陕西陕煤韩城矿业有限公司桑树坪煤矿南一采区三维地震、瞬变电磁勘探报告.doc

陕西陕煤韩城矿业有限公司桑树坪煤矿南一采区 三维地震、瞬变电磁勘探报告 中煤科工集团西安研究院有限公司 2013年12月 2 陕西陕煤韩城矿业有限公司桑树坪煤矿南一采区三维地震、瞬变电磁勘探报告 项目名称陕西陕煤韩城矿业有限公司桑树坪煤矿南一采区三维地震、瞬变电磁勘探 委托单位陕西陕煤韩城矿业有限公司 监理单位陕西建安工程监理有限公司韩城矿区项目监理部 工程监理丁探有 承担单位中煤科工集团西安研究院有限公司 院 长董书宁 总工程师虎维岳 项目负责赵禄顺 刘芳晓 覃庆炎 野外负责史文超 宁 辉 报告编制刘芳晓 单 蕊 覃庆炎 李元杰 审 核张孝文 朱书阶 曾方禄 梁 爽 参加人员李元杰 郝 鹏 杨战宁 任 彬 刘 硕 关 奇 张 强 郭奔腾 韩家冕 朱珍胜 张 超 高 波 沈洪亮 王艳波 王 程 张茜茜 宁 辉 杨 华 孟宪文 李 巍 雷源涛 王 博 庞少东 姜 涛 提交日期2013年12月 目 录 前言1 第一篇 概 况2 1 测区概况3 1.1 地质任务及要求3 1.2 测区位置、范围及自然地理概况3 1.2.1 测区位置3 1.2.2 测区范围4 1.2.3 自然地理概况5 1.3 以往地质工作6 1.4 项目实施依据6 2 地质概况及地球物理特征8 2.1 地质概况8 2.1.1 地层8 2.1.2 煤层10 2.1.3 构造12 2.2 水文地质13 2.2.1 井田边界及其水力性质13 2.2.2 含水层14 2.2.3 隔水层17 2.2.4 矿井充水条件18 2.3 地球物理特征22 2.3.1 地震勘探地球物理特征22 2.3.2 瞬变电磁地球物理特征23 第二篇 三维地震勘探24 3 野外资料采集25 3.1 试验工作25 3.1.1 试验原则25 3.1.2 试验内容25 3.1.3 试验结论31 3.2 地震工程布置32 3.3 完成工作量及质量评述32 3.4 主要技术难点与对策33 3.4.1 黄土塬复杂的表浅层条件33 3.4.2 测区障碍物影响34 3.5 测量工作36 3.5.1 仪器设备及性能36 3.5.2 控制测量36 3.5.3 转换参数求取39 3.5.4 放样测量39 3.5.5 精度评定40 3.6 野外采集中采用的质量与安全保证措施40 3.6.1 质量保证措施40 3.6.2 安全保障措施41 4 地震数据处理42 4.1处理目标及要求42 4.2资料处理流程42 4.2.1 原始资料分析42 4.2.2 观测系统定义42 4.2.3 初至折射静校正45 4.2.4 反褶积46 4.2.5 速度分析48 4.2.6 剩余静校正48 4.2.7 叠加与叠后去噪49 4.2.8 偏移50 4.3 处理成果及质量评述51 5 资料解释53 5.1 三维地震资料的解释原则53 5.1.1 人工解释与工作站解释相结合53 5.1.2 垂直剖面与水平切片解释相结合54 5.1.3构造解释与地震属性解释相结合55 5.2 地震资料解释步骤58 5.2.1 反射波地质层位的标定58 5.2.2 波的对比59 5.3.3 速度研究59 5.2.4 断层解释60 5.2.5 采空区解释61 5.2.6 陷落柱解释61 5.2.7 煤厚解释62 5.2.8 构造图绘制63 第三篇 电法勘探64 6 电法勘探野外数据采集65 6.1 施工方法及仪器简介65 6.1.1 方法选择及依据65 6.1.2 原理简介65 6.1.3 V8电磁法探测仪简介67 6.2 试验工作68 6.2.1 试验目的68 6.2.2 试验地点68 6.2.3 试验分析68 6.2.4 试验结论71 6.3 施工布置与工作量统计72 6.3.1 测网布置原则72 6.3.2 测网布置72 6.3.3 完成工作量72 6.4 测量工作72 6.4.1 已有资料利用情况72 6.4.2 采用的系统及基准72 6.4.3 测量质量评述73 6.5 施工方法及质量保障措施73 6.6 资料质量评述74 7 资料处理方法76 7.1 数据处理方法76 7.1.1 数据处理流程76 7.1.2 电磁干扰校正78 7.1.3 