矿山建设中的地质灾害危险性评估

1、矿山建设中的地质矿山建设中的地质灾害危险性评估灾害危险性评估以陕北煤电基地锦界煤矿以陕北煤电基地锦界煤矿 建设工程地质灾害危险性评估为例建设工程地质灾害危险性评估为例报告人：刘天林报告人：刘天林煤炭科学研究总院西安分院煤炭科学研究总院西安分院二二四年九月四年九月 报告提要报告提要第一部分：工程实例第一部分：工程实例第二部分：评估工作的几点体会第二部分：评估工作的几点体会第一部分：工程实例第一部分：工程实例锦界煤矿建设工程地质灾害危险性评估锦界煤矿建设工程地质灾害危险性评估前言建设工程概况地质环境条件地质灾害评估级别与评估范围地质灾害危险性现状评估地质灾害危险性预测评估地质灾害危险性综合评估地质

2、灾害防治措施建议结论与建议前 言任务由来目的任务评估依据及参考文献技术路线与工作方法工作概况及完成工作量 矿山建设的安全运营 工程建设征用土地 采矿许可证等 本项目起止时间为：2002年11月10日2002年12月底。 查明开发建设区的地质环境条件， 防止与减轻地质灾害对拟建矿井的危害； 评估建设工程可能诱发或加剧地质灾害 发生的可能性和建设工程本身可能遭受 地质灾害的危害程度，提出防治措施。 查明、评价榆神矿区锦界井田的地质环境条件、地质灾害类型的分布现状和发展趋势。 分析预测建设工程可能诱发和加剧地质灾害发生的可能性。 分析评价工程建设本身可能遭受地质灾害的危险性。 对地质灾害的危害性进行

3、等级划分，对建设用地进行适宜性评估。 提出防治地质灾害的措施和建议。 建设工程名称及位置 建设工程概况建设工程名称及交通位置建设工程名称及交通位置 建设工程名称: 陕北煤电基地榆神矿区锦界煤矿建设工程 锦界井田位于陕北煤田中段榆神矿区中部，榆林市东北部的神木县西部、瑶镇乡东侧。地理坐标为：东经11006041102426，北纬384632385315。 地面工程 井下工程 建设用地概况建设工程概况建设工程概况建设用地概况 建设用地主要为工业场地区。矸石排放地可与当地政府协商，是回填复垦还是征用土地。而对于矿井地下开采煤层的地面可不征地，地面变形部位采取维护措施后可继续耕种。 工业场地0.291

4、km2，且多为沙漠地。其中，建筑物占地5.32公顷（0.0532km2），道路专用场地占地10.70公顷（0. 107km2），场地绿化占地5.32公顷（0.0532km2），其它均为矿井井下采掘范围。 气象与水文 地形与地貌 地层岩性 煤层及顶底板特征 地质构造与地震 矿区水文地质条件 矿区工程地质条件 人类工程活动的影响 气象与水文气象与水文 井田为暖温带半干旱大陆性季风气候区。特点是：冬季寒冷，夏季炎热，春季多风，秋季凉爽，冷热多变，温差悬殊，干旱少雨，蒸发量大。 锦界井田多年平均降雨量为440.8mm,多年平均蒸发量1774.4mm。 井田河流属于黄河水系。 350.0评估区350.0

5、大柳塔神木栏杆堡西沟解家堡大保当万镇比例尺黄河350.0375.0400.0425.0400.0400.0图 例400.0降水量值（mm）县界县城乡镇河流425.01：6000000图3-1 神木县降水量分布图地形与地貌地形与地貌按地貌成因类型，可划分为: 风沙地貌 黄土地貌 沟谷地貌 亦称沙漠滩地区，占井田总面积的4/5以上，组成以第四系粉砂、细砂及中粗砂为主。风沙地貌可划分为风沙滩地和风成沙丘。 分布于黄土庙和马场梁一带。梁顶平缓，常被薄层片沙覆盖，冲沟陡深，一般1535m，地形高差较大，植被稀疏，为较典型的黄土冲蚀地貌。 分布于青草界沟沙母河沟、枣稍沟、河则沟 。为地表水侵蚀堆积形成的侵

6、蚀冲积地貌。上游狭窄，下游宽畅，谷坡呈斜坡状，两侧不对称，谷底平坦，河床较窄，河水蜿蜒流淌其中，两岸的河漫滩和阶地较为肥沃，是区内主要的农业耕作区。 地层岩性 根据地质填图及钻孔揭露，矿区地层由老至新有:三叠系上统永坪组（T3y）侏罗系下统富县组（J1f）侏罗系中统延安组（J2y）侏罗系中统直罗组（J2z）第三系第四系 新统上新统第三系N2NQ4QQ3中更新统Q2拉萨素乌组Q3s石组离Q3l乐2j组N静2zJ组罗直延安组2yJ永坪组T3y中生界风积沙（ ）：井田广泛分布，多以固定沙丘和半固定沙丘覆盖于其他地层之上，局部见风成沙纹。岩性主要为浅黄色，褐黄色细砂、粉砂，质地均一，分选较好，磨圆度较

7、差，厚度021.90m。冲积层（ ）：主要分布于青草界沟之中，岩性多以灰黄色细砂、粉砂、亚砂土为主，含少量腐植土，底部含砾石层，砾石直径34cm，分选性、磨圆度均差，厚度09.76m。 透水不含水或含水微弱地层，水位埋深1.26m，颗粒直径为20.05mm之间，中细沙占优势（比重2.6）属不良级配均粒沙，在风干和水下状态时自然坡角分别为2536，在沙漠洼地中与下付地层构成同一含水层。 结构松散，孔隙大，透水性强，蓄水性较好，一般厚度56m，水位埋深23.0m，泉流量6.9831l/s，矿化度0.393g/l，为HCO3Ca型水。 电阻率中高异常，阻值5060m，自然电位-5-15mv，自然伽玛

