红沙岗一矿隐蔽致灾因素普查报告 - 图文

红沙岗一矿隐蔽致灾因素

普查报告

编 制：生产技术科

审 核：

总工程师：

二O一四年十一月三十日

目 录

第一章 绪 言 ·························································· 3

第一节 概述 ······················································· 3 第二节 位置和交通 ·············································· 4 第三节 自然地理 ················································· 5 第四节 以往地质工作 ··········································· 7 第二章 矿区地质 ······················································ 10

第一节 地 层 ··················································· 10 第二节 构 造 ··················································· 22 第三节 岩浆岩 ··················································· 29 第三章 水文地质 ······················································ 30

第一节 区域水文地质概况 ···································· 30 第二节 矿井水文地质条件 ···································· 32 第三节 矿井充水因素分析 ···································· 38 第四节 井田及周边地区老窑水分布状况 ··················· 46 第五节 矿井充水状况 ·········································· 46 第六节 矿井排水设施能力现状 ······························ 48 第七节 矿井防治水措施 ······································· 49 第四章 其他开采技术条件 ·········································· 51

第一节 瓦斯、煤尘及煤的自燃 ······························ 51 第二节 地 温 ················································ 57 第三节 环境地质 ················································ 62 第五章 矿井隐蔽致灾因素调查 ······································ 66

第一节 矿井瓦斯监测及检测情况 ····························· 66

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第二节 矿井水害及有害气体致灾因素······················ 69 第三节 地质构造致灾因素 ···································· 74 第六章 矿井隐蔽致灾防治措施及建议···························· 78

第一节 瓦斯致灾因素的防治措施 ··························· 78 第二节 水害及有害气体致灾因素的防治措施 ············· 79 第三节 地质致灾因素的防治措施 ··························· 83 第七章 结论 ···························································· 84

附 图 目 录

顺序号 1 2 3 4 井上下对照图 水文地质综合图 矿井充水性图 隐蔽致灾因素分布图

图 名 比例尺 1/5000 1/5000 1/5000 1/5000 II

第一章 绪 言

第一节 概述

红沙岗一矿是直属太西煤集团民勤实业有限公司一级单位，由兰州煤炭设计院设计，该矿于2005年5月进场筹建，2005年6 月正式开工建设，设计年生产能力为240万吨，服务年限43年。井田划分为一个水平开采，即+730水平开采。煤层倾角较缓均在20°以下，2011年8月一采区主体工程基本结束并布臵出1111-1首采工作面1112-1备用工作面，截止2011年8 月28日对1111-1首采工作面进行试生产。实现了一采区首采工作面的联合试运转，现安全生产正常有序。

矿井开拓方式：立井开拓。井筒个数三个（风井、副井、主井），风井井口标高：+1467.0，副井井口标高：+1466.4，主井井口标高：+1466.3；各井口及地面建筑物均高于历史洪水位。开采顺序：采区前期前进式开采，采区内用走向长臂后退式开采；煤层间的开采顺序是自上而下逐层进行回采。

我矿按照现代管理模式，安全、高效矿井组织生产管理，矿内实行矿、科（队）二级管理，下属机电科、通风队、机修厂、一个采煤队两个开拓队和一个掘进队，以及生产、安检、供应、人力资源、行办等。全矿现有职工930人，其中工程技术人员40人，采煤工130人，掘进开拓350人。

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第二节 位置和交通

红沙岗一矿位于甘肃省民勤县西北部，距县城直距72km，行政区划隶属民勤县花儿园乡。本次矿区北以F1和F1′断层为界，南以4勘探线为界；西以F9断层为界，东以F10断层为界。东西向最宽4.5km，最窄2.6km，平均3.5km，南北长约3.5km，面积约12.25km2。地理坐标：东经102°33′30″～102°35′12″；北纬38°59′38″～39°02′40″。矿区拐点坐标7个。

矿区范围拐点坐标一览表

拐点号 1 2 3 4 5 6 7

X 4322940.00 4322940.00 4321850.00 4320500.00 4320160.00 4317710.00 4318680.00 Y 34547840.00 34549680.00 34552200.00 34552200.00 34551240.00 34549700.00 34547860.00 4

矿区交通方便，河西堡～雅布赖公路从西侧纵贯南北；民勤～阿拉善右旗公路则在矿区以南横穿而过。以红沙岗村为起点，南至金昌市

86km，东至民勤县城72km；西至内蒙古自治区阿拉善右旗71km（交通位臵图）。区内地形平坦，便道纵横，汽车可四处通行。

第三节 自然地理

矿区地处巴丹吉林沙漠南缘，潮水盆地北缘东段，北大山南麓山前冲积平原上，呈典型戈壁沙漠地貌。区内地形平坦，略显北高南低之势，海拔1400m左右，地面高差不超过5m。北侧发育剥蚀残丘和低山地貌——北大山，海拔1500～1700m，高差小于200m。

区内无常年性地表迳流，仅发育一些近南北向季节性的沙沟和冲沟。

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山前冲积扇前缘及沙河冲沟地带有井泉分布，系第四系潜水溢出，局部可供当地人畜饮用。

