柳湾矿采空破坏区物探勘察施工方案.doc

山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷 采空破坏区物探勘察施工方案 山山西西省省第第六六地地质质工工程程勘勘察察院院 2 20 0 年年 9 9 月月 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷 采空破坏区物探勘察施工方案 委托单位 委托单位 山西省柳湾煤矿生产自救组 施工单位 施工单位 山西省第六地质工程勘察院 项目经理 赵永庆 技术负责 王鹤宇 编写人员 赵永庆 王鹤宇 审 核 李恩国 总工程师 李恩国 院 长 赵 斌 单位地址 山西运城 邮政编码 044004 网络地址 WWW SXWHY COM CN 电 话 0359 8681160 传 真 0359 8681160 山西省第六地质工程勘察院 20 年 02 月 目目 录录 1 工区概况 1 1 1 工区位置及交通 1 1 2 自然地理 1 1 3 以往地质报告及勘探工作简况 2 2 本次任务概况 3 2 1 目的与任务 3 2 2 测区范围 4 2 3 项目实施依据 4 3 矿井地质 4 3 1 地 层 4 3 2 含煤地层 9 3 3 构 造 10 4 勘探方法 13 4 1 测量工作 13 4 2 瞬变电磁 15 4 3 可控源大地电磁 16 5 设计工作量 18 5 1 设计工作量 18 6 投入本项目的技术装备 18 7 投入本项目的技术力量 18 8 工期及保证措施 19 9 预计提交的成果 20 附附 图图 目目 录录 图号图号 图名图名 比例尺比例尺 1 1 号图号图 交子里轨道大巷瞬变电磁工作布置图交子里轨道大巷瞬变电磁工作布置图 1 1 20002000 2 2 号图号图 四盘区轨道大巷瞬变电磁工作布置图四盘区轨道大巷瞬变电磁工作布置图 1 1 20002000 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 1 1 工区概况 1 1 工区位置及交通 柳湾煤矿位于山西省孝义市境内 属阳泉曲 西泉 驿马及朴柱乡 镇 管 辖 其地理坐标为东经 111 28 51 111 37 47 北纬 36 56 55 37 04 34 南北长 14 220 Km 东西宽 13 170Km 井田南北长 14 220 Km 东西 宽 13 170Km 面积 107 663km2 柳湾井田交通方便 铁路有南同蒲线介西支线通至井田北部 终点阳泉曲车 站距本矿 0 5Km 并有铁路专用线通至柳湾矿煤仓 孝 柳铁路从井田北侧通过 在白璧关与介支线连通 孝 义 午 诚 县级公路横穿矿区北部 东至介休 58Km 与 307 国道相通 西至交口县 95Km 与 209 国道相通 区内乡级公路四通 八达 交通极为便利 1 2 自然地理 一 地貌 水文 柳湾煤矿位于吕梁山中段之西麓 地形地貌属黄土高原低山丘陵区 由黄土 脊 峁和 东西向 北东 南西向 大型冲沟相间组成 大型山脊 梁峁延展 方向多为北东向和东西向 脊峁部多为黄土和红土覆盖 地势较为平坦 坡麓间 有基岩出露 大多地势陡峻 沟谷均为东西向或南东 北西向 谷底多有冲积物 堆积 本区为地表水系的分水岭 溯源侵蚀剧烈 大型冲沟两侧发育 丰 状小 型冲沟 各大小冲沟均具侵蚀面 呈 U 型或 V 型 沟谷底部多有基岩出露 井田内地势陡峻极为复杂 区内最高点位于井田西北部高唐板村北梁顶 标高为 1206 20m 最低点位于南部李家沟河河床 标高为 882 69m 最大相对高差为 323 51m 柳湾井田属黄河流域汾河水系 主要河流有位于井田北部的兑镇河 贺岭一 带的李家沟河 兑镇河经本区进入 八一 水库于孝义芦家庄一带汇入汾河 李 家沟河经峪口于灵石夏门村汇入汾河 两条河流侧向侵蚀现象比较明显 河道曲 折 地势较缓 两侧有小型河漫滩阶地 井田内大沟谷为季节性水流 平时为干 谷 有的有泉水补给 但流量微小 雨季水量聚增 形成洪水激流 二 气象 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 2 本区属暖温带大陆季风型气候 四季分明 温差较大 