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学位论文---李大庄勘查区煤炭详查设计doc

时间:2019-06-04 02:20 来源:未知 作者:admin

  学位论文---李大庄勘查区煤炭详查设想.doc

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  第1章 绪 论 1.1目标使命 为了对勘查区煤炭资本的经济意义和开辟扶植可能性做出评价,为煤矿扶植近景规划供给根据及探矿权评估让渡需要,探矿权人委托河北工程大学资本学院对本区进行详查设想工作,并于2013年5月编制《河南省永城市李大庄勘查区煤炭详查设想》 本次详查工作程度的要求是: 1、确定勘查区的地层层序,并细致划分含煤地层,研究其堆积情况特征和聚煤特征; 2、根基查明勘查区的机关形态,评价勘查区机关复杂程度; 3、根基查明可采煤层层位、厚度和次要可采煤层的分布范畴,根基确定可采煤层煤类和煤质特征,评价勘查区可采煤层的不变程度; 4、查询拜访勘查区天然地舆前提、第四纪地质和地貌特征;根基查明勘查区水文地质前提,查询拜访情况地质现状; 5、根基查明勘查区开辟扶植的工程地质前提和煤的开采手艺前提; 6、估算各可采煤层节制的、揣度的和预测的资本量; 7、初步查明其他无益矿产赋存环境,做出有无工业价值的初步评价。 1.2 位置和交通 本区位于河南省东部,行政区划附属河南省永城市,地舆座标东经126°15′15″~126°21′07″,北纬36°58′00″~37°05′00″,走向长12.9km,倾向平均宽约4.4km,面积56.3km2。勘查许可证核准的拐点坐标见表1-1。 勘查区拐点坐标一览表 表1-1 拐 点 直 角 坐 标(3°带) X Y 01 3773220.20 39431546.30 02 3773193.10 39435392.10 03 3769495.50 39435366.80 04 3769469.10 39439342.30 05 3767522.60 39440150.80 06 3767315.50 39438815.40 07 3764850.40 39438799.50 08 3765168.60 39437261.80 09 3760251.50 39435303.70 10 3760273.00 39432222.80 11 3765819.40 39432262.50 12 3765808.50 39433802.00 13 3770892.70 39433837.60 14 3770912.00 39431144.90 15 3773221.50 39431366.90 区内交通便当,永夏公路从矿区颠末,向北西约23km中转夏邑县与GZ45高速连通,再向前约22km达到陇海铁路和G310国道;向南东约13km直到永城市与G311国道相接(图1-1)。 图1-1 工作区交通位置图 1.3 天然地舆 1.3.1地形地貌 本区位于黄淮冲积平原北部,地势平展,仅北部外围芒砀山一带有寒武~奥陶纪灰岩侵蚀型残丘(标高158.8m)。地形西北高,东南低,微向东南倾斜,地形标高为33~36m。 1.3.2 水文 区内地表水系不发育,仅有沱河(巴河)自西北流向东南,至安徽省境内入淮海,属淮河水系。河道一般河谷宽缓,河床较浅,流量流速受季候性节制,旱季流量大,流速急,旱季剧减,致使断流。 1.3.3 景象形象 本区属北温带大陆性季风天气,夏日炎热,冬季干燥寒冷,四时分明。据永城市景象形象站材料。 1)气温:年平均最低13.2℃(1957年),最高15.2℃(1961年),一般为14.3℃摆布;日最低-23.4℃(1969年2月5日),最高41.5℃(1969年2月18~19日)。冰冻期一般为11月至翌年3月,冻结深度最大0.19m。 2)降水量:年降水量630.40mm(1978年)~1518.6mm(1963年),积年平均874mm;日最大降水量207mm (1957年7月14日)。旱季次要集中在每年的7~9月份。 1.3.4 地动 本区位于郯庐断裂地动勾当带以西,1668年山东临沂~茗县之间发生8.5级大地动曾波及本区,永城地动为Ⅵ度区。 按照永城市多年材料记录,未发生过粉碎性地动,按《中国地动动参数区划图》(GB18306-2001),本区地动动峰值加快度分区为0.05g。 1.4 出产矿井及小窑 李大庄勘查区东侧为永城矿区,煤炭资本储量丰硕,开辟扶植前提优良,是国度“八五”、“九五”期间重点开辟扶植的全国六大无烟煤基地之一,目前累计探明煤炭资本储量32.43亿吨(此中,天然焦5.94亿吨)。永城煤电(集团)无限义务公司已建成投产陈四楼、城郊、车集、新桥等4座国有大型现代化出产矿井,设想规模年产780万吨,还有河南神火煤电股份无限公司出产矿井规模165万吨。 陈四楼煤矿和城郊煤矿紧邻本区,现简述如下: 一、永城煤电(集团)无限义务公司陈四楼煤矿 位于李大庄勘查区东侧外围北侧,可采煤层为下二叠统山西组二2煤层及下石盒子组三1、三2、三4煤层。井田南北走向长12.5km,倾向宽5.9km,面积62.3889 km2。 二、永城煤电(集团)无限义务公司城郊煤矿 位于李大庄勘查区东侧外围南部,井田南北走向长12m,倾向宽11km,面积92.9235km2。井田北侧为陈四楼煤矿,地质环境类似。矿井地质储量75078万吨,立井开辟,设想出产能力240万吨/年,开采程度-500m。 本区为巨厚松散层笼盖的全隐伏煤田,勘查区及周边地域无出产小窑。 1.5 以往地质工作评述 勘查区位于永夏大型隐伏煤田东部边缘,含煤地层发觉始于20世纪50年代。 1956年,地质部华东地质局325队在该区进行1:20万地质填图,初步确定很可能为含煤区。同年,地质部物探局402队在该区进行了1:20万垂直电测深丈量工作,提出永城一带是极易于含煤的地域。 1956~1957年,华北煤地步质勘察局120队和地质部华东地质局325队及河南永城地质队,按照地质部物探局济南大队电法五分队供给的地面物探材料,在矿区东侧永城市陈集、薛湖和市区南施工的钻孔平分别打到二叠系多层煤,最厚达2.36m,证明了永城含煤地层之具有。 1976年元月~1983年4月,河南省地质局地质十一队在永城煤田城郊矿区开展普查及详查工作,面积240km2,以F2及F10断层作为详查区的西部及北部鸿沟,共计施工367孔,进尺210000m,1983年提交《河南省永城煤田城郊矿区详查地质演讲》,提交B+C+D级储量128670万吨,河南省地质局以豫地字(1983)443号文件下达审批看法。在普、详查工作中,李大庄勘查区范畴内施工部门钻孔,本次演讲编制工作操纵了18个钻孔,计12404.30m;同时操纵了区外相邻的16个钻孔,计11377.35m,为本次普查演讲提交奠基了必然的根本,钻孔相关环境详见本演讲附表。1986年4月河南省地质局地质十一队提交《河南省永城煤田陈四楼井田精查地质演讲》,该演讲施工的94个钻孔全数在F2断层以东,F2断层以西收集利用前述详查地质演讲材料。 1.6 本次工作环境 本次工作自2013年4月启动,4月在充实收集、阐发前人材料的根本上,6月前完成详查设想编写;本次完成的各类次要实物工作量见表1-2。 工作中一直对峙以现代地质理论为指点,采用先辈的手艺配备和方式,提高勘查功效精度,顺应煤矿扶植成长的需要。同时对峙“分析勘查、分析评价”的准绳,做到充实操纵、合理庇护矿产资本,做好共伴生其他矿产的勘查评价工作。 本次设想编制工作根据的次要规范、规程别离如下: 《固体矿产地质勘查规范总则》(GB/T13908-2002); 《煤、泥炭地质勘查规范》(DZ/T0215-2002); 《煤地步质填图规程》(DZ/T0175-1997); 《固体矿产勘查/原始地质辑录划定》(DZ/T0078-1993); 《固体矿产资本/储量分类》(GB/T17766-1999); 《固体矿产普查暂行划定》(DD2000-02)(中国地质查询拜访局); 《煤矿床水文地质勘查工程质量尺度》(MT/T1163-2011); 第2章 区域地质 2.1 区域地质特征 本区位于河南省东部的黄淮冲积平原区,大地机关位置属华北陆块南部,为大面积重生界浅笼盖区。按照河南省前重生代基岩地质图(1:50万、图2-1)同时参考相邻井田勘查功效,对区域次要地层及岩浆岩品种、特征和分布、次要机关的特征及分布概述如下。 