海南小窑火区物探总结报告文字415.doc

内蒙古自治区煤田（煤矿）火区详细勘察内蒙古自治区煤田（煤矿）火区详细勘察 （桌子山煤田乌海海南小窑关闭区火区）（桌子山煤田乌海海南小窑关闭区火区） 物探总结报告物探总结报告 内蒙古自治区煤田地质局 117 勘探队 二二一一年四月年四月 内蒙古自治区煤田（煤矿）火区详细勘察内蒙古自治区煤田（煤矿）火区详细勘察 （桌子山煤田乌海海南小窑关闭区火区）（桌子山煤田乌海海南小窑关闭区火区） 物探总结报告物探总结报告 项目编号：0651-Z09020168-03-02 报告编制单位：内蒙古自治区煤田地质局 117 勘探队 法人代表：王利峰 总工程师：范国强 项目负责人：郭玉清 主 编：胡永勤 编 制：胡永勤、王大伟、李连文 编制时间：2010 年 4 月 文文 字字 目目 录录 第一章第一章 绪绪 论论.1 第一节 目的及任务 .1 第二节 位置与交通 .3 第三节 自然地理与经济概况.6 第四节 矿井建设及生产概况.7 第五节 以往地质工作简述.10 第二章第二章 地质概况地质概况.14 第一节 地 层14 第二节 构 造15 第三节 水文地质 .15 第四节 煤 层15 第五节 煤 质15 第三章第三章 火区勘查工作概况火区勘查工作概况.17 第一节 勘查方法 .17 第二节 勘查工作 .17 第三节 物探资料解释 .23 第四章第四章 矿区火区矿区火区.32 第一节 火区特征及着火煤层.32 第二节 火区燃烧面积及深度.37 第三节 燃烧资源储量 .38 第五章第五章 水土电源综述水土电源综述.40 第一节 水源、电源 .40 第二节 土 源40 第六章第六章 结结 论论.41 附附 图图 目目 录录 顺序号顺序号图号图号图图 名名比例尺比例尺 11 卓子山煤田乌海海南小窑关闭区地形及 火区详细勘察物探工程位置图 1:5000 附附 表表 1、海南小窑关闭区火区详勘物探(测量)成果表 2、海南小窑关闭区火区调查火点、采坑、裂缝点坐标表 3、海南小窑关闭区火区煤炭燃烧损失资源储量估算表 图图 册册 1、海南小窑关闭区火区详勘物探温测曲线图 2、海南小窑关闭区火区详勘物探氡测曲线图 3、海南小窑关闭区火区详勘物探磁测曲线图 4、海南小窑关闭区火区详勘物探自然电位曲线图 5、海南小窑关闭区火区详勘物探成果图 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 1 第一章第一章 绪绪 论论 第一节第一节 目的及任务目的及任务 桌子山煤田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克旗的西部、乌 海市东部，煤田内地质构造简单复杂，资源蕴藏丰富，可采煤层 多，厚度大，层位较稳定，埋藏较浅，浅部地区适合于露天开采， 为低灰、中硫、高发热量的炼焦用煤或配焦煤，为经济价值很高国 家重点煤炭能源基地，享誉国内外煤炭市场。但是煤田范围内由于 煤层赋存较浅，露头多，普遍存在着煤层自燃。煤层自燃不仅损失 了大量宝贵的煤炭资源，对煤矿的安全生产构成巨大威胁，造成了 巨大的经济损失；同时，煤层自燃释放出大量有害气体和热量，严 重污染空气、破坏植被，使生态环境明显恶化，矿区将不得不每年 投入大量人力、物力和财力用于防、灭火工程。 为了综合治理煤田煤层的自燃状况，确实有效的保护和充分利 用保护宝贵的煤炭资源，减少煤层自燃对环境的污染，根据“内蒙 古自治区人民政府关于加强煤田（煤矿）火区专项治理工作的实施 意见（内政字2007234 号） ” 。2009 年 12 月内蒙古自治区经济委员 会对“内蒙古自治区煤田（煤矿）火区治理详细勘察项目”进行了 公开招标。内蒙古自治区煤田地质局 117 勘探队（以下简称我队） 决定对该招标项目中的第 3 包卓子山煤田乌海市海南区及东胜煤 田达拉特旗境内的标段进行投标，招标编号：0651-Z09020168- 03。2010 年 1 月 17 日经评标委员会认真评定推荐并经业主确认， 内蒙古招标有限责任公司为我队下达了该标段的中标通知书，月底 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 2 我队与内蒙古自治区经济委员会签订了该项目详细勘察合同。根据 招标文件对煤田火区详细勘察的要求，并参考相关规程、规范，我 队在乌海海南小窑关闭区，即原乌海海南区东风前矿 8 号井、东山 2 号井、巨财煤矿、东方红前矿等 5 个关闭煤矿进行火区详细勘察 工作，并编制了内蒙古自治区桌子山煤田乌海海南小窑关闭区火区 详细勘察物探总结报告。 