雨量集中 春秋干燥 风沙较大 夏季酷热多雨 冬季寒冷干燥 根据历年气象计录资料 日平均气温 7 8 月最高 极端最高气温达 40 12 月下旬 次年 1 月最低 为 20 年平均 气温 10 年平均降水量 500mm 左右 最大年降水量 671 81mm 最小降水量 373 2mm 降水多集中在 6 7 8 9 月份 年平均蒸发量 1800mm 左右 11 月 15 日前后开始结冰 次年 3 月初解冻 最大冻土深度 900mm 无霜期 180 天左右 三 地震 本区位于我省临汾 原平强震带 在霍州 洪洞一带发生 5 级以上地震多起 其中公元前 646 年洪洞县赵城发生 5 级地震 震中烈度为 级 1291 年 元朝 临汾地震死亡万余人 1303 年 9 月 25 日洪洞 赵城一带发生 8 级地震 震中烈 度 度 据历史记载 在赵城 洪洞 临汾三县地裂成渠 村堡移徒 死亡 20 余万人 伤数十万人 1556 年 明朝 永清地震也十分剧烈 1979 年介休地震 本区亦有较强震感 据 中国地震烈度区划图 和 山西省地震动峰值加速度区划图 GB 18306 2001 图 A1 本区属烈震区 地震烈度为 V 动峰值加速度 g 为 0 20 1 3 以往地质报告及勘探工作简况 本区煤炭开发历史较早 据现有资料记载 1921 年 1926 年间由候德封 王竹泉先生对本区进行过地质矿产调查 对全区矿体赋存作了概略的了解 该区 正规的地质勘探工作是在解放以后进行的 1954 年地质部山西办事处燃料地质队做过平遥至灵石间 包括本区 五万分 之一的地质普查 1957 年华北煤田地质勘探局普查一队作过孝义县至蒲县间的普 查 包括本区 并提交了普查报告 对本区以后的勘探工作提供了较全面的地 质依据 上世纪 70 年代初山西省区域调查队在本区进行了 1 20 万区调工作 对本区的构造 地层 岩浆岩矿产等进行了较系统的总结 并出版 1 20 万地质 图和说明书 1958 年至 1960 年间山西煤田地质公司 144 勘探队在本区及周围进行了普查 和精查勘探工作 并先后提交了水峪 旺家垣 柳湾 阳泉曲 西辛庄 贺岭 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 3 王才堡等井田的精查勘探地质报告 但经复查后 均不符合要求 须进行补充勘 探或重新勘探工作 1961 年 4 月 119 队进入本区 先后在西辛庄 贺岭 王才堡 等井田进行了补充勘探工作 除柳湾井田提交了精查报告外 其他均未提出报告 1974 年柳湾煤矿一号井扩建后 为了满足二号矿井设计需要 也为了全井田 地质资料的完整 汾西矿务局责成柳湾煤矿收集了西辛庄 贺岭 柳湾 王才堡 等井田三边资料 汇集编制了 山西省霍西煤田柳湾扩区井田地质报告 此外 在煤田地质勘探期间 1959 年初 144 队在水峪至偏店间作了供水水 源勘探 并提交了报告 1961 年 4 月 由 148 队水源队在柳湾至白璧关一带作了 供水水源勘探工作 提交了白璧关水源精查报告 为矿区供水提供了地质依据 1962 年煤炭部以 62 煤勘字第 52 号文 要求将汾孝矿区现有地质资料进 行全面的收集 整理 增加部分工程量 提交汾孝矿区详查地质报告 由 119 队 负责完成 该报告利用钻孔 313 个 进尺 51515 80 米 报告内容较为丰富 1979 年 1983 年 汾西矿务局生产勘探队 在原井田南部 现大部划归柳 湾井田 进行了勘探工作 于 1983 年 6 月提交了 山西省霍西煤田汾孝矿区交 子里井田勘探区精查地质报告 2 本次任务概况 2 1 目的与任务 受山西省柳湾矿委托 我院承担柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空 区物探勘察任务 其主要目的是利用瞬变电磁和可控源音频大地电磁测深法查明 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 4 A 区交子里轨道大巷及 B 区四盘区大巷的煤层采空区具体位置及范围 其中瞬变 电磁作为主要勘查手段要在全测区进行测量 可控源大地电磁法将在瞬变电磁异 常位置布设 2 2 测区范围 A 区 