郑州登电德鑫煤业有限公司地面瞬变电磁勘探报告.doc

登电德鑫煤业有限公司地面瞬变电磁勘探报告报告编制单位：山西煤田地质局综合勘探队报告编制时间：二一四年四月郑州登电德鑫煤业有限公司地面瞬变电磁勘探报告队 长：*总工程师：*主 编：*副 主 编：*项目经理：*野外采集：* *资料处理：* * *测 量：马* *校 对：*审 核：*报告编制单位：山西煤田地质局综合勘探队报告提交单位：郑州登电德鑫煤业有限公司报告编制时间：2014年4月 目 录序 言1第一章 勘探区概况2第一节 勘探区位置与范围2第二节 地质任务3第三节 自然地理3第四节 以往地质、物探、水文工作4第五节 矿井中及周边小煤窑的开采情况6第二章 地质概况及地球物理电性特征9第一节 地质概况9第二节 构 造10第三节 煤 层12第四节 矿井水文地质13第五节 勘探区地球物理特征16第三章 原始数据采集18第一节 瞬变电磁法简介18第二节 试验工作19第三节 工程布置及工作量完成情况22第四节 主要生产技术措施及质量评价23第五节测量工作24第四章 资料处理与解释29第一节 瞬变电磁资料处理29第二节 资料解释30第五章 勘探成果37第一节 二1煤层顶板砂岩富水异常区37第二节 二1煤层采空积水异常区40第三节 石炭系太原组L7-9灰岩富水异常区41第七章 结论与建议43第一节 结 论43第二节 存在问题和建议43附表一 测点坐标对照表45附图目录图名比例尺图号实际材料图1：5000附图1-11560线视电阻率断面图1：5000附图2-11600线视电阻率断面图1：5000附图2-21640线视电阻率断面图1：5000附图2-31680线视电阻率断面图1：5000附图2-41720线视电阻率断面图1：5000附图2-51760线视电阻率断面图1：5000附图2-61800线视电阻率断面图1：5000附图2-71840线视电阻率断面图1：5000附图2-81880线视电阻率断面图1：5000附图2-91920线视电阻率断面图1：5000附图2-101960线视电阻率断面图1：5000附图2-112000线视电阻率断面图1：5000附图2-122040线视电阻率断面图1：5000附图2-132080线视电阻率断面图1：5000附图2-142120线视电阻率断面图1：5000附图2-152160线视电阻率断面图1：5000附图2-162200线视电阻率断面图1：5000附图2-172240线视电阻率断面图1：5000附图2-182280线视电阻率断面图1：5000附图2-192320线视电阻率断面图1：5000附图2-202360线视电阻率断面图1：5000附图2-212400线视电阻率断面图1：5000附图2-222440线视电阻率断面图1：5000附图2-232480线视电阻率断面图1：5000附图2-242520线视电阻率断面图1：5000附图2-252560线视电阻率断面图1：5000附图2-262600线视电阻率断面图1：5000附图2-272640线视电阻率断面图1：5000附图2-282680线视电阻率断面图1：5000附图2-292720线视电阻率断面图1：5000附图2-302760线视电阻率断面图1：5000附图2-312800线视电阻率断面图1：5000附图2-322840线视电阻率断面图1：5000附图2-332880线视电阻率断面图1：5000附图2-342920线视电阻率断面图1：5000附图2-352960线视电阻率断面图1：5000附图2-363000线视电阻率断面图1：5000附图2-373040线视电阻率断面图1：5000附图2-383080线视电阻率断面图1：5000附图2-393120线视电阻率断面图1：5000附图2-403160线视电阻率断面图1：5000附图2-413200线视电阻率断面图1：5000附图2-423240线视电阻率断面图1：5000附图2-433280线视电阻率断面图1：5000附图2-443320线视电阻率断面图1：5000附图2-453360线视电阻率断面图1：5000附图2-463400线视电阻率断面图1：5000附图2-473440线视电阻率断面图1：5000附图2-483480线视电阻率断面图1：5000附图2-493520线视电阻率断面图1：5000附图2-503560线视电阻率断面图1：5000附图2-513600线视电阻率断面图1：5000附图2-523640线视电阻率断面图1：5000附图2-533680线视电阻率断面图1：5000附图2-543720线视电阻率断面图1：5000附图2-553760线视电阻率断面图1：5000附图2-563800线视电阻率断面图1：5000附图2-573840线视电阻率断面图1：5000附图2-58二1煤顶板砂岩视电阻率顺层切片图1：10000附图3-1二1煤视电阻率顺层切片图1：10000附图3-2石炭系太原组L7-9灰岩视电阻率顺层切片图1：10000附图3-3二1煤顶板砂岩富水异常区分布图1：5000附图4-1二1煤采空积水异常区分布图1：5000附图4-2石炭系太原组L7-9灰岩富水异常区分布图1：5000附图4-3序 言受登电德鑫煤业有限公司委托，山西煤田地质局综合勘探队（以下简称“物测队”）在其划定范围内进行瞬变电磁勘探，探测勘探区范围内二1煤层顶、底板富以及采空区积水情况。