2010 年 3 月 5 日， 117 勘探队在桌子山煤田以往各项地质勘查 工作的基础上，依据煤田火灾灭火规范 （试行）编制了内蒙古 自治区煤田（煤矿）火区详细勘察设计（桌子山煤田乌海富强煤焦 化公司火区） （以下简称设计 ） ，作为本次火区勘查施工依据。 目的：利用地面调查、磁法、热红外测温、同位素测氡法和自 然电位法综合物探手段进行煤矿火区详细勘查，为下一步的灭火专 项初步设计和火区治理工作提供依据。火区详细勘查具体任务如下： 1、详细查明火区平面分布位置、面积、燃烧深度、燃烧状况、 发火原因、燃烧历史及燃烧损失煤炭储量； 2、详细了解含煤地层及其地质构造； 3、准确掌握煤层层数、层位、厚度、煤层分布范围及着火煤层 层数和层位； 4、详细掌握煤质特征和煤种； 5、详细了解自然地理气候条件、第四系地质、地貌特征及水文 地质概况； 6、详细了解生产矿井的分布情况及开采情况； 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 3 7、详细查明水源、电源和土源情况。 第二节第二节 位置与交通位置与交通 一、位置一、位置 乌海海南小窑关闭区位于乌海市海南区东南部，鄂旗棋盘井镇 北 6km，与宁夏回族自治区石嘴山市石嘴山区毗邻，位于桌子山煤 田白云乌素矿区。行政区划隶属于乌海市海南区和鄂旗棋盘井镇管 辖。其地理坐标为： 东经：106°4900107°0045 北纬：39°244539°2715 乌海市海南区小窑关闭区主要分布在白云乌素矿区。白云乌素 矿区位于桌子山煤田中部，小窑关闭区内具体包括了乌海市海南区 东风前矿、乌海市海南区东山 2 号井、乌海市海南区巨财煤矿、乌 海市海南区东方红前矿、乌海市海南区东方红后矿等 5 个煤矿，上 述各矿均为已关闭的无业主矿，采矿活动归乌海市海南区管理。 二、交通二、交通 工作区内交通以公路为主，109 国道由东北向西南方向在区内 通过，经此可与海（勃湾）拉（僧庙）铁路和包（头）兰（州） 铁路相接，矿区北距乌海市海勃湾区 45km，距拉僧庙火车站 18km，距石嘴山火车站 25km，工作区中部有乌海市到鄂尔多斯市 鄂托克旗棋盘井镇的二级公路通过，交通便利。 （见图 1-2-1） 。 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 4 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 5 木仁苏木 乌海市 (海勃湾区) 补隆淖 G109 磴口县 (巴彦高勒镇) 黄羊木头镇 四坝 (隆盛合) 碱柜 石嘴山区 乌达区 教子沟 拉僧庙公乌素 海南区 呼和木都苏木 巴拉亥 牧干渠储草站 巴音恩格尔苏木 玛拉格陶勒盖 公其日嘎 阿玛什拉 阿门乌素 乌兰陶勒盖 种蓄场 新召苏木 伊和乌素苏木 (伊克乌素) 查干淖尔治沙站 棋盘井镇 阿尔巴斯苏木 吉尔图 阿尔巴斯苏木牧场 察汗 东深井 道布音乌素三眼井 乌呼图水利 卡拉库尔种羊场 羊路井 托 克 锦 G109 G109 S215 S215 G110 G110 Z 交通位置图 1:700000 107 00 30 39 00 40 30 39 00 40 107 00 库布 桌 子 山 (阿尔巴浪) 乌海站 拉僧仲庙站 巴 乌 兰 陶斯图站 乌海北站 那林桃亥站 Z 建 设 分 干 渠 30 40 30 40 巴拉贡镇 (巴音赛) 黄 河 G 图1-2-1 杭 旗 鄂 旗 工作区 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 6 第三节第三节 自然地理与经济概况自然地理与经济概况 一、自然地理 （一）地形地貌及水系 本区属半荒漠化丘陵地貌特征，乌海市海南区小窑关闭区的地 形基本上呈现东高西低之势，海拔 1300-1350 米，地形起伏不大。 黄河是我国第二大河流，从本区西侧由南至北通过，区内没有 大的地表水系，所有沟谷均大致垂直于黄河走向，由东至西展布， 其规模不大，延伸不长，沟谷常年无水，只在暴雨后可形成短暂水 流，向西流入黄河。 （二）气候 工作区地处内内蒙古高原西部，属于温带大陆性季风气候。具 体特点是：冬季寒冷漫长，夏季干燥炎热，昼夜温差较大。据乌海 市气象局资料，最高气温 39.4，最低气温-32.6,年平均气温 7.08.2；年平均降水量 274.7mm，主要集中在七、八、九三个 月内，常以阵雨和暴雨的形式出现；年蒸发量 3525.7mm；区内多风， 风向随季节不同，一般冬春两季多为西北风，夏秋季节多为东南风， 最大风力 8 级。