山西武乡县下黄岩煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案

山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案北京大地高科地质勘查有限公司二O二一年十二月I前言 1一、编制目的 1二、编制依据 1三、方案适用年限 3四、编制工作概况 3第一章概况 4一、区块地理位置 4二、煤层气资源概况 5三、煤层气气田开采历史及现状 10第二章煤层气田基础信息 19一、自然地理 19二、地质环境背景 22三、开采区及开采活动影响区土地利用现状 49第三章煤层气资源开发利用 52一、开发方案简述 52二、主要开采工艺技术 58三、“三率”指标评估 71四、与非油气矿产的协调开发 71第四章生态环境影响评估 73一、生态环境影响评估范围 73二、地质灾害、含水层破坏和水环境污染现状分析及预测评估 75三、地形地貌景观影响和破坏及土地损毁现状分析与预测评估 85四、地质环境治理分区与土地复垦范围 96第五章生态环境治理可行性分析 99一、地质灾害、含水层破坏及水环境污染治理可行性分析 99二、地形地貌景观影响和破坏治理及土地复垦可行性分析 100第六章生态环境治理及监测工程 118一、治理工程 118二、监测工程 130第七章生态环境治理工作部署 137一、总体工作部署 137二、阶段实施安排 138三、年度工作安排 141第八章经费估算与进度安排 144一、经费估算依据 144二、煤层气开发经费估算 148三、地质环境治理工程经费估算 151四、土地复垦工程经费估算 152五、总费用汇总与年度安排 163第九章保障措施与效益分析 165一、组织保障 165二、技术保障 165三、资金保障 166四、监管保障 168五、效益分析 169六、公众参与 170七、土地权属调整方案 173第十章结论与建议 175一、主要结论 175二、存在问题与相关建议 176I顺序号图纸名称图纸编号编号1煤层气田地质环境现状评估分区图11:250002煤层气田土地利用现状图21:250003煤层气田地质环境问题预测评估分区图31:250004煤层气田土地损毁预测图41:250005煤层气田土地复垦规划图51:250006煤层气田地质环境治理工程部署图61:25000(一)煤层气企业承诺书(二)关于地质环境保护与土地复垦方案的承诺函(三)编制单位承诺书(四)地质环境现状调查表(五)编制人员身份证复印件(六)拟申请开采范围(七)储量报告评审意见书及备案证明(八)环境影响评价报告表批复(九)土地复垦公众参与调查表(十)保护区核查结果(十一)勘查许可证山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案1前言山西省武乡县下黄岩煤层气区(以下简称“下黄岩区”)经过多年勘查工作，取得了较好的勘探成效，该区煤层气资源禀赋条件较好，有着良好的资源基础。为进一步开发利用该区块煤层气资源，现拟将区块探明储量区内煤层气探矿权转为采矿权。根据《山西省煤层气勘查开采管理办法》有关规定，办理煤层气采矿权登记须编写煤层气开发利用与矿区生态保护修复方案。北京大地高科地质勘查有限公司根据《山西省自然资源厅关于煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案编制及评审工作的通知》(晋自然资函〔2019〕861号)等文件要求，完成本方案的编制工作。本方案依据相关政策法规、规程规范、储量报告、土地利用现状和永久基本农田分布图、耕地质量等别数据库以及实地调查数据等编制，具体如下：(一)政策法规3、《山西省煤层气勘查开采管理办法》山西省人民政府令第273号(2020年54、《关于做好矿山地质环境保护与恢复治理方案编制审查及有关工作的通知》(国土资厅发〔2009〕61号)；5、《国土资源部关于加强对矿产资源开发利用方案审查的通知》(国土资发〔1999〕6、《国土资源部办公厅关于印发油气勘查实施方案及开发利用方案编写大纲的通7、《山西省自然资源厅关于煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案编制及评审工作的通知》(晋自然资函〔2019〕861号)8、《山西省矿山环境治理恢复基金管理办法》晋政发〔2019〕3号文。(二)规程规范1、GB/T34547-2017,煤矿区煤层气地面抽采效果检测与评价[S].2、GB/T29119-2012,煤层气资源勘查技术规范[S].山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案23、GB/T28754-2012,煤层气(煤矿瓦斯)利用导则[S].4、SY6921-2012,煤层气井排采安全技术规范[S].5、SY6924-2012,煤层气测井安全技术规范[S].6、SY6922-2012,煤层气井下作业安全技术规范[S].7、DZ/T0216-2020,煤层气资源/储量规范[S].8、DZ/T0343-2020,煤层气田开发方案编制规范[S].9、AQ1081-2010,煤层气地面开采防火防爆安全规程[S].10、AQ1082-2010,煤层气集输安全规程[S].11、《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》DZ/T0223—2011；12、《地质灾害危险性评估规范》(DZ/T0286—2015)，2015.9；13、《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》(DZ/T0221—2006)，2006.9；14、《土地利用现状分类》GB/T21010—2017；15、《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2013)；16、《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB12719—1991)；17、地下水监测规范(SL183—2005)；18、中国地震动参数区划图(GB18306—2015)。19、《土地整治项目规划设计规范》(TD/T1012-2016)；20、《耕地后备资源调查与评价技术规程》(TD/T1007—2003)；21、《土地开发整理项目预算定额标准》(财综〔2011〕128号)；22、《土地复垦方案编制规程》(TD/T1013—2011)；23、《油气矿产资源储量分类》(GB/T19492—2020)。(三)技术资料1、2014年4月编制的《下黄岩煤层气田东区石炭系上统太原组15号煤层新增煤层气探明储量报告》；2、《下黄岩煤层气田东区石炭系上统太原组15号煤层新增煤层气探明储量报告》矿产资源储量备案证明(国土资储字[2014]252号)；3、2020年10月编制的《山西省武乡县下黄岩区煤层气勘查实施方案》；4、下黄岩区块煤层气井钻测录固试等基础资料；5、武乡县、左权县《土地利用总体规划调整方案(2006-2020年)》；6、武乡县、左权县第二次土地调查成果数据(2018年底地籍变更数据)。山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案3下黄岩煤层气田为新建气田，其方案涉及的服务年限根据可采服务年限确定。