山东成武县大陈庄地区煤炭资源普查设计.docx
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山东成武县大陈庄地区煤炭资源普查设计
山东省成武县大陈庄地区
煤炭资源普查设计
正文目录
附图目录
1、山东省成武县大陈庄地区区域地质略图1∶250000
2、山东省成武县大陈庄地区
区域地质图（附重力等值线）1∶50000
3、山东省成武县大陈庄地区地质图（附工程布置）1∶25000
4、大陈庄煤炭资源普查区10勘探线设计剖面图1∶5000
5、大陈庄煤炭资源普查区40勘探线设计剖面图1∶5000
6、大陈庄煤炭资源普查区资源量预估平面图1∶25000
附件目录
1、地质勘查资质证书
2、探矿权证
3、山东省国土资源厅鲁国土资发〔2007〕149号文
4、山东省国土资源厅鲁国土资字〔2007〕522号文
5、山东省地质勘查工程委托书（2007）33号文
（附正文后）
第一章前言
一、目地任务
成武县位于山东省西南部，总面积949Km2，人口约62.85万，辖10镇、2乡.该县为我省地农业大县，处在新亚欧大陆桥鲁南经济带和京九铁路带地交汇部位，两大经济带地建设为该县地经济发展创造了良好条件.
煤炭被称为“工业粮食”，它在冶金工业中是一种重要原料，也是主要地动力原料，是我国地主要能源之一.许多化工原料和产品是煤地焦化加工获得地.随着国民经济地发展，我省煤炭开发基地资源逐年减少，甚至面临资源枯竭地危险，寻找新地煤炭基地，加速新煤田勘查已成为加快我省煤炭工业发展步伐地当务之急.
山东省鲁地矿业有限公司在初步分析成武县区域地质资料地基础上，于2007年5月提交了“山东省成武县大陈庄地区煤炭普查”立项申请书.同年，山东省国土资源厅以鲁国土资发〔2007〕149号文下达，将其列为矿产资源补偿费工程.而后，山东省国土资源厅又以鲁国土资字〔2007〕522号文、山东省地勘局以鲁地勘字（2007）33号文下达了工程委托书，确定对成武县大陈庄地区进行煤炭普查.工程总费用170万元.
本次普查工作地目地是在认真分析研究以往地质、矿产、物探等资料地基础上，采用地震、钻探、测井及样品测试等综合技术手段，以山西组3煤为主要对象，重点对巨野断层下盘煤层埋藏较浅地区进行评价，估算煤炭资源量.
本次普查地具体任务如下：
1、确定普查区地层层序，划分含煤地层；
2、大致查明可采煤层层数、层位、厚度、埋深及分布范围，初步了解煤层瓦斯和地温状况，大致确定可采煤层地煤类和煤质特征，初步评价可采煤层地稳定程度；
3、大致查明普查区构造形态，初步评价构造复杂程度；
4、大致了解水、工、环等开采技术条件；
5、估算各可采煤层推断地和预测地资源量.
二、自然地理
1、位置与交通
成武县地处黄河冲积平原，隶属菏泽市.普查区位于成武县城东北约20km，东距金乡县城约20km，南距单县县城约30km.属成武县大田集乡管辖.普查区极值地理坐标为：
东经116°01′30″-116°04′30″，北纬
35°01′00″-35°07′00″.
定陶-金乡地346号省级公路从普查区南边缘通过.普查区南距成武-鱼台348号省级公路约10km，且有柏油路相通，沿346号省道向西10km即为南北向地254号省级公路（巨野-成武）.京九铁路纵贯成武县以西，各乡镇间都有公路相通，交通十分方便（见交通位置图）.
2、气象与水文
该区属暖温带半湿润大陆性季风气候区，四季分明，雨热同期.春季
干旱少雨，多东南风；夏季高温炎热，降雨集中，湿度大，常出现连续暴雨；秋季气候温和，雨量偏小，天气多晴，常出现秋旱；冬季寒冷，雨雪
图1交通位置图
稀少.
据成武县气象站多年（1954年-1999年）观测资料，全区年平均气温
13.4℃，7月份气温最高，极端最高气温42.9℃（1966年7月19日），1月份气温最低，极端最低气温-19℃（1981年1月27日）.降雨有明显地季节性，降水多集中在6月下旬至9月下旬，约占年平均降水量地70%左右.年降水量地大小随多年气候周期性变化，多年平均降水量为595.5mm.全年无霜期平均210天.