图2-1 河南省夏邑-永城一带重生代基岩地质图 2.1.1地 层 区域为不变陆块盖层堆积,分布的地条理要是为新近系笼盖的寒武系中上统、奥陶系中统、石炭系上统和二叠系。 1)寒武系中上统(?2+3) 零散出露于永城市北的芒砀山,在演集东北、侯岭南亦有分布,为一套浅海相碳酸盐岩堆积。次要岩性为灰岩、白云岩及页岩等。 2)奥陶系中统(О2) 普遍分布于夏邑县火龙~永城市以东区域,可与奥陶系中统马家沟组对比,次要岩性为浅灰色白云质灰岩,夹灰~深灰色灰岩、豹皮状灰岩。 3)石炭系上统(С3) 分布普遍,为一套含煤含铝岩系,其岩性为三角洲~河湖相的碎屑岩、灰岩、页岩、煤层、山西式铁矿层、铝土矿,自下而上可分为石炭系上统本溪组、太原组,总厚约150m。 4)二叠系(P) 分布普遍,为一套含煤岩系,其岩性亦为三角洲~河湖相的碎屑岩、灰岩、页岩、煤层或煤线、山西式铁矿层,自下而上可分为二叠系下统(P1S)山西组、下石盒子组(P1X)和二叠系上统上石盒子组(P2S)、石千峰组(P2Sh)。山西组次要岩性为泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层,所含二2煤组为区内次要可采煤层。 5)重生界(Kz) 区内大面积分布,按照构成时代、成因类型可划分为新近系中新统、上新统、更新统和全新统。 2.1.2 岩浆岩 区域岩浆勾当表现为规模较大的小岩体或小岩株、岩席,零散分布于永城复式背斜轴部,次要岩性为燕山期辉长岩(ν52)、闪长岩(δ52)、闪长玢岩(δμ52-3)、石英闪长玢岩(λδμ52-3)、花岗闪长岩(γδ52-3、γδ53)、花岗斑岩(γπ53)等。 2.1.3构 造 区域机关变形以平缓宽阔褶皱及脆性断裂为特征,根基机关格架表示为北北东向永城复式背斜和北西西与北东~北北东向断裂交错的断块(中重生代盆岭机关)。 1)褶皱 区域上除发育北北东向永城复式背斜外,还遍及发育北北东向次级褶皱,最具有代表性的自西向东有:周庄~陈四楼向斜、李古洞~程楼背斜、屈庄~高六湾向斜、洪岗~小赵庄背斜和张庄向斜。 1、永城复式背斜 位于夏邑县火店~永城市东,褶皱宽缓,枢纽呈舒缓波状,轴向北东10°~15°,向北东标的目的倾没。核部为寒武~奥陶系地层,局部有辉长岩、花岗闪长岩、花岗斑岩等小岩体或小岩珠侵入,两翼为石炭~二叠系地层,东翼被北东向、北西向断裂切割。 2、屈庄~高六湾向斜 沿屈庄~曹楼~高六湾一线°,核部为上石盒子组地层,两翼为下石盒子组和上石盒子组地层。褶曲南段较北段稍慎密,被北北东向断裂粉碎较严峻,使南段东翼极不完整,且倾角稍陡。 3、洪岗~小赵庄背斜 位于屈庄~高六湾向斜西侧,与屈庄~高六湾向斜大致平行,长约15 km,轴向北东5°~30°,核部为山西组、下石盒子组地层,两翼为下石盒子组和上石盒子组地层。褶曲宽缓,东翼稍陡。中部被北东向断层错开分成南北两段,北段向东平移约1.5 km,人工地动材料称为姬庄凸起。 2)断层 主干断裂有北西西向八里庄断层、赞城断层和北北东向刘河断层,其性质均为正断层,别离形成了永城断块的北部、南部和东部鸿沟;次级断裂以北东~北北东向断层为主,自西向东次要有F12断层、F2断层、F3断层、F5断层和F17断层等,其性质亦均为正断层。 1、八里庄断层 为永城断块北部鸿沟断裂,长约45km,走向北西西向,倾向南南西,为正断层性质(张扭性)。下盘为奥陶系马家沟组及石炭系本溪组、太原组、二叠系山西组地层,上盘为二叠系石盒子组地层。断距西大东小,西段落差300m,东段落差100m摆布。 2、赞城断层 为永城断块南部鸿沟断裂,长约45 km,走向近工具,倾向北,为北盘下降的正向断层。落差350m,自西向东断距逐步变小,至东端仅100m摆布。 3、刘河断层 为永城断块东部鸿沟断裂,区域上又称之为薛湖断层。区内长约35km,南端被F20断层所截,南北两头均延出省外。走向北东17°摆布,倾向西,西盘为二叠系下石盒子组地层,东盘为二叠系山西组地层,落差50~100m摆布,为西盘下降的正断层。 2.2 区域矿产特征 1)矿产综述 区域目前已发觉或探明分歧规模的煤炭井田8处,岩浆型小型铁矿(大王庄)1处。已提交煤资本量24.68亿t、铁矿石资本量902.6万t、伴生钴资本量467.79 t。 2)煤系地层和煤层 石炭~二叠系为区域煤系地层,总厚度大于1200m,含六个煤组30余层煤。此中太原组厚130~160m,含煤9~15层,除一4煤在局部地域(新庄井田)呈现可采点外,其余均不成采;山西组厚80~125m,含煤4层,二1煤偶尔可采,二2煤为矿区次要可采煤层;下石盒子组厚50~115m,含煤7层,此中大部、局部可采煤5层,三2煤为矿区次要可采煤层;上石盒子组厚630~830m,含多层不成采薄煤或煤线。各次要煤层发育环境如表2-1。 永夏煤田次要煤层发育环境一览表 表2-1 地层单元 煤层编号 煤层厚度(m) 不变程度 可采环境 最小~最大 一 般 下石盒子组 三5 三4 三3 三2 三1 0~1.86 0~2.24 0~3.16 0~5.27 0~2.70 0.57 0.81~0.93 1.36~1.56 1.48~1.68 0.89~1.0 不不变 不不变 东部不变 较不变 不不变 局部可采 局部可采 局部可采 大部可采 局部可采 山 西 组 二3 二2 二1 0~0.50 0~13.85 0~1.60 0.34~0.45 2.84 0.57 不不变 较不变~不变 不不变 不成采 遍及可采 偶尔可采 太 原 组 一4 0~1.70 0.73 不不变 偶尔可采 二2煤位于山西组上部,下距太原组灰岩顶面50~60m,为矿区次要可采煤层,顶板为中~粗粒砂岩(豆腐渣砂岩)或砂质泥岩,底板为砂质泥岩或泥岩,煤层厚0~13.85m,一般厚2.84m。分布不变,布局简单,一般不含夹矸。 三2煤位于下石盒子组下部,下距二2煤约85~100m,顶板为砂岩或泥质砂岩,煤厚0~5.27m,一般厚1.48~1.68m,煤层布局简单,一般不含夹矸。分布不变,大面积可采,仅个体地域呈现不成采点。 3)煤 质 二2煤属低灰~中灰、低硫、特低磷煤,次要煤类为无烟煤,其次为贫煤,局部为天然焦。粉状,少量为块状及碎粒状。煤岩组份次要为亮煤和镜煤,其次为暗煤,属亮光型及半亮光型。平均发烧量大于25.09MJ/Kg,灰熔点大于1350℃。据城郊矿区浮选试验,中煤量一般小于20%,精煤收受接管率为7.76%~8.29%,属中等可选性煤。化学勾当性及热不变性均佳,可作为气化、合成化肥和民用煤。 三2煤为中灰、低硫、特低磷煤,次要煤类为无烟煤和贫煤,局部为瘦煤和天然焦。碎块状及粉末状,煤岩组份次要为暗煤和亮煤,含少量镜煤和丝炭,煤岩类型属半暗~半亮型,平均发烧量大于23.00MJ/Kg,灰熔点大于1300℃,可用于气化或民用。 第3章 勘查区地质 3.1 地 层 勘查区为大面积新近系笼盖区,分布的地条理要为二叠系下统山西组、下石盒子组和二叠系上统上石盒子组、石千峰组以及新近系,现分述如下: 1) 下二叠统山西组(P1s) 穿见厚度81.55~123.55m,平均106.83m,由泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层构成,含煤四层,称二煤组。此中二2煤层为本区次要可采煤层,二1煤层不成采。 下部(二2煤层以下)次要由灰色砂岩、黑色泥岩夹灰黑色砂质泥岩、炭质泥岩及薄煤层(二11、二12)构成。上层砂岩较发育,以粉砂岩、细砂岩为主,为薄层状~叶片状机关,含泥质包裹体,层面含炭质及白云母片,多为泥质胶结。该手下段为一厚层黑色泥岩。 上部由砂岩、砂质泥岩及泥岩构成。中基层以发育厚层中~粗粒长石岩屑质石英砂岩为特征,岩屑含量高,成分复杂,胶结物为泥质,胶结松散。中上层为2~3层含铝质泥岩,有时含薄层菱铁矿;上层夹一中厚层状铝质泥岩;二3煤位于中层。 次要化石有: Plagiozamites oblongifolius 椭圆斜羽叶 Callipteridium koraiense 朝辉煌光耀羊齿 Pecopteris cf orientalis 东方栉羊齿(类似种) Emplectopteridium alatum 翅编羊齿。 2) 下二叠统下石盒子组(P1x) 穿见厚度54.25~112.09m,平均73.88m。由深灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩和浅灰色砂岩夹炭质泥岩及煤层构成。