本方案编制基准年为2021年，其中复垦资料基准年为2018年。下黄岩区煤层气开发期为20年，其中建设期为2年，生产期为18年；再加上1年复垦期，3年管护期，则其开发利用与生态保护修复方案服务年限共计24年，总服务年限自2022年起，至2045年止。2021年11月北京大地高科地质勘查有限公司组织相关技术人员着手该方案的编制。依据文件《山西省自然资源厅关于煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案编制及评审工作的通知》(晋自然资函〔2019〕861号)要求，将煤层气开发利用、地质环境保护与恢复治理、土地复垦、生态修复四个方面内容整合，统筹编制，主要工作程序为：资料收集→野外调查→室内编制。2021年12月编制完成了《山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案》。主要完成工作量见下表1。表1完成主要工作量统计表编号工作内容单位完成工作量1道路测量(手持GPS测量)个4地质灾害调查km287.9945土壤剖面调查个36照片拍摄张2007访问人员个8收集资料评审意见书及备案证明，部门核查意见，探矿权证，营业执照，项目区土地利用现状库，项目区基本农田库9提交成果成果报告、附图及附件山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案4第一章概况(一)地理位置下黄岩区位于山西省东南部武乡县及左权县境内。地理坐标为：东经：*，北纬：*。本区北起左权县紫会~寺仙一线，南止武乡县东庄~前张庄，东以15号煤层+900m水平为界，西止15号煤层-200m水平。南北长约24km，东西宽约5~10km。 图1-1-1山西省武乡县下黄岩区地理位置图(二)交通状况本区西侧有太(原)焦(作)铁路经过，207国道从本区东侧通过，左权和武乡距离太原均为150多公里，左权至武乡县的省级公路，自北向南穿过本区中部，左权及武乡至各乡镇之间均有三级公路或简易公路相通，交通较为方便(图1-1-1)(三)申请采矿许可范围本次采矿权申请范围为(2000国家大地坐标系)：东经*，北纬*；中心点坐标：申报区面积为*km2，形状不规则。矿权范围共由208个拐点圈定，1980西安坐表1-1-1下黄岩探转采拐点坐标表(1980坐标，6度带)序号XY表1-1-2下黄岩探转采拐点坐标表(2000坐标，6度带)序号5XY(一)申请设立采矿权基本情况为加快推进区块煤层气开发进度，北京大地高科公司按照山西省相关文件要求，根据煤层气相关行业标准，编写了《山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案》，进行新立煤层气采矿权申报。采矿权申请基本信息见表表1-2-1采矿权申请基本信息表项目容采矿权名称山西省武乡县下黄岩区煤层气开采采矿权性质新立北京大地高科地质勘查有限公司所在探矿权的项目名称及证号登记面积(平方千米)生产设计规模(亿方)申请年限(年)方案服务年限(年)(二)勘查历程及成果1.以往地质工作情况1917年2月，王竹泉在榆次、和顺、长治等县进行地质调查，著有《山西省东南部地质矿产报告》，对该区含煤地层的划分及构造形态进行了研究。1956~1957年，原华北煤田地质局114队在东部邻区进行了系统的地质工作，先后提交了《山西省武乡矿区一、二井田精查地质报告》、《山西省武乡矿区三、四井田精查地质报告》。受当时勘探手段的限制，主要可采煤层的勘探深度为500m±，煤心采取率较高，化验测试项目较少，施工钻孔全部未采集瓦斯样，因此难以对本区的煤质及煤层气赋存情况作出较为可靠的评价。1958年，114队提交《山西省武乡矿区五井田普查报告》，施工钻孔大部分未取山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案6心，又无可靠的测井资料，因此很难对本区的煤层、煤质、煤层气赋存情况作出评价。1964~1965年，山西煤田地质局114队提交了与本区相毗邻的《山西省襄垣勘探区普查报告》对煤炭资源作出了相应评价，但对伴生的煤层气资源仅在个别钻孔中采用集气式瓦斯罐测定了瓦斯含量。1987~1988年，山西煤田地质局148队在施工本区北侧的和顺区普查时，对部分钻孔3号煤层及15号煤层的瓦斯使用解吸法进行了测定，3号煤层201孔井深451m，瓦斯含量为20.06m3/t，15号煤层井深575m，煤层气含量为15.33m3/t。南部夏店区，1982~1984年由山西煤田地质局114队详查时，深部3号煤层气含量高达m3/t，15号为18.51m3/t。1995~1998年，由中国煤炭地质总局组织开展了“全国煤层气资源评价”，预测本区垂深500m以深为富含煤层气区，3号、15号煤储层的煤层气含量平均应在8m3/t以上。上述工作的进行为本区勘查工作提供了基础资料。2.地质勘查工作情况2002年7月自获得下黄岩区煤层气勘查项目探矿权后大地编制了勘查设计。随后依据设计开始组织施工，先后完成了地质填图、二维地震勘探、施工了煤层气参数井、生产试验井，并进行了煤层气试井、测井、采样测试和压裂试排采等煤层气勘探开发工作。地质测量，1：25000地质水工环测量；布置二维地震测线19条，其中主测线16条，联络测线3条；施工煤层气钻井19口，并进行了煤层气试井、测井和采样测试等工作。2008年度起加大了下黄岩区块煤层气的勘探工作。根据勘探工作的需要，依据前期工作的资料，在本区块的北部、中部、南部各布置了一口探井，即GHX-101、201、301井，这3口井为参数+生产试验直井。随后根据完工的三口井所取得的数据资料和本区勘探目的，在GHX-101、201、301井周围布置15口生产试验井组，并进行了测井、试井和采样测试，进一步获得本区煤层气相关参数，为下一步射孔、压裂、排采作业的提供主要技术参数。2011年选择其中16口井成功的进行了压裂工作，排采工作自2011年8月23日开始以来，经过连续700天的排采，其中14口井已达产且稳产3个月以上，勘探成果显著。在此基础之上，进一步完成了本区煤层气资源评价、控气条件与煤层气可采山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案7性等方面的综合分析与评价。2014年5月5-6日，由国土资源部油气储量评审办公室组织专家对《下黄岩煤层气田东区石炭系上统太原组15号煤层新增煤层气探明储量报告》进行了评审并获得通过(国土资油气评审字[2014]166号)，8月13日获得国土资源部储量司储量备案批准文件(国土资储备字[2014]252号)。本次申报备案的储量为下黄岩煤层气田东区15号煤层，含气面积87.994km2，新增煤层气探明地质储量80.15亿m3，技术可采储量44.40亿m3，经济可采储量40.90亿m3。为早日实现下黄岩区块的煤层气开发，取得经济效益奠定了坚实的基础。2014-2016年度，在继续进行生产试验井及井组排采工作的同时，为提高西区勘查程度，进一步查明本区的构造形态及可采煤层的稳定程度，了解储层含气性和物性特征，初步确定可供进一步勘查的区域，针对西区北部和中部，部署并实施了XH604、XH1101、XH1001和XH1301共计4口煤层气参数井的施工。共计完成钻井工作量4641.18m，同时完成试井共计4层次，化验测试20件。