地形影响校正79 7.2 资料解释方法80 7.2.1 异常划分方法80 7.2.2 解释方法81 第四篇 地质成果82 8 地质成果83 8.1 主要煤层赋存情况83 8.2 构造83 8.2.1 褶曲83 8.2.2 断层83 8.3 采空区88 8.4 煤层厚度变化趋势89 8.5 奥灰顶界面起伏情况及其它地质异常体90 8.6 勘探前后构造对比90 8.7 瞬变电磁视电阻率断面图分析96 8.8 瞬变电磁视电阻率平面图分析99 8.9 断层的含水性分析101 第五篇 结 论103 9 结论104 9.1 成果评价104 9.2 存在问题及建议105 附表一 桑树坪煤矿南一采区三维地震、瞬变电磁勘探测线检测点精度统计表107 附表二 断层控制一览表110 附表三 利用钻孔成果一览表111 附图目录 顺序号 图号 图 名 比例尺 01 1-1 三维地震勘探实际材料图 15000 02 1-2 地面瞬变电磁法勘探实际材料图 15000 03 1-3 3号煤层底板等高线图 12000 04 1-4 11号煤层底板等高线图 12000 05 1-5 3号煤层构造前后对比图 12000 06 1-6 11号煤层构造前后对比图 12000 07 1-7 3号煤层厚度变化趋势图 12000 08 1-8 11号煤层厚度变化趋势图 12000 09 1-9 奥灰顶界面等值线图 12000 10 1-10 11号煤及奥灰顶界面附近视电阻率异常平面图 12000 11 1-11 11号煤及奥灰顶界面附近异常推断成果平面图 12000 12 2-1 Inline260线地震地质剖面图 12000 13 2-2 Inline324线地震地质剖面图 12000 14 2-3 Inline388线地震地质剖面图 12000 15 2-4 Inline452线地震地质剖面图 12000 16 2-5 Inline516线地震地质剖面图 12000 17 2-6 Inline580线地震地质剖面图 12000 18 2-7 Inline644线地震地质剖面图 12000 19 2-8 Crossline188线地震地质剖面图 12000 20 2-9 Crossline252线地震地质剖面图 12000 21 2-10 Crossline316线地震地质剖面图 12000 22 2-11 Crossline380线地震地质剖面图 12000 23 2-12 Crossline444线地震地质剖面图 12000 24 2-13 Crossline508线地震地质剖面图 12000 25 2-14 Crossline572线地震地质剖面图 12000 26 2-15 Crossline636线地震地质剖面图 12000 27 3-1 三维地震勘探时间剖面图册（4080m） 28 3-2 瞬变电磁法视电阻率断面图册 前言 桑树坪煤矿南一采区周边小煤窑较多，小煤窑的无序开采直接影响到桑树坪煤矿的工作面布置和巷道的掘进安全。为了给煤矿设计和安全生产提供可靠的地质资料，对可能存在的老窑采空区范围、煤层的赋存情况、构造发育（赋水）情况及11号煤层底板、奥灰顶界赋水情况等地质问题予以探查，陕西陕煤韩城矿业有限公司委托中煤科工集团西安研究院有限公司（以下简称我公司）对桑树坪煤矿南一采区进行勘探。在野外踏勘和资料调研的基础上，西安研究院有限公司于2013年7月编制了陕西陕煤韩城矿业有限公司桑树坪煤矿南一采区三维地震、瞬变电磁勘探方案。 合同签订后，人员进场开展农事协调和火工品手续办理等前期准备工作。电法勘探野外施工于2013年7月7日开始，9月5日完成数据采集工作，历时57天。三维地震勘探于2013年8月11日至8月15日进行了试验工作，确定了采集参数。8月20日向甲方和监理汇报了三维地震勘探试验总结，递交开工申请，同日获得甲方和监理批准，于8月22日正式投入生产，历时36天，9月26日顺利完成本次勘探的野外数据采集任务，并提交了野外数据采集竣工报告，并获通过。 本次勘探采用边施工边处理的方式，野外施工结束之后立即进行资料的精细处理。资料处理工作于2013年10月中旬完成。