交子里轨道大巷 300 2000 米 详见附图 1 其拐点坐标分别为 A X 4099900 Y 19550000 B X 4100200 Y 19550000 C X 4099900 Y 19552000 D X 4100200 Y 19552000 面积 0 6km2 B 区 四盘区大巷 400 1000 米 详见附图 2 其拐点坐标分别为 A X 4097500 Y 19547050 B X 4097500 Y 19547450 C X 4098500 Y 19547050 D X 4098500 Y 19547450 面积 0 40km2 工区面积合计 1 0 km2 2 3 项目实施依据 本次综合物探勘查工作实施依据是严格执行以下中华人民共和国行业标准 1 物化探工程测量规范 DZ T0153 95 2 全球定位系统 GPS 测量规范 GB T 18314 2001 3 地面瞬变电磁法技术规程 DZ T018 1997 4 可控源声频大地电磁法勘探技术规范 SY T 5772 2002 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 5 3 矿井地质 3 1 地 层 一 一 区域地层区域地层 区域地层范围 北至平遥 南到霍县 西至吕梁山 东到霍山大断裂的广大 区域内 前震旦系 震旦系 寒武系地层仅出露于霍山及吕梁山区 在本区没有出露 本区出露最古老的地层为奥陶系 其上沉积了石炭系中 上统 二迭系和新生界 地层 缺失奥陶系上统 志留系 泥盆系 石炭系下统 三迭系 侏罗系 白垩 系等地层 前震旦系地层主要为古老变质片麻岩及火成岩体等 震旦系主要为白色石英 砂岩 前震旦纪及震旦亚纪 燕山期在霍山和吕梁山区有火成岩发育 前者以花岗 岩为主 安山岩 闪长岩次之 后者在霍山有伟晶花岗岩 文象花岗岩等 在古 生界 新生界地层中未发现有火成岩活动 寒武系 寒武系全厚约 263 445m 角度不整合于震旦系地层之上 为煤田 基盘 主要出露于汾阳县以西的高家庄 温泉及两渡以南的汾河沿岸 寒武系 寒武系的岩相及岩性与广大华北地区一致 下统以红色页岩为主 夹薄层细砂岩 中统为黑灰色结晶石灰岩及深灰色厚层状石灰岩 夹薄层竹叶状 灰岩 上统以竹叶状灰岩为主 局部为鲕状灰岩 中统的下部及下统夹有砂岩及 钙质泥岩 奥陶系 奥陶系全厚约 705m 整合于寒武系之上 为煤田基盘 主要出露于 汾阳县以西的高家庄 温泉及两渡以南的汾河沿岸 下奥陶统 亮甲山组及冶理组 该统下部主要为肉红色白云质结晶石灰岩 上部为灰黄色厚层结晶石灰岩 夹黄色竹叶状石灰岩 中奥陶统 上下马家沟组 峰峰组 全厚约 500m 下部多为薄层泥灰岩 白云质灰岩 上部多为深灰色厚层状石 灰岩 致密节理多为方解石充填 顶部侵蚀面上 铁质侵染 呈黄色或红褐色 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 6 故称豹皮灰岩 在侵蚀面下 20 100m 一般 45 55m 间发育石膏层 石膏层与泥 页岩及灰岩呈互层状 石膏层厚 10 39m 石炭系 石炭系平行不整合于中奥陶统峰峰组灰岩之上 为组成煤田的最重 要地层 区内发育中 上统 缺失下统 在区域西部广泛出露 1 中石炭统本溪组 本组厚 15 45m 平均厚度 23m 左右 由灰白色 灰色及灰黑色砂岩 砂质 页岩 页岩 铝土页岩 G 层铝土和山西式铁矿组成 底部发育的山西式铁矿呈 鸡窝状 厚度由 0 1 90m 不等 2 上石炭统太原组 该统发育厚度 60 90m 为区域内最主要的含煤地层 由灰及灰黑色砂岩 砂质页岩 页岩 石灰岩及 8 10 层煤组成 该统为海陆交互相沉积 沉积旋回 明显 标志层为 K2 K3 石灰岩 明显易对比 广大区域内变化不大 二迭系 二迭系整合于石炭系地层之上 区域内广泛出露 分上下两统 二迭下统 分下组山西组和上组下石盒子组 1 山西组 为区域主要含煤地层之一 由灰白 灰黑色砂页岩及煤层组成 但稳定程度 较太原组差 全组厚 26 50m 下石盒子组 该组与山西组以 K8 砂岩底为界 全组厚约 120m 组成岩性以 灰色 浅黄色 黄绿色砂岩和页岩为主 二迭上统 分上组石千峰组和下组上石盒子组 