物测队于2014年11月5日进入勘探区进行测量工作，并于当日完成了勘探区的控制工作。于2014年11月6日选取5个线上物理点进行了试验，通过对所获资料进行处理，对各种方法、参数进行对比分析，选择了最优施工方案。于2014年11月6日开始外业采集工作，测点放样与野外数据采集同期进行， 2014年11月18日完成野外数据全部采集工作。实际完成线上物理点981个，试验点5个（折合物理点20个），质量检测点68个，共计瞬变电磁勘探物理点1069个。在野外施工中投入了大量的人力和物力，采用了相应的技术手段，保障了数据采集的可靠性和准确性。在后期资料处理和解释中，吸取以往工作经验，参考了区内相关的钻探、水文等地质资料，进行了大量的数据处理和分析。针对本次勘探的各项地质任务进行分析和解释，编写了郑州登电德鑫煤业有限公司地面瞬变电磁勘探报告。本报告使用的标准为中华人民共和国地质矿产部地面瞬变电磁法技术规程（DZ/T 01871997）、行业规范煤炭电法勘探规范（MT/T8982000）、全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T183412001）、测绘产品质量评价标准（CH1003-1995）。第一章 勘探区概况第一节 勘探区位置与范围郑州登电德鑫煤业有限公司位于登封市石道乡和君召乡交界处的上沃村，北东距登封市约25km，南距汝州市约25km，行政区划隶属石道乡管辖。地理坐标为：北纬342127342151，东经11248351125004。勘探区内交通以公路为主，伊川登封的公路从勘探区北约2km处通过，勘探区内有至石道乡和临汝镇的县级公路穿过，且登封煤田专用铁路从勘探区北部通过，交通较为方便。详见交通位置图（图1-1）。图1-1 交通位置示意图本次勘探的范围由以下14个拐点坐标依次围圈而成，东西长约2.26km，南北宽约0.70km，面积约1.32km2。具体拐点坐标见表1-1。图1-2 勘探区示意图表1-1 瞬变电磁勘探范围拐点坐标表西安80坐标系序号XY序号XY13804090.938391447.283804010.938392687.223804024.938391717.293804575.938392709.233804100.938391737.2103804665.938391737.243804075.938390477.2113804060.938392165.253804730.938390537.2123804069.938392074.263804450.938390537.2133803994.938392047.273804452.938390442.2143803970.938392133.2第二节 地质任务一、地质任务1、探测二1煤层顶、底板富水异常区；2、探测二1煤层采空区积水异常区。二、作业依据瞬变电磁工作依据地面瞬变电磁技术规程（DZ/T0187-1997）和煤炭电法勘探规程（MT/T898-2000）；测量工作依据煤炭资源勘探工程测量规范(煤炭工业部1987)、全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314-2001）和测绘产品质量评价标准（CH1003-1995）。第三节 自然地理一、地形、地貌勘探区属于低山丘陵区，为伏牛山余脉，主要山脉呈近东西展布，地面标高为+443.2+630.2m，最高点位于勘探区中部伏牛山老和尚门，最低点位于勘探区东南角杜家湾处，相对高差约187m。勘探区地形切割剧烈，沟壑纵横，地面坡度较大，有利于大气降水的排泄。二、水系勘探区主要水体为勘探区东南部的隐士沟水库，最大库容量为548104m3。地表水主要靠大气降水和少量地下水补给，季节性变化较大，流向东南，汇入淮河，属淮河水系。据调查：水库上游小溪7-9月为洪水期，流量大，流势急，洪峰涨落极快，最大流量可造成溪岸附近洼地被淹，农田被毁。三、气象勘探区属于暖温带大陆性季风气候，四季分明。据登封市气象站2005-2011年观测资料，雨季集中在7-9月份，年降水量为472.1699.7mm，平均590.13mm，年蒸发量1473.31809.4mm，年平均相对湿度5266%，最大积雪深度18mm（2006年1月20日）。6-7月气温较高，最高温度可达40.10（2009年6月24日），1月气温较低，最低温度-14.0（1979年1月31日），年平均气温为14.83。