区内属较典型的温带干旱荒漠气候。冬季漫长而严寒，夏季短暂而酷热，日照时间长、昼夜温差大。全年干旱少雨，四季多风，尤以春季风沙为甚。

据阿拉善右旗上井子气象站1990～2000年资料，历年平均气温8.4℃，月平均最低气温-8℃（元月份），月平均最高气温20.8℃～25.4℃（七月份）；月最低气温-25.6℃。历年平均降水量114.1mm，近十年中以1983年降水量最多，为171.77mm，85、86年降水最少，仅73.7mm；雨季为6～9月份，降水量可占全年的70％，11月～翌年2月为干旱季节，极少降雨、雪。历年平均蒸发量3358.3mm，近年最高蒸发量3955.6 mm，远远大于降水量。冰冻期一般在每年的10月～翌年4月上旬，最大冻土深度100～124cm。风力一般4～7级，最大9～10级，春冬多为西北风，夏秋多为东南风，每年4～5月常有沙尘暴发生。

矿区地广人稀，蒙汉杂居，均以农牧为主。无生产矿井及小窑开采。 据资料记载，自1952年以来，民勤一带共发生4.75级以上地震14次，其中7级1次，其余多为5级左右。本区南部的河西走廊历史上曾发生6级以上大地震达10次之多，其中1927年5月23日古浪大地震（东经102.8°，北纬37.6°）震级8级，震中区烈度估计为11度；1954年2月11日山丹地震（东经101°22′，北纬38°51′）震级7.2级，震中区烈度10度。这两次地震都具有极大的破坏性。

1989年9月4日，矿区北邻的雅布赖地区发生5.2级地震，同年9月21日，河西走廊西端昌马地区发生5.1级地震，1995～1997年，雅布赖、张掖平山湖先后发生5级左右地震各1次。2003年10月在民乐县霍

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城附近又发生里氏6.1级和5.8级地震。

上述情况说明，矿区及其邻区地震发生的频度较高。另据中国国家地震局发布的消息，上世纪90年代末至本世纪初，中国西部将面临地震高峰期。因此，今后在矿井开发建设中应对此引起足够的重视。

根据《中国地震烈度区划图》（1990），本区地震设防烈度定为7度。

第四节 以往地质工作

本区地质工作始于二十世纪五十年代末至六十年代初。四十多年来，先后有不同系统的地质队伍做过地质工作，积累了丰富的地质资料。现择要叙述如下：

1、1960年～1961年，甘肃煤田145队在青苔泉北井田和白山子至红沙岗一线开展找煤工作。共施工钻孔32个，钻探总工程量7293.80m；完成1/25000地质测量210km2。提交了《甘肃省民勤县红沙岗找煤报告》，报告认为红沙岗深部应有煤系地层和可采煤层。

2、1983～1985年，核工业部西北地质勘探局212队在芨芨沟、红沙岗一带进行铀矿普查勘探，在红沙岗地区计有9孔见煤，其中4孔钻遇可采煤层。本次工作由于钻探工程深度一般小于300m，且多位于矿区的东部芨芨沟向斜以东的煤系地层露头附近的浅部，因此其煤层成果仅对找煤工作具有参考价值。本报告没有采用其成果。

3、1989～1992年，甘肃煤田综合普查队对红沙岗地区进行了地震地层学研究并提交了《甘肃省民勤县潮水盆地红沙岗地震地层学研究》报告，报告对本区侏罗系分布、沉积特征、含煤性及构造形态等方面的论述都极具参考价值。本次勘探中，地震工作方法、地震地层的层序划分

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引用了其成果。

4、1989～1991年，甘肃煤田地质研究所提交了《潮水盆地中生代地层划分与对比》研究报告，为找煤及勘探工作的地层划分与对比打下了良好的基础。本次勘探报告对中侏罗统地层的划分引用了其地层划分对比方法和古生物地层研究成果。

5、1987～1992年，甘肃煤田综合普查队和145队共同对潮水盆地北缘进行了大规模的综合找煤工作。在红沙岗地区施工地震测线11条，计116km；钻孔23个，计17384m，控制含煤面积120km2，获D级储量5.8亿t。所提交的《甘肃省民勤县潮水盆地（北缘东段）找煤报告》获中国煤田地质总局优质报告奖和新资源发现奖。

本次找煤钻孔工程和煤层质量较高，地层和煤层对比与划分方法科学，因此对4线以北的7个找煤钻孔的地层及煤层成果可直接引用。但存在以下三方面的问题：⑴ 在矿区内找煤阶段所施工的钻孔，除红101孔外未及煤4—煤6层以外，红102孔的终孔层位实际为煤5层下部，不是所认为煤6层的下部。⑵ 客观上地层及煤层的埋深较大及认识方面的不足，区内揭露下侏罗统芨芨沟组地层厚度和含煤性的钻孔仅有红201孔，其他钻孔均没有揭露，客观上造成了在以后的勘探工作中，对下侏罗统芨芨沟组的地层厚度和含煤性的评价资料太少。⑶ 由于当时的历史和技术条件限制，煤田测井技术采用的是模拟电测井技术，其成果只是定性解释成果，钻孔煤层综合采用成果多以钻探为主。其测井成果难以与普查和勘探阶段所采用的数字测井技术的定性定量解释成果进行对比和融合，资料难以重新对比利用。

6、1993～1998年，甘肃煤田地质145队对红沙岗区开展了普查工作。完成1/10000地质测量156km2；地震测线17条计123.49km，物理点6506个；

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钻孔13个，计10038.58m，采样199个，提交的《甘肃省民勤县红沙岗区煤炭普查报告》经中国煤田地质总局以“煤地准字[1998]015号批准书”审批通过，批准C+D级煤炭资源量41088万t。

普查在红沙岗矿区8线以北施工地震测线10条计60km，物理点3410个；钻孔7个，计5576.12m；测井5501m，估算煤炭资源量约29811万t。该报告的地层构造成果、煤层煤质成果等质量可靠，为勘探打下基础成为建设工程布臵的重要依据。