2017-2018年度，分别针对本区西区南部和中部部署实施了XH101井、XH203井、XH605井、XH901井共计4口煤层气参数井兼生产试验井的施工，完成了相应的取芯、录井、测井、化验测试，并针对15号煤层的注入/压降测试工作；结合以往地质认识及成果资料，系统获取了煤层的地质特征以及煤储层的物理化学性质、气组分、含气量、分布规律、吸附解吸特征，初步确定了煤层气的临界解吸压力，初步查明了煤层顶底板的岩性、物性及力学性质、煤层吸附解吸特征。共计完成钻井工作量4695.99m，同时完成试井共计4层次，化验测试36件。2019-2020年度，分别针对本区东区中部GHX-301井组附近部署实施了XHY01、XHY02、XHY03、XHY04、XHY05、XHY06共计6口生产试验井，完成钻井工作量4555.37m，完成了相应的固井、录井、测井、下放套管等工作。(表1-2-1、1-2-2)表1-2-1上一持证期内完成的工作量及勘查投入勘查年度项目工作量勘查投入(万元)2019年度钻井3进尺(米)2233.37综合研究//其他/2020年度钻井3286.3200进尺(米)2322综合研究//山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案8其他//合计4555.37/6650.4874表1-2-2上一持证期内完成的钻井工作基本信息表生产试验井名称井口坐标(80坐标系)XYHXHY01XHY02XHY03XHY04XHY05XHY06本区从2003年度开始至目前，累计已完成的工作量包括：GPSE级控制点27个；1：10000地质测量215.51km2，1：25000地质及水工环测量215.51km2；二维地震勘探，测线长228.78km；部署实施钻井51口，总工程量41941.33m；测井实测41657.54m；煤层气试井21层次；压裂试排采16口井，其中14口井达产；采集煤心、煤岩、含气量和等温吸附样等各类样品433件(表1-2-3)。表1-2-3完成实物工作量一览表项目技术条件计量单位工程量备注测量E级GPS控制点Ⅱ个27工程点测量个45地质测量1：50000地质测量图Ⅰkm2k3011：25000地质测量图Ⅰkm2k215.511：25000水工环境地质测量Ⅱkm2k215.51物探二维地震Ⅲ点/km4130/228.78地球物理测井m41657.54钻探共计Ⅴm/口41941.33/51参数井m/口20773.97/23参数+生产试验井m/口2生产试验井m/口化验测试件443注入/压降测试层次21压裂排采井次3.取得的主要成果通过地质填图，结合地震及竣工钻井取得的资料综合分析认为：山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案9(1)本区为走向北北东的单斜构造，本区属简单的单斜构造，延走向发育次级背向斜，伴少量的正断层，构造简单，构造形态有利于煤层气的赋存；(2)煤层稳定，厚度较大，特别是15号煤层全区稳定，煤层厚度一般为5m±，埋藏深度一般为500-1000m，西北部梁峪向斜核部最深达1360m，局部可采煤层2、3、81、84及9号煤层，厚0-1.5m，一般厚度大于0.5m；(3)基本确定了本区主要煤层的煤类和煤质特征，属低灰、低挥发分、低水、中硫、高热值、不粘结的贫煤，可作为良好的动力用煤或者民用燃料；(4)各煤层干燥基煤层气含气量一般为6.61-18.67m3/t，以15号煤层的含气量最高，一般为12.98m3/t，其余2、3、81、84、9号煤层气含量为7.54~17.53m3/t，各煤层煤层气含气量均较高。煤层气组分测试结果说明各煤层甲烷含气量一般均在90%±，未发现煤层气风氧化带；(5)煤层储层参数比较优越，除渗透率偏低外，其余参数均较好。通过试井和压裂排采证实15号煤层为低渗透率煤层，含气饱和度为60-80%，临界解吸压力为1.80-2.53MPa，地解比为0.19-0.87，相关参数表明15号煤层具有较强的产气能力，该区具有较好的商业开发前景；(6)《下黄岩煤层气田东区石炭系上统太原组15号煤层新增煤层气探明储量报告》通过专家组评审。探明储量的15号煤有效含气面积为87.994km2，探明地质储量80.15×108m3，技术可采储量44.40×108m3，经济可采储量40.90×108m3。(三)探明资源储量情况表1-2-4下黄岩区内储量及产量情况年度层位矿权面积(平方千米)探明储量储量备案文件地质储量(亿立方米)技术可采(亿立方米)经济可采(亿立方米)2014141.66844.4040.90国土资储字[2014]252号小计141.66844.4040.90合计141.66844.4040.90产能(亿立方米/年)2.40申请年限(年)20本次下黄岩区块15号煤层探明储量区位于山西省武夏矿区北部山西省左权县城西南柳乡县至武乡县洪水镇一带、区块的东半部(图1-2-1)，申报储量面积87.994km2。山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案40.90×108m3。详见表1-2-4。图1-2-1下黄岩区块储量备案区范围示意图(一)矿权基本情况下黄岩区位于山西省东南部武乡县及左权县境内，探矿权到期前选择延续变更。依据山西省人民政府令第273号《山西省煤层气勘查开采管理办法》，煤层气探矿权申请延续登记时应当扣减首次登记面积的25%(不含已提交探明地质储量范围)，下黄岩煤层气区块证载面积为*km2，现有备案区域面积为*km2(2020年延续时因与水源保护地重叠，已扣除部分面积)。在进行面积扣减后，申请登记面积由171.672km2表1-3-1探矿权申请基本信息表项目探矿权名称山西省武乡县下黄岩区煤层气勘查探矿权性质延续、变更北京大地高科地质勘查有限公司勘查单位北京大地高科地质勘查有限公司矿种煤层气申请登记面积(平方千米)申请年限(年)图1-3-1下黄岩区块探矿权证1.2002-2007年探矿权历史沿革下黄岩区在本次工作以前，未进行过系统的煤炭资源勘查及煤层气勘查工作，未设置探矿权及采矿权。2001年12日北京中煤大地技术开发公司向国土资源部提交探矿权申请书，并于2002年7月11日依法取得了由国土资源部颁发“山西省武乡县下黄岩区煤层气普查”矿产资源勘查许可证，勘查面积185.452km2，由24个拐点坐标组成。探矿许可证号为：0200000210190探矿权人：北京中煤大地技术开发公司勘查项目名称：山西省武乡县下黄岩区煤层气普查地理位置：山西省武乡县、左权县境内山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案勘查面积：185.452km2勘查单位：北京中煤大地技术开发公司北京中煤大地技术开发公司又分别于2003年7月及2005年7月在探矿权到期前办理了延续。2.2007年-2011年探矿权历史沿革2007年7月11日，在探矿权证号为0200000530152的矿产资源勘查许可证到期前，在办理延续相关手续时，山西省国土资源厅经对煤炭、煤层气两矿权核查后，发现与煤炭矿权重叠，重叠面积7.77km2，重叠区主要位于下黄岩区块东部，并提出了关于“山西省武乡县下黄岩区煤层气普查”与煤炭矿业权重叠问题的处理意见。