上石盒子组 全厚约 300m 以 K10 砂岩底与下石盒子组为界 由紫 紫黄 黄绿等杂色的粗砂岩 砂质页岩组成 K12 砂岩以下有 1 3 层透镜状锰铁矿 K12 砂岩以上以紫葡萄色的砂质页岩 页岩为主 夹薄层黄色砂岩 石千峰组 以 K12 砂岩为界 在偏店一带出露 主要由紫红色砂岩 砂质页 岩 页岩组成 在区域内仅发育下部地层 厚约 130m 新生界 新生界地层分布极为广泛 在汾河流域甚为发育 沉积厚达数百米 第三系 上新统由浅灰白色泥岩及淡水灰岩 砾岩及未胶结的砾石 粗砂等 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 7 组成 第四系 由红土层 黄土层及河谷冲积层组成 厚度不等 二 二 井田地层 井田地层 本井田绝大部分为新生界覆盖 仅在较大沟谷中有二叠系下统下石盒子组和 山西组部分地层出露 据钻孔揭露地层资料 基岩地层主要有古生界二叠系上统 上石盒子组 下统下石盒子组和山西组 石炭系上统太原组 中统本溪组及奥陶 系中统峰峰组 马家沟组 自下而上简述如下 1 奥陶系中统马家沟组 O2m 本组分上下两段 上段 O2ms 一般厚 270m 左右 以深灰色 灰黄色 石灰 岩 泥灰岩为主 下部为角砾状泥灰岩 石灰岩 夹薄层状硬石膏 上部岩溶较 发育 裂隙及层面充填有纤维状石膏 下段 O2mx 一般厚 110 0m 以灰黄色泥灰岩 深灰色灰岩为主 底部为灰 色角砾状灰岩和泥灰岩 裂隙较发育 改组地层在区内未出露 区内水源井钻探揭露上段厚度 381 75m 下段厚度 14 75m 本组为主要供水水源地层 2 奥陶系中统峰峰组 O2f 本组与下伏马家沟组呈整合接触 厚 100 00 180 00m 一般 140 00m 左右 上部为深灰 灰黑色中 厚层状致密 质纯的石灰岩 含黄铁矿晶粒 局部为粗 晶灰岩 豹皮状灰岩 白云质灰岩 下部由浅灰 灰白 灰黄色白云质泥灰岩 纯灰岩与石膏层及泥灰岩的互层组成 石膏为土状 有的以脉状充填于泥灰岩中 灰岩中裂隙和小岩溶溶洞较发育 本组属滨海相沉积 在本区内未出露 在区外 东南部灵石一代有广泛出露 区内钻孔揭露厚度 132 67m 本组地层为煤系地层 沉积基地 3 石炭系 C 1 中统本溪组 C2b 本组地层平行不整合于下伏中奥陶统地层之上 其岩性组成以灰色 灰黑色 泥岩 铝质泥岩 石灰岩 砂岩为主 夹薄煤层两层 单层厚度在 0 20m 左右 不可采 下部含铝土矿层 G 层铝土 两层 最下部为山西式铁矿 厚度为 0 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 8 2 0m 左右 在钻孔中揭露 多为黄铁矿与铝土矿共生出现 露头处变为褐铁矿或 赤铁矿 该层铁矿极不稳定 呈鸡窝状 该组厚度一般在 12 30m 平均厚度 23 10m 本组地层在本井田西部有小范围出露 2 上统太原组 C3t 本组与下伏本溪组整合接触 该组厚度 60 90m 平均厚度约 85 80m 其岩 性组成为灰黑色 黑色泥岩 砂质泥岩 灰白色 灰色 石灰岩 砂岩和 8 10 层煤层 其中主要可采煤层三层 为井田主要含煤地层 该组地层北部发育厚度 较小 中南部厚度较大 底界为 K1 砂岩 厚度 5 10m 为区域标志层 本组地 层中富含动 植物化石 可分为 3 段 下段 C3t 1 厚 13 64 30 51m 平均约 21 35m 中段 C3t 2 厚 24 97 40 00m 平均约 37 12m 上段 C3t 3 厚 17 70 47 64m 平均约 27 23m 本组地层在井田西北部有出露 4 二叠系 P 1 下统山西组 P1s 本组与下伏太原组呈整合接触 本组由深灰色粉砂岩 砂质泥岩 泥岩及浅 灰色中 细砂岩和 1 3 煤层组成 厚 29 5 48 0m 平均 38 18m 为本区主要 含煤地层之一 该底界为 K7砂岩 厚 0 10 5m 区域标志层 本组地层在井田范 围内有广泛出露 2 下统下石盒子组 P1x 本组与下伏山西组呈整合接触 下段为灰色 深灰色粉砂岩 砂质泥岩 泥 岩及 2 3 层煤线 该段底部为浅灰色中 粗砂岩 K8 厚 0 13 14m 为区域标 志层 上段为灰绿色砂岩 砂质泥岩 