8、约50API，密度因结构松散，孔径扩大而出现低值。 井田广泛分布，主要出露于青草沟两侧及沙丘间低滩地，岩性主要由灰黄色、灰绿色、灰褐色及灰黑色粉砂、细砂、中砂组成，夹亚砂土、亚粘土和泥炭层，局部底部含有钙质豆状结核。 与上伏地层无明显界线，二者构成统一含水层，在风水侵蚀作用下，形成局部崩塌，其特点是：补给条件及富水性好，是区内主要含水层，泉最大排泄量12.371s，其水质类型为 HCO3-Ca型水,矿化度0.3/l。 电阻率中低，4060M，自然电位小负异常，与电阻率相对应，密度反映似黄土，自然伽玛曲线低异常，约5060API。 井田基本分布，主要出露于南部马场梁，黄土庙，小西梁，中部大曼梁，

9、东北部白家庙一带。 岩性以灰黄、棕黄色亚粘土为主，亚砂土次之，其中夹多层古土壤层，含分散状钙质结核，结核直径一般35cm，最大为20厘米，具垂直裂隙，发育小型冲沟。 以亚粘土、亚砂土为主，夹粉土质沙层及钙质结核层，孔隙度较大，结构疏松，不见层理，具柱状节理，粘结性较差，遇水漫湿后发生沉陷。水为埋深较大，富水性差，矿化度0.292g/l，为 电阻率曲线低平夹犬齿状小异常，自然电位曲线幅值趋于零，自然伽玛曲线幅值低平，米底曲线相度红土层更远离基线。 井田内J301、J501、54、38孔地带见有分布，岩性主要为浅红色、棕红色粘土及亚粘土，含不规则的钙质结核，呈层状分布。局部地段底部为13cm厚砾石

10、层，成分多为石英砂岩、泥砾等，钙质胶结，坚硬致密。本组地层因富含三趾马及其他动物骨骼化石而称之为“三趾马红土”。 本段地层是陕北侏罗系每天含煤岩系的沉积基底，遍布全井田，据邻区资料统计，其厚度一般为80200米，井田内仅有 7个钻孔揭露其上部14.2348.26米。 其岩性为一套巨厚层状灰绿色中细粒长石石英砂岩，含大量云母及绿泥石，分选性、磨圆度中等，发育大型板状交错层理，、块状层理和波状层理，局部含石英脉、灰绿色泥质包体及黄铁矿结核。 岩性为一套巨厚层状灰绿色中细粒长石石英砂岩，构成本组主要含水层，富水性差，具承压性，矿化度0.3269.715克升， ClCa或ClNaCa型水。 电阻率曲线

11、幅值低平，偶有小齿状异常，阻值一般在30100M，自然电位曲线为-5-15毫伏的负异常，密度曲线幅值略低基线，自然伽玛中高异常，总体型态以低平单调而区别于上覆地层。 本段自延安组底部至5 煤层顶面，含5号煤组，可分为A、B两个亚段，与下伏地层呈平行不整合接触。 B亚段：以灰色灰白色粉砂岩、细粒砂岩为，夹有中粒砂岩、砂质泥岩、具微波状交错层理，见有水平层理，顶部为5 煤层和5 下煤层。 A亚段：以灰色、深灰色粉砂岩、砂质泥岩为主，局部夹中粒砂岩、细粒砂岩和碳质泥岩，具波状层理，见有均匀层理，5 煤层位于其顶部。植物化石主要有：威廉逊托蒂厥(Todites williansoni)、膜叶型锥叶厥(

12、Conioptaris hymenophylloidews)、大同锥叶厥(Coniopteris tatungensis)及狭叶拟刺葵(Phoeneopsis angustiolia)等。 孢粉组合主要有：孢粉(Cyatheaceea)、(Osmnudacidites)(Cycadopites)(Cerebropollenites) 为井田含煤地层，岩性为深浅灰色中细粒砂岩和灰褐色砂质泥岩，富水性极不均一，具承压性，依J405号孔资料，静水位埋深59.30米。S=30.94米时，Q0.128l/s,g=0.00413l/sm,K=0.006079m/d,矿化度0.347g/l，为HCO3NaC

13、a型水。 各主要可采煤层上部灰白色中细粒砂岩，粗粒砂岩是各煤层直接冲水含水层。 电阻率曲线中高异常，自然电位-40-110mv，曲线形态与电阻率曲线基本对称，两者合成纵树形，自然伽玛曲线低异常，5-2、5-3煤层位于其中，高电阻率、低密度、低伽玛、声波时差大。 本段自5 煤层顶板4 煤层顶面，含4号煤组，可划分C、D、E三个亚段： E亚段：上部以灰色、深灰色粉砂岩、泥岩为主，下部为巨厚层状的中粗粒砂岩。发育微波状小型交错层理，见有斜层理、均匀层理，4 、4 下煤层位于其顶部。 D亚段：以灰色、深灰色粉砂岩、泥岩为主，细粒砂岩次之，4 煤层位于其顶部。 C亚段：以灰色、深灰色粉砂岩、泥岩、砂质泥

14、岩为主，细粒砂岩、中粒砂岩次之，夹有碳质泥岩，4 煤层位于其顶部。 动植物化石主要有：西北利亚费而干蚌（Fewganoconcha sibirica）、边中费而干蚌（Fewganoconcha subcatralis）、依斯发珍珠蚌（Margaritifera isfarensis）、似木贼（Equisetites sp）、新芦木（Neocalamites sp）、大同锥叶厥（Coniopteris tatungensis）等。 孢粉主要有：桫椤孢科（Cyatheaceea）及拟苏铁粉属（Cycodopites）等。 含水层岩性主要为中细粒砂岩，局部粗粒砂岩、泥质或钙质胶结，主要为层面裂隙，垂

15、向裂隙大部被方解石充填，泥岩、粉砂岩细腻致密为煤系相对隔水层。含水主要以水平裂隙为特征，具承压性。含水岩段富水性较弱，水质由浅向深部逐渐变差，浅部为HCO3Ca型，中部为HCO3CaNa型，深部为HCO3NaCa型，矿化度0.3到0.4g/l。 该段电阻率曲线异常幅值，上高、中低、下高；密度曲线沿基线变化，幅值低平；自然伽玛曲线中高异常120150API，自然电位中高负异常，-20-60mv，两者组合成亚铃形，上下大，中间小。4-4、4-3、4-2煤层分布其中上部，低密度、低伽玛、高电阻率，形状为钟状、指状、双指状、箱状和剑状。 本段自4 煤层顶板至3 煤层顶面。 岩性以灰色、深灰色粉砂岩，砂

