1.54米，屬薄煤層；2號煤層平均厚度10.15米，屬特厚煤層，兩煤層厚度具有明顯的差異。2、煤層間距特征：1號煤層和2號煤層之間間距最小為1.73米，最大為4.33米；間距較穩(wěn)定，層間巖性為深灰色泥巖夾薄層堅硬灰色細砂巖。3、煤層頂?shù)装鍘r性特征：2號煤層底板為一層灰白色含粘土質的泥巖，細膩，具滑感，是一標志層。4、測井曲線形態(tài)特征：由于本區(qū)煤層和圍巖物性差異明顯，測井曲線一目也然，1號煤層為高幅值系帶狀，2號煤呈高值系箱形。三、可采煤層：本區(qū)可采煤層兩層，自上而下為1號煤層和2號煤層。平均煤層總厚度為11.69米。1號煤最小厚度0.85米，最大厚度2.07米，平均厚度1.54米，為局部可采煤層，煤層結構簡單，屬較穩(wěn)定煤層。該煤層由于受沉積和構造作用的影響，在傾向上淺部薄而深圳特區(qū)部厚，在走向上，表現(xiàn)為東部薄而西部厚，煤層頂棉線為湖沼相泥巖或者粉砂巖，底板多為粉砂巖夾薄層泥巖。通過槽探、鉆探工作可知，煤層控制程度較嚴，研究程度較高。2號煤層最小厚度7.28米，最大厚度13.21米，平均煤厚10.15米，屬全區(qū)均可采煤層，結構單一，屬穩(wěn)定的特厚煤層。煤層變化規(guī)律是沿傾向淺部薄而深部較厚，沿走向東部薄而西部較厚。煤層頂板巖性為灰黑色粉砂巖夾薄層泥巖、細砂巖；底板為灰白色含粘土質泥巖；分布普遍并且較穩(wěn)定，是一標志層。該煤層是主要可采煤層，控制嚴密，研究程度亦較高?？刹擅簩拥目刂瞥潭群兔簩雍穸燃伴g距變化情況見表5—3：表5—3見煤點TC8TC9Ⅲ-01TC10TC11Ⅳ-01Ⅳ-02TC12TC13TC14平均1號煤0.851.911.081.911.301.922.071.001.54層間距2.491.734.334.332.862.802.792.802.962號煤8.0810.5711.538.348.7612.8413.2112.737.2810.15第二節(jié)煤質一、物理性質及煤巖特征：1、肉眼觀測：結構及構造：成規(guī)劃層狀產出，以條帶狀和線理狀結構為主；顏色及光澤：黑色，條痕呈黑褐色，呈塊狀，風化后變?yōu)榛液谏?，呈粉沫狀；含絲炭高者黑度深，極易污手，光澤暗淡；燃燒情況：易燃，火焰為黃紅化，煙少，無瀝表味，膨脹不明顯，燃燒后為灰白色粉沫無煤渣；節(jié)理：節(jié)理較發(fā)育，有兩組，充填有次生的黃銅礦、黃鐵礦；致密度：比較致密而堅硬，脆度小；斷口：呈參差狀和平整狀，或貝殼狀；顯微類型：為半光亮型和暗淡型。2、煤巖特征：2號煤的有機質主要由絲炭化組分和凝膠化組分組成，而半凝膠組分和穩(wěn)定組分含量較少。凝膠組分為凝膠化基質體，結構鏡煤偶爾可見。半凝膠化組分為半凝膠化基質體和半木質鏡煤。絲炭化組分主要有胞腔排列的絲炭及胞腔排列無規(guī)則的木質鏡煤、絲炭、絲炭化組分和半木質化基質體。無機質中經粘土類居多，呈片狀單獨存在，有機質呈浸染狀或不規(guī)則狀。1號煤巖顯微類型為暗煤類。2號煤為亮煤暗煤類，反射率測定結果確定其變質程度為0變質階段。煤巖組分鑒定情況見下表5—4：煤巖組分鑒定成果表表5—4采樣點號煤層號有機質各組（%）煤的總成份（%）無機質各類反射率%凝膠化組分半凝膠化組分絲炭化組分穩(wěn)定且分有機質無機質粘土類硫化物類碳酸鹽類氧化硅類其它Ⅱ-01-全137.13.242.01.583.816．215．40．20．20．20.20.45Ⅱ-01-2分28.86.478.30.493.96．15．50．40．20.46Ⅱ-01-4分213.98.671.20.494.15．95．10．40．20．20.46加權平均211.27.475.10.494.06．05．30．40．10．20.46Ⅱ-02-4分269.44.538.61.393.86．25．40．60．20.47總平均137.13.242.01.593.816．215．40．20．20．20．