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1、昌瑞煤矿露头火区和塌陷区综合治理工程勘查报告（初 勘）二一一年二月目 录1前言11.1工程概况11.2自然地理22勘察工作42.1勘查目的和要求42.2 以往地质工作52.3勘察工作依据62.4勘察方法62.5勘察工作量73区域地质条件73.1地形地貌73.2地层岩性83.3地质构造163.4 地壳运动发展史183.5 水文地质条件193.6 不良地质作用214地震效应224.1场地抗震设防烈度224.2场地土类型与场地类别224.3抗震地段划分235矿区地质条件235.1地形地貌235.2地层岩性235.3地质构造255.4 水文地质265.5 环境地质286治理区工程地质306.1 岩体结
2、构特征306.2岩石物理力学性质327边坡稳定性分析评价358剥离物强度409结论及建议419.1结论419.2建议42 附表目录岩石物理力学试验成果表43附件目录1、 采矿许可证2、 地质勘查资质证3、 关于煤矿集团同生浩然煤业有限公司等八处矿井调整变更方案的批复附图目录顺序号图号图 名比例尺11昌瑞煤矿治理1区地形地质图1:500022昌瑞煤矿治理2区地形地质图1:500033瑞煤矿塌陷区地形地质图1:500044昌瑞煤矿地层综合柱状图1:50055治理1区地质剖面图R11-R111:100066昌瑞煤矿治理1区地质剖面图R12-R121:100077昌瑞煤矿治理2区地质剖面图R21-R2
3、11:100088昌瑞煤矿治理2区地质剖面图R22-R221:100099昌瑞煤矿塌陷区地质剖面图R31-S311:10001010昌瑞煤矿塌陷区地质剖面图R32-S321:10001111昌瑞煤矿ZKR1-1钻孔柱状图1:2001212昌瑞煤矿ZKR2-1钻孔柱状图1:2001前言1.1工程概况为了适应煤炭市场需求，推动煤炭工业发展，上规模、上档次，提高经济效益，落实省政府关于“资源整合、关小上大、联合改造、淘汰落后、优化结构”的指导方针，2009年进行了煤矿企业兼并重组整合，昌瑞煤矿经XX省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发200983号文关于忻州市宁武县煤矿企业兼并重组整合
4、方案（部分）的批复批准的兼并重组整合煤矿，是由原XX宁武街板沟煤矿有限责任公司、XX兴安宁煤业有限公司和空白资源重组而成。2010年1月22日XX省国土资源厅颁发了采矿许可证，证号为C1400002010011220054769,批准开采2#5#煤层，开采方式为地下开采，矿区面积2.173km2，生产规模90.0万t/a。昌瑞煤矿整合前存在小井采空区和历史火区，依据XX省宁武昌瑞煤矿火区详细勘探报告，火区主要分布在煤层露头、浅部、老窑采空区，井田内现已查明4处火区，火区全部分布在浅部及老窑采空区。查明的火区主要分布在煤层露头、浅部、老窑采空区。煤矿火区的存在一方面是煤层自燃不断地消耗着宝贵的煤