16、质泥岩为主，灰白色中粒长石砂岩，细粒砂岩次之，发育有微波状小型交错层理，斜层理，水平层理，均匀层理，3 煤层下23m处有一层位稳定，厚约0.200.35m的薄煤层即3 ，为3 煤层对比的辅助标志层。 植物化石主要有：似木贼（Equisetites sp）、新芦木（Neocalamites sp）及大同锥叶厥（Coniopteris tatungensis）等。 孢粉主要有：桫椤孢科（Cyatheaceea）、石松孢属（Lycopiumsporiles）及拟苏铁粉属（Cycodopites）等。 电阻率曲线中值反映，异常变化不大，比较平值，自然电位小负异常，平滑，密度曲线平直，高值低异常，2.5

17、g/cc,自然伽玛曲线中高异常，140API左右，3-1煤层位于其顶部，电阻率最高，密度最小，伽玛值低28API。 本段自3 煤层顶板至2 煤层顶界，因受后期剥蚀，上部地层有不同程度缺失，2 煤层局部保留。 岩性以灰白色深灰色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩为主，见有灰白色细粒砂岩、中粒砂岩和粗粒砂岩，具微波状，小型交错层理、水平层理。动物化石主要有：短费而干蚌（Ferganoconchacurta）。 植物化石主要有：似木贼（Equisetites sp）、新芦木（Neocalamites sp）及锥叶厥属（Coniopteris）等。 孢粉主要有：桫椤孢科（Cyatheaceea）、新叉瘤孢属（Ne

18、oraistriakia）及拟苏铁粉属（Cycadopites）等。 电阻率中低异常，自然电位趋于基线，中部有小负异常；自然伽玛中高异常顶部2-2煤层高电阻率，低密度，低伽玛，因风华变质致电阻率降低。 本段自2 煤层顶板至煤系顶界。井田内地层大多数因遭剥蚀而缺失，仅在J701、J603孔见有分布，其岩性以深灰灰色粉砂岩、细粒砂岩为主，局部夹砂质泥岩薄层，具微波状层理，见有水平层理，参差状断口。 岩性主要为紫红色亚粘土夹钙质结核层，含水性极差，塑性大，是区内主要隔水层。 低电阻率35M左右，因钙质结核而阻值增大，自然伽玛5090API，密度22.2g/cc,自然电位-5mv左右。 井田内广泛分布

19、，仅在青草界小沟脑及J405孔附近零星出露，因受新生界剥蚀，残留厚度变化较大，与下伏延安组呈平行不整合接触。岩性主要为紫杂色、会绿色、灰白色中粗粒长石砂岩为主，夹细粒砂岩、粉砂岩，底部多含一薄层砾岩，厚度0.20.60m,粒径110cm。主要植物化石有：膜蕨型锥叶蕨（Coniopteris hymenophylloides）、新芦木（Neocalamites）、优雅拜拉（Baiera Concinna）、狭叶拟刺葵（Phoenicopsis angustifolia）。孢粉组合中蕨类植物无优势分子，主要花粉有：宽口粉属（Chasmalosporiles）、假云杉粉属（Pseudopicea）及

20、双束松粉属（Pinuspollenites）等。 本组地层风化后较松散，水位埋深2.5m，泉流量0.79l/s。受煤层自然烘烤后，其结构被破坏，泉流量可达11.8l/s，是井田主要的含水层之一。矿化度0.255g/l，为HCO3-Ca型水。 电阻率、自然电位曲线形态平直，偶有齿状小异常，阻值40120M，电位-20mv左右，密度曲线幅值低于基线，2.32.45g/cc，因风化，电阻率密度相对较低，自然伽玛70API左右。 电阻率曲线中低异常80150M，自然电位负异常-15-35mv，密度曲线低于基线，2.32.4g/cc，自然伽玛中高异常80140API。五第段J2y5第四段J2y4三第段J

21、2y3二2yJ段第2一段第J12y侏罗系JT叠系三上统T3053.9826.99073.7036.85048.2024.10079.1039.55011.315.655.6062.8634.2336.2048.6542.4354.1369.0161.6013.0991.7352.0614.2348.2631.25地层单位界 系 统 组 段地层厚度（m）两极值平均值平均值两极值煤层厚度（m）层煤号编柱 状1:2000岩性特征环境地质特征物性特征新生界第四系全新统上更中统J2Q4eolQ4al-2-1-2-2-2-1-1-2-1-2-2-2-2-3-4-2-2-2-20.564.562.610.7

22、92.851.826.5026.9616.730.051.810.935-25-2下5-32.083.722.900.591.130.8614.7928.5621.680.851.951.4012.0318.5015.270.972.011.4014.3434.4324.392.934.323.630.200.350.2832.7745.7239.253-13-203.202.802-229.1133.7231.42地层综合柱状图4-24-2下4-34-4含煤地层及煤层含煤地层及煤层 该区含煤地层为侏罗系中统延安组，区内无出露。虽然岩性在横向上变化较大，但在垂向上具有明显的层序韵律结构。该组含

23、可采煤层六层，分别为： 3-1、4-2、4-3、4-4、5-2（5-2下）、5-3六层煤。分上下两个煤组，上煤组为3-1、4-2、4-3煤层；下煤组包括4-4、5-2（5-2下）、5-3三层煤。3-1、4-2、5-2煤层为中厚厚煤层；4-3、4-4、5-3煤层为薄中厚煤层。 新统上新统第三系N2NQ4QQ3中更新统Q2拉萨素乌组Q3s石组离Q3l乐2j组N静2zJ组罗直延安组2yJ永坪组T3y中生界风积沙（ ）：井田广泛分布，多以固定沙丘和半固定沙丘覆盖于其他地层之上，局部见风成沙纹。岩性主要为浅黄色，褐黄色细砂、粉砂，质地均一，分选较好，磨圆度较差，厚度021.90m。冲积层（ ）：主要分布