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第二章 矿区地质

第一节 地 层

一、地层层序

矿区内地层发育不全，由海西期岩浆岩（γ4）构成盆地沉积基底，其上沉积了中生界侏罗系地层，自白垩世早期开始至第四纪受多期构造运动的影响，区内侏罗系地层及基底抬升并遭受剥蚀作用，其上直接为新生界第四系松散层掩盖，缺失白垩系及第三系地层。地层层序见矿区地层系统表。

地层由老至新简述如下： ㈠、侏罗系（J）

区内广泛分布，下、中、上三统发育齐全。其中J1、J2是一套生油、含煤的内陆山间盆地陆相碎屑沉积，生物化石丰富，沉积特征受构造及基底古地形控制。

1、下侏罗统芨芨沟群（J1jj）

为本区次要含煤地层，地表出露于北部F10断层东侧。

岩性以灰、深灰色为主，夹灰褐，紫杂色。岩石成分复杂，成熟度中等，以铁质结核含量高为特征，夹1～4层薄煤，埋深多在900～1000m以下。属河流～湖泊相沉积。

区内沉积状态由北而南由凹陷中心开始，向南逐渐变薄。与下伏海西期岩浆岩γ4呈不整合接触。

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2、中侏罗统青土井群（J2qn）

表3-1 矿区地层系统表

地 层 划 分 种 类 年代地层学 界 新生界 系 第四系 统 全新统 沙上 枣 统 组 上 中 生 界 侏 罗 系 中 统 青 土 岩 井 群 芨芨 沟统 群 海西期岩浆岩 30 40-80 100-20 0 地 层 物 性 特 征 生物地层学 HG （r） HGG （r/mc） DLW （Ωm） DZW （mv） 岩石地层学 群 组 岩 组 对应 波型 地震地层学 亚 层序 层 序 超层序 组合带及种属 Palaeoloxodon naumanin 8-20 100-250 20-30 -5--15 T33 T3 T3 12C3 C2 C1 Ⅱ Densoisporites —Classopollis 3-30 80-250 10-40 -5--0 河C 岩 组 中 T2 下 岩 组 T12 2 Ⅰ Conipteris- Phoenicopsis Cyathidites- Piceaepollennites- Chasmatosporites 7-10 50-80 30 0 Coniopteris hymenophylloides —Ginkgoites Coniopteris —Phoenicopsis 6-28 100-390 10-160 -35-0 组 B 下 T1 A 是本区主要含煤地层。出露于矿区东侧，全区内赋存。

依其岩性、岩相、古生物化石和含煤性划分为下、中、上三个岩组：

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①下岩组（J21qn）：为主要含煤段，岩性由灰白、灰绿色、灰黑色的泥岩、粉砂岩、细砂岩～粗粒砂岩及煤4组—煤6层组成。含丰富的动植物化石、孢粉。地层厚度大于172.32 m～200m之间，平均186m。

属河流相沉积。与下伏芨芨沟群呈假整合接触。

②中岩组（J22qn）：为主要含煤段，顶部岩性为油页岩，中部夹灰白、灰绿色、灰黑色的泥岩、粉砂岩、细砂岩～中粗粒砂岩夹3个煤层组组成，底部为粗粒砂岩、中粒砂岩。动植物化石、孢粉丰富。地层厚度：38.84～78.02 m，平均55.47m。

河流相沉积。与下岩组整合接触。

③上岩组（J23 qn）：为不含煤段，岩性以灰白色、灰绿色、灰黑色泥岩、泥质粉砂岩为主，夹泥质灰岩及粗粒砂岩。厚度84.15～202.16m，平均164.80m。属滨湖～浅湖相沉积。与中岩组整合接触。

3、上侏罗统沙枣河组（J3sh）

地表大部出露，局部为第四系砂砾层覆盖。

岩性以紫褐、棕红、紫红、夹灰绿色为主的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、细砂岩夹粗砂岩、泥灰岩为其特征。属气候干旱、水动力弱，以氧化条件为主的湖泊相沉积。厚度122.60～626.56m，平均385.72m。

与下伏青土井群地层呈假整合接触。 ㈡第四系（Qh+Qp）

全区广泛分布，以其堆积方式和岩性分为全新统Qh和更新统Qp。 Qh多分布于沙沟、冲沟、沉积物属现代冲洪积、砾砂层，少量风积砂，松散堆积。

Qp为松散堆积的浅黄色砾质砂土、砂砾层及杂色半胶结状砂质粘土。厚度0～5m，平均2.79m。与下伏侏罗系地层呈不整合接触。

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二、含煤地层

本区主要含煤地层为中侏罗统青土井群，下侏罗统芨芨沟群为次要含煤地层。

（一）中侏罗统青土井群

地表出露于矿区F10断裂东侧，全区大部隐伏赋存。依其岩性、岩相和含煤性划分为上、中、下三个岩组。

1、上岩组（J23qn）

为不含煤段，岩性以灰绿、灰黑色调为主，局部见紫红。岩石类型以灰黑色泥岩、泥质粉砂岩为主，夹薄层泥质灰岩、细～粗粒砂岩。砂岩成分以石英、长石为主，含云母。分选中等，石英颗粒呈次圆状～次棱角状，以孔隙式胶结类型为主，胶结物以钙质为主，少量铁质。

水平纹理发育，次为缓波状层理、混浊层理、平行层理，底部局部发育大型交错层理，系滨湖～深湖相、分流河道相沉积。厚84.15～202.16m，平均164.80m。

以发育较好的红201孔为例，岩性描述如下:

上覆上侏罗统沙枣河组（J3sh）

——————— 假 整 合 ———————

层号 岩 性 真厚(m) 26 灰绿色,夹浅黄色，中粒石英长石砂岩，平行层理。 0.49 27 暗紫红色,粉砂岩,夹灰绿色斑点。 7.92 28 浅灰绿色,泥岩,钙质充填,水平纹理。 6.65 29 暗紫红色，粉砂岩，局部夹紫黑色、灰绿色斑点。 2.93 30 浅灰绿色，泥岩。 9.53 31 浅灰绿色，粉砂岩。 6.36

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32 灰白色，泥灰岩，夹有黄铁矿结核。 1.57 33 灰绿色泥质粉砂岩。 14.83 34 灰黑色粉砂岩。 14.32 35 灰黑色泥岩，含大量钙质及黄铁矿结核。 8.27 36 灰色,灰黑色粉砂岩，含钙质及黄铁矿结核。 27.00 37 灰黑色泥质粉砂岩，含白云母片及少量炭屑水平纹理发育。 2.57 38 灰绿色，深灰色粉砂岩,夹煤线及薄层油页岩。 19.20 39 灰黑色，灰色粉砂质泥岩，裂隙充填有方解石脉，水平纹理。 6.94 40 深灰色，灰黑色粉砂岩。局部含薄层含油层。 17.18 41-42 灰黑色粉砂质泥岩，粉砂岩。 5.70 43-44 灰白色，灰黑色粉砂岩，含淡水动物化石。 5.35 45 灰黑色粉砂质泥岩。 3.56 46 灰黑色含炭泥岩。 1.39 47 灰绿色粉砂岩。 7.25 48 灰黑色粉砂质泥岩，含少量钙质。 5.03 49 浅灰绿色粉砂岩。 2.35 50 灰黑色粉砂质泥岩，含叶肢介动物化石。 1.47 51 深灰色粉砂岩。 16.73 52 灰黑色粉砂质泥岩。 8.27

—————— 整 合 ——————

中侏罗统青土井群中岩组(J22qn)

该岩组厚度变化特点：芨芨沟背斜轴部厚度较小，厚度一般90 m，

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芨芨沟向斜厚度最大，可达140～155m，自北而南、由西向东逐渐增厚。区内F10断层附近因地层抬生遭受剥蚀而厚度最小（105孔）84.15 m，最大（111孔）202.16m，平均143.63 m。与下岩组呈整合接触。

其孢粉组合为：Cyathiolites minor-Classopollis-Quadrac Culina 组合。 其地层易于对比划分。划分对比依据有其顶部上侏罗统底部的砾岩，普遍发育，层位稳定，易于对比；中部有数层白色泥灰岩，层位稳定，特征明显，为对比标志层K2；底部为全区稳定分布的油页岩标志层顶界，

2、中岩组（J22qn）和下岩组（J21qn）

为青土井群含煤段，是本区主要含煤岩段。以红201孔岩性为例：

上覆上岩组（J23qn）

—————— 整 合 ——————

中侏罗统青土井群中岩组（J22qn）

层号 岩 性 真厚（m） 53-56 黑色油页岩，有介形虫动物化石。 16.88 57 煤1-1，黑色，夹丝炭，亮煤夹丝炭。 5.16 58-60 灰色，浅灰色细粒砂岩。 4.47 61 煤1-2，黑色半亮型 1.41 62 灰色粉砂岩，有大量植物化石碎片。 3.50 63 煤1-3，黑色。 0.96 64 灰白色细粒长石石英砂岩。 16.10 65 灰褐色粉砂岩。 1.17 66-69 浅灰、黑色粉砂岩、细砂岩，夹煤3层 5.41

—————— 整 合 ——————

中侏罗统青土井群中岩组（J21qn）

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70 灰色粉砂岩 10.24 71 煤4-1，黑色，半暗型。 0.39 72-73 浅灰色细粒长石石英砂岩，含黄铁矿结核及煤屑，植物 化石碎片。 5.24 74-76 煤4-2，黑色,夹1.90m细砂岩,结构较复杂 5.38 77 灰色粉砂岩,含煤屑及黄铁矿结核,植物化石碎片 5.80 78 浅灰色粗粒砂岩,含黄铁矿结核 4.48 79-87 灰色细粒砂岩为主夹3层薄煤 10.80 88 煤5层 0.58 89 灰色中粒砂岩 1.13 90 灰色粉砂岩 1.16 91 灰黑色泥岩 1.26 92 煤，黑色 0.24 93 灰色细粒砂岩,含煤屑及黄铁矿结核 6.02 94 煤6，黑色半亮型煤，结构简单 2.36 95 灰色粉砂岩,含植物化石碎片及黄铁矿结核 7.01 96 灰白色含砾粗粒砂岩,含黄铁矿结核 58.32 99-102 深灰色燧石－石英石岩屑中砾岩，夹灰色中粒长石石英砂岩 47.30

——————— 假 整 合 ———————

下 侏 罗 统 芨 芨 沟 群

①岩性特征

两岩组岩性特征极为相似。岩性总体呈西细东粗、北细南粗的特点，由炭质泥岩、泥岩 、粉沙岩——中细粒砂岩——粗砂岩和细砾岩组成。

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中岩组（J22）qn：为主要含煤段，顶部发育有全区稳定的油页岩，一般厚13 m，全区稳定的K3标志层，中部夹灰白、灰绿色、灰黑色的泥岩、粉砂岩、细砂岩、煤1组、煤2层和煤3层，底部以粗粒砂岩为主，次为中细粒砂岩。含丰富的动植物化石及孢粉。