随后转入资料的室内解释阶段，并于2013年11月3日向甲方提交了中间成果，获得通过，11月15日完成了最终成果解释，11月30日甲方组织相关专家进行了评审，并一致通过。 本次勘探工作进展相当顺利，这一切得益于陕西陕煤韩城矿业有限公司和桑树坪煤矿有关领导的精心安排和大力支持，得益于陕西建安工程监理有限公司韩城矿区项目监理部监理工程师们认真细致的工作，在此表示衷心的感谢。 第一篇 概 况 2 1 测区概况 1.1 地质任务及要求 1）探查测区内3号煤层、11号煤层的老窑采空区分布范围。 2）探查测区内3号煤层、11号煤层中的构造，包括 a．探查落差5m以上断层的性质、产状、延伸长度，其平面位置误差小于30m，并对落差小于5m断点进行解释。 b．探查煤层的构造形态，控制底板标高，深度误差在200m以内，小于4m；大于200m时，小于等于1.5。 c．圈定区内主要煤层的可采范围并预测其厚度变化趋势。 d．探查测区内直径大于30m的陷落柱，平面摆动位置不大于30m。 3）探查测区内奥灰顶界面起伏情况。 4）采用地面瞬变电磁法，对南一采区11号煤层底板、奥灰顶界赋水性进行探测。 1.2 测区位置、范围及自然地理概况 1.2.1 测区位置 测区位于渭北煤田韩城矿区，黄河的西岸，距韩城市约为26km（图1-1），行政区划隶属于桑树坪镇管辖。韩城至王峰乡的公路经过桑树坪煤矿，至下峪口的公路从煤矿分路经测区穿过，交通便利。 图1-1 测区位置图 1.2.2 测区范围 本次三维地震勘探面积4.68km2，具体范围由以下6个拐点控制（表1-1），在井田中的位置如图1-2。本次地面瞬变电磁探测区范围面积约5.5km2，由4个拐点坐标控制（表1-2），在井田中的位置如图1-3。 表1-1 桑树坪煤矿南一采区三维地震勘探范围拐点坐标 序号 X坐标 Y坐标 1 3949236.8890 19455816.4561 2 3948173.3659 19458147.4378 3 3949265.1013 19458645.5480 4 3949697.6854 19457697.4297 5 3950661.1902 19458137.0340 6 3951292.1292 19456754.1705 图1-2 三维地震勘探位置示意图 表1-2 桑树坪煤矿南一采区瞬变电磁探测范围拐点坐标 序号 X坐标 Y坐标 1 3948216.8963 19458052.0270 2 3950216.3424 19459184.5122 3 3951150.3319 19456908.9387 4 3949236.8890 19455816.4561 图1-3 瞬变电磁探测范围位置示意图 1.2.3 自然地理概况 1）地形、地貌 测区内地貌受到构造、岩性和自然地理条件等诸多因素的控制，属构造剥蚀低山丘陵区。在沟谷及其两侧附近，基岩大片裸露于地表；山腰及山顶多为黄土所覆盖。第四纪以来地壳不断上升，区内经受强烈的剥蚀和地表水的长期冲蚀切割，地形较为复杂。沟谷多呈“V”字型，下切较深，两侧地形陡峭。在黄土覆盖的地带，冲沟极为发育，呈树枝状分布，黄土漏斗、黄土柱、黄土崖较为常见，呈现了典型的渭北黄土高原地貌景观。 测区内地表高差变化较大。沟底与山顶的比高，大者可达300m以上，一般均在100200m左右。地形总体趋势是自西向东逐渐降低。 2）水系 黄河从测区的东面自北向南流淌。在桑树坪井田的北端至禹门口一段流域，河床狭窄，水流湍急。在与凿开河混流至禹门口间，一般水面高程在381378m，洪水期水流坡度为34‰，枯水期为1‰。据龙门水文观测资料（19341959年），最高洪水位391.50m（1939年4月），最低水位371.84m（1934年7月），最大流量21000m3/s（1967年8月），最小流量88m3/s（1972年11月）。 凿开河为横穿桑树坪井田的主要河流，发源于黄龙山大岭东侧，由西北向东南于禹门口附近汇入黄河，流域长55km，汇水面积306km2，流经桑树坪井田的长度为2.64km，河床宽度3050m之间，河床坡度10‰。据近年来的观测，其流量为0.00313.49m3/s。 此外，测区内存有多条沟谷河流，其水源补给主要是大气降水，次为上游泉水。在夏秋之际，水源相对充足，冬季流量微弱或呈干枯状态。 