春、夏、秋三季以东风，东北风为主，冬季以西风为主，风力以冬、春季较大，最大风速9.615.7m/s，极大风速26.7 m/s（2007年4月15日）。第四节 以往地质、物探、水文工作一、以往的地质勘查工作本矿区属登封煤田马岭山勘探区。在历次勘查过程中，多次涉及到本矿区。1、1937年河南省地质调查所曹世禄先生最先在本矿区进行调查。著有河南汜水、偃师、登封、宜阳、临汝等县地质矿产调查报告。2、1952年开封地质调查所冯景兰、张伯声等著豫西地质矿产调查报告。3、1955年中南地质局456队进行过1:50000地质测量，编有河南省登封煤田普查报告（草稿）。4、1958年河南煤田地质局101队完成登封煤田1:10000综合地质测量183km2，并在本区施工钻孔2个（区内B63-1孔162.19m，邻区B59-1孔110.37m，），工程量272.56m，同时对老窑、生产井进行了调查，编有河南省登封煤田普查报告。5、1972年河南省建委地质五队应新建煤矿要求，在区内及邻近地段施工了7个钻孔（区内5001,5102,5201，共3孔970.27m，邻区5002、5202、5302，4902，共4孔2160.22m）,工程量3130.49m。6、1979年-1982年登封煤田详查时，马岭山区段内共施工62孔，其中在本区及邻近地段施工钻孔13个（区内5003，共1孔190.39m，邻区5401、5403、5404、5502、5601、5603、5701、5702、5703、5704、5803，4903，共12孔4781.66m），工程量4972.05m。1982年3 月河南煤田地质公司提交了河南省登封煤田详查地质勘探报告，该报告1982年8月3日省煤管局以（82）豫煤基字第710号文审查批准。7、1982年-1986年马岭山区勘探时，共施工73孔，本区内未施工钻孔，在邻近地段共施工钻孔11个（5004、5204、5402、5503、付5603、5604、付5702、5705、5706、5707， 4901），工程量5983.53m，河南煤田地质二队于1986年10月提交了河南省登封、伊川县登封煤田马岭山勘探区精查地质报告；1987年8月由省储委评审通过并以豫储决字（1987）13号文批准。8、2003年煤田二队编制有河南省登封市登封市君鑫煤业有限责任公司煤炭资源储量核查报告，后经国土资源厅以“豫国土资认储字200314号”文批准。9、2006年2月河南省煤田地质局一队编制了河南省登封市君鑫煤业有限责任公司煤炭资源储量核查报告，2006年3月该报告经北京中矿联咨询中心评审通过，2006年4月河南省国土资源厅以“豫国土资储备字200668号”矿产资源储量评审备案证明予以备案。10、原登封市君鑫煤业有限责任公司君鑫二矿2007年12月委托河南省煤田地质局一队进行了储量核查，2008年4月完成了储量核查报告并在省国土资源厅备案。二、矿区内以往的水文工作1、简易水文地质观测1982年以前简易水文工作不够正规，钻孔简易水文工作观测项目不全，部分质量较低，1982年以后，简易水文观测系统标准化，所施工钻孔严格按设计要求进行，观测质量均达甲级以上标准，其质量可靠。2、抽水试验矿区内没有抽水试验钻孔，在矿区邻近东部矿区外的5701孔做了寒武系灰岩抽水试验，西部矿区外4203孔做了五3煤层顶部砂岩段抽水一次，其中水位降深（S）40.17m，涌水量（Q）0.168 L/s，单位涌水量（q）0.00418 L/sm，渗透系数（K）0.0333 m/d。3、钻孔封闭该区普、详查钻孔可采煤层上下一般只封闭10m，且未启封检查，封闭厚度较小。 勘探阶段钻孔封闭按原河南煤田地质局煤田勘探钻孔质量标准实施细则规定执行。具体为：石盒子组可采煤层顶板封闭40m，底板封闭10m；山西组可采煤层顶板封闭60m，底板以下封至孔底；破碎带顶、底板封闭10m；孔口封闭5m埋暗标。封孔砂浆比例110.7（砂子水泥清水）。马岭山勘探阶段末期曾选择5孔检查封孔质量，普、详查孔封孔质量不符合现行标准，勘探阶段钻孔经3个孔透孔检查，煤层顶底板水泥固结完好，与孔壁粘结一体，质量可靠。四、以往资料的收集及参考利用情况本次勘探共收集到的资料有：郑州登电德鑫煤业有限公司瞬变电磁勘探报告、郑州登电德鑫煤业有限公司生产矿井地质报告、郑州登电德鑫煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告及部分邻近区钻孔资料。本次报告编写第一章概述和第二章矿区地质概况主要整理利用郑州登电德鑫煤业有限公司生产矿井地质报告和郑州登电德鑫煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告的地质情况；在试验以及资料的处理解释中主要结合了钻孔资料和郑州登电德鑫煤业有限公司瞬变电磁勘探报告等地质成果。