内蒙古鲁新矿井水文补勘报告.docx
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1、内蒙古农乃庙井田鲁新矿井首采区水文地质补充勘探报告新汶矿业集团地质勘探有限公司2007年12月25 日报告编制人员报 告 主 编: 于洪岭野 外 鉴 定: 于洪岭地质、 水文: 于洪岭 李经海测 井: 李玉东 周德珂 牛淑敏 高瑞测 量: 王金贵 辛培涛 陈荣杰制 图: 于洪岭 李经海微 机 绘 图: 王金贵 郁艳萍文 字 编 写: 于洪岭 审 核: 王志勋 赵兰春正 文 目 录第一章 概 况1第一节 补勘的目的和任务1第二节 补勘区概况2第三节 以往地质工作3第二章 水文补勘工作4第一节 水文补勘方法4第二节 钻探工作及质量评述4第三节 测井工作及质量评述7第四节 抽水试验及质量评述8第三章
2、 井田地质概况12第一节 地层12第二节 构造13第三节 岩浆岩14第四节 煤层煤质14第四章 井田水文地质15第一节 区域水文地质特征15第二节 井田水文地质17第三节 矿井充水因素分析29第四节 矿井涌水量预算31第五节 供水水源41第五章 本报告与勘探报告的比较42第六章 结论43第一节 水文补勘成果43第二节 存在问题及建议44附 图 目 录顺序号图号图 名比 例 尺0101内蒙古农乃庙井田鲁新矿井首采区水文地质补充勘探水文地质图(附煤11底板等高线)1:50000202内蒙古农乃庙井田鲁新矿井首采区水文地质补充勘探地层及水文地质综合柱状图1:5000303-1新近系含水层等水位线图1
3、:50000403-2煤系含水层等水位线图1:50000504-1煤6顶板含水层等厚线及钻孔单位涌水量等值线图1:50000604-2煤6底板含水层等厚线图1:50000705-18线水文地质剖面图1:20000805-210线水文地质剖面图1:20000906-1水观1号钻孔柱状图1:2001006-28-8号钻孔柱状图1:2001106-38-9号钻孔柱状图1:2001206-410-7号钻孔柱状图1:2001307-1水观1号钻孔抽水试验成果图1407-28-8号钻孔新近系砾岩单孔抽水试验成果图1507-38-8号钻孔新近系砾岩群孔抽水试验成果图1607-48-8号钻孔煤系砾岩、砂岩单孔
4、抽水试验成果图1707-58-8号钻孔煤系砾岩、砂岩群孔抽水试验成果图1807-68-9号钻孔新近系砾岩单孔抽水试验成果图1907-78-9号钻孔新近系砾岩群孔抽水试验成果图2007-88-9号钻孔煤系砾岩、砂岩单孔抽水试验成果图2107-98-9号钻孔煤系砾岩、砂岩群孔抽水试验成果图2207-1010-7号钻孔新近系砾岩单孔抽水试验成果图2307-1110-7号钻孔新近系砾岩群孔抽水试验成果图2407-1210-7号钻孔煤系砾岩、砂岩单孔抽水试验成果图2507-1310-7号钻孔煤系砾岩、砂岩群孔抽水试验成果图2608-1水观1号钻孔水位动态观测成果图附 表 目 录1、钻孔综合确定成果表2、
5、钻孔抽水试验成果表3、水质分析表4、岩石物理力学性质试验表第一章 概 况第一节 补勘的目的和任务一、目的农乃庙井田位于内蒙古自治区锡林郭勒盟乌拉盖开发区内,由新汶矿业集团有限责任公司投资勘查。新矿集团地质勘探公司于2006年38月完成了勘探工作并编写了内蒙古自治区锡林郭勒盟农乃庙井田煤炭勘探报告。国土资源部以国土资矿评储字2006156号文通过评审,以国土资储备字2006339号文予以备案。根据煤炭工业济南设计研究院对该井田的开拓开采设计方案,采用立井和集中运输大巷结合的开拓方式,设计主、副、风三个立井位于第7、8勘探线之间,集中运输大巷位于第8勘探线附近,分两冀开拓。由于首采区北部在勘查阶段