含煤七层,称三煤组。含煤层数多,是该组的次要特征,此中三2、三4煤为可采煤层,三1煤为大部可采煤层,三5煤层不成采。中上部含2~3层薄层菱铁矿。 底部(K4)鲕状铝质泥岩是区内不变标记层,粘土矿物含量达80%以上,经X衍射判定,粘土矿物次要为高岭石,其次为石英、蒙脱石、水云母等,鲕粒成分多为菱铁质,厚度2.95~0.75m,平均厚10.48m。 下部为泥岩夹砂岩,三煤组煤层赋存于此中,在三2与三4煤层间常见一层砂岩,但层位不不变。 上部为砂泥岩互层,遍及含较高的菱铁质,斜层理较发育。 次要化石有: Plagiozamites oblongifolius 椭圆斜羽叶 Emplectopteris triangularis 三角织羊齿 Gigantopteris whitei 怀特大羽羊齿 Annulatia stellata 星轮叶 Stigmaria ficoides 脐根座。 3)上二叠统上石盒子组(P2s) 平均穿见厚度为884.12m,以K5砂岩底面与下石盒子组分界,据煤、岩层组合特征将该组划分为四个岩性段(每段底部均为一层砂岩),现自下而上分段论述如下: 第一段(P2s1) 由灰色、灰黑色砂质泥岩、铝质泥岩、粉、细砂岩及炭质泥岩、煤线构成,局部夹薄层中粒砂岩。本段上、下部各含一厚层鲕状铝质泥岩,鲕粒多为菱铁质,在矿区北部常含紫红色斑块。含煤三层,称四煤组,均不成采,以位于该段中部之四2煤层最不变。本层穿见厚度83.38~197.15m,平均厚128.18m。 该段底部K5标记层,穿见厚度0.61~21.36m,平均8.39m,为浅灰~灰色之细~中粒砂岩,粗粒少见,成分以石英、长石为主。在矿区东、南部较发育,厚度与岩性均较不变;矿区西北部则变化较大(局部地段相变为粉砂岩或砂质泥岩)。 中、上部各含1~2层浅灰~灰白色中、细粒砂岩。 在该段上部四3煤层附近见有舌形贝和动物化石: Neuropteridium coreanicum 朝鲜准脉羊齿 Pecopteris orientalis 东方栉羊齿 Taeniopteris sp. 带羊齿(不决种) Lobatannularia ensifolia 剑形瓣轮叶 Sphenophyllum koboense 脊楔叶 Lepidodendron oculus-felis 猫眼鳞木。 第二段(P2s2) 以灰~深灰色砂质泥岩、紫斑泥岩为主,其次为浅灰色、灰绿色砂岩,黑色泥岩夹薄煤层。区内穿见厚度214.27~282.85m,平均224.27m。 底部为K6标记层砂岩,层位不变,石英含量达90%以上,以中粗粒为主,常含石英或燧石砾石,分选及磨圆度中等,胶结物以硅质为主,其次为钙质及粘土质。K6与K5标记层的发育环境互为消长,K6发育的地段K5则不太发育,反之亦然。 本段上、中、下部均含厚层较不变之紫斑泥岩,以中部最为发育,厚度常大于50m;中、下部则含少量铁质鲕粒。 该段含煤三层,称五煤组,五1、五2煤偶见可采点。在煤层底板常见有舌形贝和动物化石: Lobatannularia ensifolia 剑形瓣轮叶 Gigantopteris yabei 矢部大羽羊齿 Compsopteris wongii 延焦羊齿。 第三段(P2s3) 由灰~灰绿色泥岩、砂质泥岩夹薄层粉细砂岩构成,局部含少量紫红色黑点及正色条带,中部见有1~2层细~中粒砂岩。该段在区内不含煤层,穿见厚度222.83~261.00m,平均231.67m。 底部K7标记层为灰~灰绿色细、中粒砂岩,成分以石英为主,与K8、K6标记层比拟,石英含量偏低,胶结物次要为粘土质、钙质和少量硅质。穿见厚度10.67~23.19m,平均12.89m。 本段见有舌形贝化石和动物化石: Gigantopteris nicotianaefolia 烟叶大羽羊齿 Gigantonocleamira 非常单网羊齿 Fascipteris stena 狭束羊齿 Lobatannulariamultifolia 多形瓣轮叶 Pecopteris tenuicostata 细脉栉羊齿。 第四段(P2s4) 由灰白色砂岩、砂质泥岩、泥岩构成。下、中部为灰~灰绿色泥岩(砂质泥岩),夹黑色泥岩薄层,富含动物化石;上部为砂质泥岩、泥岩,以紫红色为主,不含或偶含动物化石碎片。穿见厚度286.00~315.50m,平均300.00m。 底部K8标记层为灰白色中厚层石英砂岩,以中粗粒为主,石英含量达80%以上,其次为长石等,并含石英燧石小砾石。分选性中等~差,磨圆度中等,胶结物以硅质为主,为接触式胶结,具斜层理并含泥质包裹体。 本段次要特征是薄~中厚层石英砂岩增加,粒度粗大,常含石英砾石。 次要动物化石有: Psygmophyllummultipartitum 多裂掌叶 Cladophlebis aff. Ozakii 少叉枝脉蕨(亲近种) Taeniopteris cf. hallei 赫勒带羊齿(类似种) Compsopteris wongii 延焦羊齿。 4) 上二叠统石千峰组(P2sh) 分布于勘查区南部,穿见厚度大于768m。底部为灰~灰白色巨厚层中~粗粒石英砂岩,砂岩中石英含量占90%以上,以硅质胶结为主,岩石坚硬,是优良的标记层(K9标记层);下部为灰绿色粉~细砂岩,夹灰绿色、正色泥岩、砂质泥岩,局部见有灰~灰白色细砂岩,泥岩中偶见动物化石碎片,产孢粉化石: cf Lundbladispora 隆德孢(近似) Lueckisporites 双肋粉属 Protohaploxypinus 四肋粉属 LimiLisporites 单缝双囊粉属 中部以紫红色、暗紫色砂质泥岩、泥岩及粉砂岩为主,具程度层理,局部见有斜层理及缓波状层理;中上层沿层面往往含石膏薄层,有时呈石膏晶体分布于泥岩中;局部含钙质结核,多呈犯警则状。产介形虫化石: Darwinula angusia 角状达尔文介 Darwinula accepta 适意达尔文介 Panxiania (panxiania)yongchengensis nov 永城盘县(盘县)介(新种) Panxiania sp. 盘县介(不决种) 上部以暗紫红色、灰紫色粉细砂岩为主,局部夹薄层砂质泥岩,含多层同生砾岩。砾石成分为粉砂岩、泥岩,砾径1~2cm,大者达6cm,具定向陈列,具十分清晰的程度层理,含大量钙质结核。砂岩次要成分为石英、长石,长石含量一般达10%~40%。胶结物次要为钙质、泥质。产孢粉化石: Landbladishora 隆德孢属 Dictyophyllidites 同叶蕨孢属 Tripartites 三裂片三缝孢属 Alisporites 阿里粉属 Protohaploxypinus 多肋粉属 Cycadopites 苏铁粉属。 5)重生界(Kz) 总厚约375m,与下伏二叠系地层呈不整合接触。自下而上可划分为新近系中新统、上新统、更新统和全新统。 (一) 中新统(N1) 厚度115m,底部为次生碳酸盐岩,在分歧地段都有分布,厚度变化大,具溶蚀现象。 中下部多为正色粘土、亚粘土和少量亚砂土,矿区北部有石膏晶体分布此中。 上部为砖红色及灰绿色粘土、亚粘土,细~中砂交替呈现,呈半凝结状,微层剃头育。含下列化石: Ilyocyprisgibba (Ramdorh) 隆起土星介 Hornichara sp.Nov.2 栾青轮藻(不决种、新种2号) Tectochara sp.nov. 有盖轮藻(不决种、新种) Ulmus sp. 榆属(不决朴)。 (二) 上新统(N2) 厚度170m,下部为黄褐色中细砂,厚而不变,间或有粘土及亚粘土;以上为褐色、灰绿色粘土与亚粘土及亚砂土交替堆积,间或有少量细中砂,粘土中含较多钙质、铁锰质结核。含下列化石: Ioyprls sp. 金星介(不决种) Ilyocyprismanasensis 玛纳斯土星介 Tectochara sp.Nov. 有盖轮藻(不决种、新种)。 (三)更新统(Qp) 厚度60m摆布,为一套黄色及灰褐色中细砂、粉砂,间夹有褐黄色和少量灰绿色粘土、亚粘土或亚砂土,粘土中含钙质结核,局部有锰质结核和锰染,含大量微体化石和孢粉化石: Candonie albicans(Beady) 纯净小玻璃介 Charitesmolassiva(Straub) 磨拉石似轮藻。 (四)全新统(Qh) 厚度30m摆布,底部为粉砂,中上部以黄色亚砂土、粉砂为主,其间有黄色、正色粘土、亚粘土,局部有钙质结核并有锰染现象,顶部为耕植土,微体古生物和孢粉含量丰硕: Ilyocypris kaifengensis lee 开封土星介 Ulmus sp. 