第五节 矿井中及周边小煤窑的开采情况一、老窑矿区浅部有许多老窑，窑口位于风化带内，它们多于1958至1960年开采。由于时间久远，现均恢复为耕地，其开采范围和开采量不详。二、邻近矿井与德鑫煤业邻近的矿井主要有登封市君鑫煤业有限责任公司、郑州登电鑫融煤业有限公司、郑州市磴槽集团金岭煤业有限公司、郑州市郑宇工贸有限公司。其位置关系见图1-3。现将邻近矿井的基本情况简述如下：1、登封市君鑫煤业有限责任公司该矿的南部和西部边界为德鑫煤业的北部和东部边界，于1996年建井，2000年建成投产，开采二1煤层，斜井开拓，走向长壁后退式炮采。设计年生产能力30万吨，2005年始达30万吨/年的设计能力。现矿井揭露二1煤层走向近东西，倾向北，具体产状1029，煤层结构简单，偶含夹矸，矿井揭露煤厚变化较大，0.412.2m，一般厚34m，东西见两个薄煤带，贫煤，顶板多为砂岩和泥岩，局部有伪顶为炭质泥岩，底板多为砂质泥岩和泥岩。采掘中未见断层和褶曲，单斜构造。矿井来水以顶板淋水为主，原来正常涌水量为30-40m3/h，现正常涌水量65-70m3/h，最大涌水量88.32m3/h。通风后瓦斯相对涌出量为4.823/t，现按瓦斯矿井管理。现已开拓至+80m水平，一次采全高，回采率75。该矿井紧邻本矿，对本矿的开采有一定影响。2、郑州登电鑫融煤业有限公司鑫融煤业是由原登封市君鑫煤业有限责任公司君鑫三矿与郑州登电煤业开发有限公司重组而成的新企业。鑫融煤业开采煤层为五3煤层，开采范围为河南省国土资源厅核定的采矿许可证范围；规划井筒数为三个，分三个采区开采五3煤层，开采标高为+460至+50m。井田设计生产能力15万吨/年。矿井采用走向长臂采煤法，自动垮落法管理顶板。该矿位于本矿区的北部，开采五3煤层，对本矿的开采暂无影响。3、郑州市磴槽集团金岭煤业有限公司该矿由原郑州市磴槽集团有限公司登封市金岭煤矿、登封市颖阳镇万福煤矿、登封市颖阳镇富民煤矿、登封市君召第二煤矿4个煤矿进行煤炭资源整合而成的新矿山。位于郑州登电德鑫煤业有限公司的西北部，允许开采一7、二1煤层。矿井设计生产能力60万吨/年，开采深度570m-640m标高。二1煤厚0.18-10.36m，结构简单。二1煤顶板为泥岩和中粒砂岩或粉砂岩互层，底板为泥岩或砂质泥岩。二1煤瓦斯风化带大体在煤层底板标高+350m以上，属高瓦斯矿井，煤尘具爆炸危险性，属不易自燃煤层。矿井一般涌水量80m3/h左右，涌水方式主要为顶板淋水，该矿位于德鑫煤业的深部，有利于德鑫煤业排水降压。4、郑州市郑宇工贸有限公司该矿位于德鑫煤业的西部，2005年由原登封市君召乡兴发煤矿、君召乡兴财煤矿和登封市君召乡第三煤矿整合而成。设计斜井、立井联合开拓，地下开采二1、一7煤层，生产规模15万吨/年。现阶段只开采二1煤层。二1煤层为中低灰，中低硫，低磷，中高发热量煤,属高熔灰分贫煤，视密度为1.39t/m3。采用走向长壁后退式一次采全高，全部冒顶法管理顶板。属低瓦斯矿井，煤尘具爆炸危险性，属不易自燃煤层。矿井一般涌水量20m3/h左右，涌水方式主要为顶板淋水。该矿位于本矿西部，对本矿的开采有一定影响图1-3 德鑫煤业与邻近矿井位置图第二章 地质概况及地球物理电性特征第一节 地质概况勘探区地层属华北地层区豫陕地层分区嵩箕小区。据钻孔揭露和地表出露情况，勘探区地层自老而新沉积有：寒武系、石炭系、二叠系及第四系。一、寒武系()1、上统崮山组（3g）灰色，厚至巨厚层状白云质灰岩，含不均一的鲕粒，中夹薄层泥岩和砾屑灰岩，顶部溶洞发育，常有本溪组的铝质岩或铝质泥岩充填，与下伏张夏组连续沉积，勘探区钻孔揭露该层厚度93.55m。二、石炭系（C）地表裸露有零星上统本溪组和太原组地层，缺失下统，与下伏寒武系崮山组地层呈平行不整合接触，平均厚度45.52m。1、上统本溪组（C2b）厚9.3313.50m，平均厚11.44m。上部为灰至深灰色铝质岩，具豆状、鲕状结构；下部为灰色铝质泥岩，夹黄铁矿结核。2、上统太原组（C2t）下自一1煤层底板底部，上至山西组二1煤层底板砂岩之底。厚31.2537.53m，平均34.08 m。该组岩相变化较大，主要由石灰岩、泥岩、砂质泥岩、薄煤层及炭质泥岩、砂岩组成。依据岩性组合特征可分为三段：下部灰岩段、中部碎屑岩段和上部灰岩段。三、二叠系（P）自太原组L9灰岩或菱铁质泥岩顶部至三叠系下统圈门组金斗山砂岩底界。主要由山西组、下石盒子组、上石盒子组组成，钻孔揭露地层总厚度383.89m，与下伏地层整合接触。1、下统山西组（P1s）下自太原组L9灰岩或菱铁质泥岩顶部，上至砂锅窑砂岩（Ss）之底，厚78.9086.29m，厚平均83.79m。为一套灰至深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩及煤层组成的含煤地层。二1煤层赋存于该组的下部。