我单位根据国土资源部关于印发《解决煤炭和煤层气矿权重叠问题座谈会议纪要》的通知(国土自发[2007]160号)文件精神及本区块煤层气、煤炭勘查开发现状，同意山西省国土厅提出的“处理意见”和方案，同意退出区块内5个煤矿采矿权重叠面积，并及时报送了国土资源部勘查司油气处办理变更手续，经核实后于2008年12月30日颁发了“山西省武乡县下黄岩区煤层气普查”矿产资源勘查许可证，勘查面积kmkm4个组成。探矿许可证号为：0200000820438探矿权人：北京中煤大地技术开发公司勘查项目名称：山西省武乡县下黄岩区煤层气普查地理位置：山西省武乡县、左权县勘查面积：173.188km2勘查单位：北京中煤大地技术开发公司2010年10月21日根据相关规定，及时向国土资源部报送了了相关延续材料，国土资源部经过审查后，于2010年12月10日颁发了延续后“山西省武乡县下黄岩区煤层气普查”矿产资源勘查许可证，探矿权证号为0200001030479，勘查面积由173.188km2，拐点坐标44个，有效期限至2012年12月30日。3.2011年-2020年探矿权历史沿革2011年11月30日，因中煤地质工程总公司决定对所属的北京中煤大地技术开发公司和北京大地高科地质勘查有限公司工作业务进行重新调整。根据有关规定，特向国山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案土资源部勘查司申请将山西省武乡县下黄岩区煤层气普查项目的探矿权人和勘查单位由“北京中煤大地技术开发公司”变更为“北京大地高科煤层气工程技术研究院”，同时对法人代表由邢树亭变更为刘永彬。2012年2月1日，国土资源部勘查司告知有1宗煤炭探矿权和8宗煤炭采矿权与下黄岩区块重叠，并提供了相关重叠矿区范围坐标。我单位根据《关于油气矿业权受理征询意见的函》(国土资勘油函[2012]25、26号)和《山西省国土资源厅关于山西省武乡县下黄岩区煤层气勘查等两宗油气矿业权有关问题的复函》(晋国土资函[2012]589号)文件精神及本区块煤层气、煤炭勘查开发情况，同意山西省国土厅提出的处理建议，与煤炭探矿权人和煤炭采矿权人签署了相关协议。随后及时向国土资源部勘查司油气处报送了相关材料，办理了变更和延续手续，国土资源部在根据报送的相关变更和延续材料并核实后，于2012年12月12日颁发了“山西省武乡县下黄岩区煤层气普查”矿产资源勘查许可证，勘查面积173.188km2，拐点坐标由44个组成。探矿许可证号为：0200001220019探矿权人：北京大地高科煤层气工程技术研究院勘查项目名称：山西省武乡县下黄岩区煤层气普查地理位置：山西省武乡县、左权县勘查面积：173.188km2有效期限：2012年12月12日至2014年12月12日勘查单位：北京大地高科煤层气工程技术研究院2014年11月3日根据相关规定，及时向国土资源部报送了相关延续材料，国土资源部经过审查后，于2014年12月17日颁发了延续后“山西省武乡县下黄岩区煤层气勘查”矿产资源勘查许可证，探矿权证号为0200001430473，勘查面积由173.188km2，拐点坐标44个，有效期限至2016年12月12日。2016年开始国土资源部委托山西省国土资源厅进行煤层气矿业权审批登记事项，根据新的要求及相关规定，及时按照相关规范要求编制勘查实施方案及其他相关延续材料，于2016年11月15日通过山西省国土资源厅专家评审，颁发了延续后“山西省武乡县下黄岩区煤层气勘查”矿产资源勘查许可证，探矿权证号为0200001630453，勘查面积173.188km2，拐点坐标44个，有效期限至2018年12月11日。2018年延续时进行保护区核查，由于矿业权面积与饮用水保护地重叠，故延续时山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案扣除了保护区，随着公司名称变更，矿业权人也变更为北京大地高科地质勘查有限公司，颁发的延续后“山西省武乡县下黄岩区煤层气勘查”矿产资源勘查许可证，勘查许可证号为：0200001921401，勘查面积171.672km2，有效期限至2020年12月11日。探矿许可证号为：0200001921401探矿权人：北京大地高科地质勘查有限公司勘查项目名称：山西省武乡县下黄岩区煤层气勘查地理位置：山西省武乡县、左权县勘查面积：171.672km2有效期限：2018年12月12日至2020年12月11日勘查单位：北京大地高科地质勘查有限公司4.2020年以后探矿权历史沿革2020年延续时因与水源保护地重叠，已扣除保护区面积。在进行面积扣减后，申请登记面积由171.672km2变更为141.668km2。探矿权证号为T1400002021021010056110，拐点坐标52个，有效期限至2025年12月11日。探矿许可证号为：T1400002021021010056110探矿权人：北京大地高科地质勘查有限公司勘查项目名称：山西省武乡县下黄岩区煤层气勘查地理位置：山西省武乡县、左权县勘查面积：141.668km2有效期限：2020年12月12日至2025年12月11日勘查单位：北京大地高科地质勘查有限公司(二)煤层气井排采情况1.排采井概况本次勘查工作共对16口井(包含GHX102和GHX301两个生产评价井组)进行了排采，排采目的层为太原组15号煤，排采时间由2011年9月开始，统计数据截止至2016稳产天数238-654天，具体数据详见下表1-3-2。--表132--井号起始排采时间层位煤层号套压(MPa)日产量(m3/d)/稳产期天数达产情况气水山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案根据本区排采特征，对排采井的生产动态进行了统计分析：(1)排采井井数：截至目前，区块内共有煤层气排采试验井16口。(2)井型与井组井距：区块内排采井主要是直井、定向井；GHX-102井组井距在173~229m之间、GHX-301井组井距在80m-230m之间，其他探井间井距在2~4km。(3)增产改造方式：直井/定向井均采用套管完井，对煤层段射孔、压裂。试验区内煤层气井采用的压裂液有活性水、清洁压裂液等，压裂层位为太原组15号煤。(4)排采方式：采用地面排水降压的生产方式，排采设备采用管式泵。排采制度为稳压稳产排采和定压定产排采。稳压稳采指排采初期保持井底流压缓慢、稳定下降，产气时产气量阶梯式缓慢提产；定压定产指保持井底压力(动液面)的平稳和煤层气产量的稳定。2.排采动态参数分析结合下黄岩区块基本地质条件、煤储层特征及排采生产情况，统计表明，16口排采井在1~129天内均能见套压、产气，累计产水47~3698m3以内就开始产气。产气特征：区内15号煤层初始见套压时间一般需要6~83天的排采、最长需要129天，初始产气时间一般需要40~116天、最长需要213天。这是由于初期排水阶段，为保持煤储层连续稳定产水、严格控制井底流压的变化速度和产水量，因此，初始见套压时间和产气时间受日产水量的影响较大。另外，受地质因素影响(即含气饱和度)，该区储层压力较低，处于欠压状态，需要较长时间的排水才能产气；此外，所有排采井均经过压裂改造，平均单井注入压裂液500余m3，这也直接影响到煤储层解吸产气的快慢。产水特征：初始累积产水量指从排采至开始出气的累积产水量。通过对产气井统计表明，15号煤层初始累积产水量在47~3698m3之间。