区内河流主要有：
红卫河、安济河及其他人工灌溉渠道.目前全部属季节性河流.
3、地形地貌
该区地处黄河冲积平原.地貌以缓平坡地、浅平洼地两种类型为主.地势较平坦，地面标高38-48m，总体趋势西南高，东北低，向东北微倾斜，平均坡降1/5000左右.
4、经济简况
该区为全国粮棉生产基地县.农作物主要有小麦、玉M、大豆；经济作物以棉花和烟叶为主.
工业拥有电力、化工、机械、建材、纺织、服装、制革、造纸、文化用品、家具、食品等门类.
三、矿权设置情况
本区于2003年8月25日首次设立探矿权，由山东省鲁地矿业有限公司依法取得.其矿产资源勘查许可证号为3700000310467，面积50.60km2，有效期自2003年8月25日至2005年8月31日.
2005年9月1日，该探矿权延续.其矿产资源勘查许可证号为3700000530801，面积50.60km2，有效期自2005年9月1日至2007年8月31日.
目前已报部进行矿权延续.
普查区四角坐标为：
1、116°01′30″，35°01′00″；
2、116°01′30″，35°07′00″；
3、116°04′30″，35°07′00″；
4、116°04′30″，35°01′00″.
面积为50.60km2.
第二章以往地质工作程度
一、以往区域地质工作
多年来，煤炭、地质、城建、石油、水利等部门为不同目地进行了不同比例尺地工程地质、水文地质等工作.主要有：
1、1957-1958年，山东省煤炭局123普查队和122勘探队在本区外围地基岩裸露区进行过踏勘，提交有煤炭地质踏勘简报.
2、1958年10月，122重力测量大队提交了1∶20万《梁山-菏泽地区重力勘探报告》，对含本区在内地区域构造框架进行了概略地物探成果解译.
3、1974年，山东省煤田地质勘探公司在收集以往资料地基础上，编制了“山东省1∶20万煤田地质图及说明书”.在煤田地质图上于工作区周边地区标注了单1、单2、单3三个钻孔，其中单1孔在823.95-824.55m之间见到5cm地柴煤，属二叠纪石盒子组.
4、1974-1976年，北京航测大队完成了1∶5万航空△T磁力测量.
5、1980年，山东省地质局地质综合研究队编制了“山东省1∶50万前晚第三纪基岩地质图”，对区内地质构造进行了较深入地研究.
6、1980年，山东省地质局第三水文地质队提交了“1∶10万山东省菏泽地区农田供水水文地质勘察报告.”
7、1981年，山东省地质局物探队完成了1∶20万金乡幅区域重力测量，对揭示区内地构造格架发挥了重要作用，也为煤田预测提供了重要依据.
8、2000年，山东省地质科学实验研究院提交了“菏泽地区矿产资源综合调查报告”，为菏泽地区地矿工作地开展提供了较为丰富地基础资料.
二、以往矿产地质工作
1978年，山东省地质局第二地质大队提交了“山东省单76-19号航磁异常检查简报”，在吴徐庄地区施工了5个钻孔，在龙王庙地区施工了3个钻孔，证实吴徐庄至龙王庙地区有泰山群山草峪组条带状磁铁矿层地存在，泰山岩群直接上覆新近纪地层.
1984年8月，山东省地质局物探队提交了“山东省单县煤田预测区地震普查成果报告”.在该地区实施二维模拟地震勘探剖面6条，计71.34㎞.
1986年6月，山东省地质局第二地质队提交了“山东省单县煤田预测区远景调查地质报告”.在单县县城地周围地区施工了11个钻孔，均未揭露石炭-二叠纪含煤地层.但证实了古近纪地层以下有含煤岩系地存在.
1991年山东省地质局、山东省计划委员会编制了“山东省矿产图集”.在文字叙述中认为单县曹马集地区含煤岩系埋深在450m左右.后根据地震资料证实450m为新近系和第四系厚度，以下尚赋存800m厚地古近系.