顶部夹紫斑泥岩 相当于太原西山的 桃 花泥岩 为上石盒子与下石盒子地层分界辅助标志层 本组厚 74 60 117 20m 平均约 104 40m 本组地层在井田范围内有广泛出露 3 上统上石盒子组 P2s 本组与下伏下石盒子组呈整合接触 本组地层分下 中 上三段 地层总厚 约 335 13m 下段为紫色 黄绿 杏黄 灰色泥岩 砂质泥岩 砂岩互层 厚度 85 50 125 50m 平均厚度约 112 09m 底部为一层黄绿色中粗粒含砾砂岩 K10 厚 度 1 00 8 45m 平均厚约 3 44m 为区域性标志层 中段为紫色 黄绿 杂色泥 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 9 岩 砂质泥岩 砂岩互层 厚度 66 80 110 45m 平均厚度约 89m 上段为紫红色 猪肝色 黄绿色泥岩 砂质泥岩夹中厚层砂岩 据实测剖面厚度为 104 04m 顶部 被剥蚀 本组地层主要出露在井田东部 5 新生界新第三系上新统 N2 在井田内较大沟谷中均有出露 角度不整合于其它时代基岩之上 由棕红 紫红 红黄色及灰褐色的粘土 砂质粘土夹钙质结核和凸镜体砾岩组成 厚度 50m 以下 6 第四系 Q 沿沟谷及其两侧 山脊顶部分布 覆盖在第三系或基岩之上 由黄色 土黄 色 浅棕色 浅红色亚砂土 亚粘土 钙质结核 砾石和冲积层组成 厚度变化 较大 0 80m 3 2 含煤地层 本井田主要含煤地层为石炭系中统本溪组 上统太原组和二叠系下统山西组 兹自下而上分叙如下 1 石炭系中统本溪组 C2b 该组为浅海 海湾 泻湖相沉积 岩性下部为山西式铁矿及灰色铝质泥岩夹 薄层粉砂岩 局部为具鲕状结构的铝质岩 中部为灰色团块状铝质泥岩夹薄层细 砂岩 1 2 层不稳定的生物碎屑灰岩及 1 3 层极不稳定的薄煤层 其中 12 号煤层 为不稳定的零星可采煤层 上部以黑色泥岩和灰黑色粉砂岩为主 夹一层不稳定 的生物碎屑灰岩 本组厚度为 15 45m 平均 23 10m 2 上统太原组 C3t 该组为海陆交互相沉积 岩性由灰色 灰黑色砂岩 粉砂岩 砂质泥岩 泥 岩 煤层和生物碎屑灰岩组成 本组含 K4 K3 K2 K1标志层和 8 10 层煤层 其中可采和局部可采煤层 5 层 即 5 7 9 10 11 煤层 本组厚度 60 0 94 20m 平均约为 85 80m 本厚度变化呈东西向条带 南北两端厚 中部 薄 K1为浅灰色中 细砂岩 局部为粗砂岩 具波状层理或斜层理 为三角洲河 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 10 道环境沉积 厚 0 30 10 0m 平均厚度 6 0 m 极不稳定 K2为深灰色生物碎屑灰岩 上部质纯 中部夹燧石结核层 下部夹有灰黑 色泥岩 具水平层理 全层厚度 3 70 11 50m 平均 6 10m 全区稳定 K3为灰 深灰色厚层状生物碎屑灰岩 局部相变为灰白色细砂岩 厚 3 40 11 68m 平均 6 13m K4为灰色 深灰色生物碎屑灰岩 夹燧石结核 厚度变化 由南往北增厚 北部厚度大 且稳定性好 厚 0 60 6 8m 平均 2 57m K2 K3 K4均为浅海 海滨环境沉积 该组依据标志层分为三段 分述如下 1 下段 C31 K1 K2底 该段厚 21 35m 左右 主要出露在井田西北部 由灰 灰黑色泥岩 砂岩及高岭土泥岩及 1 2 层不稳定的薄层灰岩组成 含煤 3 4 层 其中 9 10 11 煤层均为全区可采煤层 平均总厚达 7 52m 2 中段 C32 K2 K4底 该段厚 37 12m 左右 广泛出露在井田西部和 西北部 岩性主要为深灰 灰黑色的泥岩 石灰岩 砂岩 含煤 2 3 层 即 7 上 7 局部发育 8 煤层 其中 7 煤层为局部可采煤层 3 上段 C33 K4 K7底 该段厚 27 23m 左右 岩性为灰黑色泥岩 砂 质泥岩 砂岩 含煤 3 层 即 4 5 6 煤层 其中 5 煤层为局部可采煤层 3 二叠系下统山西组 P1s 该组为陆相冲积平原沉积 岩性由砂岩 粉砂岩 砂质泥岩 泥岩及煤层组 成 本组含 K7标志层和不可采煤层 3 层 即 1 2 3 煤层 均为不稳定的不 可采煤层 