下岩组（J21qn）：为主要含煤段，岩性由灰白、灰绿色、灰黑色的泥岩、粉砂岩、细砂岩～粗粒砂岩及煤4组—煤6层组成。顶部为灰色粉砂岩和泥岩，中部由砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤4组—煤6层组成，底部为中粗粒的长石石英砂岩和巨厚的细～中砾岩为主。砾岩成份以石英岩为主，磨圆度好，形如鸟蛋，俗称“鸽子蛋”砾岩，全区大部发育，厚度变化大，北部达200m米以上，至南部区内则变薄至2m多，为本区K5标志层，也是煤6层底部标志层。动植物化石、孢粉丰富。

②岩相及组合特征

中下岩组岩相及组合各有其特点：

下岩组：属河流相沉积，岩相组合表现为：以河床相开始、河漫滩相——泥炭沼泽相——河漫滩相紧密共生，平面上呈相互过渡、互为消长的关系，在垂直剖面中，表现为下岩组均一般以底部细～中砾的河床相开始，向上相继出现河漫滩相和河漫滩——泥炭沼泽相。

中岩组：属河流相～滨湖相沉积，继承了下岩组的特点，岩相组合表现为以河流相为主的河漫滩——泥炭沼泽相和河床相紧密共生，平面上呈相互过渡关系，在垂直剖面中，表现为以底部细～中砾的河床相——开始，向上相继出现河漫滩相和河漫滩——泥炭沼泽相到顶部的深水湖泊相（油页岩）。

这种岩相变化反映了受地壳运动变化的影响，河流多次往复迁移的变迁过程。岩相较复杂，煤层层数较多，厚度变化大，煤层结构较复杂，

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横向变化大。煤层上常有炭质泥岩，含煤性较好，中下岩组上部分别形成范围较大的可采煤层煤1组和煤4组。（图3-1）

中下岩组岩相及组合共同特征：

在横向剖面中，均一般以东部和南部的中～粗粒的河流相——三角洲相开始，向西和向北相继过渡为河漫滩相和泥炭沼泽相。这种岩相的横向变化反映泥炭沼泽相在矿区的北西部——芨芨沟背斜区沉积相比较稳定，煤系地层沉积厚度小但泥炭沼泽相沉积厚度大；煤层结构较复杂，而含煤性好，煤层上常有炭质泥岩，中下岩组上部分别形成范围较大的可采煤层煤1组和煤

4-2

组；向南向东泥炭沼泽相——煤层出现分叉变薄

至尖灭现象，含煤性变差，煤中灰分逐渐增大（图3-2）。

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③厚度变化及地层整合关系

中岩组：地层厚度：38.84—78.02 m，平均55.47m。区内一般厚度为50—65m，总体呈由西向东逐渐变厚，局部东北部加101孔附近较薄为38.91m。与下岩组整合接触，该岩组属滨湖相～河流相沉积。附中侏罗统厚度等值线图（图3-3）。

下岩组：除找煤阶段红201孔揭穿外，普查及本次勘探钻孔均未予以揭穿。根据红201孔地层情况（厚172.32m）及区内地层有自西向东变厚的趋势，区内地层厚度应在172.32 m—200m之间，估计平均厚度为186m左右。与下伏芨芨沟群呈假整合接触。

④物性特征

中下岩组地震反向波相当发育，以T2＇和T4＇波组对应的中岩组的煤下岩组的煤4层组，地震反映为波组连续性好、易识别且能全区连续追1层组、踪。

该岩组视电阻率值一般10～80Ω·m；煤层反映较好，视电阻率在200～120Ω·m之间；HGG曲线反映煤层最高，细砂岩次之，粗碎屑岩较低，一般变化于100～390r/mc之间；HG值较上、下侏罗统明显增高，一般

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在20伽玛左右。

⑤古生物组合特征 重要的化石分子有：

Coniopteis burejensis，Coniopteris hymenophylloides；Ginkgoites cf. digitata；Ginkgointes sp.；Podozamites lanceolatus 等。

其孢粉组合为Cyathiites minor－Cyadopites生物组合的地质时代定为中侏罗世比较合适。

(二)下侏罗统芨芨沟群（J1jj）

该群地层为本区次要含煤地层，因区内以往工作仅有红201孔钻遇，

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埋藏较深，在900～1000m以下，自找煤——普查阶段均没有将其作为勘探工作目标，其工作程度较低。故本次勘探工作亦未将其列入勘探工作对象，只对其在区内的分布范围及其含煤性作简要叙述。

1、岩性、岩相

以灰、深灰色为主，夹有灰褐、紫褐色，岩石成份较复杂，成熟度较高，以铁质结核含量高为特征。依其岩性分为上、下二部分：

上部以灰色，灰白色粗粒砂岩，中粒砂岩、中砾岩为主，夹细砾岩； 下部以深灰色，灰褐、紫杂色砂质泥岩和粉砂岩为主，夹有油页岩及1层煤层，可采1层，单层厚0.90～4.60m，底部主要为灰白色含砾粗砂岩、细砾岩。

沉积环境属闭塞的河流——湖泊沼泽相沉积。根据地震时间剖面反映和红沙岗煤矿区南部7-9勘探线钻探反映，成煤环境相对稳定，形成2～4层可采煤层。根据找煤和普查钻孔揭露，红沙岗区北自2线至6线到南部8线东段，计有3孔（红201、601、红803）钻遇。