其顶板大占砂岩（Sd）为中细粒砂岩，以层面含炭质及大量白云母为典型特征，局部相变为砂质泥岩。本组上部的灰色泥岩、砂质泥岩具暗斑，含菱铁质假鲕（俗称小紫泥岩），是划分山西组的辅标志层。2、下统下石盒子组（P1x）下自砂锅窑砂岩（Ss）底，上至田家沟砂岩（St）底，含三、四、五、六共四个煤段，平均厚295.57m。其岩性组合以砂岩、砂质泥岩、泥岩及不稳定的薄煤层为主。各煤段划分均以煤段底部的砂岩为界，其中三煤段不含煤层，四、六煤段偶见薄煤层，但均不可采。五3煤层赋存于五煤段中部。本组底部的砂锅窑砂岩（Ss）为灰或灰白色厚层状中、粗粒石英砂岩，具大型板状、槽状层理，正粒序，为区域对比标志层；其上部为浅灰色、绿灰及紫红色泥岩、砂质泥岩，含紫斑及鲕粒（俗称大紫泥岩），层位稳定，是划分地层的良好标志。3、上统上石盒子组（P2s）下自田家沟砂岩（St）底，上至平顶山砂岩（Sp）底，含七、八、九共三个煤段。其岩性由灰、灰绿色、浅灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及细、中粒砂岩组成，偶夹薄煤层。中部常发育23层薄层状硅质泥岩。底部的田家沟砂岩为灰至灰白色中粒长石石英砂岩，具板状和楔状层理，正粒序，石英含量8085%，长石1520%，硅质胶结，层位稳定，是上、下石盒子组分界的重要标志。该组在勘探区基本被剥蚀。四、第四系（Q）广泛分布全区，主要为残坡积及冲洪积。岩性有粘土、粉质粘土、残坡积碎石及疏松砾石层，顶部常有腐植土。据钻孔揭露及地表出露，厚014.64m，平均厚6.56m。以角度不整合超覆于其它各系地层之上。第二节 构 造一、区域构造勘探区所处位置位于登封煤田的西南部，登封煤田位于华北古板块嵩箕构造区嵩箕断隆小区，其总体构造形态为一轴向近东西的向斜构造颖阳芦店向斜，北为嵩山背斜，南为箕山背斜，煤田内主干构造线有：近东西向的正断层，主要有月湾断层、宋表郭沟断层、王屯龟山断层等。北西向平移断层，主要有东瓦店断层、五指岭断层、嵩山断层等。缓倾角断层（滑动构造），主要有芦店滑动构造、米河贾峪滑动构造、白坪滑动构造等，滑动构造为煤田内广为发育的控煤构造型式，对煤层赋存状况有着重要的影响。勘探区位于颖阳芦店向斜南翼西段，以龙泉寺断层为勘探区东边界（图2-1）。图2-1 登封煤田构造纲要图二、井田构造井田总体构造特征为一走向近东西、倾向北、地层倾角2431的单斜构造，勘探区内尚没有断裂构造揭露。邻近矿区东北边界处发育有马F37断层、马F21断层，均未下切至二1煤层。1、马F37正断层位于芦家坡村东,走向8085,倾向北，倾角78，长约0.8km，落差24m。地表被掩盖，据上沃烟煤矿三水平11051工作面下付巷主井东 420-520m处穿见该断层北部下降盘七煤底田家沟砂岩与南部上升盘七2煤层接触，缺失地层约35m；5302孔孔深246m处见到五煤段下部及四煤段上部地层缺失30m；5403孔孔深370m处见四煤段地层缺失45m（和马F21断层的叠加断距）。该断层控制为查明。2、马F21正断层位于矿区东部边界外，为一走向近于南北、倾向西、倾角70的正断层。延展约1.2km，落差约20m。本断层地表清晰，可见断层面及破碎带。七2煤层露头被错开，5402孔于孔深214.55m和5403孔孔深370m处均有地层缺失现象。控制程度为查明。三、岩浆岩井田范围内无岩浆岩。第三节 煤 层一、含煤性勘探区内含煤地层为太原组、山西组及下石盒子组地层（上石盒子组地层均被剥蚀），总厚度413.44m，区内有钻孔5个，揭露六个含煤段，见煤17层，煤层平均总厚度8.27m，含煤系数2.0%，二1煤层为本矿主采煤层，全区可采，其它煤层均不可采。各煤段含煤性及煤层发育特征见表2-1。表2-1 各煤段含煤性及含煤特征简表地层代号煤段煤层名称穿过点见煤点见煤厚度（m）煤层评价系统组两极值平均值发育程度可采性PP1P1x六煤段六2110.240.24偶见不可采五煤段五5110.360.36偶见不可采五4110.360.36偶见不可采五3110.710.71较发育不可采五2110.230.23较发育不可采四煤段四3220.27-0.360.32较发育不可采P1sh二煤段二55200.360.16偶见不可采二3530.270.590.49偶见不可采二1550.1014.523.39发育全区可采二05100.220.04不发育不可采CC2C2t一煤段一7550.350.560.46较发育不可采一65400.910.36较发育不可采一55301.130.41较发育不可采一45100.290.06偶见不可采一35400.410.25较发育不可采一25400.680.30较发育不可采一15200.360.13不发育不可采二、可采煤层勘探区可采煤层仅二1煤层，其它煤层均不可采。二1煤层限采煤层，位于山西组下部大占砂岩之下，距上部香炭砂岩约30m、砂锅砂岩约68m，距下部L7灰岩约11m。