20.45總平均240.36.056.90.993.96．15．40．50．10．10.10.473、礦物質：煤層中含有較多的礦物質，有方解石、黃鐵礦、黃銅礦和石英碎屑分布于煤層裂隙中。二、化學性質、工藝性能及煤種：1、灰熔點：1、2號煤層灰熔點均屬易熔組，酸性爐渣，大致耐火度（DT）1、2號煤層分別為1140℃、1129℃，灰熔點（ST）為1170℃（詳見附表六）。2、化學性質（詳見附表六）：1號煤層：平均原煤灰分含量為5.09，原煤干燥無灰高位發(fā)熱量為32.23MJ/Kg，粘結指數(shù)為0，原煤全硫含量平均為0.68，各項指標均無明顯變化規(guī)律。該煤層根據(jù)中國煤炭分類標準，按其揮發(fā)份指標和粘結指數(shù)劃分，屬不粘結煤種。最新分類數(shù)碼為21—31。屬特低灰、特低硫、高發(fā)熱量、低灰熔點的動力用煤和民有煤。2號煤層：平均原煤灰分含量為5.66，原煤干燥無灰高位發(fā)熱量為32.08MJ/Kg，粘結指數(shù)為0，原煤全硫含量平均為0.27，據(jù)現(xiàn)有資料分析，尚無明顯變化規(guī)律。該煤層屬不粘結煤種；屬特低灰、特低硫、高發(fā)熱量、低灰熔點的良好動力用煤和民用煤。三、煤的風化：由于區(qū)內覆蓋層較薄，氣候干旱少雨。煤的風化主要受物理風化作用的影響。特別是在Tc10—Tc14之間，2號煤層風化特別歷害，但煤層在埋深37米左右，各項工業(yè)指標趨于正常，煤質穩(wěn)定而無變化，即達到了煤層風化的下限。據(jù)此，煤層內化帶深度確定為從地表以下垂深東區(qū)為20米，西區(qū)為37米。全區(qū)平均為30米厚。第三節(jié)其它有益礦產煤中稀散元素，依據(jù)161隊分析資料：鎵的含量為0.004，達到一般工業(yè)邊界品位和指標，除此之外，其它稀散元素含量均無工業(yè)價值。煤層底板的鋁質泥巖：工作區(qū)2號煤層底板鋁質泥巖普遍有所賦存，厚度1.50—7.60米，顏色灰白，致密細膩有滑感，遇水膨脹，在露頭部分質量較好，根據(jù)鉆孔所見，含砂量增高，據(jù)已往資料：Al203含量20.20,Fe203含量3.79，CaO含量0.23，MgO含量5.72，燒失時6.68。由于Al203含量偏低，且有害雜質偏高，不宜用做耐火陶瓷原料。第六章水文地質第一節(jié)區(qū)域水文地質概況本區(qū)地處天山褶皺帶工業(yè)區(qū)段北側三塘湖凹陷面緣，屬大陸性干燥氣候區(qū)，區(qū)域地下水唯賴量寡的大氣降水。地下水逕流按其地勢由面西向東北運移。排泄方式除以泉水排泄外，主要耗損于蒸發(fā)。其含水狀況依據(jù)巖性組合和含水層性質分述如下：一、石炭系裂隙含水層：展布于區(qū)內南部，巖性主要為鈣質細砂巖、粉砂巖、砂質灰?guī)r、中性火山碎屑巖，巖層致密堅硬，裂隙發(fā)育。由于F1斷層為逆斷層，具有阻水作用，因此在本區(qū)南部，F(xiàn)1斷層以南有天然泉點分布，是當?shù)鼐用窀N和飲用的唯一水源。二、侏羅系孔隙—裂隙含水層：地層分布主要為侏羅系喀拉扎組、齊古組、頭屯河組、西山窯組、三工河組，其巖性為陸相碎屑建造，以粉砂巖、泥巖、中粗粒砂巖為主，其補給來源主要以接受大氣降水為主，其次還有通過上覆第四系砂礫石層作為傳導垂直滲透補給，給水微弱。三、第四系孔隙含水（透水）層：區(qū)內分布廣泛，巖性以戈壁沖積砂礫石和砂土層為主，透水性好，局部地段含水，大部區(qū)域屬透水而不屬于含水層。第二節(jié)工作區(qū)水文地質條件區(qū)內第四系廣泛分布，其巖性多以戈壁砂礫石為主，厚度0—0.5米，屬透水而不屬于含水層。主要是接受有限的大氣降水作傳導，垂直下滲補給下部基巖含水層，無較大水文地質意義。對于侏羅系基巖地層，依據(jù)含水層性質和賦存條件，分別敘述如下：一、頭屯河組孔隙—裂隙含水層：、地表多呈零散出露于區(qū)內北部。巖性以褐紅色—紫紅色干旱湖相的粉砂巖、泥巖為主。