平均风速 3.2m/s ，最大风速 24m/s。每年 11 月初 开始结冰，翌年 4 月份解冻，最大冻土深度 1.24m。根据蒸发量和 降水量计算的干燥度 KC=10.96，年潮湿系数 K=0.09，由此可知矿区 具备典型的高原干旱大陆性气候特征。 （三）地震 据中国地震动参数区划图 （GB-18306-2001）划分，乌海市 地处地震动峰值加速度（g）0.20 区域，对照地震烈度 8 度，属强 震预测区，因此矿井建设与改造应该采取防震措施。 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 7 二、区域经济概况 乌海市位于内蒙古自治区西南部，是一座一九五八年发展起来 的新兴的工业城市。经过近半个世纪的建设，现已建成以煤炭工业 为主，兼有化学、建材、冶金、机械、电力、酿酒等重要工业城市。 渡口雀儿沟煤矿位于乌海市海南区巴音陶亥乡，矿区周围人口 稀少，居民居住分散，主要从事畜牧业生产，兼种、养殖业，除开 采煤炭资源外，很少有其它工业建设，基础经济比较薄弱。 矿区距海南区 30km，海南区电力资源比较丰富，可为矿区开发 提供充足的电力资源，在矿区范围内有两个大型发电厂，可为矿区 供电。矿井目前的供电来源于巴音陶亥乡变电站馈出的 10KV 电源。 矿区的地下水资源比较贫乏，但西邻黄河，矿井扩建水源地可 借用黄河沿岸或黄河水，矿区目前的生产与生活由渡口水塔供给。 矿区内居民稀少，劳动力贫乏，但矿区距巴音陶亥乡和海南区 很近，企业下岗人员及待业青年均可成为矿山开发时的劳动力来源。 第四节第四节 矿井建设及生产概况矿井建设及生产概况 工作区内的煤炭生产历史较长，其中乌海市海南区小窑关闭区 内主要的煤矿有：乌海市海南区东风前矿、乌海市海南区东山 2 号 井、乌海市海南区巨财煤矿、乌海市海南区东方红前矿、乌海市海 南区东方红后矿等 5 个煤矿。现在已经停采或进行技改中，开采 9、16 号煤层，着火煤层也为这两层煤。 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 8 第五节第五节 以往地质工作简述以往地质工作简述 1987 年 6 月内蒙古自治区煤田地质局 117 勘探队提交了内蒙 古自治区乌海市桌子山煤田白云乌素勘探区精查地质报告共获 得煤炭资源储量 39730.2 万吨，其中 A 级资源储量 7320 万吨，B 级 资源储量 14775 万吨，C 级资源储量 16177.1 万吨，D 级资源储量 1458.1 万吨。内蒙古自治区矿产储量委员会于 1988 年 9 月 26 日以 “内蒙储字（1988）52 号”文批准该报告。 2010 年 3 月内蒙古自治区煤田地质局 117 勘探队提交的内蒙 古自治区桌子山煤田白云乌素矿区 1115 线煤矿（整合）煤炭资源 储量核实报告 。 本次火区勘查工作主要依据内蒙古自治区煤田地质局 153 勘探 队在 2009 年 5 月提交的内蒙古自治区桌子山煤田（矿区）火区和 地质灾害调查报告 ，该报告对桌子山煤田内各煤矿的煤层火灾情况 进行了较为详尽的调查，对燃烧煤层、火区面积、火灾控制情况等 进行了较为明确的阐述，是本次火区详细勘查设计的基础。 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 9 第二章第二章 地质概况地质概况 第一节第一节 地地 层层 一、工作区地层 工作区范围内被大面积第四系覆盖，基岩仅零星出露于本区小 山丘顶部，根据钻孔揭露，区内地层由老至新有：奥陶系下统三道 坎组（O11） 、桌子山组（O12） ，石炭系上统太原组（C2t） ，二叠系下 统山西组（P1s） 、下石盒子组（P1x） ，二叠系上统上石盒子组（P2s） ， 以及第四系（Q）等。现将区内地层发育特征由老至新分述如下： （一）奥陶系（O） 1、下统三道坎组（O11） 区内钻孔均未揭露到该组地层，据区域地层资料，全组地层厚 度大于 100 m，岩性为灰色中厚层状石灰岩夹灰白色钙质石英砂岩。 与下伏寒武系呈平行不整合接触。 2、下统桌子山组（O12） 据区域地层资料，全组地层厚度 70100m，岩性为灰色厚层状 生物碎屑灰岩，含动物化石，垂直节理发育，局部有小溶洞发育。 该组地层为煤系地层基底，与下伏三道坎组呈整合接触。 据区域地层资料，桌子山煤田的三道坎组、桌子山组与华北地 层的亮甲山组（O1L）属同期沉积。 （二）石炭系（C） 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 10 1、上统太原组下段（C2t1） 据钻孔揭露成果，该段地层厚度 3.8038.47m，平均 24.25m。 岩性以灰白色中、细粒石英砂岩为主，夹灰黑色砂质泥岩，局部夹 薄煤线。砂质泥岩中含丰富植物化石，底部有零星分布的山西式铁 矿。与下伏奥陶系呈平行不整合接触。 2、上统太原组上段（C2t2） 该段为区内主要含煤地层之一。据钻孔揭露成果，地层厚度 51.48118.41m，平均 85.53m。岩性上部由灰白色中、细粒砂岩， 灰黑色砂质泥岩及 12 号煤层组成；下部以深灰色砂质泥岩、钙质泥 岩、泥灰岩为主，夹灰白色细粒砂岩，含 15、16 号煤层。钙质泥岩、 泥质灰岩中含大量腕足类动物化石。本组所含的 15、16 号煤层为区 内主要可采煤层，12 号煤层为局部可采的次要煤层。太原组上段依 据岩性组合及沉积旋回特征，可划分为 2 个岩段（C2t2-1 、C2t2-2） 。 太原组上段与下伏太原组下段呈整合接触。 需要说明的是：1996 年出版的内蒙古自治区岩石地层中只 有太原组的名称。原本溪组（C2b）划为（C2t1） ，即石炭系上统太原 组下段；原太原组（C2t）划分为（C2t2） ，即石炭系上统太原组上段。 （三）二叠系（P） 1、下统山西组（P1s） 该组为区内主要含煤地层之一。据钻孔揭露成果，残存地层厚 度 43.23160.60m，平均 120.80m，区内地层厚度变化不大。岩性 上部为深灰色砂质泥岩，灰白色粗、中粒砂岩为主；中部普遍发育 一层中、细粒砂岩；下部以细、粉砂岩及砂质泥岩为主，局部夹粘 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 11 土岩或砂质粘土岩，含丰富植物化石。本组含 5、8、9、10 号煤层， 其中 9、10 号煤层为主要可采煤层。山西组依据岩性组合及沉积旋 回特征，可划分为 4 个岩段（P1s1、P1s2、P1s3、P1s4） 。 山西组与下伏太原组上段（C2t2）呈整合接触。 2、下统下石盒子组（P1x） 据钻孔揭露成果，该组地层残存厚度 0117.30m，平均 79.38m。岩性为灰白色、灰绿色粗、中、细粒砂岩夹杂色砂质泥岩， 中部夹薄层粘土岩及砂质粘土岩。该组地层不含煤，与下伏山西组 呈整合接触。 3、上统上石盒子组（P2S） 本区的二叠系上统上石盒子组在大部分地段遭受后期剥蚀而变 薄。据钻孔揭露成果，地层残存厚度 0407.51m，平均 114.95m。 岩性上部为黄绿色、灰绿色、灰白色粗粒砂岩，局部含砾，夹薄层 杂色砂质泥岩；中部一般为紫红色为主的砂质泥岩，夹薄层砂质粘 土岩或砂岩；下部以灰绿色、灰白色中、粗粒砂岩为主，局部含砾； 底部为杂色，以灰绿色、紫红色为主的砂质泥岩。与下伏下石盒子 组呈整合接触。 (四)第四系(Q) 第四系主要为残坡积砂、砾石层，沙土及冲洪积砂、砾石为主。 据钻孔揭露成果，地层厚度 2.3424.25m，平均 11.75m。第四系与 下伏老地层均呈不整合接触。 二、矿区含煤地层 区内含煤地层为石炭系上统太原组上段（C2t2）和二叠系下统山 西组（P1s） 。据钻孔揭露成果，含煤地层总厚度 98.63252.63m，平 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 12 均 203.85m，区内含煤地层保存完整，厚度变化不大。 现将区内含煤地层分述如下： （一）石炭系上统太原组上段（C2t2） 太原组上段为本区主要含煤地层之一，依据岩性组合及沉积旋 回特征，可划分为 2 个岩段。 1、第一岩段（C2t2-1） 该岩段位于太原组上段的下部。据钻孔揭露成果，地层厚度 17.1177.85m，平均 41.47m。岩性主要由灰色、灰白色中、细粒砂 岩，深灰色砂质泥岩、泥岩及煤层组成，含煤 36 层，其中 15、16 号煤层为区内主要可采的较稳定煤层，其余煤层均为不可采 的薄煤线。 2、第二岩段（C2t2-2） 该岩段位于太原组上段的上部。据钻孔揭露成果，地层厚度 29.2967.31m，平均 44.98m。岩性主要为灰色、灰白色中、细粒砂 岩及深灰色、黑灰色砂质泥岩、泥岩。中部含 12 号煤层，为局部可 采的不稳定煤层。 （二）二叠系下统山西组（P1s） 山西组为本区主要含煤地层之一，依据其岩性组合及沉积旋回 特征，可划分为 4 个岩段。 