动液面特征：随着排采的进行，液面下降，液面深度由小变大，液柱高度逐渐减小。在没有产气的排水期，动液面的变化直接影响井底流压得变化，初期排采相对较快，待井底流压接近煤层解吸压力时，排水速度降低，液面下降速度放缓，并持续较长时间。山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案井底流压特征：从有气体产出，套管压力受到人工控制的影响。初始井底流压范围为0.65~5.52MPa。经过前期的排采获得了以下相关的总结：(1)本区15号煤层分布稳定、厚度大、含气量高、含气饱和度较高、渗透性相对较差，因此，通过适当的增产措施和工艺，能够获得较好的煤层气工业气流；(2)从区内排采历史来看，经过增产工艺，单井排水周期长短不一，产气量高低也略有差别；(3)合理的排采制度如稳定降低井筒页面高度、避免强烈的井底压力扰动，有利于煤层气的稳定、平衡产出；(4)前期产气量的增加大多是井筒附近压裂范围内甲烷的解吸，并能够迅速形成产气高峰，后期产量稳定是远井筒的煤储层甲烷解吸运移到井筒内；(5)排量的大起大落易造成储层激动，吐砂、吐粉。因此，降液阶段和产气阶段确定合理的排采强度是非常必要的。3.排采分析本区内16口排采井中，排采井组2个、探井6口。其中GHX-102井组包括4口，GHX-102、GHX-103、GHX-105、GHX-107；GHX-301井组包括6口，GHX-301、本区16口排采井中14口井的产量达到了储量规范的产量要求且均已稳产3个月以上，同时达产井平面分布均匀，能够展现本区产气能力和潜力，因此，在达产井已满足储量规范要求的情况下，为了不浪费优质的煤层气资源，在排采后期有9口排采井停排、7口排采井降产。(1)GHX-102井组GHX-102井组15号煤平均埋深473.88m、平均净煤厚度4.51m。排采试验自2011年9月起，至2014年3月井组已全部停排，除GHX-102井因排采原因未达产外，其余3口均已满足储量规范要求，即平均单井日产气606m3/d，平均稳产时间532天，以HXGHX-103井15号煤层深度420.30~424.60m、净煤厚度4.30m。2011年9月15日开始排采，6天见套压、排采40天开始产气；因该井已达产，为不浪费资源，已于2013年12月1日停排，排采期间已稳产537天，平均日产气600m3/d(最大632m3/d)、平均山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案产水量0.40m3/d(最大0.51m3/d)、平均套压0.15MPa、井底流压0.20MPa，累计产气347897m3、累计产水369m3(图1-3-2)。GHX-107井15号煤层深度489.70~494.12m、净煤厚度4.42m。2011年9月13日开始排采，31天见套压、排采156天开始产气；因该井已达产，为不浪费资源，已于2013年12月1日停排，排采期间已达产512天，平均日产气602m3/d(最大672m3/d)、平均产水量0.88m3/d(最大1.92m3/d)、平均套压0.09MPa、平均井底流压0.16MPa，累计产气329544m3、累计产水1115m3(图1-3-3)。图1-3-2GHX-103井排采曲线图1-3-3GHX-107井排采曲线图1-3-4GHX-102井排采曲线GHX-102井15号煤层深度484.30~488.80m、净煤厚度4.50m。2011年9月18日开始排采，34天见套压、排采期间偶见气；因排采控制措施不当，该井未稳定产气，已于2013年12月1日停排(图1-3-4)。(2)GHX-301井组GHX-301井组由6口井组成，15号煤平均埋深705.11m、平均净煤厚度5.03m。排采试验自2011年9月起，数据统计至2016年1月，除GHX-303井因排采原因未达产外，其余5口均已满足储量规范要求，即平均单井日产气1065m3/d，平均稳产时间548天(图1-3-5)。图1-3-5GHX-301井组产气情况GHX-301井15号煤层深度692.05~696.90m、净煤厚度4.85m。2011年9月17日开始排采，37天见套压、排采108天开始产气。因该井已达产，为不浪费资源，于2013年11月30日降产，至2016年1月，排采期间已达产925天，平均日产气1026m3/d(最大1111m3/d)、平均产水量0.09m3/d(最大1.13m3/d)、平均套压0.08MPa、平均井底流压0.14MPa，累计产气949050m3、累计产水361.17m3(图1-3-6)。图1-3-6GHX-301井排采曲线GHX-307井15号煤层696.50~701.90m、净煤厚度5.40m。2011年9月15日开始排采，52天见套压、排采116天开始产气；因该井已达产，为不浪费资源，已于2013年11月31日降产，至2016年1月，排采期间已达产927天，平均日产气1146m3/d(最大山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案1536m3/d)、平均产水量0.21m3/d(最大1.00m3/d)、平均套压0.22MPa、平均井底流压0.24MPa，累计产气1062342m3、累计产水194.67m3(图1-3-7)。图1-3-7GHX-307井排采曲线GHX-303井15号煤层深度707.80~712.20m、净煤厚度4.40m。2011年9月16日开始排采，51天见套压、排采116天开始产气；因排采控制措施不当，该井未稳定产气，排采期间最高日产气1200m3/d，已于2014年3月10日停排(图1-3-8)。图1-3-8GHX-303井排采曲线(3)GHX-101井GHX-101井15号煤层深度599.95~603.85m、净煤厚度3.55m。2011年9月15日开始排采，54天见套压、排采90天开始产气；因该井已达产，为不浪费资源，已于2013年12月1日停排，排采期间已达产343天，平均日产气1032m3/d(最大1060m3/d)、平均产水量1.72m3/d(最大3.01m3/d)、平均套压0.05MPa、平均井底流压0.11MPa，累计产气532620m3、累计产水1691m3(图1-3-9)。图1-3-9GHX-101井排采曲线(4)GHX-202井GHX-202井15号煤层深度733.20~738.80m、净煤厚度4.80m。2011年10月6日开始排采，46天见套压、排采180天开始产气；因该井已达产，为不浪费资源，已于2013年9月1日停排，排采期间已达产347天，平均日产气1016m3/d(最大1052m3/d)、平均产水量5.39m3/d(最大10.44m3/d)、平均套压0.04MPa、平均井底流压0.15MPa，累计产气431850m3、累计产水3617m3(图1-3-10)。图1-3-10GHX-202井组排采曲线(5)GHX-203井GHX-203井15号煤层深度562.90~568.20m、净煤厚度4.80m。2011年9月8日开始排采，73天见套压、排采209天开始产气；因该井已达产，为不浪费资源，已于2013年11月30日降产，至2016年1月停排，排采期间达产934天，平均日产气1110m3/d(最大1160m3/d)、平均产水量0.79m3/d(最大1.44m3/d)、平均套压0.17MPa、平均井底流压0.08MPa，累计产气1036740m3、累计产水737.86m3(图1-3-11)。