5、炭资源，同时对大气也产生一定的污染，另一方面也影响该矿后续采区开采，因此，为了保护资源和环境，为后续采区创造条件，确定火区灭火目标为熄灭标准。根据煤矿的自然条件，着火煤层赋存浅，拟采用剥挖方式灭火，彻底根除火源，以达到火区熄灭的灭火标准。根据灭火工程需要，XX委托XX开发总公司进行XX昌瑞煤矿露头火区和塌陷区综合治理工程勘查报告（初勘）编制及相关服务，为煤矿采用剥挖方式灭火初步设计提供依据。合同签定后我公司立即派出地质技术人员深入现场，收集有关水文地质、工程地质资料，克服冰雪严寒，开展地质和勘探工作，于2011年2月28日完成工程勘查。1.2自然地理 （1）位置及交通XX昌瑞煤矿位于宁武县西南
6、方向约60km处，地理坐标为北纬383344383546 ，东经11154291115527。XX昌瑞煤矿行政区隶属宁武县新堡乡管辖，自新堡乡向东行程6km可达宁静公路，距宁静铁路宁武县化北屯集运站16km，交通方便。昌瑞煤矿的地理位置及交通条件参见（图1-1 交通位置示意图）。昌瑞煤矿朔城区静乐县忻府区神池县图1-1 正晖煤业昌瑞煤矿交通位置示意图（2）气象本区处于中温带轻半干旱气候区。其气候特点是：气候干燥寒冷，四季分明，多风，冬季漫长，山区多雨，其它地区雨量偏少，温差大，雨量高度集中于7月和8月。气温、降水有明显的垂直分布差异。年平均气温6.2，极端最低气温-27.2，7月平均20.1，
7、1月平均-9.9。无霜期120至130天。平均降水量470770mm，山区降水较多，在600mm以上。各季降水占全年降水量的百分比为：春季13%，夏季65%，秋季20%，冬季2%。在历年记录中，降水年际变化十分明显。最多年降水量710.5mm（1959年），最少为226.1mm（1965年），一日最大降水量100mm。平均每年出现8级以上大风（风速平均16.2m/s）约24天，风沙日260天，且多集中于冬春两季。风向西北风居多。霜冻结冰期自10月下旬至次年4月，标准冻深1.39m。（3）水文工程区主要河流为汾河，本区是汾河的发源地，汾河发源于宁武县西北前马仑一带的基岩山区，流向由北向南，到吴家
8、湾一带入静乐境内，在宁武县的流域面积1364km2。汾河两岸有较大的支流汇入，左岸有洪河、鸣河；右岸有西河、新堡河。汾河为本区的第一大河，源于宁武县东寨镇西北约1km处管涔山脚下。 汾河基流较稳定，水量较大，多年平均径流量1.6339m3。北东部的东寨一带分布着高山湖泊。2勘察工作2.1勘查目的和要求（1）初步查明勘查区的工程地质条件，评价露天开挖边坡岩体质量和稳定性。 （2）初步查明岩体结构及软弱夹层的层位、岩性、厚度、产状；物理力学和水理性质。各类结构面的发育程度和组合关系。（3）初步查明硬岩的层位、岩性、厚度、分布、物理力学特征及其在剥离物中的比例。（4）运用地质方法配合岩石物理力学试验
9、，着重查明工程区主要地层（本溪组、太原组、XX组）岩层层序、岩性、厚度、结构：岩(矿)石强度变化：岩石裂隙发育程度、规模、密度、产状、充填胶结情况。（5）对岩体结构面及软弱夹层节理裂隙作出初步评价。（6）初步评价边坡稳定性和剥离物强度。（7）查明场地地下水的埋藏条件。（8）提出各治理区岩土物理力学指标及边坡防护方案建议。2.2 以往地质工作1958年XX省煤管局143队在宁武煤田展开了1：50000地质普查工作，面积2000km2，并提交了XX省宁武煤田普查报告，对宁武煤田地质、构造等进行了论述，并对石炭一二叠及侏罗系煤层作了远景评价。上世纪60-70年代省地矿局区调队开展了忻县、原平、静乐及