在該組底部普遍有一層厚約數(shù)米的鈣泥質膠結的砂礫巖，該巖層通過小面積接受大氣降水及第四系垂直滲透補給予，而具有微弱含水性，屬孔隙—裂隙含水層，是煤礦礦床間接充水含水層。二、西山窯組孔隙—裂隙含水層：地表也多呈零散狀出露于勘探區(qū)中部。巖性以泥巖、粉砂巖及細砂巖為主。在該組的中上部，根據(jù)鉆探、地表槽探及地質填圖資料，普遍有一層厚3.2米左右泥質膠結中粗砂巖，在小范圍內接受大氣降水，在上覆第四系垂直下滲及上部巖層風化裂隙作用下，有一定含水性，屬孔隙—裂隙含水層。也是未來井下開采之重要充水含水層。對于該含水層，根據(jù)巖性相合特征及鉆孔簡易水文資料，依其地下水循環(huán)條件可分為上、下兩個含水帶：（1）上部水經常循環(huán)帶因該區(qū)域氣候干燥，年平均7級以上大風為115天，巖層風化強烈，受大氣降水補給。從鉆孔簡易水文資料分析，Ⅲ--01孔、Ⅳ--02孔在15米以上基本無水位，并且位于工作區(qū)西部500米處的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦在建井初期，井筒涌水量最高達700m3/d。其上部水經常循環(huán)帶厚度達70米。（2）下部水緩慢循環(huán)帶因風化裂隙埋深減弱，且?guī)r性又多屬泥質巖層，顯然含水性有遜于上部。根據(jù)鉆孔簡易水文觀測資料，在進入煤層段（清水鉆井）仍然漏水。通過西部鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦調查，礦井向深部延深，未發(fā)現(xiàn)有水量增大現(xiàn)象，且隨著排水時間的推移，水量逐漸減小。對于工作區(qū)南部石炭紀地層，并未發(fā)現(xiàn)天然泉水出露，又由于南部的F1逆斷層又起一定隔水作用，故對未來礦井充水基本無影響。對于隔水層帶的分布，根據(jù)外事探及地表槽探資料，在頭屯河組含水層及西山窯組含水層之間都有巨厚的泥巖、粉砂巖分布，最大厚度達30米左右，且西山窯組基巖孔隙—裂隙含水層距煤層頂板20米范圍內有厚層粉砂巖分布，起到一定隔水作用，但由于本區(qū)各種裂隙尤其風化裂隙較為發(fā)育，從而使隔水層受到一定程度的破壞，隔水性能減弱。依據(jù)上述水文地質條件，按照煤炭資源地質勘探規(guī)范要求對水文地質類型劃分的標準，本區(qū)域屬二類一型，水文地質條件簡單。第三節(jié)充水因素分析井田內既無地表水系，亦無地下水露頭。其礦床充水唯賴于有限的大氣降水的垂直滲透為主要補給來源（年平均降水量33.9mm），水文地質條件簡單。從鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦水文地質狀況來看：本區(qū)含水層對礦磨擦充水不具制約條件，在未來建井初期，對風化裂隙水靜儲量疏干后，其正常礦坑涌水將不足以影響對礦體的開發(fā)。第四節(jié)礦坑涌水量預測本工作區(qū)水文地質條件簡單，同鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦同屬于一個水文地質單元，水文地質條件基本雷同，現(xiàn)采用水文地質比擬法預算礦坑涌水量。設定首采水平為+780米，水位降低88.10米（鉆孔水位21米，地表高程889.10）。鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦開采深度70米，水位降低50米，開采面積9900平方米，涌水量為30m3/d，該井已延深至120米垂深，未發(fā)現(xiàn)涌水量增大。