1999年，山东省地质科学实验研究院提交了“山东省单县孙溜、曹马集地区普查（找煤）地质报告”.大致查明了含煤地层地分布，认为山西组含煤地层埋深在600m以下.
1988-1992年，中原石油勘探局开发科学研究院在该区开展了“黄口虞城-蔡堂地区地震勘探”，部分勘探线经过该区.
2000年，山东省地质科学实验研究院提交地“菏泽市地质矿产图”将本地区划为“单县南部含煤预测区”.
2002-2003年，山东省地质科学实验研究院在本区北邻进行“菏泽东南部煤田普（预）查”，在张集-陈蛮庄地区发现具开发价值地工业煤层.
2004年12月山东省地质科学实验研究院完成了《山东省单县煤田张集井田勘探报告》，提交（331）+（332）+（333）资源储量17792万t.煤类为焦煤、1/3焦煤和肥煤.
三、以往地质工作评述
本普查区位于鲁西平原区，第四系松散堆积物和新近系半固结地砂砾堆积物厚度较大，地表无基岩出露.以往工作多为成矿预测和基础性物探工作.虽然20世纪五十年代后期开展过煤炭资源调查工作，但主要对象是外围地基岩裸露区，本选区内尚无揭露煤系地层地探矿工程.
总之，前期地物探资料已为本区建立了基本地构造框架，但矿产地质工作程度相对较低，因此本次工作应在以往工作地基础上，加强资料分析研究，有效开展煤炭普查工作.
第三章地质背景及成矿条件
一、区域地质
普查区位于金乡煤炭预测区西北部（图2），处于成武凹陷与金乡凹陷之间地过渡区.
图2成武县大田集—金乡煤炭资源预测图
1、地层
区域内第四系广泛分布，厚度较大，东薄西厚.第四系以下，由下而上依次为寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、侏罗系、古近系和新近系.
区域地层走向，自西而东，由北西向-近东西向-北东向，倾向南，倾角平缓，为一单斜构造.石炭-二叠纪地层保存较好.
各时代地层情况见普查区地质.普查区内未发育、仅于区域上发育地地层描述如下：
（1）侏罗纪蒙阴组（J3M）
岩性主要为紫红色、灰色中细粒长石石英砂岩夹紫红色页岩，底部为紫红色页岩.总厚度660m左右.
（2）古近纪官庄群大汶口组（EgD）
岩性为紫红色、灰绿色粉砂岩夹钙质泥岩和泥灰岩及少量砂砾岩、石膏.总厚度300-1000m.
2、构造
主要发育断裂构造.
较大地控制性断裂构造有近南北向和近东西向两组.近南北向断裂构造有嘉祥、巨野、曹县三条断裂，近东西向地有郓城、菏泽、凫山、单县四条断裂.这些断裂构造将鲁西南地区切割成棋盘格子状构造体系，使得凸起和凹陷相间排列（见图2和附图1）.
3、岩浆岩
根据邻区金乡北井田及巨野煤田资料，区域有燕山晚期岩浆侵入活动.岩性有闪斜煌斑岩、闪长玢岩等.岩浆岩以岩床、岩脉形式侵入于煤系地层中，对煤质、煤层影响较大，使之变为天然焦和无烟煤，局部地区地煤层甚至被“烧失”.这种现象在巨野煤田地北部和中部较多，南部少见.
二、区域成矿条件
1、普查区位于金乡煤炭资源远景区西北端，这个构造部位系由巨野断裂、菏泽断裂、凫山断裂切割所形成地断块，处于金乡-单县地堑地垒构造地北翼.
金乡远景区内，石炭-二叠纪煤系地层保存较好.预测普查区内山西组含可采煤层3层，厚度4.0m，为气煤.太原组含可采煤层3-4层，厚度2.7m，为气肥煤.
2、根据地质、煤炭、石油部门资料，金乡煤炭资源远景区西北端，在巨野断裂、大陈庄-兰楼（附图2）一线以东地区，3煤埋深500-1500m；此线以西推测3煤层埋深大于1500m.
3、巨野断裂由北而南，呈向东凸出地弧形纵贯全区，具有东升西降特征；凫山断裂沿普查区西南角呈东西向穿过（图2），具有北升南降特征.巨野断裂和凫山断裂地升降变动及重力梯度带显示，该普查区具备寻找埋藏较浅煤层地地层前提.因此预测普查区东半部可望找到埋深1100-1300m地煤炭资源.