2、测井物性反映表现为曲线异常低平的特点；在地震时间剖面上，全区无明显的波组抗反射界面。

3、厚度及地层接触关系

除找煤阶段红201孔钻遇外，区内其他以往及本次施工钻孔均未钻遇，根据红201孔地层情况（厚172.32m）及区内中侏罗统地层有自西向东变厚的趋势，推断芨芨沟群地层厚度应大于172.32m，自西向东、自北而南有变厚的趋势，并受沉积古地形控制。地层厚度可能自北而南由厚变薄，至8线为中侏罗统地层超覆而尖灭。

4、地层划分及对比

在找煤和普查阶段，芨芨沟群的地层划分工作是依据植物化石组合，

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孢粉组合、岩性组合特征和区域地层对比划分确定的。

其所含植物化石，大量的是早侏罗世分子，如：Cladophlebis；Baiera；Sphenopteris；Coniopteris；Neocalamites等，未发现Gzekanowskia及Pityophyllum等属种，故植物群应属Coniopteris-Phoenicopsis早期组合。

孢粉以裸子植物花粉占优势（69.37％），蕨类植物孢子次之（29.27％），藻类和凝源类占1.36％，构成Cyathidites minor Piceaepollenites- Chasmatosporites组合，可与我国北方许多地区早侏罗世孢粉组合对比。

第二节 构 造

在区域构造的控制下，矿区受边界断裂的挤压影响，整体呈北东～南西方向展布的背斜形态。

受边界断裂F1和矿区边界断裂F5和F6近东西向的挤压，矿区边界及其内部发育着两组方向的逆断裂，一组是近东西向的盆缘断裂F1和F1逆断裂，另一组是近北北东向的井田边界断裂F9和F10逆断裂。在上述边界断裂的影响，区内伴有稀疏的小断裂DF1、DF2、DF3、DF4断层，并发育有宽缓的褶皱—芨芨沟背斜和芨芨沟向斜。（图3-4矿区构造纲要图）。

一、断裂构造 1、F1逆断层

为矿区北部边界，走向近北65°～85°西，倾向北东，倾角70°～75°，区内长8.2km，斜断距大于400m。上盘为海西期花岗岩，下盘由侏罗系地层及花岗岩组成。该断层位于北部山区南缘，地表有明显的地形显示，地表连续出露，深部由钻孔001、106孔控制。在该断层影响下，下盘断

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′

层附近地层受牵引抬起，倾向南西，露头倾角达80°～90°，地层沿断层

出露，并产生同性质次一级伴生断裂F1′断裂。

图3-4 矿区构造纲要图

2、F1′逆断层：分布于矿区北部边界，为区域性断裂F1逆断层的伴生断裂。地震由L4线、D1线、D2线、D3线、D4线、D5线和D6线控制。有五个A级断点，两个B级断点，评为可靠断层。走向N60°W，倾

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向北，倾角43°～54°，落差90~180m，区内延展长度1.8km（图3-5地震时间剖面）。

图3-5 D4线时间剖面

3、F6逆冲断裂

为红沙岗盆地东部盆缘断裂。走向N25°～60°东，倾向南东，倾角60°～70°，断层延伸约8km，斜断距200～300 m，区内地表填图已控制。上盘为海西期花岗岩，下盘为中下侏罗统地层。属高角度逆冲断层，造成其下盘煤系地层几乎直立出露地表，煤层变薄。

4、F9逆断层：为矿区西部边界断裂，位于403孔、红202孔以西。地震由2线、3线、加3线和D9线控制，四个A级断点，评为可靠断层。走向近南北，倾向东，倾角64°，落差210m。区内自北而南延展长度2.8km。其上盘中侏罗统煤层埋藏多在800m以上，其下盘中侏罗统煤层埋藏于1000m以下。见图3-6。

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图3-6 加4线时间剖面

5、F10逆断层：为矿区东部边界断裂，系矿区边界F6逆断层的伴生断裂。位于红101孔、加101孔、红104孔及105孔东侧。普查钻孔205孔230m～280m钻遇，断距280米左右，下盘地层倾角达45°左右。造成

图3-7 D9线时间剖面

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地震1线～4勘探线信号接受条件及效果均差的现象。倾角70°左右，倾向南东，斜断距100～300m。断层延伸约6.5km，向北交于F6断层，向南亦交于F6断层。

6、F12逆断层：由L4线、D9线、1-1线、加1线四条线控制，两个A 级断点，两个B 级断点，评为可靠断层，走向近东西，倾向西，倾角45°左右，落差90m左右，区内延展长度1.7km。见图3-7。

7、DF1逆断层：位于加3线～3线之间、加303孔以东约200m，系煤系地层内部小断层。地震由D14线、3线、D7线控制。一个A级断点，两个B级断点，评为可靠断层，走向近南北转N60°E，倾向东，倾角40°～49°，落差26m，区内延展长度约650m。见图3-8。

图3-8 D4线时间剖面

8、DF2逆断层：位于2线、加3线之间，由地震D1线和D13线控制。1个A级断点和1个B级断点，评为可靠断层。走向N40°W，倾向南，倾角38°～58°，落差30m左右，区内延展长度450m。见图3-9。

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图3-9 D13线时间剖面

9、DF3逆断层：位于加1线和加2线之间，加201孔和203孔以东约400m。地震由D11线、D12线和加2线控制，三个A级断点，评为可靠断层，走向近南北，倾向西，倾角50°左右，落差21~40m，区内延展长度600m。见图3-10。