1、第一岩段（P1s1） 该岩段位于山西组底部。据钻孔揭露成果，地层厚度 7.4332.26m，平均 12.66m，厚度变化不大。岩性由深灰色砂质泥 岩、泥岩及煤层组成，局部夹薄层粘土岩，含 8、9、10 号煤层，均 为区内可采煤层，亦是岩煤层对比的主要标志层之一。 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 13 2、第二岩段（P1s2） 该岩段位于山西组中下部。据钻孔揭露成果，地层厚度 10.9755.00m，平均 44.28m。岩性以浅灰色、灰白色中、细粒砂岩 与深灰色、黑灰色砂质泥岩、泥岩为主，含 5 号煤层，为大部可采 的较稳定煤层。 3、第三岩段（P1s3） 该岩段位于山西组中部。据钻孔揭露成果，地层厚度 0.0026.70m，平均 12.94m。岩性为深灰色、灰色砂质泥岩、砂质 粘土岩，局部夹薄层细粒砂岩，含薄煤线 13 层，均不可采。 4、第四岩段（P1s4） 该岩段位于山西组上部。据钻孔揭露成果，地层厚度 071.19m，平均 50.35m，厚度变化不大，一般多在 4560m。岩 性为灰白色、浅灰色中、粗粒砂岩，夹深灰色砂质泥岩或绿灰色砂 质粘土岩。该岩段不含煤层。 综上所述，本区含煤地层为石炭系上统太原组上段（C2t2）和二 叠系下统山西组（P1s） ，含煤地层总厚度 98.63252.63m，平均 203.85m。据钻孔揭露，煤层总厚度 7.0125.30m，平均 15.48m， 含煤系数为 7.6%；可采煤层总厚度 3.6318.59m，平均 9.51m，含 可采煤层系数为 4.7%。 第二节第二节 构构 造造 白云乌素矿区位于桌子山背斜西翼，黑龙龟逆断层与棋盘井逆 断层间之南部，受上述两逆断层影响，区内构造形态基本为一向南 西倾斜的单斜，地层产状较平缓，倾角 710°，局部可达 13°。 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 14 一、断层 受桌子山煤田大地构造的影响，区内发育两组断层，一组为近 南北向的逆断层，一组为近东西向的正断层，一般前者被后者切割。 前者规模大，后者规模小。 二、褶曲 本区总体为一向南西倾斜的单斜构造，褶曲不发育。据地震资 料，仅在黑龙龟逆断层东侧（下盘）与 DF12正断层之间存在受这 2 条断层牵引形成的小型向斜，向斜两翼较平缓。 三、岩浆岩 区内未发现岩浆岩侵入。 综上所述，本区基本构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，主 要断层位于工作区边界附近，对煤层连续性有一定的破坏，但未见 岩浆岩侵入，综合评价本区构造属简单类型。 第三节第三节 水文地质水文地质 一、概况 （一）矿区地形地貌、水文气象特征简述 白云乌素矿区位于桌子山煤田东南部，总体地形东高西低，海 拔标高 13001256m。区内地形较为平缓，多为缓坡、平地及低矮山 丘，地面植被稀少，具侵蚀性高原荒漠半荒漠丘陵地貌特征。 区内没有水库、湖泊等地表水体，地表水系也不发育，仅有小 型冲沟，沟谷平缓，无常年地表径流，沟谷一般向西及西南方向流 出区外，只有在雨季暴雨过后可形成短暂的流水，具历时短，水量 大的特点。 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 15 本区气候干燥，冬天寒冷、夏天炎热，多风少雨，降水量少， 蒸发量大。据乌海市海勃湾气象站近 30 年气象资料：历年最高气温 39.4，历年最低气温32.6，年平均气温 7.88.0。最大冻土 深度 0.60m。最大风速 24m/s，平均风速 3.1m/s。年降水量为 54.19357.6mm，平均 158.1mm；年蒸发量 3132.13913.3mm，平均 3485.1mm。由平均降水量与蒸发量计算所得区内的干燥度为 22.04，年潮湿系数为 0.045。因此，本区属于典型的干旱大陆性高 原气候区。 （二）地下水的补给、径流、排泄条件 1、潜水 本区第四系（Q）地层大面积出露，松散层潜水主要接受大气 降水的直接垂直渗入补给，其次接受区外潜水的径流补给。由于本 区降水量小，且集中，降水多以径流形式流出区外，少量渗入地下， 所以潜水的补给量也较小。潜水一般沿沟谷及地形低洼处径流，即 向西及西南方向径流。潜水的排泄方式有：沿沟谷方向的径流排泄、 人工挖井开采排泄、强烈的蒸发排泄以及向深部承压水的渗入排泄。 