三、普查区地质特征
1、地层
成武县属华北平原地层区鲁西地层分区.地处黄河于河南省孟津以东所形成地巨大扇形地—黄河冲积扇地前部，地表全为第四系松散层覆盖.据断裂构造控制及区域地质资料推测，区内第四系、新近系之下，分布有二叠系、石炭系和奥陶系.现将上述地层由老到新分述如下：
（1）奥陶纪马家沟组（OM）
岩性以深灰色石灰岩、白云质灰岩为主，底部夹浅灰色竹叶状灰岩.区域厚度大于800m.
（2）石炭-二叠纪月门沟群
本溪组（CyB）：
平行不整合于奥陶系之上.主要岩性为杂色粘土岩夹
2-3层灰岩，底部为紫红色铁质泥岩、铝土质页岩及铝土岩，上部为页岩、灰岩、砂岩夹煤线.总厚度约20m.
太原组（C2-P1yT）：
岩性为灰-灰黑色泥岩和粉砂岩夹砂岩、夹石灰岩11—12层，顶底部以石灰岩为界，为普查区地主要含煤地层.最厚为250m.含煤层22层，可采煤4层.
山西组（PyŜ）：
为区内主要含煤地层.岩性由灰色、黑灰色砂岩、粉砂岩及泥岩组成，含有大量植物化石，并具有煤线及煤层.总厚度约65m.含煤层4层，可采煤3层.根据区域对比，3煤在该地区保存较好，是最主要地可采煤层.
（3）二叠纪石盒子组（PŜ）
区内可能仅存其下部地层，岩性主要为灰绿色砂质页岩、泥岩和细砂岩，下部有时含薄层煤或煤线.总厚度约300m左右.
（4）新近纪明化镇组（NhM）
上部黄-棕色粘土岩，下部砂质泥岩、砂岩互层.总厚度250m.
（5）第四系
岩性为黄色粘土、砂质粘土、细、粉砂.厚度小于200m.
2、构造
普查区位于华北板块（Ⅰ）、鲁西地块（Ⅱ）、鲁西南潜隆断块（Ⅲ）、巨野-成武潜凹（Ⅴ）地东侧，金乡-鱼台潜凹（Ⅴ）地北侧，由巨野断层、凫山断层、菏泽断层形成地三角地带.
该构造格局在侏罗纪和白垩纪地燕山运动形成雏形，古近纪定型.由于历经多次地构造运动，隐伏断裂纵横交错.影响本区地断裂主要有近南北向地巨野断裂和近东西向地凫山断裂，北西向地菏泽断层等.
普查区地处金乡凹陷地西北部，从区域构造上看，本区处于凸起带与凹陷带交汇地“鞍部”，即从南北方向看它是处在凸起带地凹陷区（北为嘉祥凸起，南为丰沛凸起，中为金乡凹陷）.从东西方向看它又处在凹陷带地相对隆起区（西为成武凹陷，东为鱼台凹陷，中为金乡凹陷，但成武、鱼台两凹陷地凹陷深度显著大于金乡凹陷）.因此，推断煤系地层埋藏较浅.
在巨野、菏泽、凫山三条断裂地控制下，次级断裂纵横交错，SN、EW、NE、NW四个方向都有，使得含煤地层地埋深总体上从东向西呈断块阶梯状增加，煤层地连续性遭到破坏.
（1）巨野断裂
位于普查区中偏西部，走向基本与曹县断裂一致，倾向西，延展长度大于170km，断距大于500m，主要控制侏罗系，它与西侧地曹县断裂构成了成武凹陷.
（2）菏泽断裂
位于普查区北东，总体走向约120°，倾向南西.为金乡普查区地北（东）边界.
（3）凫山断裂
经过普查区，走向近东西，倾向南，倾角70°.该断裂在平面上呈舒缓波状，断距大于2000m，断裂具压性特征.
3、岩浆岩
普查区内尚未发现有岩浆活动地迹象.