10、五寨幅1：200000区域调查工作，并提交了1：200000原平、忻县幅区域调查地质报告。对区域内地层、构造、岩浆岩作了全面的论述，对煤及其它矿产做了评价，为今后的地质普查和勘查工作提供了较全面的地质资料。1967年XX省煤管局地质勘探队对与本矿邻近的东汾煤矿进行了较系统的地质勘探，提交了XX省宁武县宁武煤田东汾井田地质说明书。1986-1987年省地矿局211队在宁武煤田南部进行了远景调查工作，提交了宁武煤田（南部）远景调查地质报告。1998年由治金部第三地质勘察局编写有XX省宁武县东寨镇二马营沙梁背煤矿矿井地质勘查报告。2004年11月XX微宇资源勘察院对南岔煤矿进行了含量核查并编制了XX
11、省宁武县东寨镇南岔煤矿资源储量核查检测报告。2004年11月XX微宇资源勘察院对二马营沙梁背煤矿进行了储量核查并编制了XX省宁武县东寨镇二马营沙梁背煤矿资源储量核查检测报告。2006年5月XX同地源地质矿产技术有限公司提交的XX省宁武煤田宁武县XX宁武庆远煤业有限公司煤矿资源储量核查地质报告。2006年3月XX省地勘局二一一地质队提交的XX省宁武县东寨镇石辉沟煤矿资源储量核查地质报告。2006年5月XX同地源地质矿产技术有限公司提交的XX省宁武县东寨镇石窑沟技改煤矿资源储量核查地质报告。1998年12月冶金部第三地质勘查局地质勘查研究院编制了XX省宁武县东寨镇石辉沟煤矿矿井地质勘查报告。2.3
12、勘察工作依据勘查依据的规范主要包括：岩土工程勘察规范GB 50021-2001（2009年版）、煤、泥炭地质勘查规范 DZ/ T 0215-2002、建筑抗震设计规范GB 50011-2010、建筑边坡工程技术规范GB 50330-2002等。2.4勘察方法本次勘察采用工程地质调查测绘、地质钻探、取样及室内试验相结合的方法。1）工程地质测绘对工程区进行地质测绘工作，进行地质界线穿越、追索观察的实地调查，对区内地层进行对比、分析、划分和研究。2）勘探及取样勘探工作结合火区和塌陷区开挖治理形成人工边坡进行布置，深度以查明构成边坡的地层和软弱岩层为准。钻孔采用WD-200型钻机，回转钻进，套管护壁（
13、部分为泥浆护壁）成孔。3）室内岩土试验试验按工程岩体试验方法标准（GBT/50266）和土工试验方法标准（GB/T50123-1999）进行。2.5勘察工作量本次勘察在本矿区内完成1:5000工程地质调查3个治理区共计4. 84km2，钻孔2个，总进尺256.30m；取岩样4组，岩石物理力学试验4组。3区域地质条件3.1地形地貌本区位于管涔山脉东麓。区内地形总体东高西低，最高为管涔山主峰荷叶坪，海拔2787m，最低处位于区域南部的河谷，海拔标高1330m，最大相对高差1457，属中山-高中山区。地貌特征以构造作用为主，具有强烈的剥蚀切割作用。区内部分地段被黄土覆盖，黄土受到强烈的侵蚀、切割、多
14、形成梁、峁地形，汾河左岸，一般呈北西-南东向展布，汾河右岸，则呈北东-南西向，冲沟两侧分支沟谷发育，沟谷底部大部分比较开阔，多呈“U”字型，部分地段狭窄，呈“V”字型出现。本区地势高峻，山岭纵横， 地势北西高南东低，除汾河谷地外，多为山地。东部为云中山，西为芦芽山，山系走向均为北北东北东向，与区域构造线方向一致，反映了区域地质构造的概貌，构成了区内地形的骨架。汾河自北向南坡降58，河谷宽1001100m，两岸大部基岩裸露，岸坡陡缓不一，一般3060，局部陡立，呈“U”型河谷。汾河两岸均有较大的支流汇入，左岸有洪河、鸣河；右岸有西河、新堡河。第四纪以来，本区表现为震荡式的升降运动，汾河在其发展演