2、承压水 区内基岩出露很少，因此基岩承压水主要接受区外地下水的侧 向径流补给，其次为上部潜水的渗入补给，在本区东北角基岩出露 处直接接受大气降水的渗入补给。承压水一般沿地层走向向西南方 向径流。承压水仍以侧向径流排泄为主，次为人工开采排泄。 二、矿区水文地质条件 （一）含隔水层水文地层特征 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 16 1、第四系（Q）松散层潜水含水层 岩性为灰黄色残坡积亚砂土、砂及砾石，冲洪积砂砾石层等， 在全区分布广泛。含水层厚度一般 1.203.30m。根据桌子山煤田 白云乌素矿区精查（最终）勘探报告的钻孔抽水试验成果：单位 涌水量 q=0.679L/s.m，渗透系数 k=16.02m/d，地下水化学类型为 HCO3Ca·Na 型水，水质一般较好。含水层的富水性较弱，局部 中等（在梁峁地区富水性弱，在较大沟谷中富水性中等） 。由于大气 降水的补给量小，所以补给条件较差，潜水含水层与下部承压水含 水层的水力联系较小，而与地表水及大气降水的水力联系密切。该 含水层为矿井的间接充水含水层。 2、二叠系（P2SP1s4）碎屑岩类承压水含水层 岩性为杂色中粗粒砂岩、砂质泥岩，夹泥岩及薄层粘土岩。全 区赋存，地表仅在本区东北角有零星出露。根据 BB09 号钻孔抽水 试验成果，含水层厚度 130.06m，地下水位埋深 17.77m，水位标高 1262.13m，水位降深 S=30.26m，涌水量 Q=0.225L/s，单位涌水量 q=0.00744L/s·m，渗透系数 k=0.00522m/d，水温 10°C，溶解性总 固体 571mg/L，PH 值为 7.5，F 含量 1.07mg/L，地下水化学类型为 HCO3·SO4·ClNa·Ca 型水，详见钻孔抽水试验综合成果表及水 质分析成果表。据桌子山煤田白云乌素矿区精查（最终）勘探报 告资料：含水层厚度 79.08m，钻孔单位涌水量 q=0.06590.000132L/s·m，渗透系数 k=0.04760.000525m/d，含水 层的富水性弱，其透水性与导水性也较差，地下水的径流条件与补 给条件均较差，与相邻含水层的水力联系程度较小。该含水层为矿 井的间接充水含水层。 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 17 3、二叠系(P1S3)相对隔水层 岩性由灰色、灰绿色泥岩、砂质泥岩及煤线组成，隔水层的厚 度 8.7426.70m，平均 13.40m。在区内厚度较稳定，分布较为连续、 广泛，因此隔水层的隔水性能较好。 4、石炭系（C2t2）二叠系（P1 S2）碎屑岩类承压水含水层 岩性为灰白色、灰色粗中粒砂岩，灰黑色、深灰色砂质泥岩， 夹泥岩、粉砂岩及煤层。全区赋存，地表无出露，含水层厚度 49.2254.94m，平均 52.08m。根据 BB09 号钻孔及 B01 号钻孔抽水 试验成果，地下水位埋深 13.5037.62m，水位标高 1252.961242.28m，水位降深 S=48.6820.73m，涌水量 Q=0.2760.187L/s，单位涌水量 q=0.005670.00902L/s·m，渗透系 数 k=0.009420.0176m/d，水温 1211，溶解性总固体 1617588mg/L，PH 值为 7.5，F 含量 1.591.04mg/L，地下水化学类 型为 Cl·SO4Na 及 HCO3·Cl·SO4Na·Ca 型水，详见钻孔抽水 试验综合成果表及水质分析成果表。由此可知，该含水层的富水性 弱，其透水性与导水性能较差，水质也较差，溶解性总固体与 F 含 量均较高，均超标。因此地下水的补给条件与径流条件也较差。因 受二叠系（P1S3）隔水层的阻隔，该含水层与上覆含水层的水力联系 较小。该含水层为矿井的直接充水含水层和主要充水含水层。 5、石炭系（C2t1）相对隔水层 岩性以灰白色中、细粒石英砂岩为主，夹灰黑色砂质泥岩，局 部夹薄煤线。据钻孔揭露地层厚度 3.8038.47m，平均 23.98m。砂 岩为硅质胶结，致密隔水。该地层在区内厚度稳定，分布连续，隔 水性能良好。 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 18 6、奥陶系（O1）石灰岩承压水含水层 岩性为灰色厚层状生物碎屑灰岩、石灰岩，夹灰白色石英砂岩， 钻孔揭露厚度 3.1217.37m。据区域地层资料，地层厚度大于 200m。