根據(jù)上述條件，工作區(qū)首采區(qū)礦坑涌水量預測，采用礦坑涌水量與開采面積成直線關系，與開采深度呈非直線關系的計算公式：F1S1Q1=QFS其中：Q1：未來礦坑涌水量（m3/d）；Q：鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦礦井涌水量，30m3/d；F1：未來首采區(qū)開采面積，206427.25m2；F：鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦礦井開采面積，9900m2；S1：未來礦井水位降深，889.10-780-21=88.10米；S：鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦礦井水位降深70-20=50米；依此：Q1=830.00m3/d對于該預測成果，我們認為在基本相同水文地質條件下，采用比擬法可基本反映本煤礦礦坑涌水量實際狀況，且預測值屬于礦坑排水正常范圍之內。其預測結果可靠，可作為未來礦井建設的初步設計依據(jù)。隨著礦井開拓的長期抽排，其正常礦坑涌水量將有所減小。第五節(jié)供水水源一、距工作區(qū)以東18公里駐軍某部，現(xiàn)建有供水井一個，水質尚好，可作為未來煤礦供水水源程序地。二、工作區(qū)東南緣石炭紀地層裂隙發(fā)育，且F1逆斷層又起一定隔水作用，根據(jù)區(qū)域水文地質條件分析，在F1南側可以作為尋找第二水源地的方向。第七章開采技術條件三塘湖山南火石泉煤礦，建在三塘湖鄉(xiāng)奎蘇第二煤礦與鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦之間，三個礦的地層、煤層結構變化不大，巖石物理力學性質、瓦斯、煤塵、煤的自然及環(huán)境地質變化也不大。因此，本章主要依據(jù)1992年新疆寬田地質局161勘探隊所收集的資料和這次在工作區(qū)所收集的地質資料整理如下。第一節(jié)生產礦井末采技術條件概況鄰近的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局生產礦井為一年產1.5噸的小礦。建礦生產至今，井下采煤技術條件無數(shù)據(jù)記錄，據(jù)調查訪問和實地觀察資料，主要開采2號煤，頂板為粉砂巖，底板為泥質巖。頂棉線粉砂巖堅硬抗壓，易于管理，底板鋁質泥巖見水膨脹，不易管理，瓦斯含量低微，未發(fā)生過瓦斯、煤塵爆炸事故，煤的自燃時有發(fā)生，發(fā)火期為3—6個月，煤層有微小錯力，不影響生產。奎蘇第二煤礦的各項開采條件亦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦相同。第二節(jié)巖石工程地質特征區(qū)內第四系覆蓋層松散無膠結，厚度小。對井筒建設無影響。主要可采煤層（2號）頂板為粉砂巖，不易破碎。厚度達數(shù)米，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖石物理力學試驗成果見表7—1。從單向搞壓強度41.9Mpa分析，屬于中等易冒落性頂板，煤層底板為一層粘土質泥巖，見水膨脹，容易造成“底鼓”現(xiàn)象，造成對巷道的破壞。巖石物理力學試驗成果表表7—1項目天然視密度g/cm3含水率（%）孔隙率（%）單向抗壓強度Mpa單向抗拉強度Mpa直剪切強度Mpa軟化系數(shù)K頂板2.461.7012.3241.922.314.320.44底板2.361.7113.7519.751.164.580.08注：巖樣由西部鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)局煤礦采集，為2號煤層頂?shù)装?。第三?jié)瓦斯、煤塵和煤的自燃根據(jù)對鉆孔可采煤層取樣化驗分析：1號、2號煤層瓦斯含量CH4為零，CO2為0.1—0.34（毫升/克可燃物質），屬低瓦斯煤層。