厚度为 29 5 48 0m 平均为 38 18m 厚度变化为中部较厚 向南北 两侧及西部变薄 本组底部为浅灰 灰色薄 中层状细粒岩屑杂砂岩 K7 层位 比较稳定 厚度变化较大 最厚可达 10 7m 平均 2 9m 向西北部增厚 具小波 状或水平层理 局部相变为中粒砂岩或粉砂岩 3 3 构 造 一 区域构造 汾孝矿区位于山西省中部 西有吕梁复式背斜 东有霍山背斜 属中朝古陆 山西准地台一级构造单元之一 山西地台总体走向大致为北偏东 南偏西的长形 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 11 穹窿 由西向东逐渐昂起 晚太古代的阜平运动和早元古代后期的吕梁运动使地 台褶曲抬升 并伴有强烈的岩浆岩活动和热变质作用 形成古吕梁 古太行 古 霍山 古中条山穹窿构造 后期地台开始下降 海水由南向北侵入 形成了寒武 奥陶纪以石灰岩为主的海相沉积 自中奥陶纪末 本区受加里东运动影响开始抬 升 海水退出 形成了长时间的沉积间断 直至中石炭纪时 才下降接受沉积 海水进退频繁 沉积了中 上石炭系的海陆交互相地层 随着地台进一步上升 海水缓慢退出 先后沉积了二叠系滨海 沼泽相的含煤岩系和陆相碎屑岩系 自 三迭纪起本区受印支运动的影响抬升遭受剥蚀 侏罗纪后期的燕山运动使本区褶 皱隆起 形成了吕梁 霍山 太行等山系及霍山 晋祠 罗云山 紫荆山等大断 裂和汾河地堑 地堑中沉积了第三 第四纪近代沉积 汾水地堑以汾河为中心 形成了两个轴向北偏东盆地 即太 原 介 休 盆地和临汾盆地 本矿区位 于灵石背斜和吕梁复背斜之间的复向斜地带 其间未发现有较大断裂构造 区内 以小的背斜 向斜为主 其次为小的断层 构造轴向为北北东 阳泉曲 汾西盆状复向斜东南侧有一条走向北北东 断层面东倾的左旋走滑 正断层 为罗云山断层 西盘上升 东盘下降 在罗云山附近落差 300 400m 为 临汾新裂陷的西北界 区内其它较大的断层有北部的南 北马庄正断层 偏店大 断层 以及南部的汾河正断层 张家峪正断层 什林断层等 此外还发育有小断 层 在个别井田内还存在着无炭柱和冲刷带 二 井田构造 柳湾井田位于阳泉曲 汾西盆状复向斜之西翼 总体构造形态为单斜构造 大致走向北东向 倾向南东 地层倾角 3 8 少部分区段可达 20 在单 斜构造上发育着次级波状起伏的短轴褶曲 褶曲轴向以北东方向为主 断层以高 角度正断层为主 落差均在 15m 以内 走向延长也较小 另外本井田内还发育着 陷落柱和古河道冲刷带 现将井田内的构造分述如下 1 断裂 1 F4 正断层 在区外兑镇河南岸的下石盒子组中可见到 表现为南东侧 上盘地层急倾斜 倾角高达 50 以上 而北西侧下盘地层倾角平缓 不超过 10 断层向南西方向伸展进入黄土 在其延伸方向有 J 34 号孔见 K7 砂岩附 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 12 近缺失 10m 该断层区内延伸 3500m 落差 10m 2 F5 正断层 位于矿区东北角 见到上石盒子组 K12 砂岩附近断开 落 差 13m 断层走向北东 倾向北西 倾角 75 区内延伸 1100m 断层两盘地层 倾角达 30 以上 3 F6 正断层 位于交子里沟和盆子坡沟交会处 走向北东 30 倾向南 东 倾角 70 落差 10m 4 大石沟正断层 位于矿区南部边界处的大石沟内 断层走向北东 倾 向北西 倾角 70 K9 砂岩断开 落差 21m 5 矿区内地表发现落差 5m 左右小断层 较发育 走向多为北东方向 有 部分走向北西向 6 煤矿井下揭露小断层 井田内大 中型断裂不发育 但小型断裂广泛 分布 从目前井下揭露情况看 落差 0 3 12m 断层延伸距离较短 方向以北北 东和北东方向为主 其性质为高角度正断层 对煤层开采影响不大 2 褶曲 区内褶曲以北东 南西向为主 控制着区内构造形态 大的背斜 向斜相间 成对排列 造成井田内岩层由西向东呈缓波状起伏 较大的褶曲有 10 多个 主 要有 S14 S13 S11 S10 S6 S5 S4 S3 S2 等 S5号背斜在井田北西部呈北 北东方向延伸 长度约 4000m S7号向斜 S8号背斜 S9号背斜虽延伸长度不大 