24、于青草界沟之中，岩性多以灰黄色细砂、粉砂、亚砂土为主，含少量腐植土，底部含砾石层，砾石直径34cm，分选性、磨圆度均差，厚度09.76m。 透水不含水或含水微弱地层，水位埋深1.26m，颗粒直径为20.05mm之间，中细沙占优势（比重2.6）属不良级配均粒沙，在风干和水下状态时自然坡角分别为2536，在沙漠洼地中与下付地层构成同一含水层。 结构松散，孔隙大，透水性强，蓄水性较好，一般厚度56m，水位埋深23.0m，泉流量6.9831l/s，矿化度0.393g/l，为HCO3Ca型水。 电阻率中高异常，阻值5060m，自然电位-5-15mv，自然伽玛约50API，密度因结构松散，孔径扩大而出现低

25、值。 井田广泛分布，主要出露于青草沟两侧及沙丘间低滩地，岩性主要由灰黄色、灰绿色、灰褐色及灰黑色粉砂、细砂、中砂组成，夹亚砂土、亚粘土和泥炭层，局部底部含有钙质豆状结核。 与上伏地层无明显界线，二者构成统一含水层，在风水侵蚀作用下，形成局部崩塌，其特点是：补给条件及富水性好，是区内主要含水层，泉最大排泄量12.371s，其水质类型为 HCO3-Ca型水,矿化度0.3/l。 电阻率中低，4060M，自然电位小负异常，与电阻率相对应，密度反映似黄土，自然伽玛曲线低异常，约5060API。 井田基本分布，主要出露于南部马场梁，黄土庙，小西梁，中部大曼梁，东北部白家庙一带。 岩性以灰黄、棕黄色亚粘土为

26、主，亚砂土次之，其中夹多层古土壤层，含分散状钙质结核，结核直径一般35cm，最大为20厘米，具垂直裂隙，发育小型冲沟。 以亚粘土、亚砂土为主，夹粉土质沙层及钙质结核层，孔隙度较大，结构疏松，不见层理，具柱状节理，粘结性较差，遇水漫湿后发生沉陷。水为埋深较大，富水性差，矿化度0.292g/l，为 电阻率曲线低平夹犬齿状小异常，自然电位曲线幅值趋于零，自然伽玛曲线幅值低平，米底曲线相度红土层更远离基线。 井田内J301、J501、54、38孔地带见有分布，岩性主要为浅红色、棕红色粘土及亚粘土，含不规则的钙质结核，呈层状分布。局部地段底部为13cm厚砾石层，成分多为石英砂岩、泥砾等，钙质胶结，坚硬致

27、密。本组地层因富含三趾马及其他动物骨骼化石而称之为“三趾马红土”。 本段地层是陕北侏罗系每天含煤岩系的沉积基底，遍布全井田，据邻区资料统计，其厚度一般为80200米，井田内仅有 7个钻孔揭露其上部14.2348.26米。 其岩性为一套巨厚层状灰绿色中细粒长石石英砂岩，含大量云母及绿泥石，分选性、磨圆度中等，发育大型板状交错层理，、块状层理和波状层理，局部含石英脉、灰绿色泥质包体及黄铁矿结核。 岩性为一套巨厚层状灰绿色中细粒长石石英砂岩，构成本组主要含水层，富水性差，具承压性，矿化度0.3269.715克升， ClCa或ClNaCa型水。 电阻率曲线幅值低平，偶有小齿状异常，阻值一般在30100

28、M，自然电位曲线为-5-15毫伏的负异常，密度曲线幅值略低基线，自然伽玛中高异常，总体型态以低平单调而区别于上覆地层。 本段自延安组底部至5 煤层顶面，含5号煤组，可分为A、B两个亚段，与下伏地层呈平行不整合接触。 B亚段：以灰色灰白色粉砂岩、细粒砂岩为，夹有中粒砂岩、砂质泥岩、具微波状交错层理，见有水平层理，顶部为5 煤层和5 下煤层。 A亚段：以灰色、深灰色粉砂岩、砂质泥岩为主，局部夹中粒砂岩、细粒砂岩和碳质泥岩，具波状层理，见有均匀层理，5 煤层位于其顶部。植物化石主要有：威廉逊托蒂厥(Todites williansoni)、膜叶型锥叶厥(Conioptaris hymenophyll

29、oidews)、大同锥叶厥(Coniopteris tatungensis)及狭叶拟刺葵(Phoeneopsis angustiolia)等。 孢粉组合主要有：孢粉(Cyatheaceea)、(Osmnudacidites)(Cycadopites)(Cerebropollenites) 为井田含煤地层，岩性为深浅灰色中细粒砂岩和灰褐色砂质泥岩，富水性极不均一，具承压性，依J405号孔资料，静水位埋深59.30米。S=30.94米时，Q0.128l/s,g=0.00413l/sm,K=0.006079m/d,矿化度0.347g/l，为HCO3NaCa型水。 各主要可采煤层上部灰白色中细粒砂岩，

30、粗粒砂岩是各煤层直接冲水含水层。 电阻率曲线中高异常，自然电位-40-110mv，曲线形态与电阻率曲线基本对称，两者合成纵树形，自然伽玛曲线低异常，5-2、5-3煤层位于其中，高电阻率、低密度、低伽玛、声波时差大。 本段自5 煤层顶板4 煤层顶面，含4号煤组，可划分C、D、E三个亚段： E亚段：上部以灰色、深灰色粉砂岩、泥岩为主，下部为巨厚层状的中粗粒砂岩。发育微波状小型交错层理，见有斜层理、均匀层理，4 、4 下煤层位于其顶部。 D亚段：以灰色、深灰色粉砂岩、泥岩为主，细粒砂岩次之，4 煤层位于其顶部。 C亚段：以灰色、深灰色粉砂岩、泥岩、砂质泥岩为主，细粒砂岩、中粒砂岩次之，夹有碳质泥岩，