区内穿过该层位的钻孔有5个,全部见煤，加上矿井揭露的37个煤厚点，煤厚0.1014.52m，平均3.39m。煤层较稳定，全区可采，煤层埋深30430m，煤底标高+440+100m。在5个见煤钻孔中可采点5个，占100%；另据生产矿井揭露，局部见有零星分布的小范围的不可采之薄煤带，其长轴方向约北北东向，薄煤带约占揭露面积的3，局部煤层有突然增厚现象（B63-1），煤层结构简单，偶含一层夹矸，夹矸岩性为泥岩和炭质泥岩。42个见煤点中，3个不可采点，39个可采见煤点。可采见煤点中0.701.30m薄煤层有6点，1.313.50m中厚煤层有17点，3.508.00m厚煤层有14点，大于8.00m巨厚煤层有2点。总之，二1煤层大部为中厚厚煤层。第四节 矿井水文地质一、含水层1、寒武系上统碳酸盐岩岩溶裂隙承压水含水层主要由崮山组白云质灰岩组成，岩性比较稳定，岩溶发育程度较低，且不均一，具溶沟、溶槽、溶隙和溶孔、溶洞等溶蚀现象。勘探区中有3个钻孔揭露该层，揭露最大厚度93.55m，未揭穿，区域厚212.42m。勘查中邻区5701孔出现涌水。孔口标高+433.54m，涌水量1.7211.998L/s。涌水深度195m，标高+238.54m，水温1717.5，属断层破碎带水。 据马岭山勘探区3个钻孔及勘探区5701孔资料，该含水层静止水位标高+434.24+482.46m，据北部庞窑井田2010年2703孔抽水资料，静水位标高为+385.45m，单位涌水量（q）0.008721.040L/s.m，渗透系数（K）0.024511.16m/d。水化学类型为HCO3-CaMg型及HCO3-Ca型。矿化度0.2590.384g/L，水温1420。另外据本矿南部的供水井资料，静水位标高为+204m，单位涌水量为5.556L/sm，经过分析对比，该含水层静水位标高采用+204m。资料表明，该层含岩溶裂隙承压水。富水性及导水性极不均一，该层至二1煤层平均厚37.27m，其间夹有三个较稳定的隔水层，正常情况下，该层地下水不能直接进入二1煤层矿床，属二1煤层间接充水强含水层。2、太原组下段碳酸盐岩岩溶裂隙承压水含水层由L1L4灰岩组成，平均厚6.99m。L1及L3灰岩较发育，层位稳定，岩溶裂隙发育较差，且多被方解石充填。该层出露的泉水，仅有上窝泉一个，涌水量2.1725.002L/s。其地下水动态随季节变化。据西部3001、3505孔1982年资料，该含水层地下水静止水位标高为+439.35+445.16m，单位涌水量（q）为0.0410.159L/s.m，渗透系数（K）0.3150.604m/d。地下水化学类型主要为HCO3-Ca型，其次为HCO3-CaMg型，矿化度0.2390.363g/L，水温1418。该层为岩溶裂隙承压水含水层，含水性及透水性极不均一，地下水位埋藏较深。该层至二1煤层距离平均35.04m，其间夹有两个较稳定的隔水层，正常情况下，该层地下水不能进入二1煤矿床，属间接充水含水层。3、太原组上段碳酸盐岩岩溶裂隙承压水含水层由L7L9灰岩组成。其中L7灰岩较发育，岩性和层位较稳定，厚度平均8.61m，岩溶裂隙发育较差，且极不均一。勘探区中揭露该层的钻孔5个，钻孔简易水文观测结果，仅5003孔遇裂隙漏水，漏失量6.39m3/h。据勘探区北部庞窑井田2009年2010年1101孔和0502孔抽水资料，单位涌水量为0.00020.0000115 L/sm，平均值为0.0001058 L/s.m；渗透系数（k）为0.002260.0000665m/d，平均值为0.0011633m/d；静水位标高为367.39273.27m，平均值为320.33m。地下水化学类型为HCO3 -Ca型，矿化度 0.741g/L，水温19.5。该层地下水动态随季节性变化。该层至二1煤层距离平均8.41m，为岩溶裂隙承压水，含水性弱，导水性差，且不均一，为二1煤层底板直接充水含水层。4、二叠系下统山西组二1煤层顶板砂岩孔隙裂隙承压水含水层由二1煤层至下石盒子组底部之间的中、粗粒砂岩组成，以大占砂岩、香炭砂岩为主。一般25层，平均厚21.72m。勘探区中揭露该层钻孔5个，均未发现涌（漏）水现象，据勘探区北部庞窑井田2010年0502孔和2503孔抽水资料，单位涌水量（q）0.0000520.00109L/sm，平均值为0.000571L/sm；渗透系数（K）0.0002980.00929m/d，平均值为0.00048m/d；静水位标高为+289.20+408.37m，平均值为348.79m。水化学类型为HCO3-Ca、HCO3-CaMg型和HCO3-Na型，矿化度0.3530.739g/L，水温1523。该层水属孔隙裂隙承压水，含水性弱，透水性差，且不均一，此层位于二1煤层上部，采煤期间地下水可直接进入矿床，属二1煤层顶板直接充水含水层。