图1-3-11GHX-203井组排采曲线山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案(6)GHX-306井GHX-306井15号煤层692.90~697.60m、净煤厚度4.70m。2011年8月23日开始排采，73天见套压、排采113天开始产气；因该井已达产，为不浪费资源，已于2013年11月30日停排，排采期间已达产560天，平均日产气1053.21m3/d(最大1200m3/d)、平均产水量8.65m3/d(最大13.80m3/d)、平均套压0.11MPa、平均井底流压0.14MPa，累计产气672786m3、累计产水6615m3(图1-3-12)。图1-3-12GHX-306井排采曲线山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案第二章煤层气田基础信息(一)气象区内属暖温带半干旱大陆性季风气候，四季变化明显，春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽宜人，冬季气候寒冷。据左权县气象站1959—2020年资料统计，多年平均气温为7.4℃，年有效积温2886.9℃。一月份最冷，平均气温-8.6℃，七月份最热，平均气温21.3℃。多年平均蒸发量为1589.7mm。历年平均日照时数2522时，多年平均风速1.8m/s，一般4月ms度1.04m。多年平均降水量为520.8mm，年最大降水量863.4mm(1971年)，年最小降水量318.0mm(1965年)，相差2.7倍；水分布极不均匀。降水主要集中在每年6—9月份，占年降水量的77%，冬季降水最少，仅占年均降水量的2.4%。根据武乡县气象站近30年(1990~2020)的观测资料，本区四季分明，昼夜温差较大，蒸发量大于降水量，属大陆性气候，极端最低气温为-29.1℃，极端最高气温mmmm时31分)。年降水量多集中在7、8、9三个月。历年蒸发量为1515.0-1914.7mm，平均为1718.9mm。蒸发量大于降水量3倍多，该区年平均风速为1.8m/s，历年最大风速为21.0m/s，风向为东南风，最大冻土深度0.92m。(二)水文区内地形中部较高，为一东西向的分水岭，区南部的北台河、广志河由北向南流，至区外流入洪水河，最终汇入浊漳河北源。浊漳河北源干流古称武乡水，俗称关河，发源于榆社县两河口乡大牛山北面的八赋岭，由北向南纵贯榆社县后流入武乡县境内山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案20的关河水库，途径县域丰州、故县、监漳乡流入襄垣县西营乡合河口村，与浊漳南源km占全县总面积的94.7%。浊漳北源干流上有大型控制性水利工程—关河水库，水库控制流域面积1745km2。区北部的林河、黄土沟流向由南向北流入区外，最终汇入清漳河。属海河水系漳河支流。清漳西源属海河流域，南运河水系，清漳河支流。发源于和顺县八伏岭、官上一带，由石匣乡的蒿沟村入境，经石匣、辽阳等乡镇至粟城乡上交漳老虎岩与东源汇流形成清漳河干流。在左权县境内长70km，流域面积1568km2。河谷宽200~400m，河床宽50~100m，流量0.5~2m3/s，。洪水期流量可达300~1000m3/s。其支流主要有柳林河、枯河、龙则河等，均属季节性河流。(三)地形地貌本区位于太行山中段，属中低山区。区内最高点在中部大红垴一带，海拔标高为1663.50m，最低点位于区南部寨坪村附近洪水河河谷，标高为1087.32m，相对高差约600米，一般为300m，区内地势高峻，峰峦起伏，切割强烈。区内北部基岩出露较好，南部大部分为第四系黄土覆盖仅在沟谷底部有基岩出露。(四)植被①天然植被影响区总体特点是植被多样性差，生态环境脆弱。影响区及周边天然植被以草灌为主，植被群落类型主要为沙棘灌草丛植物群落，其组成植物种类包括灌木以虎榛子、酸枣、荆条、黄刺玫等灌木为主，阴坡植被覆盖率明显高于阳坡，森林覆盖约5%。②人工植被周边的人工植被主要有人工栽植的油松、柏树、榆树、杨树、柳树等，主要以零星点状或线状的形式分布在居民点和工矿区的周围。此外还有人工种植的紫穗槐等水土保持物种，林地郁闭度一般为0.45~0.55。果树经济林主要有核桃、柿子、花椒等。物种较为丰富，郁闭度为0.20，植被覆盖率为70%。③农作物农作物由一年一熟作物组成，主要有：玉米、谷子、莜麦、豆类、马铃薯为主，以及春麦等。(五)土壤(1)耕地山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案21，耕作层厚度25cm，浊黄棕色，质地为粉砂壤土，发育mm；mm1耕地土壤剖面理化性质深度(cm)pH全氮(g/kg)速效钾(g/kg)有机质(%)有效磷(g/kg)0~257.620.0310.950.01525~457.630.0240.810.00845~757.650.0160.0940.560.0067.650.0150.0900.450.006(2)林地表2-1-2林地土壤剖面理化性质深度(cm)pH全氮(g/kg)速效钾(g/kg)有机质(%)有效磷(g/kg)0~2076500180179068001220~907.680.0120.410.005(3)草地表土层：0~20cm，壤土；中度发育的1~2mm的屑粒状结构；松散；0.5~2mm的草20~35cm，壤土；弱发育的1~2mm大的屑粒状结构；松散；0.5~2mm的草本根系，含有2~10mm的半圆状砾石，丰度为<5%；无石灰反应；突变平滑过渡。底土层：35~80cm，表2-1-3草地土壤剖面理化性质深度(cm)pH全氮(g/kg)速效钾(g/kg)有机质(%)有效磷(g/kg)0~207.640.0130.540.01120~357.660.0100.0950.390.00535~807.660.0090.0940.350.005山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案22(一)地层岩性区内基岩出露较好，出露的地层由老到新依次为：二叠系下统下石盒子组上段、上统上石盒子组、石千峰组，三叠系下统刘家沟组、和尚沟组及新生界上新近系、第四系地层。山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案23图2-2-1下黄岩地层综合柱状图根据以往地层资料及本次勘查钻孔揭露情况，本区发育地层有：奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组、石千峰组，三叠系下统刘家沟组和新生界新近系、第四系地层，现对地层由老山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案24到新叙述如下：1.奥陶系(O)中统峰峰组(O2f)本组厚度约为100m，为煤系地层之基底，与上覆地层平行不整合接触，岩性为中层状豹皮状灰岩，灰白、灰黄色薄层状白云质灰岩，夹灰黑色中层状灰岩。2.石炭系(C)(1)中统本溪组(C2b)本组厚度为3.64~19.85m，平均厚度为16.80m。主要为灰色、深灰色含铝泥岩、砂质泥岩组成，夹1~2层不稳定灰岩和1~2层不稳定薄煤层。