31、4 煤层位于其顶部。 动植物化石主要有：西北利亚费而干蚌（Fewganoconcha sibirica）、边中费而干蚌（Fewganoconcha subcatralis）、依斯发珍珠蚌（Margaritifera isfarensis）、似木贼（Equisetites sp）、新芦木（Neocalamites sp）、大同锥叶厥（Coniopteris tatungensis）等。 孢粉主要有：桫椤孢科（Cyatheaceea）及拟苏铁粉属（Cycodopites）等。 含水层岩性主要为中细粒砂岩，局部粗粒砂岩、泥质或钙质胶结，主要为层面裂隙，垂向裂隙大部被方解石充填，泥岩、粉砂岩细腻致密为

32、煤系相对隔水层。含水主要以水平裂隙为特征，具承压性。含水岩段富水性较弱，水质由浅向深部逐渐变差，浅部为HCO3Ca型，中部为HCO3CaNa型，深部为HCO3NaCa型，矿化度0.3到0.4g/l。 该段电阻率曲线异常幅值，上高、中低、下高；密度曲线沿基线变化，幅值低平；自然伽玛曲线中高异常120150API，自然电位中高负异常，-20-60mv，两者组合成亚铃形，上下大，中间小。4-4、4-3、4-2煤层分布其中上部，低密度、低伽玛、高电阻率，形状为钟状、指状、双指状、箱状和剑状。 本段自4 煤层顶板至3 煤层顶面。 岩性以灰色、深灰色粉砂岩，砂质泥岩为主，灰白色中粒长石砂岩，细粒砂岩次之，

33、发育有微波状小型交错层理，斜层理，水平层理，均匀层理，3 煤层下23m处有一层位稳定，厚约0.200.35m的薄煤层即3 ，为3 煤层对比的辅助标志层。 植物化石主要有：似木贼（Equisetites sp）、新芦木（Neocalamites sp）及大同锥叶厥（Coniopteris tatungensis）等。 孢粉主要有：桫椤孢科（Cyatheaceea）、石松孢属（Lycopiumsporiles）及拟苏铁粉属（Cycodopites）等。 电阻率曲线中值反映，异常变化不大，比较平值，自然电位小负异常，平滑，密度曲线平直，高值低异常，2.5g/cc,自然伽玛曲线中高异常，140API左

34、右，3-1煤层位于其顶部，电阻率最高，密度最小，伽玛值低28API。 本段自3 煤层顶板至2 煤层顶界，因受后期剥蚀，上部地层有不同程度缺失，2 煤层局部保留。 岩性以灰白色深灰色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩为主，见有灰白色细粒砂岩、中粒砂岩和粗粒砂岩，具微波状，小型交错层理、水平层理。动物化石主要有：短费而干蚌（Ferganoconchacurta）。 植物化石主要有：似木贼（Equisetites sp）、新芦木（Neocalamites sp）及锥叶厥属（Coniopteris）等。 孢粉主要有：桫椤孢科（Cyatheaceea）、新叉瘤孢属（Neoraistriakia）及拟苏铁粉属（Cyc

35、adopites）等。 电阻率中低异常，自然电位趋于基线，中部有小负异常；自然伽玛中高异常顶部2-2煤层高电阻率，低密度，低伽玛，因风华变质致电阻率降低。 本段自2 煤层顶板至煤系顶界。井田内地层大多数因遭剥蚀而缺失，仅在J701、J603孔见有分布，其岩性以深灰灰色粉砂岩、细粒砂岩为主，局部夹砂质泥岩薄层，具微波状层理，见有水平层理，参差状断口。 岩性主要为紫红色亚粘土夹钙质结核层，含水性极差，塑性大，是区内主要隔水层。 低电阻率35M左右，因钙质结核而阻值增大，自然伽玛5090API，密度22.2g/cc,自然电位-5mv左右。 井田内广泛分布，仅在青草界小沟脑及J405孔附近零星出露，因

36、受新生界剥蚀，残留厚度变化较大，与下伏延安组呈平行不整合接触。岩性主要为紫杂色、会绿色、灰白色中粗粒长石砂岩为主，夹细粒砂岩、粉砂岩，底部多含一薄层砾岩，厚度0.20.60m,粒径110cm。主要植物化石有：膜蕨型锥叶蕨（Coniopteris hymenophylloides）、新芦木（Neocalamites）、优雅拜拉（Baiera Concinna）、狭叶拟刺葵（Phoenicopsis angustifolia）。孢粉组合中蕨类植物无优势分子，主要花粉有：宽口粉属（Chasmalosporiles）、假云杉粉属（Pseudopicea）及双束松粉属（Pinuspollenites）等

37、。 本组地层风化后较松散，水位埋深2.5m，泉流量0.79l/s。受煤层自然烘烤后，其结构被破坏，泉流量可达11.8l/s，是井田主要的含水层之一。矿化度0.255g/l，为HCO3-Ca型水。 电阻率、自然电位曲线形态平直，偶有齿状小异常，阻值40120M，电位-20mv左右，密度曲线幅值低于基线，2.32.45g/cc，因风化，电阻率密度相对较低，自然伽玛70API左右。 电阻率曲线中低异常80150M，自然电位负异常-15-35mv，密度曲线低于基线，2.32.4g/cc，自然伽玛中高异常80140API。五第段J2y5第四段J2y4三第段J2y3二2yJ段第2一段第J12y侏罗系JT叠

38、系三上统T3053.9826.99073.7036.85048.2024.10079.1039.55011.315.655.6062.8634.2336.2048.6542.4354.1369.0161.6013.0991.7352.0614.2348.2631.25地层单位界 系 统 组 段地层厚度（m）两极值平均值平均值两极值煤层厚度（m）层煤号编柱 状1:2000岩性特征环境地质特征物性特征新生界第四系全新统上更中统J2Q4eolQ4al-2-1-2-2-2-1-1-2-1-2-2-2-2-3-4-2-2-2-20.564.562.610.792.851.826.5026.9616.73