图3-10 D12线时间剖面

10、DF4逆断层：位于加103孔以东50m。地震由D10线和加1线控制。一个A级断点和一个B级断点，评为可靠断层。走向近南北，倾向西，倾角50°左右，落差26m，区内延展长度380m。见图3-11。

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图3-11 D10线时间剖面

二、褶皱构造

矿区受边界断裂构造活动的作用，区内地层发生褶皱，褶曲以宽缓的芨芨沟背斜形态为主，东部小范围发育由宽缓到紧闭的芨芨沟向斜。

1、芨芨沟背斜：占矿区的大部分面积，全区均由地震勘探线控制。背斜轴展布在D6线与D10线交点、D4线与D11线交点和D1线和D13线交点的连线上，即在108孔和203孔之间，为一宽缓的不对称背斜，西缓东陡，西翼倾角6°~15°，东翼倾角20°~30°。轴向近南北，轴线长2.5km，中部浅，南北深，即在203孔附近最浅，标高为950m，向南加深至标高740米，向北加深至900米（图3-12矿区构造形态示意图）。

2、芨芨沟向斜：位于矿区东部，芨芨沟背斜以东，由01线、1线、1-1线和D9线控制，为两翼不对称向斜。东翼煤系地层倾角30°~45°以上，西翼倾角20°~30°，轴向近南北，轴线长1.9km，南浅北深。其分布特点是北段宽缓，向南逐渐收缩变小消失。西翼继承了芨芨沟背斜含煤性向东变薄的趋势，东翼煤层多变薄至不可采。（附矿区构造形态示意图3-12）。

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图3-12 矿区构造形态示意图

第三节 岩浆岩

区内岩浆岩系海西晚期二期花岗岩（γ43b）,构成区内中生界沉积基底，地表出露于勘探区东部红果子井，面积23.5km2，呈近似三角形的小岩株产出。

主要岩石类型为肉红色中粗粒多石英钾长花岗岩，岩体内发育有伟晶岩脉和石英脉，岩体遭受普遍剥蚀较浅。

侏罗系中上统地层中均未见有岩浆岩侵入。在侏罗系下统仅有个别槽探(M1)见灰绿岩侵入其底部。

区内岩浆活动结束于早侏罗世早期，在中侏罗世及以后没有新的岩浆活动，不会对中侏罗系地层及煤层产生影响，但对下侏罗统地层及煤层会产生一定影响。

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第三章 水文地质

第一节 区域水文地质概况

区域水文地质范围西自阿右旗，东到民勤县城西附近；北起北大山，南至龙首山北麓，即为河西走廊北侧潮水盆地的东盆地范围。区内地形北高南低，多年平均降水量81.98mm，丰水年100～110 mm，平水年60～90 mm，枯水年30～50 mm，多年平均蒸发量3358.3 mm。区内气候的特点是降水少、蒸发量大、气候干燥、无常年性地表水流，呈现干旱荒漠的地貌景观。这些条件对地下水形成，运移不利，反映在地下水资源方面则是十分贫乏且水质较差；反映在矿区水文地质方面，则是水文地质条件简单，地表水、地下水对矿井开采影响小。

区内地下水平时接受大气降水和北大山基岩裂隙水的补给。受地形和构造的控制，地下水通过山前冲洪积倾斜平原上的中、新生界含水层向东南径流，最后在盆地中央蒸发排泄和在东部径流排泄，区域范围基本上是一个较完整的水文地质单元。历史以来无发生过洪水的记录，井口标高为：+1467m，历史上最高洪水位出现在民勤县，在2004年07月16日由于强降雨发生洪水造成民勤县昌宁乡阜康、中圣、安宁三村农作物严重受灾，洪水位标高为：+1400m。

一、区域地下水赋存类型

根据该区含水岩组发育情况，地下水的赋存可划分为三类： ㈠基岩裂隙水

主要分布于北部山区的基岩中，赋存于构造裂隙和风化裂隙中，含水层岩性主要为变质岩、花岗岩等，补给来源为大气降水，富水性取决

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于地质地貌条件及裂隙的发育程度，总体上由于降雨量小，补给条件较差，富水性弱。单泉流量一般0.01～1.5L/s。水质较好，水化学类型为HCO3－Ca·Mg型。

㈡松散岩类孔隙水

1、山前倾斜平原沟谷中的松散岩类孔隙潜水

山前倾斜平原堆积着中上更新统及全新统的砂砾及碎石，并覆于侏罗系和第三系之上。在山前一带，含水层薄，厚约1～2米，水量很小。仅在现代冲沟底部有脉状潜水，分布范围极为有限。向盆地中心过渡，含水层逐渐加厚，含水层厚度可达 30～50m，含水层结构简单，富水性增强。

2、湖积盆地中的第四系更新统砂、砾层为主的孔隙潜水～承压水 分布面积广，含水层呈东西向条状展布。含水层结构和埋藏条件，东西向变化不大，南北向变化较大。总厚度50～200m，富水性强。该含水层补给条件好，是矿区今后很有希望的供水地层。

㈢基岩层间承压水

主要为侏罗系中统下部粗粒砂岩及砂、砾岩裂隙含水层组，厚60～130m。具有含水层和隔水层交互沉积的特点，多为复合含水层，含水层埋深一般较大，补给来源贫乏，含水层裂隙发育程度低，富水性差，水量小。