但也是呈北东向成对出现 S13号向斜延伸最长 长达 9000m 以上 上述褶曲 由于地层倾角平缓 仅在基岩出露的一些地段能见到背 向斜 一般不易观测到 但在煤层底板等高线图上则反映清楚 3 陷落柱 区内地表发现陷落较少 仅在炉子里村东沟内见到有陷落柱 长轴 50 100m 另外 D 1 J 3 J 22 号钻孔都打在陷落柱上 但在井田开采中揭 露的陷落柱比较发育 特别是在井田北部和西部 陷落柱数量较多 目前共发现 有 107 个 最大直径为 250m 最小为 5m 一般 30 50m 垮落角度 45 80 其形状为椭圆形 圆形和不规则形 4 古河床冲刷带 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 13 根据勘探及生产实际揭露 井田中部有北西 南东向的古河床冲刷带 贯穿 井田南北 冲刷带在河流上游 井田北部 较窄 而下游较宽 井田南部 据 勘探揭露 柳湾井田内由北向南 沿柳 24 柳 27 补柳 10 补柳 17 柳 19 贺 11 2 21 2 22 贺 13 贺 25 贺 15 贺 27 贺 7 贺 3 J 25 J 37 J 44 号孔一线 11 煤均有冲刷变薄甚至尖灭的现象出现 但在生产中发现 该条冲刷带在井田北部更为复杂 有河道分流冲刷现象 该冲 刷带对 11 煤层进行后期冲刷 影响 11 煤层 冲刷带宽度约 100 200m 冲刷带后 期沉积物一般为粗 细粒砂岩 砂质泥岩及泥岩等河流相沉积 颜色为深灰色和 灰黑色 并夹有煤线和煤屑 冲刷带中部沉积多为砂岩 而边缘则为砂质泥岩和 泥岩 由于古河床冲刷 使 11 煤层尖灭点面积达 1 08km2 约占井田总面积的 1 而煤层明显变薄区约占 4 综上所述 本区地层由北西向南东平缓倾斜 较大断层不发育 井下揭露断 距小于 5m 断层及小陷落柱较发育 但对煤层开采影响不大 古河床冲刷只影响 11 煤层 且钻孔已基本控制 背斜 向斜比较发育 缓波状起伏是区内构造的主 要特征 该区没有岩浆岩侵入 属构造简单类型 a 4 勘探方法 4 1 测量工作 一 测量作业采用系统 一 测量作业采用系统 坐标系统 1954 年北京坐标系统 高程系统 1956 年黄海高程 投 影 高斯正投影 3 分带 二 测量仪器及测量方法 二 测量仪器及测量方法 测量仪器采用南方公司灵锐 S82 双频 GPS 1 2 定位仪及配套设备 测量方法 所有物理点均采用 RTK 动态实时定位 三 控制测量 定线测量 三 控制测量 定线测量 1 控制测量 国家各级三角点作为测量的基本控制点 当基本控制点不足时应采用静态 GPS 加密控制或者用动态进行加密 采用动态加密时 每个点均施测四次 取其 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 14 平均值作为该点坐标值 首级控制最低等级为 E 级 2 定线测量 1 所有物理点均采用 RTK 动态实时定位并存盘 成果提供线号 桩号 X 坐 标 Y 坐标 H 高程 2 野外放样时 排列每 10 米打一个木桩标记 同时挂上红标志 3 观测时卫星数 5 颗 卫星截止高度角 15 PDOP 6 4 每日施工前复测两个及两个以上物理点或复测两次单个控制点 5 检核的物理点与原测点的坐标中误差应满足如下要求 a 整个工区的检测量 不得小于总量的 3 b 物理点点位中误差 RTK mx 0 5m my 0 5m mh 0 5m 四 四 内业处理内业处理 1 内业处理 1 内业处理采用仪器公司带的随机软件 2 每日野外施工结束后 内业计算员应对野外采集资料及时处理 发现问 题及时反馈并要求纠正 严格执行各项标准 3 每条测线施测 计算完毕检查无误后 及时提供物理点成果 五 五 测量要求测量要求 1 测量点均要实测坐标及高程 并要树立明显的测量标志旗 要求每一点 打一木桩 并标明线号 桩号 桩号西小东大 南小北大 2 测量班报按线绘制 并标明与施工有关的地形 地物和相对高差 以便 及时指导野外施工 3 测量成果按勘探线及时整理并提交项目部验收 验收合格后方可使用 五 五 测量成果测量成果 1 控制测量成果 2 物理点测量成果簿 3 物探测量质量统计簿 4 