榆属(不决种) Artemisia sp. 蒿属(不决种) Pinus sp 松属(不决种)。 3.2 构 造 本区位于北北东向永城隐伏复式背斜西翼,根基机关格架为向西南缓倾的复式单斜,总体机关变形特征是以稀少宽缓褶皱为主,陪伴高角度的脆性断裂(图3-1)。 本区为新近系全笼盖区,无基岩露头,对机关形态简直定仅根据钻探工程的间接揭露或节制,同时参考地动勘查功效和东侧城郊矿区勘查功效等分析阐发确定的。 因地动勘查功效影响要素较多,出格是在岩浆岩较发育地段具有必然的屏障感化,岩体与断点不易区分,故钻探仍然是鉴定矿区机关的次要手段之一。 图3-1 区域机关纲要图 3.2.1 褶皱 区内北北东向次级褶皱较发育,最具有代表性的褶皱为张庄向斜,位于勘查区东部,轴向近南北,褶曲宽缓,为一短轴向斜,向北延出矿区,南段被F10平移断层错断,东、西两翼别离被F2及F12断层切割,似一地堑式向斜。核部为P2S3地层,两翼为P2S2、P2S1地层。 3.2.2断层 区内已发觉断层18条,规模较大的断层为F2 、F10 、F12 、DF2,现分述如下: 1)F2断层 为本区东部鸿沟断层,区域称之为顺河断层,向北向南延出勘查区,区内分布长约1.6km,中部被F10断层错成南、北两段,南段向西位移约1.5km。 南段走向北东10°~20°,倾向北西西,为西盘下降的正断层(扭张性)。上盘(西盘)为P2sh地层,下盘为P2s1地层,落差达350m;地动勘察剖面通过该断层,断点显示较着。 北段走向近南北,倾向西,西盘下降,断距200m,1006孔穿见断层,断层沿花岗斑岩岩墙延长。 2)F12断层 位于勘查区中东部的张庄向斜西翼,走向近南北,向北延出勘查区,南端与F10交会,区内节制长度约4.2km,倾向东,东盘为P2S1地层,西盘为P1S地层,落差110~340m,0711孔、0613孔穿见断层。断层性质为东盘下降之正断层。 2)F10断层 位于勘查区中南部,呈近工具向展布,两头延出区外,区内延长长约4.9km,形成地层沿走向不持续,错断F2断层。断面倾向南东,倾角70℃摆布,北西盘为P1x~P2S3地层,南东盘为P2S1~P2sh地层,垂直断距西大东小,约300~60m。断层性质为平移正断层。 0506孔及0512孔穿见断层。断层南东盘地层产状接近程度,推定落差为180m。其分支断层形成6051孔二2煤断失。 4)DF2断层 位于勘查区南部,呈北北东向展布,止于F10断层。断面倾向东,倾角70℃摆布,两盘均为P2sh~P2S4地层,垂直断距150m,6031孔间接节制断层,断层性质为正断层,有可能与F12为统一断层。 本区机关复杂程度属于中等类型,目前未发觉沦陷楼柱。 3.3 岩浆岩 1)岩浆岩品种 本区基性~酸性岩浆岩均有发觉,按照岩石类型可归纳为如下几类: 1、辉绿(辉长)岩类 包罗辉绿岩、辉绿玢岩、辉长岩、橄榄辉绿岩、蚀变微晶辉绿岩、辉长辉绿岩等。 2、闪长岩类 包罗闪长岩、闪长斑岩、闪长玢岩、角闪闪长岩,石英闪长岩、蚀变闪长玢岩、蚀变闪长岩等。 3、煌斑岩类 包罗云煌岩、云斜煌斑岩、辉石煌斑岩等。 4、细晶岩类 包罗细晶岩、闪长细晶岩。 5、花岗岩(石英斑岩)类 包罗斑状花岗岩、花岗斑岩、蚀变黑云母花岗斑岩、蚀变钠长斑岩、石英斑岩、含角闪石石英斑岩。 2)岩性特征 (1)辉绿(辉长)岩类 该类岩石在本区分布较广,占穿见孔的50%以上,最大穿见厚度跨越10m,仅以辉绿岩为例论述之: 岩石呈暗绿灰色、辉绿布局,块状机关。次要矿物为基性斜长石,约占70%,其次为单斜辉石及微量石英、方解石、磁铁矿等,斜长石呈板条状,自形~半自形,单斜辉石呈他形粒状,分布于斜长石构成的空地中,辉石大部门被纤闪石、方解石、菱铁矿等夹杂体所替代,仅保留其外形,岩石中宽0.5~5mm的小裂隙发育,此中充填无方解石和石英细脉。 (2)闪长岩类 该类岩石零散分布,占穿见孔的25%,最大穿见厚度跨越10m,仅以闪长岩为例论述如下: 岩石呈灰绿色,半自形粒状布局,块状机关。次要矿物中性斜长石约占70%,含少量角闪石、方解石,微量黄铁矿、磁铁矿、绿帘石、沸石等。角闪石呈长柱状,被方解石轻细交接。 (3)煌斑岩类 该岩类占穿见孔的17%,最大穿见厚度近6m。现以云斜煌斑岩为例论述之: 岩石呈淡灰黄~灰色,斑状布局,基质为显微粒状布局,块状机关,矿物成分以方解石、黑云母、斜长石为主,其次为黄铁矿、磷灰石及微量屑石等,岩石常具碳酸盐化。 (4)细晶岩类 该类岩石区内仅有个体钻孔穿见,现以闪长细晶岩为例论述如下: 岩石呈灰~浅绿灰色,细晶~似斑状布局,块状机关。斑晶含量1%,为石英、角闪石。基质为酸性斜长石、角闪石及微量黄铁矿等,次生矿物为透闪石、方解石、绢云母。 (5)花岗岩类 该类岩石仅区外个体钻孔穿见。 3)空间分布特征 (1)空间分布 岩浆岩在区内发育程度分歧,中北部有各类分歧的岩类发育,而南部只要少量分布,现将各类岩体(脉)空间分布情况简述如下: 1、辉绿岩类次要集平分布于矿区中北部,而其他部位只要零散产出。 2、闪长岩类只零散分布在其他各类岩体(脉)之间。 3、煌斑岩类分布较广,次要分布于矿区中北部。 4、花岗斑岩类次要集中于矿区东侧,呈近于南北标的目的展布。 5、细晶岩类区内仅在6902孔中穿见。 (2)形态产状 区内岩浆岩的品种多,产状、形态也各别,花岗斑岩在区内是穿见厚度最大的岩墙,近于南北向展布,呈岩墙状;辉绿岩类在区内分布最广,呈岩床(脉)状产出。侵入于煤层中的岩浆岩,一般倾角较平缓,且受煤层顶底板岩层倾角的限制。 4)侵入时代切磋 湖北宜昌所测定花岗斑岩的同位素春秋值为114ma,1981年城郊矿区采样送至湖北宜昌所测得与其相当于统一条花岗斑岩脉的同位素春秋值为129ma,辉绿岩同位素春秋值为309ma。据此初步认为区内岩浆勾当至多有两期:辉绿岩(基性岩类)的侵入时代可能为海西期,而花岗斑岩(酸性岩类)的侵入时代则可能为燕山期,这与区域材料相分歧。 第4章 煤及其它无益矿产 4.1 含煤性 4.1.1煤系地层 二叠系山西组、下石盒子组和上石盒子组为区内煤系地层,总厚度约850m,含煤18层,累计煤层厚度大于10m,含煤系数大于1%(表4-1)。 勘查区含煤环境一览表 表4-1 地层单元 山西组 下石盒子组 上石盒子组 石千峰组 第一段 第二段 第三段 第四段 平均厚度 106.83m 73.88m 128.18m 224.27m 231.67m 300m >768m 标记层编号 K4 K5 K6 K7 K8 K9 煤组编号 二煤组 三煤组 四煤组 五煤组 六煤组 含煤层数及可采环境 4层, 二2为全区次要可采煤层 7层, 三2可采,三4、三1大部可采 3层, 均不成采 3层, 五1、五2偶尔可采 偶见1层,不成采 无煤 无 煤 4.1.2 煤 组 自下而上可对比划分为山西组二煤组、下石盒子组三煤组、上石盒子组四、五、六煤组。此中四、五、六煤组不具工业价值,二、三煤组赋存可采煤层,是本次工作的次要对象。本区次要煤组划分与区域对照环境如表4-2。 1)二煤组 厚106.83m,煤层平均总厚4.30m,含煤系数4.03%,自下而上可分为二11、二12、二2、二3等4层。 2)三煤组 平均厚度73.88m,煤层平均总厚5.41m,含煤系数为7.32%,自下而上可分为三l、三2、三3、三4、三5、三6、三7煤层。 4.2 煤 层 4.2.1 概况 二煤组二1煤层位于山西组下部,分二11、二12两个分层(相距约8m),层位不不变,常有尖灭现象,仅有个体点达可采厚度;二3煤层,位于山西组上部,层位不不变,无可采点;二2煤层位不变,为次要可采的较不变煤层。 三煤组三3、三5、三6、三7煤一般不成采;三2煤较不变,为次要可采煤层;三l、三4煤较不变,为大部门可采煤层。 4.2.2 可采煤层 本区可采煤层为山西组二2煤层及下石盒子组三l、三2、三4煤层(拜见表4-3),可采平均总厚度6.34m,现分述如下: 李大庄勘查区普查可采煤层一览表 表4-3 煤层 煤厚(m) 两极值 平均值(孔数) 夹矸(层) 两极值 一般值 可采煤厚(m) 两极值 平均值(孔数) 煤层不变程度 赋存环境 煤层间距(m) 两极值 平均值 三4 0~2.69 1.04(28) 0~2 1 0.83~2.69 1.49(16) 较不变 东南侧可采 5.60~13.10 7.90 2.31~14.50 5.83 72.10~98.10 80.95 三2 0~1.92 1.18(30) 0~2 1 0.81~1.92 1.32(24) 较不变 全区赋存 三l 0~1.30 0.61(32) 0~1 0 0.80~1.30 1.00(12) 较不变 Ⅲ勘察线(20) 较不变 全区赋存 1)二2煤 位于山西组中部,上距K4底约53m,煤层底板多为条带状中细粒砂岩(相当豫西“大占砂岩”层位),少数为泥岩;顶板多为泥岩及砂质泥岩,少数为砂岩。 