(2)上统太原组(C3t)本区主要含煤地层之一，厚度为104.30~137.40m，平均120.18m，与下伏地层为连续沉积，太原组按岩性特征分为三段：CtKKm平均34.54m。主要由深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩，深灰色粉砂岩、石灰岩、灰色砂岩和煤组成。含煤2层(14、15号煤层)，其中15号煤层是本区主要可采煤层，平均厚度4.76m，全区稳定可采；14号煤层厚度0.40~0.60m，层位稳定，但不可采。中段(C3t2)：K2石灰岩底至K5砂岩底，厚度为22.40~30.10m，平均23.25m。主要由灰色砂岩、粉砂岩，深灰色石灰岩(K4、K3、K2)和灰黑色泥岩和黑色煤层组成。含煤3~4层(11、12、13号煤层)，其中12号煤层，仅有XH-02孔钻遇厚度达到可采厚度，11、13号煤层不可采。上段(C3t3)：K5砂岩底至K7砂岩底，厚度40.95~82.90m，平均57.93m。以灰色砂岩、粉砂岩，深灰色石灰岩、砂质泥岩和灰黑色泥岩和黑色煤组成。含煤6~7其中81、84、9号煤层为大部可采煤层。3.二叠系(P)(1)下统山西组(P1s)本区主要含煤地层之一。厚度为55.40~59.40m，平均56.14m。本组上以K7砂岩底为界，下以K8砂岩为底，与下伏太原组呈整合接触。岩性以陆相碎屑岩沉积为主，下部由深灰色砂质泥岩为主，夹灰色、浅灰色细砂岩，中上部由深灰色砂质泥岩、浅灰色、灰色砂岩与灰黑色泥岩及黑色煤层组成。其中2煤层为局部可采煤层，3号煤层为本区较稳定的大部可采煤层，3上、4、5、6号煤层为不可采煤层。山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案25(2)下统下石盒子组(P1x)本组上以K10砂岩底为界，下以K7砂岩为底，与下伏山西组呈整合接触。厚度为90.60~139.50m，平均135.00m。岩性上中部以深灰色砂质泥岩为主，夹灰绿色粉砂岩、灰白色砂岩；中下部粒度较细，灰色砂质泥岩与浅灰色~灰色砂岩呈略等厚互层产出。(3)上统上石盒子组(P2s)依据岩性组合特征分为上、中、下三段：下段(P2s1)：本段上以K12砂岩底为界，下以K10砂岩为底，厚度为104.90~172.05m，平均153.00m。岩性以紫红色、灰绿色、灰黄色泥岩，砂质泥岩，粉砂岩为主，夹灰白色、灰黄色中-细粒砂岩。泥岩中含团块状菱铁矿，致密，局部含铝质。底部砂岩(K10)为浅灰、灰白色中粒砂岩，具大型板状交错层理。中段(P2s2)：本段上以K13砂岩底为界，下以K12砂岩为底，厚度为93.00~100.93m，平均94.86m。根据地质填图和钻孔揭露资料，本区南部薄北部厚，由南向北厚度逐渐增大，岩性以灰白色、灰黄色粗-中粒砂岩为主，夹灰绿色、灰黄色-紫红色泥岩，砂质泥岩。泥岩中见均匀层理，砂岩中见大型板状交错层理，局部层面含铁质。底部砂岩(K12)为中-粗粒砂岩，具交错层理，较坚硬。上段(P2s3)：本段上以K14砂岩底为界，下以K13砂岩为底，厚度为222.31~256.23m，平均241.17m。岩性以紫红色、黄绿色、灰绿色泥岩、砂质泥岩为主，夹灰白色中-细粒砂岩。上部泥岩夹硅质条带，水平层理。底部砂岩(K13)为中-粗粒砂岩，成份以石英为主，长石、岩屑次之，大型板状交错层理，坚硬，底部含细砾。(4)上统石千峰组(P2sh)本组厚171.01~191.05m，平均厚180.63m，与下伏上石盒子组呈整合接触。由北向南厚度逐渐增大，依据岩性组合特征分上、下二部分。下部岩性主要为灰红色、灰黄色中-细粒砂岩夹紫红色泥岩，砂质泥岩。砂岩中见小型交错层理，易风化。泥岩为厚层状，均匀层理。底部砂岩(K14)为灰黄色、灰白色中-粗粒砂岩，中厚层状，坚硬，含石英细砾。上部岩性主要为浅紫红色、紫红色泥岩、砂质泥岩夹薄层状灰红色中-细粒砂岩。泥岩、砂质泥岩中夹黄绿色粉砂岩及似层状淡水灰岩，含丰富的钙质结核。4.三叠系(T)(1)下统刘家沟组(T1l)山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案26区内西部大面积出露，施工的XH-04钻孔揭露本组地层。本组厚595.40~619.60m，平均厚609.70m。与下伏石千峰组呈整合接触。根据岩性组合分上、中、下三段。下段(T1l1)：本段厚142.60~288.90m，平均厚275.00m，岩性以紫红色细粒砂岩为主，薄层状，地表易风化，中夹少量的泥岩或砂质泥岩。中段(T1l2)：本段厚214.70~222.30m，平均厚212.58m，岩性以灰紫红色细粒砂岩为主，砂岩一般为中厚层状，中夹泥岩或砂质泥岩，泥质含量较下段有所增多。上段(T1l3)：本段厚181.80~234.70m，平均厚192.41m，岩性为浅灰紫红色细粒砂岩夹粉砂岩及薄层砂质泥岩，砂岩中含泥砾。具板状交错层理。(2)下统和尚沟组(T1h)主要在本区西北部边缘保存本组地层，在本区本组地层最大厚度为50m，岩性主要为浅红色泥岩，中夹薄层细粒砂岩、砂质泥岩、粉砂岩，泥岩中含钙质结核。5.新近系(N)新近系上新统(N2)岩性主要为棕红色粘土，砂质粘土，中夹钙质结核层，含铁锰质印膜，角度不整合于下伏地层之上。厚0~20.0m，平均1.0m。6.第四系(Q)中更新统(Q2)：厚0~30m，平均厚10m。南部大面积覆盖。岩性为棕黄色、棕红色粘土，亚粘土，含钙质结核，垂直节理发育。上更新统(Q3)：主要分布于山顶，山脊部，土状堆积之顶面，厚0~20m，平均厚3m。岩性主要为灰黄色、灰色砂质粘土，亚砂土，底含砾石。全新统(Q4)：分布于现代河床及河漫滩。厚0~10m，平均厚2m。岩性主要为灰、灰黄、杂色砂土，亚砂土以及不同粒级的砂砾石。(二)地质构造山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案27图2-2-2下黄岩区构造纲要图本区位于沁水盆地复向斜东翼中段，总体呈一单斜构造，地层走向总体呈北北东、倾向北西西，地层较平缓，倾角3-10°。在单斜的基础上，发育4条轴向北北东的宽缓褶曲及3条正断层(图2-2-2)，见有13个陷落柱。本区总体地质构造中等。1.褶曲(1)上北台背斜(S1)位于本区东部，北起红土垴北，经赵家村、碾上西、上北台、洞上、南至庙凹村，延伸出区外，轴向北北东，背斜核部出露地层为二叠系上统上石盒子组，两翼为石千峰组地层，两翼产状对称，北部陡南部缓，倾角6-10°，区内延伸长度27.61km，最山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案28线控制，控制程度可靠(图2-2-3)。图2-2-3S1背斜在DX11、DX4线上的特征(2)连壁向斜(S2)图2-2-4S2向斜在DX6、DX3线上的特征位于区东部，南北延伸至区外，轴向北北东，向斜核部出露地层为三叠系下统刘家沟组及二叠系上统石千峰组，两翼出露地层为石千峰组及上石盒子组，两翼产状具有一定的变化，总体而言，DX8线以南，两翼产状基本对称，倾角15-20°，DX8线DX13、DXJ13、DX14、DX15测线控制，控制程度可靠(图2-2-4)。