39、0.051.810.935-25-2下5-32.083.722.900.591.130.8614.7928.5621.680.851.951.4012.0318.5015.270.972.011.4014.3434.4324.392.934.323.630.200.350.2832.7745.7239.253-13-203.202.802-229.1133.7231.42地层综合柱状图4-24-2下4-34-4地质构造与地震地质构造与地震地层总体为榆神矿区地层总体为水平岩层。井田内属无震害区，区域稳定性好。神木县地震烈度为度区。 矿区水文地质条件矿区水文地质条件 评估区主要含评估区主要含(隔隔

40、)水层水层:第四系松散岩类孔隙潜水第四系松散岩类孔隙潜水 第四系河谷冲积层（第四系河谷冲积层（Q4al）潜水）潜水 第四系上更新统萨拉乌素组（第四系上更新统萨拉乌素组（Q3S）潜水）潜水 第四系中更新统离石黄土（第四系中更新统离石黄土（Q21）及第三系上新统三趾马红土）及第三系上新统三趾马红土隔水层（隔水层（N2j） 中侏罗系直罗组（中侏罗系直罗组（J2Z）孔隙裂隙承压含水层）孔隙裂隙承压含水层 中侏罗系延安组（中侏罗系延安组（J2y）孔隙裂隙承压含水层）孔隙裂隙承压含水层 烧变岩裂隙孔洞潜水烧变岩裂隙孔洞潜水 地下水的补径排条件地下水的补径排条件 第四系松散层孔隙潜水第四系松散层孔隙潜水 地

41、表沙层以接受大气降水直接补给（入渗系数0.100.40）和区域侧向补给为主，凝结水补给微弱。 中生界碎屑岩类孔隙裂隙承压水中生界碎屑岩类孔隙裂隙承压水主要接受区域侧向补给和上部地下水的渗透补给。 烧变岩裂隙孔洞潜水烧变岩裂隙孔洞潜水 分布范围小，主要是长期接受第四系松散层潜水侧向补给。 生产矿井充水水文地质特征生产矿井充水水文地质特征 煤层顶、底板多为粉砂岩和细砂岩，其含水量极弱，矿井涌水量较小，仅在顶板出现淋水现象，4-2煤层矿井涌水量240m3/d，3-1煤层矿井涌水量2040 m3/d （据小煤窑资料）。 据水文地质勘察最新资料：初步估算矿井涌水20000余m3/d。 充水因素分析充水因

42、素分析 充水水源充水水源 （1）大气降水（2）地表水 （3）地下水 充水通道充水通道 （1）冒落裂隙 本区3-1煤层冒落带高度14.6519.40m，导水裂隙带最大高度76.3195.64m，大于3-1煤层上覆正常基岩厚度（2.0973.81m），冒裂裂隙可直接沟通风化基岩含水层，成为全区主要的充水通道。青草界沟谷地带冒落带可能直接沟通松散含水层而造成突水溃沙。 （2）破碎带宽度几米几十米，裂隙较发育，可沟通上部含水层，为局部地段重要的充水通道。 矿区水文地质特征总结矿区水文地质特征总结 松散层潜水是区内主要含水层，基岩承压水富水性微弱，烧变岩富水性强。本区地下水主要接受大气降水补给，并接受少

43、量凝结水补给及灌溉回渗水、渠水、库水渗漏补给。受地形影响，地下水的径流方向为西南向，在低洼地带转换成沟流向西南汇入秃尾河。 井田大部分地段3-1煤层开采后导水裂隙带不会穿透土层，因此，大部分地表水体为间接充水因素，仅在青草界沟附近地段，因3-1煤层上覆基岩薄，可能成为直接充水因素。区内水文地质勘探类型大部分地区为以裂隙充水为主，属水文地质条件简单的矿床。 青草界为矿区主要水源地之一，面积约50km2，主要含水层为第四系粉细砂。天然补给量8.58104m3/d，可开采量4.47104m3/d。该水源地目前尚未开采，矿山建设应对该水源地采取适当保护措施。矿区工程地质特征矿区工程地质特征 岩（土）体

44、结构类型岩（土）体结构类型煤层顶底板稳定性初步评价煤层顶底板稳定性初步评价 人为工程活动的影响人为工程活动的影响 岩（土）体结构类型岩（土）体结构类型 散体结构岩土类散体结构岩土类 碎裂结构岩类碎裂结构岩类 层状结构岩类层状结构岩类 块状结构岩类块状结构岩类 煤层顶底板稳定性初步评价煤层顶底板稳定性初步评价 3-1、4-2、5-2煤层的顶板岩性分布规律，砂岩分布面积较大，主要为粉砂岩、细砂岩、中砂岩及互层。伪顶零星分布，岩石裂隙不发育，富水性、渗水性较差，岩石抗压强度较大，属于类中等冒落性顶板难冒落顶板。其中3-1煤层一次采全高，基本顶全区属级，即压力显现明显；4-2煤层一次采全高，大部地段基

45、本顶全区属级，即压力显现明显，但局部地段属级，即压力显现不明显；5-2煤层一次采全高，勘察区北部地段基本顶全区属级，即压力显现明显，南部地段基本顶属级，即压力显现不明显。 煤层底板岩石稳定，结构简单，抗压强度大，除局部地段有泥岩外，大多为粉砂岩、细砂岩，属类中硬底板，不易形成底鼓现象。人为工程活动的影响人为工程活动的影响 矿井范围内仅有青草界沟内一处废弃的白家湾小煤窑。在井田南部外缘至工业广场范围内，分布着9家小煤窑。在建井时，应对小煤窑采空区及开采煤层情况，进行认真核查，针对核查情况，采取相应的工程措施 。 地质灾害评估级别的确定 地质灾害危险性评估范围地质灾害评估级别的确定地质灾害评估级别

46、的确定地质环境复杂程度 其地质环境复杂程度属于简单中等类型。建设项目重要性 锦界矿井为地方国有大型矿井，现设计生产能力为10.00Mt/a（初期为3.00Mt/a）。属于“重要建设项目”类型。 地质灾害评估分级 本项目建设工程地质灾害危险性评估分级属一级评估。 评估范围为矿井（井田）范围各向外扩展200m，即评估范围为：井田东西长约12.2km，南北宽约12.7km，面积约155 km2；工业广场及主副井到井田南部边界部位约4 km2，总评估面积约159km2。 地质灾害危险性评估范围地质灾害危险性评估范围 青草界沟河则沟苗圃沙母河沟黑龙沟刀崂乌素13231085343332313029282