据桌子山煤田白云乌素矿区精查（最终）勘探报告的钻 孔抽水试验成果：单位涌水量 q=0.3170.349L/s·m，渗透系数 k=0.3301.060m/d；据邻区棋盘井水源地水井抽水试验资料，地下 水位标高 1116.051117.75m,单井出水量 Q=19083037m3/d，渗透系 数 k=178.99m/d，溶解性总固体 540590mg/L，PH 值 7.67.7，地下 水化学类型为 HCO3·SO4·ClNa·Ca 型水，水质良好，含水层的 富水性中等强，与上部含水层的水力联系较小。该含水层为矿井的 间接充水含水层。含水层的富水性取决于石灰岩岩溶发育程度，岩 溶较发育的地区，含水层的富水性则较强。 以上资料来自距矿区约 5km 的棋盘井水源地供水井抽水试验成 果，水井由山西第二水文地质勘探院 2004 年施工，为奥陶系石灰岩 承压水。水井为棋盘井水源地供水水源井，因为石灰岩中裂隙和溶 洞发育，含水层的富水性强，水井揭穿溶洞后，导致了水井的涌水 量较大。 （二）断层的导水性及其对矿床充水的影响 本区断层较为发育，主要断层有黑龙龟逆断层、DF1逆断层、 F14正断层、DF7正断层、DF12正断层，这些断层均分布在本区西北 部，以及西界、北界。根据勘查区北界外原 153 号钻孔对 F14正断层 所进行的抽水试验成果：断层的水位标高 1188.94m，水位埋深 44.09m，单位涌水量 q=0.000976L/s·m，渗透系数 k=0.00249m/d。 据黑龙龟逆断层抽水试验成果：单位涌水量 q=0.000139L/s·m，渗 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 19 透系数 k=0.00426m/d。因此，断层的富水性与导水性均较弱，对矿 床充水的影响较小。原因是断距小，且没有勾通灰岩水；当断距大 勾通灰岩水时，断层导水性较强，如区外的西来峰逆断层，单位涌 水量 q=0.286L/s·m，渗透系数 k=1.06m/d。因此必须注意断层勾通 灰岩水、地表洪水、老窑水等水体，发生突水事故。考虑到奥陶系 岩溶含水层富水性中等强，地下水位标高（1117.75m）高于煤层 底板标高，因此应引起高度警惕，在开采至断层附近时一定要留足 保护煤柱，以防断层勾通下部岩溶含水层的承压水，造成突水事故。 （三）地表水、老窑水对矿床充水的影响 区内地表水系不发育，小型沟谷均无常年地表径流，只有在雨 季暴雨过后会形成短暂的流水。地表流水一般通过井口、风口等人 工通道直接向未来矿井充水，也可通过断层破碎带间接地向矿井充 水。因此，必须做好井口、风口等人工通道的防水工作，并在断层 带附近留断保煤柱，以防地表水对矿井的充水。总体而言，本区大 气降水量少，地表水也较少，因此地表水对矿床充水的影响较小。 区内没有老窑分布，白云乌素矿区 1115 线煤矿，矿井在正 常生产期间涌水量为 2040m3/d，最大涌水量为 2880m3/d，对矿床充 水及煤矿生产影响不大。但值得注意的是，周边不少矿井因无计划 乱采或越界开采而勾通了集水老窑，已发生多起透水事故，造成了 人身伤亡的恶果。如 2004 年 5 月份乌海市海南区鑫源煤矿，因越界 开采勾通集水老窖，发生透水事故，造成 15 人遇难，直接经济损失 数百万元。因此，老窑水对矿床充水的影响很大，应引起高度的重 视。生产时必须遵纪守法，严格执行煤矿安全生产的有关规程，才 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 20 能避免重大事故的发生。 （四）石灰岩承压水对矿床充水的影响 区内可采煤层的底板标高为 6201260m，而邻区棋盘井水源地 石灰岩承压水地下水位标高为 1116.051117.75m，由此可知，石 灰岩承压水的地下水位标高已高出了可采煤层的底板标高。本区主 要可采煤层 16 号煤层与石灰岩含水层的平均距离在 20m 左右。因此， 未来煤矿开采，石灰岩承压水有底鼓的可能性，对矿床充水的影响 很大，应采取有效措施，防止石灰岩承压水底鼓，以免发生突水事 故。如 2010 年 3 月 2 日，神华海勃湾矿业有限责任公司骆驼山矿井 16 号煤层工作面掘进过程中发生石灰岩承压水底鼓，最大突水量达 68000m3/h，造成 32 人遇难，初步查明工作面底下有一地下岩溶暗 河。因此，必须先探后采，探采结合，防止发生突水事故。 第四节第四节 煤煤 层层 工作区内含煤地层有石炭系的太原组和二叠系的山西组，煤层 倾向西，倾角 518°之间。