15、化过程中形成了不同类型的五级阶地，自下而上分别为：级基座阶地：仅在两岸零星分布，基座高出河床2m，之上沉积中更新统砂砾石层，局部河段基岩埋藏于上更新统堆积物之下。级堆积阶地：阶面高出河床47m，组成阶地的地层下部为全新统砂砾石层，上部为亚砂土层，具明显的二元结构，阶面平坦。级基座阶地：阶座高出河床1722m，之上沉积下更新统砂砾石，厚度0.59m，其上为坡积碎石土和亚粘土、亚砂土层，厚度一般1050m。该阶地在右岸分布较广。级基座阶地：阶座高出河床34m，之上为厚度23m的下更新统砂砾石，其上为中更新统亚粘土夹亚砂土，阶面宽约10m，局部岸坡残存。级基座阶地：阶座高出河床185m，之上为厚约5
16、m的上新统静乐组砂砾石层及深红色粘土。3.2地层岩性工程区位于宁武煤田的西部近边缘地区，本区地层比较齐全，主要地层有太古界五台群、元古界、古生界寒武系（）、奥陶系（O）、石炭系（C）、二叠系（P）；中生界三叠系（T）、侏罗系（J）；新生界上第三系（N）、第四系（Q）。区域内分布地层由老至新依次为：太古界五台群、元古界、古生界寒武系、奥陶系、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统XX组、下石盒子组、上统上石盒子组、中生界三叠系下统孙家沟组、刘家沟组、和尚沟组、中统二马营组、延长组、铜川组、侏罗系中统大同组、云岗组、天池河组，新生界第三系、第四系不整合分布于各地层之上。（1）古生界本界地层不整合
17、于太古界五台群之上，除石炭系与奥陶系之间有一沉积间断并以平行不整合接触外，其他均为连续沉积关系，是从浅海相碳酸盐岩、海陆交替相碎屑岩、至陆相碎屑岩沉积之递变。1） 寒武系（）下统毛庄组（1me）：紫红色薄层粉砂岩，灰紫色薄层白云岩。厚度0-11m。中统徐庄组（2x）：鲕状灰岩、薄层白云质灰岩、紫红色页岩、砂质页岩夹黄绿色页岩、石英砂岩，底部常为砾岩和砂砾岩。厚度3773m。中统张夏组（2z）：薄板状灰岩夹鲕状灰岩、致密灰岩及灰绿色页岩及泥质灰岩。厚度58100m。上统崮山组（3g）：主要为薄板状灰岩、紫红色页岩及竹叶状灰岩，夹致密灰岩及生物碎屑灰岩凸镜体。芦庄以南紫红色页岩及竹叶状灰岩显著减少
18、，白云质成分显著增高。厚度5282m。上统长山组（3c）：竹叶状灰岩（多具红色氧化边）、薄板状灰岩。有时夹生物碎屑灰岩或钙质页岩。厚度18m。上统凤山组（3f）：上部厚层白云岩、白云质灰岩夹薄层白云岩。中部为薄层泥质条带灰岩、薄层灰岩夹黄绿色钙质页岩。下部薄层白云质灰岩。底部为紫红色页岩。厚度53120m。本系地层主要分布于宁静向斜两翼与下伏太古界呈角度不整合接触，与上覆奥陶系呈不整合接触。2）奥陶系（O）下统冶理组（O1y）中薄层白云质灰岩、灰岩、结晶灰岩和泥质灰岩，夹数层竹叶状灰岩、页岩、钙质页岩或白云质页岩。厚度51119m。下统亮甲山组（O1l）上部中厚层夹薄层硅质灰岩、结晶灰岩、白云