3）气象 本区属大陆性半干旱气候区，降雨量少，蒸发量大。年平均相对湿度为62.4，降雨量为356.8mm，最大积雪量12cm， 最高气温42.6℃， 最低气温-14.8℃，最大冻土深度41cm，最大风力达9级，一般23级，以西北风为主。 1.3 以往地质工作 1）1967年1969年，陕西省煤田地质局131队进行了韩城矿区北部普查勘探工作，提交了渭北煤田韩城矿区（北部）普查勘探报告。 2）1970年，在井田浅部（3号煤层底板等高线260m以上，10勘探线以南）划分了桑树坪一、二号井田（井型21万吨）及胡岭井田（井型10万吨），提交了南岔一号、胡岭、桑树坪一、桑树坪二号井田精查勘探地质报告。 3）1973年1975年，陕西省煤田地质局131队进行了韩城矿区桑树坪井田精查勘探工作，并于1976年8月提交了桑树坪井田精查勘探地质报告。 4）矿井投产后，为进一步严格控制煤层底板标高，解决生产中遇到的各种地质问题，桑树坪煤矿在采矿证范围内先后施工探煤钻孔62个，共计进尺32466.82m。 5）1997年，由西安矿业学院和桑树坪煤矿共同完成了韩城矿务局桑树坪煤矿生产矿井地质报告。 6）2006年，为了满足采矿权价款评估需要，为资源/储量登记统计提供依据，陕西省煤田地质局一三九队对桑树坪煤矿进行了资源储量检测工作。 7）为了保证煤炭资源合理开发和利用，提升对矿井地质规律的认识，使地质工作更好地为煤矿的安全生产和经济效益服务，西安科技大学承担了对桑树坪煤矿地质报告的修编工作，并于2010年提交了桑树坪煤矿矿井地质报告。 8）2012年中煤科工集团西安研究院对桑树坪煤矿北区可能存在的老窑采空区范围、煤层的赋存情况、构造、老窑采空区赋水情况及含水构造等地质问题予以三维地震、瞬变电磁法勘探，提交了桑树坪煤矿北区勘探探查报告。 测区内有钻孔45个，同时局部已经对3煤层回采。上述所完成的工作成果可靠，是本次地震勘探工作的主要参考资料。 1.4 项目实施依据 本次勘探实施依据，除严格按照招标文件及合同、项目设计的有关规定作业外，还执行以下国家及行业标准 1）MT/T 897-2000煤炭煤层气地震勘探规范； 2）GB12950-91地震勘探爆炸安全规程； 3）GB/T18314-2009全球定位系统（GPS）测量规范； 4）原煤炭部颁布煤炭资源工程测量规程； 5）AQ 2004-2005地质勘探安全规程； 6）GB/T18341-2001地质矿产勘查测量规范； 7）MT/T 898-2000煤炭电法勘探规范； 8）DZ/T 0187-1997地面瞬变电磁法技术规程。 25 2 地质概况及地球物理特征 2.1 地质概况 2.1.1 地层 根据以往勘探资料，井田范围内，出露地层由老到新依次为奥陶系中统马家沟组、峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组，下石盒子组，上统上石盒子组、石千峰组及第四系。现分组叙述如下 1）奥陶系（O） ①中奥陶统上马家沟组（O 2m2） 中奥陶统上马家沟组在韩城矿区出露较广，在桑树坪井田内出露的主要为上马家沟组第三段（O2m23）。主要出露在井田东南角的黄河岸边。其岩性下部为浅灰─灰白色薄层状白云岩夹中厚层状石灰岩和灰质白云岩，泥晶─细粉晶质，石灰岩为粉晶和残余砂屑结构，具十分明显的纹层状构造，上部为浅灰─灰白色，中厚、厚层状石灰岩夹三、四层黄褐色薄层状泥灰岩，微晶和细晶质。含有较多的方解石脉和团块，具纹层和缝合线构造。 ②中奥陶统峰峰组（O2f） 峰峰组连续沉积于上马家沟组之上，根据钻孔揭露和野外调查，在桑树坪井田内发育峰峰组一段和峰峰组二段。峰峰组一段岩性为浅灰─灰褐色（风化后呈黄褐色）薄层状泥灰岩夹34层中厚层状白云质灰岩。峰峰二段直接与煤系地层接触，其岩性主要为厚层状灰─深灰色石灰岩，白云质灰岩，微晶─细晶质结构，致密性脆，质地均一。该段地层中裂隙、岩溶发育，为一裂隙岩溶强含水层，是桑树坪矿主要充水水源之一。根据野外调查资料来看，峰峰二段在桑树坪井田凿开河以北普遍存在，厚度在045m之间，一般厚度在30m左右。在凿开河以南厚度小，分布零星，在旁泉沟以南基本没有。由于原施工的钻孔一般在进入奥灰岩以后10m左右就停钻，而且大部分钻孔对奥灰岩岩性描述比较简单，所以分析峰峰二段在井田深部的分布情况及厚度变化有一定的困难。