6、布置的钻孔较少,部分区域控制程度偏低,水文地质情况查明程度不足,不能满足开拓设计需要。为满足矿井首采区开拓设计和生产的需要,进一步查明首采区内的水文地质条件,获得更加可靠的水文地质参数,对勘探报告进行有益的补充,根据新汶矿业集团公司关于内蒙古鲁新矿井首采区水文地质补勘的批复(2007新矿生便字120号),进行了本次水文地质补充勘探工作。二、任务1、进一步查明首采区直接和间接充水含水层的岩性、厚度、埋藏条件、水位、水质、富水性;获取主要隔水层的厚度、岩性组合及物理力学性质资料,为暗斜井和水平车场、硐室的设计提供依据。2、通过大流量抽水试验和水文地质测井,进一步查明首采区含、隔水层的厚度、岩性及其
7、连续性、渗透性,补给、径流、排泄条件,获得地下水的单位涌水量、影响半径等水文地质参数,进行准确评价。3、分析含水层对矿井的充水影响及含水层间的互相影响程度,确定主要的充水含水层,重新预计首采区第一水平(+740600m)、第二水平(+600+400m)的矿井正常及最大涌水量。4、详述首采区各煤层上覆含、隔水层的高度、厚度、岩性及赋水性、渗透性等。5、提出6、9煤层回采的安全性分析及建议。第二节 补勘区概况一、位置范围农乃庙井田位于锡林郭勒盟乌拉盖管理区东北20km,行政区划隶属锡林郭勒盟乌拉盖管理区管辖。地理坐标为东经11901301190730,北纬454200454645,面积为34.53
8、km 2,补勘区位于农乃庙井田的中北部,向斜盆地的西北缘。二、交通农乃庙井田位于锡盟、兴安盟和通辽市结合部,西北距国家二类陆路口岸珠恩嘎达布其150 km,南距全国大型露天煤矿霍林河矿区及霍林郭勒市30 km、距通(辽)霍(林河)铁路90km,东与全国著名旅游疗养城市阿尔山市相距约200km,东北距白(城)阿(阿尔山)铁路140km。S101省道从本区穿过,每天都有班车通行,区内牧场间小路可以通行,交通较为便利。三、自然地理本区处于锡林郭勒盟高原,位于大兴安岭西坡,为大兴安岭山地和内蒙古高原的衔接部位。属低山丘陵地貌,丘陵间宽谷、沼泽发育,地面标高海拔+868+922m,相对高差54m。除丘陵
9、山顶局部出露基岩外,均为第四系表土覆盖,草原植被发育良好。本区属北温带大陆性半干旱气候,其特点是冬季漫长而严寒,夏季短促而温热,春、秋季干燥多风,昼夜温差大。结冻期从11月至次年4月。多年平均气温-0.9,历史最低气温-42.1(1987年1月9日),历史最高气温+38.5(1972年7月8日)。年降雨量150480mm,多年平均342 mm,主要集中于68月,多年平均蒸发量1552mm。本区春秋季多西和西北风,夏季多东南和南风,历年平均风速4 .1 m/s,最大风速28 m/s(1981年5月11日)。本区地震烈度属度区,地震动加速度峰值为0.1g。但2003年曾发生里氏5.6级地震并造成一
10、定灾害,因此应按度区进行建筑设防。第三节 以往地质工作1、1985年完成了本区的1/20万区域地质调查。2、2004年新矿集团勘探公司在本区施工了1-1#钻孔,揭露了可采煤层。3、2005年新汶矿业集团地质勘探公司完成了内蒙古自治区锡林郭勒盟农乃庙煤田普查报告。施工11个钻孔;煤炭科学总院西安分院施工二维地震测线13条,测线总长度150.66km,有效物理点9621个。4、2006年38月,新汶矿业集团地质勘探公司完成了内蒙古自治区锡林郭勒盟农乃庙井田煤炭勘探报告,完成地面钻孔73个,工程量29453.16m;完成二维地震测线18条,物理点6037个,测线总长度98.531km;完成瞬变电磁勘
11、探测线4条,剖面总长23400m。提交各种资源量91108万t。第二章 水文补勘工作第一节 水文补勘方法一、本次水文补勘方法选择本井田以往历次勘探中已进行了大量的物探、钻探、抽水试验、采样化验等地质、水文地质工作,提交的地质勘探报告已经批准,鉴于井田北部及首采区水文勘探资料相对较少,为满足首采区设计需要,在首采区布设4个水文孔,通过进行钻孔岩芯水文地质描述、简易水文观测、单孔分层抽水试验、联合抽水试验、扩散法测井、流量测井、采样化验等,获取必要的水文地质参数,预计首采区涌水量为矿井和首采区设计提供可靠的依据。二、本次水文补勘的工程布置原则根据新汶矿业集团公司关于内蒙古鲁新矿井首采区水文地质补勘