47、726252423222120110 15110 15343332313029282726252423222120110 15110 1538408788899091929394959697989900010203040506070839003840878889909192939495969798990001020304050607083900泉、井工业广场风井段家沟煤矿王家沟煤矿小煤窑图1-2 锦界煤矿矿区及评估区范围图三一煤矿讨老乌素煤矿瑶渠煤矿沙母河煤矿青草界煤矿黄土庙煤矿白家湾煤矿河流、池塘幼林、苗圃123456789比例尺 1:50000图例矿区范围评估区范围1234等级公路铁路乡村

48、路时令路、无定路城镇、村庄、窑洞阴圪崂红石头沟阳圪崂花圪台湾段家沟后王家沟前王家沟跌水崖水力发电站公草湾林场小啊包小啊包小啊包啊包梁乔家堡郝家圪崂贺家沟黄土庙杨家沟掌呼家圪堵刘家圪堵白家湾吕家湾杜家湾小沟大路湾李家湾下徐家湾杨家湾王家湾神树沟马王庙井界双树梁沙沟掌当中庙沟岔王西梁三道茆北茆沟柳树塔刘家沟郭家圪崂新伙盘瑶渠敖包湾上徐家湾尚家海则郝家村刘家武家圪堵关牛巨梁河则沟高家大村高家湾包塔西梁张家湾孟家湾长胜彩当任家壕长胜彩当前梁壕乌当海则刘家海子苗家海子讨素海子杨家母河孟家母河徐家海子大曼梁石拉保瑶镇乡瑶镇东沟红石茆公草湾野林托拉沙沟掌袁家沟酒房圪堵牛喝水路湾海则沟枣稍沟大阴湾二阴湾彩兔沟

49、小煤窑采空区小煤窑采空区边坡失稳边坡失稳土地沙漠化土地沙漠化 小煤窑采空区灾害现状评估小煤窑采空区灾害现状评估 井田范围内的青草界沟内有白家湾煤矿和井田东南角部位的黄土庙煤矿。井田南部外缘分布着9家小煤窑，分别为三一煤矿、枣稍沟煤矿、讨老乌素煤矿、沙母河煤矿、青草界煤矿、瑶渠煤矿、王家沟煤矿、段家沟煤矿、马场梁煤矿等。西包铁路采空区采空区采空区采空区采空区段家沟煤矿王家沟煤矿青草界煤矿马场梁煤矿瑶渠煤矿枣稍沟煤矿沙母河煤矿三一煤矿讨老乌素煤矿风井工业广场路 公 府 神 榆副井主井锦 界 井 田边坡失稳灾害现状评估边坡失稳灾害现状评估 评估范围内发育2条沟谷，区内边坡主要分为沙丘边坡、土体边坡、

50、松散土质边坡。青草界沟谷高边坡一般坡高3060m，最高大100m左右，自然坡度4060不等，均由半固定沙和固定沙组成。 许多边坡由于受自然与人类工程活动等因素的影响，目前正处于活动状态和极限稳定状态，加之长期受地质外营力的作用影响，风化与水土流失严重，给滑塌、斜坡变形灾害创造了有利的地形条件。 土地沙漠化问题现状评估土地沙漠化问题现状评估 井田及工业广场地主要为半固定沙、固定沙、冲积层和离石黄土。存在土地沙漠化问题。 评估区是典型的风沙地貌形态区，沙丘大小不等，形态各异。高度差较大，主要表现为新月形沙丘、沙滩和平缓沙地。 地质灾害危险性现状评估结论 评估区地质灾害现状比较简单，主要为小煤窑采空

51、区塌陷隐患、高边坡失稳隐患和土地沙漠化问题三大类。由于该区大多为风沙地貌，村庄、人口分布稀疏，因此地质灾害的危害程度不大。 工程建设诱发工程建设诱发 加剧地质灾害的可能性加剧地质灾害的可能性工程建设本身可能工程建设本身可能 遭受地质灾害的可能性遭受地质灾害的可能性 工程建设诱发加剧地质灾害的可能性工程建设诱发加剧地质灾害的可能性 煤层采空区地面沉陷变形煤层采空区地面沉陷变形 采空区覆岩移动变形可能波及上覆含水层而形成采空区覆岩移动变形可能波及上覆含水层而形成矿井突水并危及水源地矿井突水并危及水源地矸石排放诱发泥石流灾害的可能性矸石排放诱发泥石流灾害的可能性矿井废弃水地面排放引起部分地段环境污染

52、矿井废弃水地面排放引起部分地段环境污染煤层采空区地面沉陷变形预测评估煤层采空区地面沉陷变形预测评估 开采沉陷地表变形特征预测评估开采沉陷地表变形特征预测评估 地表沉陷变形的形式地表沉陷变形的形式 地表变形量预测评估地表变形量预测评估 地表变形范围及变形规律预测评估地表变形范围及变形规律预测评估 采空区地表变形诱发地质灾害现象的预测评估采空区地表变形诱发地质灾害现象的预测评估 滑塌体复活及加剧发生预测评估滑塌体复活及加剧发生预测评估 采空区地面变形使得土地沙漠化进程加快预测评估采空区地面变形使得土地沙漠化进程加快预测评估 采空区地表变形引起村庄、住户、房屋变形预测评估采空区地表变形引起村庄、住户

53、、房屋变形预测评估 地表沉陷变形的形式地表沉陷变形的形式 根据该评估区开采煤层与覆岩结构特征，煤层采深与采厚比介于1831之间的特征分析，该矿井开采后地表变形以形成沉陷盆地为主。同时不排除在矿井范围内的青草界沟谷的沟底及边缘地带，出现地表裂缝、漏斗状流沙口和塌陷坑的可能性。 根据国内相似煤田矿井开采地表沉陷变形的经验，尤其是根据神北矿区大柳塔矿采空区地面塌陷监测的经验，预计该矿井采空区地表最大沉陷量、倾斜位移和水平位移变形量与煤层采厚密切相关，一般成正比例关系。单层采动的下沉系数为： q=0.550.60 重复采动的下沉系数为： q=0.600.65水平移动系数： b=0.31 影响传播角：=