山西组含可采、局部可采煤层四层， 编号为 8、9-1、9-2、10 煤，在区域上称乙煤组，主要可采煤层为 9-2 煤，次要可采煤层为 10 煤；太原组含可采、局部可采煤层 14、15、16-1、16-2、17 煤，主要可采煤层为 16-1、16-2，次要可 采煤层为 17 煤。 9-2 煤层：位于山西组中下部，其顶部界限由结构很复杂的煤、 泥岩互层组成，底界为稳定的泥岩或砂质泥岩互层。煤层全区厚度 变化不大，一般在 2.716.19m，平均 4.45m。含夹矸 04 层，结 构较简单，全区可采，属较稳定煤层。 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 21 10 煤层：位于山西组中下部，其顶界以间距稳定的泥岩与 9-2 煤相隔，底板为细砂岩、粉砂岩或泥岩。煤层厚度一般在 0.941.50m，平均 1.21m，属结构简单的较稳定煤层。 16-1 煤层：位于太原组中上部，上距 10 煤 40m 左右，其顶板 以灰色厚层状砂质泥岩及细砂岩组成，底板为黑色薄层炭质泥岩、 粘土岩。煤层厚度 1.044.87m，平均 3.20m。含夹矸 04 层，一 般为 2 层，结构较简单，全区可采，属较稳定煤层。 16-2 煤层：位于太原组中下部，上距 16-1 煤层 0.573.40m。其顶板为灰黑色细砂岩，底板为黑色泥岩及砂质泥岩 组成。煤层厚度 0.683.40m，平均 2.44m。含夹矸 14 层，多在 上部，结构较复杂，全区基本可采，属较稳定煤层。 17 煤层：位于太原组中下部，上距 16-2 煤层 4.125.85m。 其顶板为黑色细砂岩及灰色粘土岩，煤层厚度 0.091.19m，结构 简单复杂，区内大部可采，属较稳定煤层。 第五节第五节 煤煤 质质 区内煤层呈黑色，条痕为褐黑色、棕黑色，比重及硬度均为中 等，光泽以强沥青光泽及玻璃光泽为主，弱沥青光泽次之，线理状、 条带状结构、层状构造，参差状及阶梯状断口。平均最大反射率 （Rmax）为 0.85%1.00%，平均 0.94%，反射率变化区间不大，为 煤化程度较高的低阶烟煤，可作为冶金工业中炼焦配煤。煤中矿物 杂质大部分为粘土质矿物，有少量硫化铁矿物，煤岩类型：16- 2、17 煤以半暗型煤为主，9、16-1 煤以半亮型煤为主，各煤层变质 程度均为烟煤变质阶段。 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 22 区内各煤层原煤灰分(Ad)均在 15.7632.00%之间，洗煤灰分 在 6.7011.84%之间，原煤经洗选后，煤灰大幅降低，洗煤灰分一 般是原煤灰分的 1/21/3。 原煤水分(Wad)一般在 0.400.85%之间，洗煤水分在 0.591.06%之间,大部分洗煤水分高于原煤水分。 各煤层原煤的全硫(St,d)平均在 0.532.89%之间，在垂向上， 原煤全硫由浅到深呈增加的趋势，从低硫煤到中高硫煤。洗选后各 煤层硫分大幅降低，全硫(St,d)平均在 0.571.47%之间。 各煤层原煤发热量（Qb,ad）均在 24.0927.18MJ/kg，洗选后 煤的发热量比原煤发热量有所提高。 各可采煤层原煤的磷含量在 0.00620.037%之间，除 9-2 煤为 特低煤以外，其余煤层均为低中磷煤。 通过对区内的煤层的小焦炉炼焦性试验，本区内各煤层均可做 炼焦用煤。 按照中国煤炭分类国家标准（GB575186） ，区内 9 号煤为焦 煤、10 煤为肥煤、16-1 为焦煤和肥煤、16-2 为焦煤1/3 焦煤肥 煤、17 煤为肥煤。本区各可采煤层无论从煤的物理性质和煤岩特征， 还是煤的化学性质及工艺性能，均可作为炼焦用煤。16-1、17 煤硫 含量略高， 9、10 煤层的硫含量较低，经洗选加工后各煤层按适当 的比例配制，使其硫含量降到要求以下，可作炼焦用煤，中煤可做 电厂的动力用煤。 钻孔测试成果：原煤样燃点 334356，氧化样燃点 316341，二者之差在 1328之间，煤层有自燃趋势。 据桌子山煤田白云乌素勘探区精查地质报告：该区煤层 内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素矿区乌海海南小窑关闭区火区详细勘探报告 23 自燃倾向等级多为易自燃煤，相邻的公乌素、老石旦、卡布其等矿 的煤炭堆放 46 个月开始自燃。原因是煤的挥发分较高，硫含量高、 吸氧量大所致。上述煤矿曾发生过井下煤层着火现象 区内煤具相近的煤质特征，所以煤在堆放时应注意堆放方式及 堆放时间，防患于未然。 第三章第三章 火区勘