5、二叠系下统下石盒子组砂岩孔隙裂隙承压水含水层由砂锅窑砂岩底至田家沟砂岩顶间的中粗粒砂岩组成，其中三煤段砂岩平均厚10.65m，四煤段砂岩平均厚8.97m；五煤段底至田家沟砂岩顶界间砂岩，平均厚11.20m。据马岭山勘探区钻孔简易水文地质观测结果，漏失量为1.1315.00m3/h，涌水量0.16m3/h（3504孔）。本勘探区外的4203孔五3煤层顶部砂岩段抽水资料，单位涌水量（q）0.00418L/s.m，渗透系数（K）0.0333m/d。该层地下水化学类型为HCO3-Ca、HCO3-CaMg型和HCO3-Na型。矿化度0.3360.645g/L。水温1619。该层含水性弱，导水性差，属孔隙裂隙承压水，为五3煤层的顶、底板直接充水含水层，属二1煤层顶板间接充水含水层。6、第四系潜水含水层以坡积或冲洪积砂、砾卵石层为主，多分布于沟溪及其两侧和山坡脚处，平均厚5.36m，该层含水性较弱，动态随季节变化显著，以孔隙潜水为主，正常情况下对煤层影响不大。二、隔水层1、本溪组铝质泥岩隔水层由鲕状铝质岩和铝质泥岩组成，沉积连续，层位稳定，厚度平均11.85m，岩石致密，裂隙不发育，正常情况下，可阻隔寒武系灰岩水和太原组下段灰岩水的联系。但遇厚度较薄或构造破坏地段，隔水能力将会降低或失去隔水作用。2、太原组中段砂质泥岩隔水层系指L4和L7灰岩之间的泥岩、砂质泥岩和细粒砂岩，平均厚17.01m。层位稳定，正常情况下，可阻隔太原组上、下段灰岩水发生水力联系。3、二1煤层底板砂质泥岩隔水层该层赋存于太原组顶与二1煤层底之间，岩性主要为泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩，厚度平均8.41m，正常情况下，可阻止太原组上段灰岩水进入二1煤层矿床。但遇厚度较薄地段或受构造破坏，隔水能力将会降低，甚至不起隔水作用。4、上、下石盒子组砂质泥岩、泥岩隔水层主要由泥岩、砂质泥岩组成，由于厚度较大和岩石的不透水性，所以隔水条件较好。三、矿井充水因素分析1、大气降水和地表水勘探区南部二1煤层埋藏较浅，并且有二1煤层露头，地表水、大气降水有可能沿开采时形成的地面塌陷、导水裂缝带进入矿井，成为矿井充水的间接但重要的补充来源。对矿井开采影响较大，为矿井开采主要威胁之一。2、二1煤层顶板砂岩裂隙水现采二1煤层的直接充水含水层为其顶板砂岩裂隙水含水层，以二1煤层上部的大占砂岩、香炭砂岩为主，岩性为细中粒砂岩，属弱富水性含水层，多以淋水形式向矿坑充水。3、石炭系太原组上段灰岩岩溶裂隙承压水二1煤层底板直接充水含水层，由L7L9三层灰岩组成，其中L7和L8两层灰岩较发育。岩石裂隙及导、突水性极不均一，在断裂构造作用下，使其与下部强含水层产生水力联系时，突水性则会相应增加，是二1煤层开采过程中的主要底板突水水源，要做好防治水工作。4、老空水据以往老窑调查资料，在开采煤层的浅部露头地段，有历史上遗留的老窑和生产矿井的采空区老塘，主要分布在勘探区南部煤层露头一带，其采掘范围、停采时间、停采原因以及积水情况不详，故当采掘工程向浅部推进时，应打超前钻、放水钻，并留设足够的防水保安煤（岩）柱，以避免发生老空水突出溃水，造成淹井等水患。第五节 勘探区地球物理特征 一、瞬变电磁法勘探的原理及前提条件瞬变电磁法属于时间域电磁感应法，它利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲场，在一次脉冲间歇期间利用回线或电偶极接收感应二次场，该二次场是由地下良导地质体受激励引起的涡流所产生的非稳定电磁场，通过对观测到的随时间变化的二次场信号的变化，就可以判断出地下地层的电性变化及不均匀地质体的分布情况。通过对反映地电断面变化的瞬变冲场间电磁曲线的分析，可以了解深度方向上地质剖面的特征。利用电法勘探解决地质问题的前提条件是目标地质体和围岩存在电性差异。理论上讲，干燥的岩石的电阻率为无穷大，但实际上岩石孔隙、裂隙一般是含水的，并且随着岩石的湿度或者含水饱和度的增加，电阻率急剧下降。岩层完整时其电阻率较高，受构造运动等地质作用的影响岩层中常发育有破碎裂隙，岩石破碎程度及其含水的饱和度越大，岩石的导电性会显著增强，地层电阻率明显降低，剖面图上会有明显的低阻异常反映。综上所述，本次勘探的地质任务可以通过电磁法勘探来解决。二、勘探区内地层电性特征勘探区内各地层之间（垂向上）均有较明显的电性差异，正常情况下，地层由新到老视电阻率变化规律为中低阻高阻，根据已掌握的本勘探区资料，第四系由粘土、砂质粘土、粉砂、细砂和砾石组成，多为低阻和中低阻层；二叠系地层由泥岩、粉砂岩、细砂岩、中粗砂岩和煤层组成，一般为中阻层；石炭系地层主要以泥和灰岩为主，其电性一般表现为中高阻；奥陶系地层主要为灰岩，其电性表现一般高阻层。正常地层的电阻率是稳定的，当正常地层内有水存在时，导电性增加，电阻率值变小，富水异常区的电阻率值一般远小于正常地层的视电阻率值。干燥采空区一般呈现高阻反应，当采空区内存有积水时，视电阻率曲线发生变化，伴随明显的向上抬升或向下凹陷的台阶状异常。