通过与野外实测剖面对比，结合井下巷道揭露情况以及钻孔资料分析，在桑树坪井田凿开河以北，除个别点峰峰组二段厚度较薄甚至缺失外，其余绝大部分区域发育良好，厚度比较稳定。 2）石炭系（C） ①中石炭统本溪组（C2b） 本溪组出露于井田的东南边部一带。在井田范围内零星发育，厚度041.01m，平均5.16m。主要由灰白色石英含砾砂岩、中粒砂岩，铝质泥岩、砂质泥岩组成，局部夹煤线。与下伏地层为平行不整合接触。 ②上石炭统太原组（C3t） 太原组主要出露于井田东南部的沟谷中。为一套海陆交互相沉积，是井田主要含煤地层之一。主要含由灰黑色中─细粒砂岩，石英砂岩、泥岩、海相石灰岩及煤层组成。含大量动植物化石，根据岩性大致可分为三段 下段底部为石英砂岩（局部为石英砂砾岩），灰白色，厚层状，具大型板状斜层理，与本溪组地层直接接触；中部岩性以泥岩、砂质泥岩为主，间夹薄层粉砂岩，普遍含黄铁矿结核；上部为泥岩，下段厚度平均为17.59m。 中段以海相石灰岩和钙质粉砂岩为主，间夹少量泥岩、石英砂岩，含煤35层（编号为11号、10号、9号、8号，7号）。石灰岩（K2标志层）14层，厚度016m，含丰富的动物化石。中段厚度平均为26.84m。 上段岩性以砂质泥岩和粉砂岩为主，中夹12层中粒砂岩，一般不含煤，偶见6号和5号薄煤。上段厚度平均为17.31m。 本组地层厚度43.01112.61m，平均61.71m，与下伏地层为整合接触。 本组的石灰岩及粉砂岩、砂质泥岩中含有丰富的动植物化石。 3）二叠系（P） ①下二叠统山西组（P1s） 山西组主要出露于井田南部，是井田内的又一主要含煤地层。由浅灰、灰绿、黄绿色砂岩、粉砂岩，深灰色砂质泥岩、泥岩及煤层组成，其中2号，3号煤层为可采煤层。本组地层厚49.83100.68m，平均61.49m，与下伏地层为整合接触。本组含有丰富的动植物化石。 ②下二叠统下石盒子组（P1sh） 下石盒子组主要出露于井田的中部和南部，岩性以浅灰、灰绿、黄绿色砂和砂质泥岩为主，中下部局部地段夹有煤线，地层厚度40m左右，与下伏地层整合接触。 ③上二叠统上石盒子组（P2sh） 上石盒子组广泛出露于井田中、北部各沟谷中，属纯陆相沉积，为一套杂色砂泥岩系。其岩性以紫杂色，黄绿色砂质泥岩、粉砂岩为主，夹有中─粗粒砂岩及泥岩薄层。本组砂岩以长石砂岩为主，以含泥质包体，具直线型斜层理，分选差为特征。粉砂岩的成分也比较复杂，具水平层理和紫色杂斑。在本组底部为一层厚615m的灰白色中粗粒砂岩，含砾石及泥质包体，分选性和滚圆度差，但层位稳定，井田内普遍发育。在其上5m左右处，有一层厚10m左右的湖泊相泥岩或砂质泥岩，含大量的铁质鲕粒，团块状构造。本组地层厚度300m左右，与下伏地层为整合接触，含化石。 ④上二叠统石千峰组（P2s） 石千峰组出露于井田的中部和北部，由于遭受剥蚀，不同地区发育层段不同。下部以灰绿、黄绿色粗粒砂岩为主，夹紫红色砂质泥岩及粉砂岩。近底部的一层砂岩，厚度达3050m，含砾石甚多，成分以石英为主，坚硬、致密；上部紫红色的砂质泥岩、粉砂岩增多，与灰绿色中粗粒砂岩呈不等厚互层；至顶部，砂岩变为浅红色，砂岩中具有大型直线型斜层理，为典型的河床相沉积。与下伏地层为整合接触。 4）第四系（Q） 井田范围内第四系分布广泛，直接覆盖于各时代的地层之上，与各地层均呈角度不整合接触。岩性以浅黄、黄色粉砂土及淡红色亚粘土为主，间夹钙质结核层，底部常有一层胶结不良的砾石层，在河谷及沟底尚有近代冲积，洪积、坡积物，成分为砂砾石及混杂物。第四系厚度一般0100m不等，平均15m左右。与下伏地层为侵蚀不整合接触。 2.1.2 煤层 井田的含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组（图2-1）。其中，山西组厚度3596m，平均63.95m，含煤6层，煤层总厚度8m，含煤系数12，煤层编号自上而下为1号上、1号、2号上、2号、3号、3号下。其中，3号煤为主采煤层，3号下为小范围可采煤层，2号为局部可采煤层，其它均为不可采煤层。可采煤层平均总厚度5m，可采含煤系数7.8。