煤层层位不变,区内穿见层位钻孔26孔,可采20孔,可采率76.9%,煤厚0.40~4.34m,纯煤厚度0.40~4.25m,平均煤厚2.04m,可采平均厚度2.53m。煤层布局简单,局部含夹矸1层。本层为全区根基可采的次要可采煤层,属较不变煤层。 2)三1煤 位于下石盒子组下部,下距K4约15m,至二2煤间距平均80.95m,煤层顶板以泥岩为主,少数为中细粒砂岩;底板以泥岩为主,次为砂质泥岩。 区内32孔穿见煤层层位,可采12孔,可采率37.5%,可采范畴连片分布于Ⅲ勘察线m,可采平均厚度1.00m。煤层布局简单,局部含夹矸1层。煤层不变程度为较不变类型,属大部门可采煤层。 岩浆岩侵入对三1煤层影响不大。 3)三2煤 下距三1煤平均5.83m,煤层顶、底板一般均为泥岩,顶板偶见砂岩及砂质泥岩。 区内穿见煤层层位者30孔,可采24孔,可采率80.0%。煤厚0.05~2.23m,纯煤厚度0.05~1.92m,平均煤厚1.18m,可采平均厚度1.32m。煤层布局简单,局部含夹矸1~2层。本层为全区根基可采的次要可采煤层,属较不变煤层。 岩浆岩侵入对三2煤层影响不大。 4)三4煤 位于三2煤之上,下距三2煤平均7.90m,。煤层顶板次要为泥岩,有时为砂质泥岩,偶见细、中粒砂岩;底板以泥岩为主,有时为砂质泥岩,偶见细砂岩。 区内穿见煤层层位28孔,可采16孔,可采率57.1%。煤厚0~5.12m,纯煤厚度0~2.69m,平均煤厚1.04m,可采平均厚度1.49m。煤层布局简单,局部含夹矸1~2层。本层为大部门可采煤层,属较不变类型。 形成三4煤缺失或变薄的次要缘由有堆积缺失(1068孔)、堆积变薄(1009孔)、吞蚀(6093孔)等。 4.3 其它无益矿产 1)菱铁矿 区内菱铁矿次要赋存于三煤组、K 4标记层和二2煤层上部的岩层中,在其它层段虽有产出,但层位极不不变,厚度很薄(<0.30m)。不具备工业价值。 2)铝土矿(铝质泥岩) 本区上、下石盒子组中含有多层含铝质泥岩,此中K4鲕状铝质泥岩含铝较高,层位也比力不变,因为矿层持续性很差,故做耐火粘土原料价值不大。 3) 稀散、放射性元素 各煤层内Ge、Ga、U含量均很低,仅个体煤层的个体点达到工业分析操纵目标(表4-6)。 值得留意的是,区域范畴内煤层夹矸和顶、底板岩石中Ga的含量有大幅度提高,为数不多的测定成果表白,Ga在煤层的夹矸和顶底板岩石中较为富集。 K4泥岩标记层顶部有较较着的天然放射性非常,幅值凡是在l00γ以上。 稀散放射性元素含量统计表 表4-6 煤层号 Ge(×10-6) Ga(×10-6) U(﹪) 最小值-最大值 ≥20 最小值-最大值 ≥30 最小值-最大值 ≥0.03 二2 0~11 0 2~26 0 0~0.007 0 三1 1.16~19 0 9~33 1 0~0.002 0 三2 0~27 1 0~28 0 0~0.038 2 三4 0~18 0 5~29 0 0~0.0075 0 二2煤夹矸及顶底板 0~5.17 0 23.9~40 2 三1煤夹矸及顶底板 1.3~5 0 23.5~37 3 三4煤夹矸及顶底板 0~7 0 34~34 4 四、腐植酸 煤层露头附近因为蒙受风化、氧化感化,常使煤层内发生了必然数量的游离腐植酸。据城郊矿区材料,风化、氧化煤的腐植酸含量较低,属低腐植酸煤,且煤层埋藏较深,故其工业价值不大。 第5章 矿床开采手艺前提 5.1 水文地质 5.1.1 区域水文地质前提 本区位于永城隐伏复式背斜西翼,地势平展,为大面积新近系笼盖区。区域上北、西、南、东四面根基上以高角度正断层为界,构成 “回”字型封锁隔水鸿沟。东北部区域灰岩水通过远方侧向程度渗入补给矿区遭到限制,以致成为较简单的水文地质前提。 勘查区中部的宋沟、东侧的巴河(沱河一级主流)、西侧的韩沟为季候性河道或沟谷,水量受大气降水影响,河床或沟面宽阔,坡降平缓(一般1/4000~1/6000),与浅层地下水(表层潜水)有必然的联系。浅层地下水距离次要可采煤层垂深大于500m,超出河下平安采煤深度,故河道或沟谷对采煤没有要挟。 5.1.2 含水层及隔水层特征 1)新近系孔隙含水组(l) 新近系孔隙含水组可分为四段: 1、上段(埋深0~30m) 新近系全新统孔隙潜水强含水段(Ⅰ1): 浅层地下水赋存于新近系全新统冲积层中,底界埋深30m摆布。因为多次泛流影响,河道相堆积形成重迭交织的布局特征,具有上细下粗的“二元布局”。 该段为一套不变的亚砂土,含粉细砂,最大厚度为23.86m,平均厚度为9.24m,其间夹有粘土、亚粘土。该段底部及以下分布有厚约15~30m的粘土、亚粘土隔水层,局部粘土厚度大于50m。 大气降水的入渗是浅层地下水的次要补给来历,其次是河渠入渗补给。大气降水入渗补给次要受降水强度、延续时间、岩性布局、地形及地下水埋深等要素的影响。 本区表土层松散,以亚砂土为主,水位埋深一般在2.00~4.00m,入渗系数大,利于降水补给。 平水期、枯水期浅层水处于分泌地表水的情况,洪水期地表水补给浅层水。近年来建闸抬高了河道、沟谷水水位,使之呈现局部常年补给浅层水的现象。 浅层水的迳流受地形影响,一般是从西北向东南活动,程度活动迟缓。浅层水的垂向活动是该段的次要特征,次要分泌路子也是垂直入渗与蒸发。 浅层地下水年变化幅度的大小,取决于年内降雨量的几多和干旱程度与历时的长短。干旱持续时间越长,降水越集中,变幅越大,反之愈小;本区浅层水年变幅一般为0.94~1.84m。 2、中段(埋深30~90m) 新近系更新统孔隙承压水中等含水段(Ⅰ2): 赋存于新近系更新统冲、湖积层中,以一套以细、中砂为主,夹有粘土或亚粘土层。埋深30~90m摆布,砂1~4层,最大厚度为47.33m,平均厚度为9.14m。砂层堆积旋回清晰、不变,局部呈透镜状。该段底部隔水层为粘土、亚粘土,最薄7~9m,最厚50~60m,隔水机能优良。 地下水迳流标的目的和现代地形坡降标的目的分歧,从西北向东南,水力坡降1/5000,该段之上有15~30m粘土、亚粘土层相隔,各层水质类型均有差别,矿化度高于浅层水,与浅层水水力联系差。因为水力坡降较小,所以迳流迟缓。补给来历以侧向渗入和上部长时间入渗为主,降水可沿粘土裂隙间接补给,补给区和分布区不分歧。 3、下段(埋深90~260m) 新近系上新统孔隙承压水强含水段(Ⅰ3): 赋存于冲、湖积层中,埋深90~260m,以细、中砂为主,局部为粉砂与粗砂,夹有粘土与亚粘土。粘性土含钙质结核与锰质结核,土质细腻,隔水机能优良。赋存砂层3~12层,厚度为36.92~100.80m,平均64.76m。砂层分布持续、不变,自北西向南东呈带状分布,北西条理多、单层薄;南东条理少、单层厚。中部粘性土以透镜体状镶嵌于砂层之中。 该段地下水迳流标的目的与现代河道标的目的分歧,自西北向东南,水力坡度较小,迳流迟缓。该段之上有厚度大于30m的粘土、亚粘土相阻,中、下段水力联系差。其补给分泌都是以侧向为主,局部因工业用水的抽取(也是分泌的一种形式),所以补给区、分布区、分泌区均不分歧。 4、底段(埋深260m~基岩) 新近系中新统孔隙承压弱含水段(Ⅰ4): 该段赋存于中新世冲、湖积层中,埋藏在260m以下至基岩面,以中、细、粗砂为主,夹有粘土亚粘土,局部见亚砂土。粘土、亚粘土中夹钙质结核、铁锰质结核,北部还见石膏晶体。本段砂层颗粒粗、含泥质、呈半凝结状,可见含水砂层1~4层,厚度为0~51.27m,平均11.49m,砂层多以透镜状分布,厚度自东北向东南变薄,中东部无含水层。 迳流标的目的与现代地形分歧,由北西向南东,迳流平缓,地下水交替前提差,处于停滞形态,次要补给来历以侧向程度渗入为主,分泌路子亦为侧向程度渗入。含水砂层四周为粘性土包抄,粘性土层位不变,具强塑性、膨胀性好、隔水性强等特点,构成天然帷幕,垂直渗入极其微弱,减弱含水层间的水力联系。 底部有砂层、砂砾石层,呈“天窗”状与基岩风、氧化带间接接触。