(3)梁峪向斜(S3)山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案29梁峪向斜位于本区西北部，与姜家庄背斜伴生的向斜构造，向斜核部出露地层为三叠系下统刘家沟组上段，轴向北北东，两翼产状不对称，西翼产状较缓，倾角3-8°，和二维地震DX6、DX7、DX8、DX9、DX10、DX11、DX12、DX13、DXJ13、DX14、DX15测线控制，控制程度可靠(图2-2-5)。图2-2-5S3向斜在DX15线上的特征(4)姜家庄背斜(S4)姜家庄背斜位于本区西北部，北起林河村北，经柳林东、姜家庄、至上黄岩村北，核部出露地层为三叠系下统刘家沟组中段，轴向北北东，并且轴向在局部发生扭曲，100m左右，区内延伸长度16.9km，向北东及南DXDX7、DX8、DX9、DX10、图2-2-6S4背斜在DX13、DX15线上的特征山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案302.断层根据本区构造规律，按其断点的性质、落差和倾向等要素进行地震组合解释，共较可靠断层1条(Fd3)。各断层(表2-2-1)特征如下：(1)Fd3正断层：图2-2-7Fd3断层在时间剖面上的特征(左：变密度彩色剖面，右：波形面积剖面)该断层在勘探区的东南部，由DX3、DX4线控制。从南向北，落差先大后小。NWm区内控制长度1465m，该断层向北延伸至区外。参与评级断点4个，其中A级断点1个，B级断点2个，C级断点1个，属较可靠断层(图2-2-7)。(2)Fd8正断层该断层在勘探区的东北部，由DX13、DXJ13、DX14、DX15线控制。从南向北，15号煤层，控制长度6690m。参与评级断点8个，其中A级断点4个，B级断点4个，属可靠断层(图2-2-8)。山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案31图2-2-8Fd8断层在时间剖面上的特征(左：变密度彩色剖面，右：波形面积剖面)(3)Fd9正断层该断层在勘探区的北部，由DX14、DX15、DXL2线控制。从南向北，落差逐渐煤层，控制长度3420m。参与评级断点6个，其中A级断点4个，B级断点2个，属可靠断层(图2-2-9)。图2-2-9Fd9断层在时间剖面上的特征(左：变密度彩色剖面，右：波形面积剖面)表2-2-1下黄岩区断层情况表序号断层名称性质走向倾向最大落差1Fd3正断层NNENWW60m2Fd8正断层NNESEE40m3Fd9正断层NNENWW60m本区陷落柱较发育，在二维地震测线上共发现长轴直径大于100m的陷落柱13个，主要分布在本区西部及北部(表2-2-2)。表2-2-2下黄岩区陷落柱情况一览表序号编号位置形态轴长陷落体地层控制情况(测线及填图)1X1西南部椭圆形3#~15#煤层DX1线2X2西南部椭圆形3102503#~15#煤层DXL1线3X7东南部椭圆形3#~15#煤层DX6线4X8西部边界附近椭圆形903#~15#煤层DX8线5X915#煤层DX8线326X10椭圆形2003#~15#煤层DXL2线7X11西南部椭圆形2503#~15#煤层DX9线8X12西南部15#煤层DX9线9X13西南部30015#煤层DX9线X14西北部椭圆形2902103#~15#煤层DX12线X19西北部22015#煤层DX14线X20西北部椭圆形2503#~15#煤层DX15线X21北部椭圆形3#~15#煤层DX15线4.岩浆岩本区未发现岩浆岩活动。综上所述，本区构造复杂程度属复杂。(三)水文地质本区内地形中部较高，为一东西向的分水岭，区南部的北台河、柳泉河由北向南流，至区外流入洪水河，最终汇入浊漳河北源；区北部的林河、黄土沟流向由南向北流入区外，最终汇入清漳河。属海河水系漳河支流。据调查，于1964年6月初6(农历)突发洪水，持续时间2小时。1.含水层区域主要包括古生界-第四系地层的4套含水层，分别叙述如下：(1)碳酸盐岩类含水层组指中奥陶统碳酸盐岩含水层组。区内该含水层埋藏较深。主要由石灰岩、白云质灰岩、泥灰岩等组成，无钻孔揭露。据普查区东南区外的186号钻孔揭露，在峰峰组 (O2f)钻进中岩心破碎，冲洗液漏失量达3.84m3/h，水位埋深358.30m，标高为+697.23m。从区域资料分析，该含水层主要由石灰岩、白云质灰岩及泥灰岩等组成；岩溶发育不均一，富水性常因地而异，含水层富水性弱-中等。水质类型以HCO3-+SO42--Ca2+型为主。(2)碎屑岩夹碳酸盐岩类含水层组指上石炭统太原组。区内地表无出露，为碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙岩溶含水层组。主要包括K2、K3、K4石灰岩及K6灰岩下伏砂岩裂隙含水层，构成太原组各煤层的充水含水层。K2石灰岩含水层分布范围广，层厚稳定，一般厚5.1-13.52m。厚度较大，常见裂隙及小溶孔等，邻区多个钻孔钻进时有冲洗液漏失现象；K3石灰岩含水层厚山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复方案332.61-4.17m。岩溶裂隙发育不均匀；K4石灰岩含水层厚2.35-3.94m，钻孔揭露岩溶裂隙不发育。据区外186号、219号钻孔对K2、K3、K4石灰岩含水层的混合抽水试验资料：q为0.00515-0.020L/s.m，K=0.054-0.211m/d，含水层富水性弱。K6灰岩下伏砂岩含水层：位于K6石灰岩以下，层厚15.20-31.80m，由中、粗粒砂岩等组成。区外有个别钻孔在钻进该层位时冲洗液有漏失现象。另据区外219号钻孔该层抽水试验资料，q=0.005L/s.m，K=0.00713m/s，含水层富水性弱。(3)碎屑岩类含水层组本类型包括区域内出露及隐伏的二叠系-三叠系砂岩、泥岩等，位于太原组之上，分布在晋获褶断带以西，属次要含水层组。松散层之下的基岩顶部以风化裂隙水或潜水为主，深部常具一定承压性，其含水性及富水性，一般在深部较差，浅部风化带相对较好。下二叠统山西组：该碎屑岩裂隙含水层组主要由中、细粒砂岩组成。厚度与岩性变化较大，砂岩裂隙较发育，据186号钻孔抽水试验资料，q=0.00176L/s.m，富水性弱。上石盒子组：包括上石盒子组底界K10砂岩及泥岩层间砂岩。厚度变化较大，富水性不均匀。个别钻孔在钻进时有冲洗液漏失现象。据区外186号钻孔抽水资料，q=0.0017L/s.m，K=0.0239m/d，含水层富水性弱。区内调查P2s3地层泉水出露点3处，泉水流量0.014~0.138L/s，水质类型属HCO3--Ca2++Mg2+型。调查P2sh地层泉水出露点7处，泉水流量0.014~0.220L/s，水质类型属HCO3--Ca2+型。上二叠统刘家沟组：区内赋存面积和厚度大，推测其含水性好，为节理裂隙含水，富水性受降水影响明显。区内调查T1l地层泉水出露点3处，泉水流量0.014-0.082L/s，水质类型属HCO3-+SO42--Ca2++Mg2+型。(4)松散岩类含水层组主要为第四系松散沉积物。含水层主要由砾石、细砂或砂土等组成，主要分布于山间河谷地带，富水性因地而异，愈靠近河谷富水性愈好，主要接受大气降水及河水的补给，受大气降水影响明显。域内主要包括以下隔水层：(1)石炭系中统本溪组隔水层主要由铝土泥岩、泥岩夹薄层细砂岩等组成，厚12-17m，裂隙不发育，透水性山西省武乡县下黄岩区煤层气资源开发利用与矿区生态保护修复