太原组厚度44104m，平均67.4m，含煤七层，分别为5号、6号、7号、8号、9号、11号、12号。含煤系数最大为8.08 ，其中11号煤层为矿井主采煤层之一，其余为局部可采煤层，可采含煤系数为4.15。对井田内主要可采煤层分述如下 1）2号煤层 2号煤层为矿井主采煤层之一，位于山西组第二旋回上部，上距2号上煤015.13m，平均5.50m。下距3号煤层427.89m，平均13.0m。在二水平21采区南翼一带2号3号煤层间距最大，达2027.89m，在2-3采区23207面一带层间距最小为4m。煤厚03.0m，主要集中在0.701.50m左右，其中煤厚点0.701.50m的占59，小于0.5m的极薄煤层点占17，大于1.50m的中厚煤层点占24，平均煤层厚度1.0m。煤层结构简单，大部分可采的不稳定煤层。尽管煤层本身厚度很薄，属薄煤层，厚度稍有变化，即产生一定的厚度差异，但煤层总体厚薄变化规律仍较明显，表现在煤层厚度整体为北西向展布，沿北东－南西方向厚薄交替变化的特点，可划分出两个相对的厚煤带与两个相对的薄煤带。相对厚煤带煤层厚度在0.701.40m间，薄煤带煤厚在00.70m间。 图2-1 含煤地层综合柱状图 本次测区内45口钻孔统计资料表明，2号煤层最大厚度1.55m，最小0.32 m，平均0.84m。 2）3号煤层 为矿井的主采煤层，位于山西组第一旋回上部，上距2号煤层427.89m，平均13.0m。下距3号下煤层015.0m，平均6.30m。煤层最大厚度9.62m，最小0.36m，主要介于18m间，其中优势区间为26m，平均煤厚4.0m，结构简单，钻孔见煤率100，可采性指数0.97，煤厚变异系数51.78。 本次测区内45口钻孔统计资料表明，3号煤层最大厚度11.95m，最小0.7 m，平均5.63m。 3）3号下煤层 3号下煤层为井田局部可采煤层。下距5号煤0.4055.20m，平均14.70m。该煤层主要发育在二水平300轨道石门两侧，向北延伸大致600m，与3号煤层合并，向南延伸900m，于23211工作面一带变薄尖灭，向深部至井田深部边界。该煤层在上述区域中共有19个钻孔见煤，钻孔见煤率17.9， 可采点数17个，可采性指数0.16。在煤层分布区域，最大厚度5.22m，最小0.40 m，平均2.80m，煤层结构简单，局部含不稳定夹矸一层，厚度0.21.0m，可采指数0.895，变异系数50.5，为局部可采的不稳定煤层。 4）11号煤层 11号煤层为矿井主要可采煤层之一。位于太原组的第二旋回，上距3号煤25115m，距5号煤20.4084.0m，下距奥灰岩顶面843m。煤层最大厚度8.34m，最小0m，平均2.80m，钻孔见煤率91.5，煤层可采性指数0.82，煤厚变异系数63.1，属不稳定煤层。煤层结构较简单，含夹矸03层，夹矸最大厚度1.0m，一般0.10.2m。11号煤层厚度变化有一定的规律性，表现在自东南向西北方向，煤层总体由厚变薄。在东南厚煤区，自西向东，又可分出两个相对厚煤带与两个相对薄煤带，薄、厚煤层呈现出相间分布特点。 本次测区内45口钻孔统计资料表明，11号煤层最大厚度5.03m，最小0.24 m，平均2.68m。 2.1.3 构造 韩城矿区位于陕西渭北石炭─二叠纪煤田东部边缘。渭北煤田的大地构造位置在不同地质历史时期，随区域大地构造背景的演化而改变。古生代，渭北煤田位于华北板块西南缘；中生代，渭北煤田位于鄂尔多斯盆地东南缘；新生代以来，渭北煤田位于汾渭地堑西北缘。因此，自石炭─二叠纪煤系沉积以来，渭北煤田经历了多次不同性质、不同方向的构造变动（图2-2）。目前其北为鄂尔多斯地块主体部分，南邻渭河地堑系并与秦岭近东西向褶皱带相接，东经北东─北北东向汾河地堑系与近南北向延展的吕梁褶皱带相连，其西为近南北向延伸的贺兰山褶皱带与北西向延伸的六盘山褶皱带的接合部位。位于鄂尔多斯地块东南缘渭北隆起东段的韩城矿区，其构造格架也主要受周边这些大型构造带的控制，尤其与东部和南部区域构造的关系更为密切，总体上遵循周边构造成生、展布和发展。 