垂向有必然联系,但含水性弱,水源不充实,以静储量为主,底部一般均有泥岩阻水,对矿床开采影响不大。 2)二叠系裂隙、孔隙含水组(Ⅱ) 二叠系含水组分为三段。 1、上二叠统上石盒子组裂隙承压中等含水段(Ⅱ1): 该含水段岩性以细粒砂岩为主,局部为粗粒砂岩夹泥岩、砂质泥岩。砂岩1~28层,厚度0.51~109m,平均39.38m。底部有砂岩4~6层,K6砂岩裂隙发育,遍及漏水;K5砂岩局部漏水。所夹泥岩、砂质泥岩裂隙不发育,均起到隔水感化。与上、下岩组若无断裂机关影响,不发生水力联系。 2、下二叠统下石盒子组裂隙承压弱含水段(Ⅱ2): 本段含水岩石以细粒砂岩为主,一般3~9层,多者可达28层,厚度2.09~96.74m,平均33.17m。该段为弱含水层,对煤层开采影响不大,局部因受机关影响,裂隙发育,富水性相对添加。分泌仍以侧向渗出为主。 3、下二叠统山西组裂隙承压水弱含水段(Ⅱ3): 本含水段岩性以细砂岩为主,夹泥岩、砂质泥岩,含砂岩1~10层,厚度0.80~85.43m,平均20.97m。据临近城郊矿区材料,水位标高28.55~30.15m,单元涌水量0.001~0.013L/sm,渗入系数0.0026~0.029m/d,水温19~26℃,水质类型为SO4Cl-NaCaMg型,矿化度1.9783~4.2734 g/L。水力性质为承压型,以侧向渗入补给为主,迳流活动迟缓,地下水交替前提极差,水质恶劣。 分泌路子仍以侧向程度渗出为主,当矿床开采时地下水位将大幅度下降,矿坑排水成为该段次要分泌路子。 该段裂隙不发育,赋水形态以静储量为主,补给不充实,含水微弱,在无断裂机关影响时,与上、下含水层段无水力联系,开采时不会惹起矿床突水。 3)石炭系岩溶裂隙中等含水组(Ⅲ) 本组由太原统上段及下段灰岩构成,上段灰岩一般总厚17~35m,由6层灰岩构成,自上而下为L12~L6,为开采二2煤层的底板充水含水层。此中,L9灰岩全区分布不变,厚度可达10m;下段灰岩由L6~L2灰岩构成,平均总厚近20m,5层灰岩中L2灰岩堆积不变,单层厚度12~15m,为二2煤层底板间接充水含水层。 紧邻本区的城郊井田钻孔抽水试验成果,水位标高29.74~30.29m,单元涌水量1.567~2.868L/s· m,渗入系数2.48~5.14m/d。地下水水质类型为SO4-Na型,矿化度2.19~2.42g/L,申明补给轮回前提不良。 4)奥陶系岩溶裂隙中等~强含水组(Ⅳ) 本组厚度很大,邻区上部揭露最大为233m,岩性次要为石灰岩、白云质灰岩、泥灰岩及角砾状灰岩,岩性破裂,漏水钻孔较多。本区东南侧外围大王庄铁矿一带地下水位标高28.42~29.45m,ZK62孔群孔抽水单元涌水量3.152L/s·m,相距78m的ZK61观测孔短时间内水位下降3.04m,压力传送快,水位反映敏捷,因为岩浆岩侵入,影响岩溶发育程度,加之露头补给前提很差,以致地下水静储量很大,但动储量较小。地下水水质不良,为SO4-Na型,矿化度1.322~3.50g/L,局部可达5g/L以上,属中等~强含水层。 5)机关水 本区断层破裂带多被砂、泥岩碎块充填,无漏水现象,含水微弱,导水性差。但主断层两侧的次一级机关及影响范畴可能含水,开采时应惹起留意。据临近城郊矿区材料,水位标高29m摆布,单元涌水量0.00005~0.0053L/sm,水温25℃~30℃,矿化度1.23~2.702g/L,水质为SO4-CaNa型。 区内F2、F12、DF2、F10等断层落差很大,形成断层上盘煤层与下盘太原组灰岩及奥陶系灰岩对接,可能构成断层充水的模式。 5.1.3矿井充水要素 1)煤层顶底板砂岩裂隙水 矿床开采过程中,出产矿井充水水源次要为煤系地层砂岩裂隙承压水。砂岩厚度变化大,裂隙发育程度不均,局部机关影响的裂隙发育地段储水孔隙增大,利于地下水的富集。但从邻区已建矿山开辟实践证明,矿井富水性弱。跟着工程进展,排水量逐步变小,以耗损静储量为主。 葛店煤矿坑道掘进时,常年干燥无水,微细裂隙及小断层(统计29处,落差一般0.5~3.0m摆布,个体大于16m,所见断层均为正断层)均无出水现象。但旱季时略有添加,以顶板淋水或滴水形式充入坑道,13081采区地下水沿底板裂隙涌入坑道,1981年12月2日测得流量为13.6m3/h,跟着开采面积增大,水量添加,但增到必然程度时水却不再继续添加。当煤层回采后放顶时,顶板砂岩裂隙中水于放顶同时泄入坑道,水量有所添加。不变后水量又很快削减,逐步成滴水或无水形态。 2)井筒淋水 新近系松散堆积层的孔隙大,井筒圈砌质量欠好,地下水会沿井筒裂痕充入坑道,使矿井排水量添加。如葛店煤矿目前总排水量为134.28m3/ h,此中井壁淋水占总流量的22%。 5.1.4 水文地质勘查类型 本区为以裂隙含水层充水为主的矿床,水文地质前提可能为中等类型。具体特点是: 1、间接充水含水层单元涌水量小于0.01L/s·m; 2、间接充水含水层与煤层之间的岩层较不变; 3、断层带含水性弱,可视为相对隔水层,起到阻水感化; 4、煤层间接顶底板水量虽然比力大,但均有不变隔水层相阻。若无较大断裂影响,一般不以致间接顶、底板地下水进入或溃入矿坑。 5、煤层顶、底板与地表水无水力联系。 5.2 工程地质 5.2.1 新近系松散层对煤层开采的影响 新近系次要由松散粉、细、中砂及亚粘土、亚砂土、粘土构成。粘性土致密、高塑性;砂性土具低塑性或非塑性,与水感化成为流体形态,以致强度降低、体积膨胀、布局粉碎,当处于饱水形态而发生静水压力时,能够导致分歧程度的涌沙和垮落现象,惹起井筒变形,只要在疏干时,干燥的粘土硬度较大,抗压强度较高。总之,松散岩层工程地质前提复杂,矿井基建施工时应采纳平安办法。 5.2.2 煤层顶底板岩石的安定性 本区煤层顶底板均为无膨胀性的3~5级坚硬、半坚硬岩层,岩石完整,多呈柱状或块状,裂隙不发育,且裂隙多被方解石脉充填或有泥质充填,富水性弱。三煤组含煤层数多,岩石较为松散破裂,强度较低,但顶底板不变。断裂破裂带附近,煤层顶底板岩石仅局部破裂,强度降低。 葛店煤矿运输大巷石砌、铆喷护壁,一般巷道用铆喷及少量木架支护,煤层底板没有发生底鼓现象,主井底板标高-225.40m,下距灰岩12.38m;在东大巷道开辟时,底板下距灰岩仅1.8m,均没有发生底鼓和涌水。实践证明煤层顶底板岩石是安定的。矿区工程地质复杂程度属简单~中等类型。 5.3 情况地质 5.3.1 地动勾当史及新机关活动 本区有汗青记录以来未成发生过粉碎性地动,但东侧外围安徽省肖县、宿县一带自公元925年以来曾发生过38次强烈地动,波及该区的最大地动当属临沂~莒县间曾发生的里氏8.5级强烈地动。 勘查区位居郯城~庐江断裂地动勾当带以西,屡次、猛烈的地动勾当波及和影响到本区。本区地动动峰值加快度为0.05g。 5.3.2 矿床开采可能惹起的地质情况问题 矿床开采时需对矿坑进行排水,可能以致二叠系含煤地层煤组顶底板附近的含水岩层水位下降。 采矿可能惹起地面小范畴沦陷。葛店煤矿当采掘面上拆铁架放大顶时,岩石坍落逐步影响地表(地面沦陷速度与煤的埋藏深度相关)。井北翼开采较深,放大顶后10个月方起头发生地面沦陷,塌陷面积为0.13km2;井南翼开采较浅,放大顶后6个月即起头发生地面沦陷,塌陷面积为0.24km2。沦陷深度1m摆布,地表影响面积一般大于井下采空面积,坡角60°摆布。因而,应充实考虑村庄下采煤的相关问题。 5.3.3 煤层瓦斯、煤尘及煤的自燃 1)煤层瓦斯 临近本区的城郊矿区为低瓦斯矿井,煤层中沼气含量不高,煤的可燃基瓦斯含量一般在1cm3/g以下。瓦斯天然组分以N2、CO2为主,CH4大都在20%以下,属于以N2及CO2-N2带为主的瓦斯风化带。随深度添加而增高之趋向,一般-600m以上,属CO2-N2带;-600m以下,可达N2-CH4带。 2)煤尘 区内无烟煤可燃挥发份产率低,东邻城郊矿区爆炸性试验成果,除个体点的煤层因风化可见火星外,其余均“无火”,应属无爆炸性煤。 新桥矿区二2煤火焰长度有的达10mm以上,所需岩粉量在50%以上,属有爆炸性危险的煤。葛店煤矿对二2煤进行爆炸性试验,也具微弱爆炸性。 3)煤的自燃 城郊矿区采用“着火温度降低值测定法”测得各煤层原样着火点温度,一般390~440℃之间,氧化样为380~420℃,还原样为400~450℃。着火温度降低值△T最大为29℃,一般均在20℃以下,属不自燃发火煤。 第6章 勘查工作 6.1 工作方式及工程安插 6.1.1 勘查类型 1)机关复杂程度 本区含煤地层总体向西南倾斜,产状平缓(倾角一般8~15°)。