存盘文件 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 15 1 物理点原始数据 2 测量成果 3 检测数据 4 2 瞬变电磁 一 采空区瞬变电磁勘查原理 一 采空区瞬变电磁勘查原理 瞬变电磁法简称 TEM 它是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉 冲磁场 如地下存在与围岩电性差异较大的地质体时 其在一次脉冲磁场激发 下 被感应出涡流 其大小取决于地质体导电程度 并在空间形成二次瞬变电 场 一次脉冲磁场随着脉冲电流的关断而消失 但二次瞬变磁场并不立即消失 它将有一个衰减过程 随时间指数规律衰减 衰减快慢与地质体电性参数 结 构构造 体积形态等有关 一般地质体越大 导电性越好 涡流的热损耗越小 二次瞬变磁场衰减就越慢 在一次脉冲磁场间歇期间 利用线圈或接地电极观 测二次涡流场 研究获得的感应电动势的时空特性来判断地质体规模 产状和 电性 通过反演 成像和解释即可得地下介质电性结构的丰富信息 在此基础 上对地下地质体的规模赋存空间等作出推断 当地下煤体局部被采出后 在岩体内形成一个有一定规模的空间 使周围 的应力平稳状态遭受破坏 产生局部的应力集中 采空区顶板在上覆岩层压力 的作用下 发生变形 断裂 位移 冒落 形成的冒落带 断裂带 变形弯曲 带 其影响范围比原采空区要大 且直接影响其电性分布状况 形成一个高阻 电性体与围岩电性形成较明显的差异 在地下水的充填及地表水沿裂缝向采空 区渗漏 其电阻率将明显发生变化 形成一个低阻电性体 也与围岩电性形成 较明显的差异 这样就为瞬变电磁勘查采空区破坏区提供了前提条件 二 瞬变电磁的野外工作方法 二 瞬变电磁的野外工作方法 1 仪器设备 选用美国最新一代产品 GDP 32 电法工作站 该仪器具有良好的稳定性 和抗干扰功能 能有效防止外部干扰 确保野外数据采集工作质量 其它辅助 设备 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 16 1 HP 笔记本 1 台 2 对讲机13 个 3 充电机2 台 4 供电导线4200m 2 工作装置 根据该工区附近的采空区的埋藏深度和厚度情况 结合瞬变电磁特点 选择 中心回线装置 发射线框暂定为 200 200 测线间距 10m 测点间距 10m 采用专用瞬变电磁探头接收 3 参数设置 野外采用瞬变电磁方法 发射基频为 16Hz 发射电流 10A 频带宽度 12ms 叠 加次数 256 次 能有效的抑制工业电流及人为设施干扰 确保采集数据的质量 4 质量要求 瞬变电磁的观测质量从两个方面评述 一是时间谱衰减曲线特征 另一是 全区总均方相对误差 均方相对误差要求小于 10 三 资料处理 本次采集的 TEM 资料采用随机软件 TDEM 做了以下流程处理 计算 一维反演 视电导率解释法 绘制 V T 多测道图 绘制图 平面等值线图 绘制图 断面图 一维正演 给出测道与视深度的关系 原始资料关断效应校正背景校正滤波处理 山西省柳湾煤矿交子里轨道大巷及四盘区大巷采空破坏区物探勘察施工方案 山西省第六地质工程勘察院山西省第六地质工程勘察院 TEL 0359 8652588 17 4 3可控源大地电磁可控源大地电磁 一 采空区可控源大地电磁勘查原理 一 采空区可控源大地电磁勘查原理 可控源大地电磁是我院近 3 4 年才开展起来的一种新的物探方法 根据近 年来的使用经验 该方法对反映地下电阻异常体的效果非常好 其基本原理与 常规电磁法的基本原理一致 是以岩土介质的电阻率差异为基础的 向地下供 入稳定的电场 由于不同电阻率异常体对不同频率磁场相位及强度的不同反映 从而解决地质问题 煤层被采空后 所形成的采空区在充水前后及所形成的冒 落带 断裂带与围岩电阻率差异较大 这就为可控源大地电磁提供了地球物理 前提条件 可控源大地电磁在野外采集过程中 与常规电法的工作方式不同 采集的信息量大 数据观测精度高 对不均匀体的探测精度更高 二 可控源大地电磁野外工作方法 二 可控源大地电磁野外工作方法 1 仪器设备 选用美国 Zonge 公司生产的 GDP 32 多功能电法工作站 该系统有电阻率