图2-2 韩城矿区构造纲要图 2.2 水文地质 2.2.1 井田边界及其水力性质 2.2.1.1 井田边界情况 桑树坪煤矿矿井四周边界的构成为黄河是井田的东部边界，是一个定水头边界，西部边界是人为边界，与深部地下水存在一定的水力联系，南部边界主要为煤层的自然露头区，为含水层的补给区，局部与下峪口煤矿接壤，北部边界是人为边界，与深部地下水存在一定的水力联系。地下水总体由北西流向南东。 2.2.1.2 水力联系情况 该区主要含水层为煤系及上覆地层中的砂岩和灰岩含水层、煤系基底奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层。由于受沉积作用的控制，含水层与隔水层相间存在，形成多层结构的复合承压含水体。 根据桑树坪井田的勘探条件，可将井田内的四套含水层归并为上部含水体和下部含水体。 上部含水体包括煤系地层及其上覆地层中的含水层，主要是煤层顶、底板砂岩裂隙含水层，含水层之间水力联系较差，含水层补给有限，以静储量为主，涌水量不大，随着开采的进行，在开采影响范围内不断地被疏干。煤系及其上覆地层中的砂岩和灰岩含水层，富水性与透水性不好，水力联系差，加上地形复杂，地表径流条件好，渗透有限，补充量不足，故含水量不大，同时受隔水层阻隔，各含水层之间多无水力联系。 下部含水体为煤系基底奥陶系石灰岩溶隙岩溶含水体。一般而言，上下含水体之间水力联系不紧密。煤系基底奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层，含水丰富，勘探条件复杂。 老窑积水的影响范围主要在煤层的浅部及露头附近，随着生产井巷的延伸，老窑积水的影响将逐渐消失。 2.2.2 含水层 根据已知勘探成果资料，综合分析地层及其含水性，可将本区含水层划分为以下4组第四系砂砾层孔隙潜水中等含水层组（H1）、二叠系砂岩层裂隙承压弱含水层组（H2）、石炭系砂岩（灰岩）裂隙承压极弱含水层组（H3）及奥陶系石灰岩溶隙溶洞承压强含水层组（H4）。 2.2.2.1第四系砂砾层孔隙潜水中等含水层组 该含水层主要分布于黄河、凿开河的河谷中，其上部冲积相砂砾石为H11，底砾岩为H12。黄河河床冲、洪积层，厚度一般40m左右，主要由砂层、卵砾石组成。据水电部111号多孔抽水资料，近黄河边处的砂、砾石层，渗透系数分别为1.93、6.73m/d；凿开河河床的砂、砾石层，厚度一般46m，分布面积不大，水位随季节而变化。根据桑树坪矿在石口子村东南河边大口径集水井的长期观测资料，水位的年变化幅度在1.00m左右，按该井挖掘时的排水记录计算，水量约为4050m3/h。该含水层直接接受大气降水和河水的侧向补给，以潜流形式向下游流动，最后直接排泄到河谷之中。该含水层埋藏浅，与外界循环交替快，因而受河水水位、降水量的影响较大，水位、水量、水温等明显具有季节性变化的特征。水质多为HCO3-Ca-Mg型水，矿化度小于1g/L。该层属河谷地带浅层主要含水层，在丰水季节的高水位情况下，该含水层水可与本区其它含水层相接触，从而补给相应的含水层，成为矿井水的来源之一。 2.2.2.2 二叠系砂岩承压裂隙弱含水层组 二叠系主要由泥岩，砂质泥岩与各种不同粒度的砂岩相间组成。其中地下水具有承压性，主要埋藏于中-粗粒砂岩裂隙中，细粒砂岩次之；泥岩、粉砂岩裂隙发育较差，并为方解石所充填，可视为相对隔水层。 二叠系上、下石盒子组和山西组，总厚度约220m。主要含水层为上石盒子组底部砂岩裂隙含水层H21、下石盒于组底部砂岩裂隙含水层H22、2号煤层老顶砂岩裂隙含水层H23、3号煤层老顶砂岩裂隙含水层H24、山西组底部砂岩裂隙含水层 H25。 本套地层广泛分布于整个井田。砂岩属中-粗粒粒级，以中粒为主。成分主要是石英，其次为长石。胶结物多为泥质、钙质。另外，本系地层中尚有较厚的粉、细砂岩均程度不同地发育有一些裂隙，包括风化裂隙。构成了本系含水组的主要储水空间。 对上、下石盒子组含水层，曾进行过4个孔（33，水1，35，32）的混合抽水试验和一个孔的压水试验（37号孔）。从抽水资料看，单位涌水量q0.0035 （35号孔下段）～0.120（32号孔）L/sm，平均0.003L/sm，渗透系数K0.00084（35号孔下段）～0.82（32号孔）m/d，37号孔压水试验以1 L/s的水量压入，水位未抬高，单位吸水量为0.000055L/sm，渗透系数K0.0007m/d。