12、的批复(2007新矿生便字120号)和煤炭工业济南设计研究院有限公司西北分院对水文补勘的要求,勘探工程的布置要与井筒检查孔相结合,注重对首采区的分析研究,因此设计钻孔主要利用原来的勘探线,本次布置在8、10两条勘探线上。为充分利用有限的钻探工程量,本次布置的钻孔全部实现“一孔多用”,设计的钻孔既是抽水试验孔,又是水文观测孔,同时也是工程地质孔。钻孔全部进行简易水文观测、地球物理测井、水文测井,对各煤层顶底板采集岩样,进行室内化验测试。对新近系含水层进行单孔抽水试验,对煤系地层进行单孔混合抽水试验,采用流量测井法对煤系中各含水层进行评价。另外分别对新近系砾岩层和煤系地层进行干扰井、大流量群孔抽水
13、试验。本次补勘共设计4个钻孔:第8勘探线上2个,分别为8-8#、8-9#;第10勘探线上一个10-7#。水观1号孔在78线之间。第二节 钻探工作及质量评述一、钻探工程量本次水文补勘及主、副、风井检查孔共施工7个钻孔,工程量2476.54m。其中水文补勘4孔,工程量1492.69m;主、副、风井检查孔,工程量983.85m。加上找煤、普查、勘探钻孔,全区累计施工92个钻孔(其中水文孔15个),工程量36719.36m,钻孔密度2.7孔/km2。 井田钻探工程一览表 表1-1工程阶段施工时间孔数工程量(m)施工单位找煤2004年1305.37新汶矿业集团地质勘探公司普查2005年114484.29
14、新汶矿业集团地质勘探公司勘探2006年7329453.16新汶矿业集团地质勘探公司水文补勘2007年72476.54新汶矿业集团地质勘探公司合计9236719.36二、钻探工程质量评述(一)钻探工作1、终孔层位及孔深本次所施工的7个钻孔中,有6孔终孔层位为煤系基底凝灰岩,揭露凝灰岩最大厚度228.60m(主检孔),最小厚度6.00m(10-7号孔);水观1终孔层位进入煤系9.78m,均达到了设计终孔层位。最浅水观1号孔102.78m,最深8-9号孔492.68m,平均353.79m。详见表: 钻孔孔深、孔斜、终孔层位一览表 表-1-2孔号钻孔性质终孔深度(m)终孔层位孔斜8-8水文孔428.8
15、3凝灰岩2408-9水文孔492.68凝灰岩34010-7水文孔468.40凝灰岩320水观1观测孔102.78煤系9.78m48主井检查孔356.65凝灰岩150副井检查孔323.99凝灰岩100风井检查孔303.21凝灰岩1002、孔斜由于采取了有力的防斜措施,本次所施工钻孔偏斜均较轻微,孔斜最小为水观1号孔,终孔102.78m,天顶角048;最大8-9号孔,终孔492.68m,天顶角340;孔斜全达到了特级孔标准要求(见表-1-2)。3、岩芯采取各水文补勘孔均按设计要求进行了取芯,新近系取芯钻进,煤系地层局部取芯钻进,终孔层位取芯钻进。主、副、风井检查孔从开孔至终孔全取芯钻进。7孔共取芯
16、1501.90m,岩芯采取1184.55m,综合采取率79%,超过了规范及设计要求的75%的取芯率。4、样品采集化验水文补勘采取了岩样12件(可采煤层顶底板),水样7件,主、副、风井检查孔采取(砂)土样27件、岩煤样171件、水样6件,冻土样30件,质量全部合格。岩样、煤样、土样委托江苏煤田地质勘探研究所测试,水样委托山东煤田地质局化验室化验,冻土样委托安徽理工大学冻土试验室测试,数据准确,结论可靠。5、钻孔封闭本次除水观1为长期水文观测孔兼水源井未封孔外,其他6个钻孔均按设计要求进行了封孔。封孔方法均采用泵入法,封孔材料采用425#普硅水泥和清水,配置成水泥:水=1:0.7的水泥浆,把钻具下
17、入离孔底3-5m处,用泥浆泵把水泥浆压入孔底。孔底封至孔口返浆,6孔封孔质量均合格,达到了设计要求。详见钻孔封孔报告书。6、钻孔测斜、测温本次水文补勘及主、副、风井检查孔7个钻孔均按设计要求进行了全孔系统测斜。测斜采用JJX-3型测斜仪,天顶角误差小于0.5,由孔底至孔口系统测斜。每50m获取一个天顶角、方位角资料。主、副、风井检查孔还进行简易地温测量。测斜和地温测量工作均按有关规程进行,获得数据可靠,质量均为甲级。7、简易水文观测工作本次施工的7个钻孔均按设计要求进行了简易水文工作,共观测回次水位337次、观测冲洗液消耗量1281次、观测率全部达到了100%,均达到了优质标准。8、工程地质工