第三章 原始数据采集第一节 瞬变电磁法简介瞬变电磁法属于时间域电磁感应法，它利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲场，在一次脉冲场间歇期间利用回线或电偶极接收感应二次场，该二次场是由地下良导地质体受激励引起的涡流所产生的非稳定电磁场，通过对观测到的随时间变化的二次场信号的变化，就可以判断出地下地层的电性变化及不均匀地质体的分布情况。就基础理论而言，频域电磁法和时间域电磁法是相同的，两者都是研究电磁感应二次场。但是，由于时域方法在一次场不存在的情况下观测二次场，主要的噪声源不同于频域方法，瞬变电磁法显示出更多的优点，比较突出的优点有以下方面：1、由于观测纯二次场，自动消除了频域电磁法中的主要噪声源装置耦合噪声，噪声主要来自天电及人文电磁干扰。2、时域电磁法对于导电围岩和导电覆盖层的分辨能力优于频域电磁法，并且测量方法技术既快又简单，更适合勘探工作的需要。3、在高阻围岩条件下，没有地形引起的假异常。4、所得到异常的幅度大、形态简单及受旁侧影响小，提高了对地质体的横向分辨能力。有限导电地质体瞬变电磁响应可以用一个具有电阻和电感的回线上的响应相等效，回线中的感应电压V2(t)正比于二次磁场的时间导数式中为衰减的时间常数。利用瞬变电磁勘探解决地质问题的前提条件是地质体和围岩存在电性差异。完整岩层的电阻率较高，但当其因破碎、岩溶或裂隙发育充水时，其导电性会显著增强，视电阻率明显降低，在电法资料上会形成等值线扭曲、凹陷的低阻异常，通过对反映地电断面变化的瞬变电磁曲线的分析，可以了解深度方向上地质剖面的特征。第二节 试验工作一、仪器及性能指标根据本次勘探所承担的地质任务及勘探区对仪器指标的要求，使用加拿大产PROTEM 67D瞬变电磁勘探系统。该仪器是目前国内外瞬变电磁勘探中较先进的仪器之一，与其它瞬变电磁仪器相比，具有抗干扰能力强，勘探深度较大，采用不同频率发射，可针对不同的勘探深度，保证不同时段的采样精度；对低阻体反映更为敏感、施工效率高，施工方式灵活，适用于各种地形工作。PROTEM接收装置主要性能参数为：最大供电电流 25A；积分时间 0.25120S增 益 2026倍采样道数 20/30同步方式 石英钟同步/参考线同步动态范围 29 bits (175db)输出电压 18V150V连续可调接收线圈 接收探头（有效面积200m2；可采用各种装置，施工灵活、高效） 二、试验及工作装置选择瞬变电磁勘探有多种工作装置，结合仪器特点及本次勘探任务要求，采用大定源中心回线工作装置，回线内观测，该方法具有勘探深度大、施工效率高、施工受建筑物影响小、划分异常详细等特点。 根据已知资料，勘探区内二1煤层在勘探区南部出露，在勘探区西北最深约为450m。我队于2014年11月6日在勘探区西北部选取5个线上物理点（折合瞬变电磁物理点20个）进行了试验，试验内容主要为：1、发射线框大小：根据本次勘探的地质任务和以往经验，本次勘探试验了400m400m发射线框。2、频率：为保证对目地层的有效观测，选取适合于本区的发射频率，重点试验了6.25Hz。3、积分时间：选取适合于本区的积分时间以保证干扰得到有效压制，观测数据稳定可靠。4、增益：通过试验选取合适的增益，保证早期数据不溢出，晚期数据能保证勘探深度。试验时在保证早期数据不溢出的情况下，选择较大增益，放大晚期道数据。三、试验分析（1）发射线框大小选择根据以往勘探经验使用400m400m线框就能达到勘探深度，所以本次首先选用该线框进行试验工作。图3-1为1960线1900点电压衰减曲线和视电阻率深度曲线图，频率为6.25 Hz。从反演结果看，400m400m线框有效探测深度达到550m，满足本次勘探的深度要求，因此选择400m400m线框比较合适。视电阻率深度曲线为HA形。曲线前部的H型曲线为第四系地层反应，视电阻率值在第四系底部达到最低；其后视电阻率曲线缓慢上升对应二叠系泥岩、砂质泥岩段；曲线尾支呈高角度上升为石炭系、寒武灰岩的反映。曲线反映与钻孔揭露资料相吻合，满足勘探的需要。4004006.25Hz4004006.25HzQ P C+图3-1 1960线1900号点电压衰减曲线和电阻率深度曲线（2）频率的选择 图3-1为1960线1900点电压衰减曲线和视电阻率深度曲线图，频率为6.25 Hz。可以看出该频率下电压衰减曲线比较圆滑，有效延时可达27.9ms，可以得到足够的有效地质信息；同时6.25 Hz频率能满足勘探深度要求，适合勘探区施工需要。（3）积分时间选择图3-2中红色曲线为积分时间30s时电压衰减曲线，黑色曲线为积分时间60s时电压衰减曲线。从整体来看，两次采集曲线基本一致，均比较圆滑，说明30s积分时间曲线已经达到稳定状态，能够满足叠加次数要求，为提高工作效率，积分时间选择30s。30s60s