因此，上、下石盒子组砂岩含水层属弱含水层。上、下石盒子组砂岩含水层在32号孔处承压7.2m，在33号孔处承压0.85m，35孔处承压94.3m，说明该含水层具有承压性。故该组含水层为砂岩裂隙承压弱含水层。水质类型属HCO-（K Na）-Mg型。 对山西组含水层，曾在37号孔中进行过压水试验，在水1、S6、32、31四个孔进行过抽水试验。压水试验测得该段单位吸水量q0.000055～0.0015L/sm，渗透系数K0.0007～0.024m/d。抽水试验测得其单位洒水量q0.00017～0.005L/sm，一般0.0013L/sm；渗透系数K0.00035～0.023m/d，一般0.004m/d，故该含水层亦属弱含水层。 山西组砂岩含水层在31号孔处承压0.36m，在32号孔处承压159.47m，S6号孔处承压29.1m，水1号孔处承压32.63m，故该含水层中的地下水具有一定的承压性。因此，山西组中的含水层属砂岩裂隙承压弱含水层。水质类型为HCO-SO4-Ca-Mg-（KNa）型。 该含水层的主要补给来源为大气降水，补给区主要是分布于黄河及凿开河河谷地带的含水层露头区。排泄形式一部分以泉或渗流的形式流入沟谷中，另一部分沿地下水径流流向岩层倾向的深部。据原精查报告三点法确定，井田内地下水流向为北西，与岩层倾向一致。 2.2.2.3 石炭系砂岩灰岩裂隙承压极弱含水层组 石炭系太原组总厚50～80m，一般60m，在矿区内广泛分布，但埋藏深度大，地表仅出露于凿开河和黄河河谷。主要含水层有出H31、H32。太原组上部石英砂岩含水层为浅灰色、中厚层状石英砂岩、硅质胶结，平均厚度一般5.20m左右，其分布及厚度都比较稳定。太原组中部石灰岩含水层为深灰色-灰黑色中厚层状致密坚硬的石灰岩，在凿开河以南相变为石英砂岩。平均厚度为3.32m。其次是H33，即太原组底部中粒砂岩及砾岩，其成分以石英为主，底部以砾岩为主。含水层均不同程度地发育有裂隙。但涌水量不大，且有日趋变小的趋势。如3、4号斜井穿过太原组地层，据1972年底观测，10个出水点的水量共计约7.00m3/h；5、6号斜井9处砂岩裂隙出水，除6号井H31出水量为2.18～2.36m3/h外，其余均小于1.0m3/h；447主石门大部分从H31穿过，仅有一处淋水现象；31、32、S6，水1对太原组地层混合抽水，钻孔涌水量0.0032～0.1087L/s，钻孔单位涌水量q为0.001740.005L/sm，一般0.0026L/sm，渗透系数K为0.00021～0.0088m/d，一般0.0045m/d。故该含水层属极弱含水层。其静止水位标高在442.15m（31孔）557.66m（水1孔），含水层顶板标高441.79m（31孔）525.03m（水1孔）。从静止水位与含水层顶板的关系分析，31号孔承压0.36m，水1号孔承压32.6m。因此，该含水层属承压含水层。含水层的补给区在矿区外围，补给来源有露头区的大气降水、塌陷裂隙及其它含水层（含奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层）的垂、侧向补给。 该含水层的排泄途径主要是垂、侧向排泄，近年来，矿井排水是其主要排泄方式，其水质类型为SO4-Ca型，矿化度为1.2g/L。 2.2.2.4 奥陶系石灰岩层溶隙溶洞承压强含水层组 1）奥陶系石灰岩地层划分及含水性分析 奥陶系石灰岩为一套碳酸盐岩，井田内总厚度约470.74m，由较纯的碳酸盐岩与不纯的碳酸盐岩相间组合而成。较纯的碳酸盐岩往往形成强岩溶裂隙含水层段，不纯的碳酸盐岩形成相对隔水层段，从而形成复杂的含水岩系。井田内奥灰岩地层划分为9个含水性能不同的含（隔）水层段（表2-1）。 2）奥陶系石灰岩的含水性 奥陶系石灰岩岩溶水在空间上的分布规律受地质构造控制，虽然各含水层含水性不同，但因构造断裂网络的连通作用，导致奥灰岩各含水层上、下沟通，形成一个在空间上含水既不均匀，但又相互连通的统一含水体。即由局部含水层与隔水层相间而组成的复合含水体。这一复合含水体内部岩溶裂隙发育的地段各含水层之间水力联系密切，区域水位稳定在380m附近。但在裂隙不发育或裂隙导水性不良的地方，水力联系差，出现不同水位高程，如井田内111、31、11