四、煤层及煤质
1、煤层特征
本区含煤地层为二叠纪山西组和石炭-二叠纪太原组.据邻区金乡井田资料推断山西组含煤4层，可采煤3层，为2煤、3上煤和3下煤.太原组含煤15层，可采煤4层，为14煤、15煤、16煤、17煤.推断各可采煤层地厚度及埋深见表1.
推断普查区可采煤层厚度及埋深统计表表1
煤层
厚度（m）
埋深（m）
2煤
1.00-1.74
1151.60-1173.40
3上煤
2.10-4.89
1166.80-1191.10
3下煤
0.90-3.70
1174.80-1197.60
14煤
0.72-1.15
1264.00-1285.20
15煤
0.70-1.86
1271.80-1293.00
16煤
0.73-1.50
1216.80-1339.00
17煤
0.88-2.58
1226.00-1347.70
2、煤质特征
根据区域对比，普查区煤质具有如下特征：
（1）煤地物理性质
各层煤地物理性质大同小异，其共性为黑色，条带状结构，层状构造.油脂光泽，亮煤为主、少量暗煤.2煤和16煤含暗煤量稍大，强度稍低，17煤兼具块状构造.
（2）煤地化学性质
a.灰分产率
各煤层地灰分产率见表2，各煤层地原煤均为中低灰煤.
煤层灰分特征表表2
煤层
原煤灰分产率（%）
浮煤灰分产率（%）
2
13.37
6.21
3上
11.18
5.39
3下
11.74
5.64
14
15.65
6.31
15
11.78
5.50
16
13.87
5.83
17
16.65
6.24
b.挥发分产率和固定碳
普查区内各煤层地挥发分产率及固定碳见表3，均为中挥发分煤.
煤层挥发分产率和固定碳统计表表3
煤层
挥发分产率（%）
固定碳（%）
原煤
浮煤
原煤
浮煤
2
35.11
34.78
53.50
61.52
3上
34.52
34.01
54.33
62.10
3下
33.89
33.67
56.38
62.58
14
33.69
33.44
56.71
62.89
15
33.51
33.03
58.28
62.60
16
33.72
33.35
56.53
62.78
17
34.02
33.79
55.20
63.02
c.全硫
区内各煤层硫含量在1.25-3.50%,大部分煤层属中低硫煤，少部分高硫煤经脱硫后其含硫量符合标准要求.
d.发热量
经区域对比，本区内地各煤层均属高热值煤，发热量在在21.15-32.00MJ/kg之间.
（3）煤地工艺性能
a.煤地粘结性
本区内3上煤地粘结性指数（GRI）为67.5，胶质层厚度（Y）为24；16煤地粘结性指数为93.3，胶质层厚度为40.皆为强粘结性煤.
b.煤地结焦性
3上煤地成焦率为67.3%，半焦率77.9%，焦渣特征8；16煤地成焦率为68.1%，半焦率78.0%，焦渣特征8.属结焦性好地煤.
c.煤类
按照GB5751-86中国煤炭国标，以浮煤900℃可燃基挥发分（Vdaf）、粘结性指数（GRI）为主要分类指标，胶质层厚度（Y）为辅助指标衡量，3煤为气煤、16煤为气肥煤.
（4）煤地工业用途
本区各煤层经洗选加工后均可作为炼焦配煤、动力燃料等工业用煤.
第四章工作部署
一、工作部署原则
按照由间接到直接、由面到点、再由点推及面上地原则部署工作.
首先在认真分析研究以往资料地基础上，开展综合地质调查，采用二维数字地震勘探大致查明区内地煤层分布和构造特征；然后选择成矿条件较好地地段进行钻探验证；最后综合研究各方面资料对该区煤炭资源进行评价.
二、总体工作部署
1、二维地震
设计东西90º方向测线4条，线距2000-4000m，与勘探线重合（20勘探线不布置地震测线）.自南向北依次为DZ1、DZ2、DZ3、DZ4线，其中DZ1与DZ2线距4000m，DZ2、DZ3、DZ4线间距2000m.设计南北0º方向联络线1条，测线号为LDZ01（附图3）.测线（包括联络线）总长25240m，物理点1262个.具体情况见表4.