54、90- 0.60主要影响角正切： tg=2.0 重复采动的正切值： tg=2.4影响半径： r=H/ tg地表变形量初步按以下预测模式进行预测：最大下沉值： W0=qmcos 最大倾斜值： I0= W0/r 最大曲率值： K0= 1.52W0/r2 最大水平变形值： 0= 1.52bI0最大水平移动值： U0=bW0上式中：m为采厚, H为采深，为煤层倾角， r为开采影响半径（约为5565m）。地表变形量预测评估地表变形量预测评估 即当先期开采3-1煤层时，沉陷盆地中心的最大沉陷量大约为采厚的0.550.60倍，若平均采厚按3.31m计算，则最大沉陷量约为1.82m1.83m；最大倾斜值约为0

55、.0280.033；最大曲率值约为0.000770.00121m/m2，最大水平变形值约为 0.0132 0.0155/m；最大水平移动值为0.5460.567m。 若后期重复开采4-2、5-2煤层，平均采厚按10.0m计算，则矿区最终最大沉陷量约为5.46m6.02m；最大倾斜值约为0.0840.109；最大曲率值约为0.001960.00302m/m2，最大水平变形值约为 0.0396 0.0514/m；最大水平移动值为0.4590.656m。 沉降盆地中心部位以垂向下沉为主，水平位移、倾斜位移量较小；而盆地边缘及外缘裂隙拉伸带则以倾斜位移和水平位移变形为主。 上述预测计算模式仅是初步的或

56、大概的，从某种意义上讲,不是很准确。在矿井开采过程中，应根据该矿的实际情况，对每一盘区内主采区的主剖面在地表布设观测点，进行长期观测，总结该矿地表变形的规律，以便指导矿井生产和地表变形预测。 沉陷盆地各部位变形值可用煤炭部门常用的变形预计法（概率积分法）去预测求得。因开采煤层厚度在开采过程中，随煤层厚度的变化而变化，在各个部位有所不同，所以，只能根据采厚及开采顺序，由矿井地质技术人员在开采过程中进行量化预测评估，这里不再详细叙述。采空区影响地表变形范围比采空区本身在平面上各外扩展150200m。这些扩展带主要以拉伸变形、水平位移和倾斜位移为主。而沉降盆地中心则以垂向沉降变形为主，水平位移、倾斜

57、位移为辅的变形规律。地表变形的时间上与井下采掘工作面的推进速度、距离密切相关。一般地，当回采工作面自开切眼开始向前推进的距离相当于1/41/2H0(H0为平均采深)时，开采影响即波及到地表，引起地表下沉。当工作面开采结束后的3个月10个月内为地表的剧烈变形期；12年内为地表的缓慢变形期，35年之后则为地表变形的相对稳定期。但是，在出现地表裂缝和塌陷坑的部位，变形期相对要长，其影响程度相对要严重些。特别是开采多层煤及重复采动时，地表变形周期将会变长。 地表变形范围及变形规律预测评估地表变形范围及变形规律预测评估采空区覆岩移动变形可能波及采空区覆岩移动变形可能波及上覆含水层疏干危及水源地预测评估上

58、覆含水层疏干危及水源地预测评估由于青草界沟谷地带冒落裂隙带可能直接沟通松散含水层，因此，无论什么时候，采用全部跨落法开采这一带的3-1煤层时，都会有突水溃沙现象发生，就可能出现矿井涌水、突水溃沙地质灾害现象，应当予以高度注意。由于井田处于半干旱地区，地表及地下水资源比较贫乏，采区冒落裂隙可能造成煤层上覆含水层疏干枯竭，影响矿区工农业取水井的正常运行，破坏有限的地下水资源。若出现取水井水源断缺、水量突然巨减，应当采取补救措施。对青草界沟谷地带的水源地可以进行保水采煤的专项研究。 覆岩破坏高度覆岩破坏高度 覆岩破坏高度，主要是指开采矿层（体）顶板的冒落带和裂隙带高度。 顶板覆岩类为坚硬、中硬、软弱

59、、极软弱岩层或其互层时，开采单一煤层的冒落带最大高度可用下式近似的计算：式中：W煤层过程中顶板下沉值，由实测得到；M煤层开采厚度； 煤层倾角。计算结果计算结果 冒裂带：冒裂带：计算开采3-1煤层时的冒落裂隙带最大高度为68.5395.64m。说明大于3-1煤层正常基岩厚度（2.0973.81m），冒落裂隙可直接沟通风化基岩含水层，成为全区主要的充水通道。青草界沟谷地带冒落裂隙带可能直接沟通松散含水层而造成突水溃砂。开采4-2煤层时，冒落裂隙带高度约为57.4293.87m；开采5-2煤层时，冒落裂隙带高度约为43.20114.53m。说明冒落裂隙带高度均大于煤层间距，和上覆煤层顶板导水裂隙带相

60、沟通，导致上覆地下水、坑道水涌入井下，因此煤层采空区冒落裂隙是全区各煤层矿坑的主要充水通道。应当引起足够重视。 工程建设本身可能遭受地质灾害的可能性工程建设本身可能遭受地质灾害的可能性 矿井突水溃沙矿井突水溃沙矿井瓦斯突出、粉尘爆炸矿井瓦斯突出、粉尘爆炸煤及矸石自燃煤及矸石自燃工业广场遭受地质灾害工业广场遭受地质灾害地质灾害危险性预测评估结论建设工程可能引起的地质灾害主要为采空区地面沉陷、地裂缝及由此而诱发的沟谷沙质边坡失稳；含水层疏干，水源地被破坏：土地沙漠化进程加快；矸石堆放引起的泥石流；建设工程可能遭受的地质灾害主要为矿井遭受突水溃沙、煤及矸石自燃、粉尘爆炸等地质灾害的危害；矿井废水地面