二、地下水的补给、径流、排泄条件 （一）松散岩类潜水～承压水

由于成因类型不同，其补给、径流和排泄条件有较大差异。 1、第四系更新统湖积平原孔隙潜水

以砂砾层孔隙潜水为主，在西部迳流总方向自北西向南东，东部则

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由南而北。最终主要消耗于人工灌溉、蒸发及蒸腾作用。

2、沟谷和山前倾斜平原孔隙潜水

沟谷潜水主要受间歇性洪流下渗补给，其次为山区基岩裂隙水的侧向补给。沟谷潜水流出山口，一般垂直下渗给中新生代碎屑岩类的层间承压水，其余部分补给湖积平原潜水，蒸发和蒸腾作用也是排泄方式之一。赋存于山前倾斜平原现代冲沟底部的孔隙水其主要补给源为洪流入渗，降水补给是次要的。排泄方式为蒸发，蒸腾作用以及向南径流，补给湖积平原潜水。

（二）碎屑岩类层间承压水

主要分布于北部倾斜平原下的中新生代地层中的层间承压水，含水层以砂岩和砂砾岩为主。补给来源主要是露头处的洪流入渗，或通过更新统砂砾石含水层间接补给。它们的排泄途径是多种多样的，往往随断层阻水或导水性质不同而改变。

三、地下水水质概况

区域各种类型的地下水化学成分以SO42- 、Cl- 、Na+离子为主，水化学类型主要为Cl·SO4－Na及SO4·Cl－Na·Mg型，普遍具有高矿化度、高硬度和高氟的特征。区域地下水矿化度多数大于1g/L，氟含量一般在1mg/L以上。矿化度总体趋势是东南低、西北高；氟含量总体趋势是北部、西部高、南部、东部低。

第二节 矿井水文地质条件

红沙岗一矿位于区域水文地质单元的北缘东部。根据区内自然条件和含、隔水层的赋存情况，总体来说，其水文地质条件简单，地表水和地下水对矿井开采影响不大。

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一、含水层、隔水层的划分

井田内的含水层按其含水性、含水类型及水力特征，可划分为五个含水层和四个隔水层。

1、第四系全新统砂砾层孔隙潜水含水层，为井田第一含水层。 2、侏罗系沙枣河群砂岩、砾岩承压含水层，为井田第二含水层。 3、中侏罗统青土井群上部（煤1-1顶板以上）部砂岩承压含水层，为井田第三含水层。

4、中侏罗统青土井群下部（煤6底板以下）～下侏罗统芨芨沟群中部以上砂岩、砾岩承压含水层，为井田第四含水层。

5、加里东期、海西期花岗岩裂隙含水层，为井田第五含水层。 6、侏罗系沙枣河群上、中岩组隔水层，为井田第一隔水层。 7、侏罗系中统青土井群上岩组隔水层，为井田第二隔水层。 8、侏罗系中统青土井群下岩组隔水层，为井田第三隔水层。 9、侏罗系下统芨芨沟群下岩组隔水层，为井田第四隔水层。 对矿井开采有影响的含水层为中侏罗统青土井群上部（煤

1-1顶板以

上）部砂岩承压含水层和中侏罗统青土井群下部（煤6底板以下）～下侏罗统芨芨沟群中部以上砂岩、砾岩承压含水层，其余含水层与煤层的间距大，对矿井开采基本无影响。

二、含（隔）水层水文地质特征 （一）含水层特征

1、第四系全新统砂砾层孔隙潜水含水层

全区分布，主要赋存于沙河底部，第四系厚度0～5m，平均厚2.06m，含水层厚度一般小于2m。北部靠近山区地段，透水不含水；向南由于岩性变细，地下水流受阻，地形变低等原因，出露少量井、泉，水位浅、

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水量小。潜水由北向南径流，最后汇入盆地中心。潜水主要靠山区潜流及雨洪渗入补给，并继续下渗，成为下伏基岩含水层的补给源。

2、侏罗系上统沙枣河群砂岩、砾岩承压含水层

分布广泛，主要为沙枣河群底部砂岩、砾岩，岩性变化大，厚度小而不稳定。上部有厚度很大的泥岩隔水层，地表仅在勘探区东北角有零星露头，补给条件差,该含水层位于煤层以上84～202m,平均间距143m。含水层平均厚度40m。据加203孔第二、第三含水层混合抽水资料：混合涌水量20.5m3/d（根据岩性判断主要为该层出水），单位涌水量0.0027L/s·m，渗透系数0.009m/d，水头标高1457.04m,属弱含水层。水化学类型为Cl·HCO3 －Na型，矿化度4.115g/L。SO42-含量359.3mg/L, Cl-含量1230 mg/L，依据2002年颁发的《岩土工程勘察规范》综合评定，其水质对混凝土具弱腐蚀性，对钢铁具中等腐蚀性。

3、中侏罗统青土井群上部（煤1-1顶板以上）部砂岩承压含水层，为井田第三含水层。

分布广泛，主要中侏罗统青土井群上部（煤1-1顶板以上）的砂岩，岩性变化大，厚度小而不稳定。厚10-50m，厚度变化大。除勘探区东北角有少量露头，其余地段都被深埋于400m以下，补给条件极差。该含水层和上部第三含水层进行了混合抽水试验，水文地质参数可见对第二含水层的叙述。抽水结果表明，该含水层为弱含水层。水化学类型为Cl·HCO3 －Na型，矿化度4.115g/L。依据2002年颁发的《岩土工程勘察规范》综合评定，其水质对混凝土具弱腐蚀性，对钢铁具中等腐蚀性。

4、中侏罗统青土井群下部（煤6底板以下）～下侏罗统芨芨沟群中部以上砂岩、砾岩承压含水层。

主要为中侏罗统青土井群下部（煤6底板以下）～下侏罗统芨芨沟

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