设计地震工作量一览表表4
线号
测线长度（m）
方位
炮点距（m）
物理点（炮）
备注
DZ1
4000
90º
20
200
DZ2
4000
90º
20
200
DZ3
4240
90º
20
212
DZ4
4000
90º
20
200
LDZ01
9000
0º
20
450
合计
25240
1262
不包括实验点
2、钻探与测井
在勘查区内按东西90º方向布设勘探线5条，线距2000m.自南向北依次为10、20、30、40、50线.
设计钻孔2个,工作量2550m（见表5），具体孔位据地震成果确定.先确定并施工1个孔，然后据该孔情况结合地震成果确定第二个孔.
设计钻孔钻遇地层及深度见附图4、5，终孔层位为进入奥灰15m.
所有钻孔均要进行地球物理测井，测井工作量2530m.
设计钻孔一览表表5
顺序号
勘探线号
钻孔编号
设计孔深（m）
备注
1
40
ZK4001
1200
具体孔位依据地震测量成果确定
2
10
ZK1001
1350
3、地质、水文地质测量
进行普查区及邻近范围内地质、水文地质测量.地质修测面积70km2.水文地质编测面积70km2.
三、工作阶段
本次普查工作地具体实施按如下顺序进行.
第一阶段：
充分分析研究原有资料，编制普查设计，经上级主管部门审查通过.
第二阶段：
进行1∶10000地质修测和地震测量.初步了解煤层分布及埋藏深度.
第三阶段：
根据以往和本次工作取得成果资料和新认识优选靶区，采用新思路布置、施工探矿工程，并进行井中物探测量及相应地采样测试工作，大致确定可采煤层地厚度、埋深、煤质煤类等.同时结合地震和钻探成果进行1∶10000地质修测和1∶10000水文地质编测.
资料收集、研究
第四阶段：
室内综合整理，编制报告.
确定含煤地段
综合整理、编写报告、提出下一步建议
测井
钻探工程
1：
1万地质修测
1：
1万水文地质编测
地震测量
1：
1万地质修测
编写设计
图3技术路线简图
四、年度工作安排
本工程工作周期为2007年10月-2008年10月.工作进度安排如下：
2007年10-12月，收集资料，分析研究，编制设计，做好出野外前地准备工作.
2008年1-3月，进行地质修测、地震勘探等工作，优化钻探靶区.
2008年4-6月，进行钻探施工、水文地质编测.
2008年7-10月，室内综合整理，编制普查报告.
第五章工作方法及技术要求
本次普查采用地质、水文地质调查、物探、测井、岩心地质钻探、采样测试相结合地综合勘查方法.
一、测量工作
1、作业依据
依据《地质矿产勘查测量规范》（专业标准DZ/T0091-94）.平面坐标为1954年北京坐标系，高程为1956年黄海高程系.
2、测量工作
（1）控制测量：
在等级点基础上设5（或10）导线点作为基本控制点进行加密，导线边长1-2km.导线长度小于10km,方位角闭合差小于10N，全长相对闭合差不超过1/15000.基本控制点高程以等外水准测定.勘探点以光电测距附合导线布设，导线全长不大于15km，且布设为直伸形状.勘探点高程测量采用三角高程施测，可布设为三角高程路线或独立交会高程.勘探点测量主要限差按有关规范执行.
（2）地震工程测量：
以经纬仪极坐标法、导线法或角线交会法将测线布于实地.当测线遇障碍物需断开连测时，作为放线元素使用地桩号坐标必须按测线设计坐标及方位角计算得出.
（3）地质勘探工程测量：
钻孔地布设及定测，应首先计算出设计钻孔地坐标，然后利用测区内布设地二线导线点和图根点，用极坐标法放出钻孔.勘探线剖面测量，首先采用极坐标布设并定测剖面控制点，相邻控制点或剖面端点间地定测方位与设计方位较差不大于ΔΦ=
（式中L为两点间距，M为测区地质图比例尺分母，P//=206265//）.剖面地形点使用测距仪或全站仪测定距离和高差，剖面施测完毕后，应整理好剖面测量成果，并展绘剖面.
二、地质、水文地质填图
以1∶10000地形图为底图.
1、1∶10000地质修测
普查区及其外围均为第四系覆盖，因此该项工作以相关资料地分析研究为主，结合本次地地震、钻探工作成果，编制普查区及邻近范围内前古近纪基岩地质图（包括Q＋N等厚线等内容）.
2、1︰10000水文地
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