詳見表7—2：煤層瓦斯含量測定成果表表7—2采樣地點煤層編號采樣深度（米）瓦斯含量ml/克可燃質瓦斯成份（%）煤質分析（%）瓦斯分帶CH4CO2CH4CO2N2VdafMadAdI-011119.3-120.300.000.340.0039.9160.0941.443.3421.99CO2-N2I-012123.67-125.070.000.120.006.9293.0828.484.527.38CO2-N2I-013129.27-131.770.000.210.0011.4788.5329.284.086.01CO2-N2注：I-01孔為本井田東邊界以東1500米的I勘探線的01鉆孔。煤塵：根據(jù)分析成果1號、2號煤層火焰長度均為400mm，巖粉含量為50%--65%，評定為具有爆炸性，詳見表7—3。煤的自燃傾向：根據(jù)分析成果，煤的著火點溫度T為43℃—59.5℃。此數(shù)值大于40℃，其自燃性等級應屬于易自燃發(fā)火煤（詳見表7—4）。煤塵爆炸試驗成果表表7--3煤層號樣號火焰長度（MM）巖粉含量（%）結論備注1Ⅱ-01﹥400.0065.00有爆炸性Ⅱ-01為本井田東邊界500米Ⅱ勘探線上的01孔2Ⅱ-01-1分﹥400.0050.00有爆炸性2Ⅱ-01-2分﹥400.0050.00有爆炸性2Ⅱ-01-3分﹥400.0065.00有爆炸性煤層自燃傾向試驗成果表表7-4煤層號樣號著火點（℃）結論氧化樣原樣還原樣﹥T氧化程度（%）2Ⅱ-01-1分266.00305.0059.5035.3易燃2Ⅱ-01-2分282.00298.00325.0043.0062.00易燃第四節(jié)環(huán)境地質鉆孔煤芯采樣化驗成果中，2號可采煤層中有害元素砷的含量最大為2個ppm，氟的含量最大為35個ppm，最小為18個ppm，氯的含量最大可達0.015，最小為0.008（見表7—5）。對于上述煤層中的有害元素，在后期礦井開采的礦坑排水中，宜將煤中有害物質帶出地表，從而對煤礦環(huán)境造成危害和污染，建議在今后礦井開發(fā)中應將其礦坑廢水排出生活區(qū)以外，避免對人民生活造成危害。另根據(jù)地震局資料，工作區(qū)地處6度地震裂度帶區(qū)，后期礦井對煤層的開采勢必會產生采空區(qū)，在地震活動作用下，易造成地面下沉和形成采空塌陷破壞煤礦礦區(qū)地貌。建議礦方在今后礦井開采中，要合理規(guī)劃采區(qū)，增強地面建筑的提高運輸大巷的抗震強度，對地面下沉要定期觀測，對采空塌陷坑要及時回填，減少環(huán)境危害。煤中有害元素成果表表7--5煤層號采樣號F.ad(PPM)AS.ad(PPM)Cl.d(%)備注2I-01-1分24.001.000.011I-01為本井田東邊界1500米的I勘探線上的01勘探孔2I-01-2分18.000.000.0102I-01-3分26.001.000.0152I-01-4分29.002.000.0082I-01-5分35.002.000.011第八章儲量計算第一節(jié)井田范圍該井田范圍東界為TC8，西界為TC14西30米，南界為2號煤層露頭，北界為煤層等高線+600米水平投影至地表界線，井田東西長2.26公里，南北寬0.16公里，面積0.36平方公里。井田四個拐點坐標為：S1：X4911275.00Y520909.00S2:X4912516.00Y518996.00S3:X4912642.00Y519102.00S4:X4911443.00Y521048.00第二節(jié)儲量計算范圍及指標參加儲量計算的煤層為1號、2號兩層。計算的邊界兩個煤層相同，南界為煤層+600米水平線，儲量計算垂深為289.00米；東界為Ⅲ勘探線往東外延500米，西界為由Ⅳ勘探線以西760米，東西長2260米，南北平均寬度160米（詳見附圖DS97—08、DS97—09）。對煤層最低可采厚度的確定，因屬非煉焦用煤，且傾角為60°，最低可采厚度確定為0.85米，最高可采灰分為40%，風化帶下限由煤層露頭向下垂深30米。風化帶單獨參加儲量計算，不計入表內儲量。第三節(jié)儲量計算方法計算方法采用煤底板等高線平面投影塊段法：分塊段、分水平計算儲量，用求積儀求面積，拉三次面積后，取算術平均值，塊段內煤層厚度采用塊