18、作本次勘探按规范和设计要求8-9号孔可采煤层顶底板封岩样做物理力学性质测试,主、副、风井检查孔全部取芯钻进,采取每个砂、土、岩层样品和冻土样进行了物理、力学、冻结性质测试。上述工作获取了本区岩层可靠的工程地质数据,为正确评价工程地质特征提供了依据。9、钻具全长丈量各孔施工过程中为确保孔深的准确性,均按设计要求在规定的深度或层位丈量了钻具全长,并进行了合理评差。共丈量钻具全长33次,并全部进行了合理评差,丈量次数和质量均达到了设计要求。10、原始记录各孔原始资料齐全,原始班报、岩芯票、岩芯鉴定表、见煤预告书、采样说明书、封孔报告、抽水试验等记录及时、准确、清楚、完整,优质率平均高于95%,合格率
19、达到100%。11、工程测量根据集团公司设计批复的钻孔具体位置,首先由测量人员完成每个钻孔放置;钻孔完成后又用日本产SET-2C全站速测仪进行了复测。该仪器精度为2级,钻孔坐标误差在0.5米以内,达到了设计和规程要求。12、全孔质量各孔终孔后首先由报告组、勘探公司进行现场初步验收,然后由集团公司地质处、监理、筹建处和勘探公司等有关技术人员对钻孔全孔质量进行系统验收。其中6个钻孔评为特级孔、1个钻孔评为甲级孔,特甲级孔率达到100%,钻孔施工质量较高。第三节 测井工作及质量评述一、地球物理测井工作(一)测井工作量及要求本次补勘施工的所有钻孔均按测井规程要求进行了地球物理测井工作,共获取测井实测米
20、4253.95m,占钻探总进尺的98%。根据1990年原煤炭部颁发的测井工程质量标准和等级标准,对本次施工的7个钻孔测井质量进行了全孔评级,均为甲级孔,甲级率100%,共实测可采见煤点28层次,优质点28层次,优质率100%。(二)、仪器设备及测井方法本次勘探采用了渭南仪器厂生产的一套数字测井仪,包括野外测井数据采集和室内资料处理两大部分,野外有TYSC-3Q数字仪、PC-486采集机、LQ-1600K打印机、井下仪及绞车以及CDPT采集回放软件。室内有PC-586计算机、LQ-1600K打印机和全套CLGISTO资料处理软件。仪器定期进行刻度和检验,各项指标均达到了规范要求。全孔自孔底至孔口
21、10m进行了0.05m间隔的数据采集。测有视电阻率、密度、自然伽玛、井径和声速0.2m、0.4m、0.5m的三种时差,共四种参数六种方法。现场进行模拟曲线打印和数据备份,测井参数项目的选择符合本地区地质、物性规律,效果良好。二、水文地质测井工作除常规地球物理测井工作以外,本次补勘,我们为了获取地层中各个含、隔水层的水文地质资料,详细划分水文地质剖面,还对水观1、8-8、8-9、10-7号水文孔新近系砾岩进行了扩散法水文测井。测量原理是通过人工盐化井液或在井内造成一个盐水柱,使井液与地层淡水之间有明显的电阻率差异,在地层水的自然渗透作用下,盐化后的井液或盐化柱将随时间发生淡化和移动,根据井液在不
22、同深度和时间的电阻率变化情况,了解地下水运动规律,了解含水层渗透性能的相对强弱,确定其含水层深度、厚度。测量方法在投盐之前,先测量一条全孔井液电阻率曲线,将柱状的盐袋扎在电缆上,在井内上下移动电缆,使井盐盐化均匀,测量井液电阻率曲线,直止测得的曲线异常幅度接近于盐化前的井液电阻率为止。8-8、8-9、10-7、主、副、风井检查孔煤系地层、基底凝灰岩均进行了流量测井。测流原理是钻孔中不论人为或自然因素产生轴向水流流动,都会引起钻孔所揭穿各含水层段发生径向水流运动。这两种水流是在地下水动力学关系与岩层渗漏性控制下进行的压力联系的结果,给轴向水流的流量形成了规律性的变化。用流量测井解释这种变化,能达
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