因为发育次一级宽缓褶皱,地层沿走向和倾向略有崎岖,并伴有少量脆性高角度正断层、平移正断层和岩浆岩侵入,但影响不大。本区机关复杂程度类型划分应属中等机关的第一种环境(产状平缓,沿走向倾向均发育宽缓褶皱,或伴有必然数量的断层)。 2)煤层不变程度 二2煤为全区次要可采煤层,厚度变化小,布局较简单,煤类单一,煤量变化很小(勘查区北部因为岩浆岩侵入使煤层分叉变薄及蚀变为天然焦),应属较不变型。 三1、三2、三4煤层,布局简单~复杂,常含一层、偶含两层夹矸。此中三1煤为大部可采煤层,Ⅲ线以南为可采区,Ⅲ线以北为不成采区,可采区煤层厚度变化不大,应属较不变型。三2、三4煤为区内可采煤层,煤层厚度变化不大,虽然勘查区东部岩浆岩侵入对其有必然影响,但被粉碎分隔的可采煤层持续性较强,易于对比,亦属较不变型。 3)勘查类型的选择 按照勘查区机关复杂程度和煤层不变程度,将勘查类型定为二类二型,与区域上各矿区所选择的勘查类型根基分歧。 6.1.2勘查手段、方式的选择 1)勘查手段 勘查区为全掩盖区,煤层埋藏较深。为加速勘查进度、节约钻探工作量、包管钻探工作质量,本次在前人地面物探(地动、重力、电法)工作根本上,选择“地动先行、钻探验证”的勘查法式,共同测井、采样测试及其他手段开展详查工作。 2)勘查方式 在充实收集研究前人物探及邻区材料的根本上,开展二维地动勘查,初步确定赋煤层位,反演煤层埋深,预测隐伏煤层,编制矿区基岩地质图;然后通过钻探验证、测井、采样测试,确定勘查区的地层层序、细致划分含煤地层,初步查明勘查区的机关形态,可采煤层层位、厚度和次要可采煤层的分布范畴,大致确定可采煤层煤类和煤质特征,估算资本量等。 6.1.3 工程安插准绳 从勘查区现实环境出发,准确合理地选择勘查手艺手段,重视手艺经济效益,以合理的投入和较短的工期,取得最佳的地质功效。使用现代地质理论为指点,采用先辈的手艺配备和勘查方式,提高勘查功效精度。对峙“以煤为主、分析勘查、分析评价”的准绳,做到充实操纵、合理庇护矿产资本,做好与煤共伴生的其他矿产的勘查评价工作。 6.1.4 工程间距简直定及根据 按照确定的勘查类型,本次详查采用以钻探工程根基线m查明节制的内蕴经济(332)资本量。 据含煤地层总的展布标的目的,并姑息东邻城郊矿区的勘察线方位,选择勘察线)地形丈量 勘查区利用的1:2万地形图是1977~1980年由原河南省地质局测绘队、煤炭部地测队、贵州省勘察公司地测队结合测制的,经原煤炭部地测队于1982年缩编而成的地形图。坐标系为1954年北京坐标系,1956年黄海高程系,三度带第39带,地方子午线°。地形图按国际分幅,根基等高距为1m。经原煤炭部地测队、煤地步质局查抄验收,合适规范要求。 2)图根点、交会点高程丈量 图根点、交会点高程丈量,以等外水准为主,路线起闭于四等水准点,构成闭合或合适路线mm。图根三角高程路线起闭于四等水准点,沿路线年6月在勘察区内操纵国度品级节制点加密8个GPS节制点,精度可达二级。能够做为钻探定位的起算数据。 GPS节制点功效表 表6-1 点名称 X坐标 Y坐标 H高程 Mx中误差 My中误差 Mh中误差 徐庄 3759541.610 440793.320 31.951 0.000 0.000 0.055 乔庄 3763082.170 437443.120 34.301 0.000 0.000 0.055 YC5 3768353.843 435219.134 35.493 0.003 0.003 0.055 YC1 3761741.256 434419.034 37.397 0.002 0.002 0.055 YC2 3764268.703 433032.371 34.775 0.003 0.003 0.055 YC6 3771565.742 432767.476 36.006 0.004 0.004 0.055 YC4 3766046.075 435692.584 34.743 0.002 0.002 0.055 郭庄 3761710.995 437761.664 33.760 0.003 0.004 0.055 YC3 3764694.109 435971.171 34.750 0.002 0.002 0.055 YC7 3768077.143 437379.446 35.176 0.003 0.003 0.000 YC8 3774871.215 439462.080 36.827 0.005 0.005 0.000 GPS节制点精度统计表 表7-2 测区节制网类型 品级 点数 最弱点点位 中误差 最弱边边长 相对中误差 最弱点高程 中误差 GPS夹杂网 二级 8 0.007(m) 1/793136 0.055(m) 2、钻孔定测 钻孔定测以GPS节制点为根据。采用GPS及时差分(RTK)丈量方式进行定位。利用的仪器为南方公司出产的灵锐S80型双频GPS(RTK)领受机2台/套(一拖一)。仪器的标称精度:动态丈量:程度精度:2cm+1ppm。垂直精度:5cm+1ppm。仪器均通过相关部分检测,机能不变优良,可以或许满足定位要求。 钻孔定位前,对所利用的节制点进行查抄。 6.2.2 地动勘查工程 1)测网安插 地动测线m的间距布设,垂直于主测线布设联络测线,以利于反射波的追踪对比,联络测线m的间距布设,最终构成1000m×2000m根基正交的地动测网。为便于当前地质详查工作开展,在D605线线m的线距布设主测线。 勘查区地层为走向北西、向西南倾斜的单斜机关。地动主测线与地层走向垂直,呈南西向布设。联络测线与之正交,根基形成正交测网。 2)野外数据采集方式 1.激发要素 井深16m,一般选择在中速的粘土中激发,药量凡是为1.5kg。采用人工钻机成孔,钻头口径为50mm,震源药柱火药的口径为45mm,孔中注满水泥浆封孔,火药与孔的耦合较抱负。 2.领受要素 主频为60Hz的3只检波器串连扎堆,检波器压置在耕土层以下实地。 3、仪器要素 法国产SN388HR数字地动仪。 4、观测系统参数 笼盖次数24次,道距10m,领受道数96道,炮间距20m,偏移距0m,最大炮检距590m。 激发体例采用两头不合错误称放炮,主测线道领受,炮点上倾标的目的采用60道领受的观测方式;联络测线也采用两头不合错误称放炮的观测方式。 3)质量尺度 地动勘查工作施行下列规范: 《煤炭、煤层气地动勘察规范》,中华人民共和国煤炭工业行业尺度,2000年12月8日发布。 《煤炭资本勘察工程丈量规程》,1987年煤炭工业部颁布。 《全球定位系统(GPS)丈量规范》,GB/T 18314-2001。 4)工程量完成环境 本次工作共估计完成测线条,联络测线个,此中试验物理点和低速查询拜访物理点45个,测线个。按照《煤炭、煤层气地动勘察规范》的要求,对出产记实进行评级。 5)材料处置质量评价 地动剖面采用重生界和煤系地层两套反射波的评价方式进行评级。煤层反射波的评级是在叠加剖面的根本上参考偏移剖面,T3波和T2波相连系来进行的。评级尺度如下: Ⅰ类剖面:目标层齐备,同相轴持续性好,信噪比高,机关现象清晰,实在地反映了测线上的地质环境。 Ⅱ类剖面:凡达不到Ⅰ类,又不是Ⅲ类剖面者。 Ⅲ类剖面:剖面信噪比低,次要目标层未显示出来,机关现象不清晰。 对全区所获的地动时间剖面,按照上述尺度评价。 6)工作功效 1、根基查明勘查区机关形态,节制了区内断层。 2、根基查明区内次要可采煤层(二2煤、三1煤、三2煤、三4煤)底板深度及崎岖形态。 3、根基查明次要煤层的露头位置。 4、根基查明勘查区重生界地层的深度。 5、注释区内侵入煤层的岩浆岩体。 6、对测区次要可采煤层二2煤,根据地动反射波特征,划分可能的煤层变薄区域。三1煤、三2煤、三4煤次要根据钻孔材料和地动反射波特征,圈定无煤区或煤层变薄区域。 6.2.3 钻探工程 1)钻探工程 本次工作估计施工14个钻孔,总进尺7200m,此中一个水文孔,进尺750m,孔口坐标见表6-2,并收集34个钻孔(区内18个钻孔进尺12404.30m、邻区16个孔进尺11377.35m),演讲编制共计操纵钻孔46个。除本次施工的14个钻孔外,其余34个钻孔按现行尺度评级,甲级20孔、乙级14孔。 本次估计施工孔口坐标 表6-2 钻孔编号 X Y 设想孔深 钻孔编号 X Y 设想孔深 ZK1301 3771789 39467215 800m ZK1308 3767215 39438645 750m ZK1302 3771425 39432846 780m ZK1309 3763000 39433505 1200m ZK1303 3770754 39434805 730m ZK1310 3763608 39434352 1100m ZK1304 3768106 39434535 740m ZK1311 3765883 39437506 550m ZK1305 3767832 39435503 650m ZK1312 3766408 39438336 600m ZK1306 3767662 39436505 620m ZK1313 3762453 39435893 1200m ZK1307 3767408 39437845 700m SW01 3766903 39436483 750m (1)钻孔要求 勘查区钻孔施工严酷按照《煤田勘察钻孔质量尺度》和施工设想,岩矿芯采纳率、孔斜、孔深测定及误差校正、封孔方式均需满足要求;原始班报表填写及时,内容齐备、实在精确、笔迹工整;简略单纯水文观测记实及时、详实认线年颁布的《煤田勘察钻孔质量尺度》的八项内容验收进行评级。 6.2.4 测井工作 1)测井工程量 本次估计施工14个钻孔,均按现行测井规范和地质设想要求进行数字测井,除按要求进行常规测井外,估计共完成7200实测米。按照《煤田勘察钻孔工程质量尺度》对测井材料进行评级。测井参数该当齐备,物性特征较着,煤岩层定性定厚注释靠得住,测斜材料准确;原始记实划一、精确;测井仪器按时辰度,手艺机能均要合适要求。 以往施工的34个钻孔,未见测井原始材料,测井方式及测井质量难以评述。 2)仪器设备及丈量手艺 1、仪器设备 利用测井仪器初步定为国产TYSC-3Q及美国MT-Ⅲ系列数字测井仪和上海地质仪器厂JJX-3A型井斜仪,材料处置注释利用AST-586微机、LQ-1600KⅢ打印机和Logsys、CLGIS使用软件。 测井仪器需按要求进行刻度,手艺机能优良,工作不变靠得住。 2、测井项目 按照测井规范和地质使命要求,本井田选择的测井项目为密度、天然伽玛、视电阻率、天然电位、井径、井斜。 3、手艺前提 深度比例尺:全孔为1:200;目标煤层为1:50。井斜为点测,点距50m。 采样间隔:目标煤层为0.05m,其它层段为0.10m。 测速:XAM/XAP仪目标煤层为180m/h,其它层段为360m/h;RLM/RLP、CLM/CLP仪目标煤层为360m/h,其它层段为720m/h。 6.2.5 采样、化验工作 1)样品的采集方式 1、煤芯样 区内各煤层一般采纳全层煤样(煤厚多小于3m)。对用肉眼可辨、煤质有较着差别的煤层,则分层采样。采样时均剔除污染物,并选出10mm以上的夹石。如煤芯破裂时,则选用全数可见夹石。对部门煤芯的夹矸及伪顶、伪底也采纳了样品。当伪顶伪底为非炭质岩石时,一般只采纳0.1m送验。对煤芯污染、磨烧严峻的,不采样。 2、瓦斯样 采用瓦斯罐采样器采样,使用解吸法进行。采样方式严酷按照划定划定施行。 3、无益矿产样 对厚度大的矿心采纳分层样,厚度小的采全层样。矿心为完整柱状时,沿核心线劈开,一半送验,一半留作副样。矿心破裂时,用拣块法采样。 2)化 验 1、化验项目 所有的煤心样均要进行原、浮煤工业阐发及发烧量测定,并按照煤类及各类需要,对部门样品别离进行了元素阐发、全硫、各类磷、灰成分、灰熔点、稀散元素、腐植酸、砷、体积测定,按照煤的用处及建井要求,部门还作了热不变性、化学活性、结渣性、可磨性、自燃发火及煤尘爆炸等特地性试验。 2、化验工作及质量评述 河南省地矿局地质11队尝试室及江苏煤炭勘察研究所承担矿区的煤心煤样、菱铁矿样、铝质泥岩等各类样品的测试使命。对各类特地性试验样(化学活性、简略单纯可选性、结渣性、可磨性、灰熔点、燃点、瓦斯、煤尘爆炸、胶质层指数、粘结指数等)及由江苏煤炭勘察研究所、河北煤田核心化验室、河南煤田尝试室及北京煤炭科学研究院化学研究所等单元完成。 据原地质部1978年颁布的《岩矿阐发质量查抄轨制》和煤炭部相关阐发成果误差答应范畴的划定,邻区对煤质阐发、菱铁矿化学阐发均作表里检,铝质泥岩化学阐发作内检。 第7章 资本量估算 7.1 资本量估算范畴及工业目标 7.1.1 资本量估算范畴 本次参与资本量估算的煤层为三2层。 估算范畴以核准的区块登记拐点坐标为准,面积56.3km2。现实估算最大面积为三2煤48.67km2。赋煤标高-600~-900m。 本区紧邻永煤集团城郊煤矿和陈四楼煤矿两座大型现代化矿井,地舆位置优胜,具备开采操纵前提,本次估算至垂深1000m。 7.1.2 工业目标 据《煤、泥炭地质勘查规范》划定,本次资本量估算采用的工业目标是: 煤层最低可采厚度≥0.80m; 原煤最高灰分(Ad)40%; 原煤最高硫份(St.d)≥3%; 最低发烧量Qnet. d≥22.1MJ/Kg。 天然焦的工业目标参照煤层的上述四项工业目标。 7.2 估算方式 因为全区煤层倾角一般仅为10°摆布,因而能够操纵煤层的伪厚度和程度投影面积估算资本量。估算的根本图件为各煤层底板等高线万),估算方式选用地质块段法。估算公式: Q =S×M×d 式中:Q—块段资本量,万t; S—块段面积,m2; M—块段平均煤厚,m; d—煤层平均视密度,t/m3。 7.3 估算参数 7.3.1 厚度简直定 1)钻孔见煤点厚度简直定 对含夹矸的煤层采用厚度简直定方式是: 1、煤层中单层夹矸的厚度小于0.05m时,可与煤分层归并计较厚度; 2、煤层中夹矸厚度等于或大于0.80m时,被其分隔的煤分层作为独立煤层,别离计较厚度; 3、煤层中夹矸厚度小于0.80m时,煤分层不作为独立煤层。在部门地段的三煤组中,两层煤之间的夹矸厚度虽已小于0.80m,为了连结煤层的完整性,仍作为独立煤层,被夹矸所分隔的煤层,未归并计较厚度; 4、煤分层厚度等于或大于夹矸厚度时,上、下煤分层归并计较厚度;反之,若煤分层厚度小于夹矸厚度时,上、下煤分层不归并计较; 5、对复杂布局的煤层,当煤分层的总厚度等于或大于0.80m,同时夹矸的总厚度不跨越煤分层总厚度的1/2时,以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度。 2)内插点厚度简直定 在可采鸿沟上,考虑工程节制的密度,于两孔之间恰当位置,确定厚度0.80m的内插点位置,参与块段平均煤厚的计较。 3)块段平均煤厚简直定 本区煤层厚度变化不大,采用算术平均法计较块段平均煤厚。 7.3.2 面积简直定 1)可采鸿沟简直定 煤层“堆积缺失”的钻孔,与相邻见可采煤层的钻孔之间的连线,取中点作为零点,然后再用内插法求出可采鸿沟点;见可采煤层与见不成采煤层的钻孔之间,则用内插法求出可采鸿沟点。各鸿沟点之间,用滑润曲线相连,圈出可采区范畴。 2)块段面积简直定 块段程度投影面积用CAD软件中的区属性面积计较功能求得,其精度完全满足资本量估算之要求。单元:m2。 7.3.3 视密度简直定 本区及邻区各煤层均采集了视密度样品,用算术平均法别离计较各煤层平均视密度,并参与各块段的资本量估算。因为天然焦的视密度变化较大,因而别离计较各焦层的平均视密度(表8-1)。 各煤层视密度统计表 表7-1 煤 层 编 号 煤 质 牌 号 样 品 个 数 视密度,t/m3 采 用 体重值 备 注 实 际 利 用 最 大 最 小 平 均 二2 WY 91 77 1.61 1.35 1.46 1.46 CaK 4 4 1.76 1.50 1.64 1.64 三1 WY 20 17 1.75 1.27 1.50 1.50 三2 WY 38 31 1.66 1.36 1.50 1.50 三4 WY 30 25 1.68 1.23 1.49 1.49 CaK 9 9 1.97 1.68 1.85 1.85 7.4 资本量类型划分 各类资本量估算块段划分,准绳上以达到响应节制程度的勘查线、煤层底板等高线或次要机关线为鸿沟。 本区勘查类型为二类二型,采用钻探工程根基线及三2煤层达到响应节制程度的勘查工程见煤点连线m)规定的全数范畴内,视为达到不异的节制程度。 本区勘查工作程度达到详查阶段的要求,按照2007年第1号矿业权评估原则“2.4”条划定,对矿床深部及边部估算(334)资本量。 7.5 资本量估算成果 通过本次工作,李大庄勘查区共计获得垂深1000m以浅内蕴经济煤炭资本量8530万

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