19、质灰岩。下部薄层含燧石结核或条带状灰岩、含燧石结核泥质灰岩。厚度63123m。中统下马家沟组（O2x）下段 芦庄一带为角砾状泥灰岩。角砾为白云质灰岩，砾径一般0.52.0cm，大者1030cm。南部变为薄层泥质灰岩与钙质页岩互层，夹黄绿色页岩。中段 青灰、灰褐色中厚层含白云质灰岩、灰岩夹中薄层纯灰岩。局部地区底部呈角砾状。上段 灰色 、青灰色薄中层灰岩夹泥灰岩、白云质灰岩。岩性主要为一套灰岩、白云岩、跟少量泥质灰岩、泥质灰岩组成的浅海相碳酸岩沉积。本组厚度56177m。中统上马家沟组（O2s）下段 黄白色泥灰岩、角砾状泥灰岩，局部地区夹黄绿色钙质页岩及灰白色含泥质灰岩。中段 灰、灰褐色中厚层豹
20、皮状灰岩夹泥灰岩。上段 灰色、青灰色薄中层灰岩夹泥灰岩、白云质灰岩。本组厚度231235m。中统峰峰组（O2f）下部灰黄色泥灰岩夹钙质和泥质页岩。中部厚层灰岩。上部灰白色泥灰岩及灰褐、黄绿色钙质页岩。本组厚度46m。本系地层出露位置与寒武系毗邻，而范围较寒武系广，与上覆石炭系中统为平行不整合接触。3）石炭系（C）中统本溪组（C2b）:下部自上而下一般由XX式铁矿，铝质泥岩，铁铝岩，铝土岩组成海浸沉积旋回。上部为灰色页岩，砂质页岩和灰白色石英砂岩，中部夹石灰岩，局部地区偶含煤线，为一海陆交替相铁铝岩建造。厚度2134m。上统太原组（C3t）:下段 灰、深灰、灰黑色页岩、粘土页岩、砂质页岩及灰色砂
21、岩，夹不稳定的石灰岩一层，含煤23层。主要煤层位于上部。上段 深灰、灰黑色页岩、砂质页岩、灰色砂岩为主，夹石灰岩或海相页岩34层，含煤35层。顶部煤层为主要可采煤层。中上部常夹菱铁结核。厚度94112m。该系由深灰、灰黑色页岩，砂质页岩、碳质页岩（夹煤层）和灰白色石英砂岩、石灰岩和海相页岩组成，为一海陆交替相含煤建造。主要出露于宁武静乐盆地周围。4）二叠系（P）：下统XX组（P1s）：深灰、灰黑、黑色页岩、砂质页岩、粘土页岩及灰白色砂岩为主，夹少量菱铁矿结核，含煤15层（中下部12层较好，局部可采）。厚度3154m。下统下石盒子组（P1x）：下段 黄绿、灰色砂质泥岩、页岩为主，夹灰黑色页岩、灰
22、绿色中细粒石英砂岩及13层薄煤层或煤线。上段 黄绿、灰绿色中细粒石英砂岩为主，夹灰绿、黄绿色砂质页岩、泥岩、粉砂岩。顶部为紫、黄绿色砂质页岩，部分具鲕状结构。厚度91128m。上统上石盒子组（P2s）：下段 黄绿、灰绿色中粗粒石英砂岩与紫、黄绿色泥岩、砂质泥岩互层，夹灰、灰绿色粉砂岩、细砂岩。厚度132166m。中段 黄绿、黄白色中粗粒石英砂岩与紫红色泥岩、砂质页岩互层。砂岩中多含小砾。厚度73112m。上段 暗紫、黄绿色泥岩、砂质泥岩为主，夹黄绿色细粒长石石英砂岩。底部砂岩普遍含砾。厚度138170m。本组厚度343445m。上统石千峰组（P2sh）：底部黄绿、黄白色含砾长石石英砂岩；下部黄
23、白、紫红色细粒长石砂岩与紫红色页岩互层。中部紫红、黄白色细粗粒长石石英砂岩；上部紫红色砂质泥岩与紫红、黄白色细粗粒长石石英砂岩互层；顶部砖红色砂质泥岩夹灰岩结核。本系地层属陆相沉积岩系，广泛分布于宁武静乐盆地周围，连续沉积于石炭系地层之上。（2）中生界：包括三叠系和侏罗系，两者为连续沉积关系，由陆相碎屑岩系至陆相含煤岩系递变，广泛分布于宁武静乐盆地周围和中心部位。1） 三叠系（T）由黄绿、紫红和肉红色长石砂岩夹砂质泥岩和少量灰绿色和紫红色含灰岩结核组成，属红色陆相沉积岩系。本系地层环布于宁武静乐盆地周围，出露完善。下统刘家沟组（T1l）：下部紫红、灰白色中细粒长石石英砂岩。中部紫红、灰白色细粒
24、长石石英砂岩，夹少量紫红色页岩。上部砖红、紫红色中细粒长石石英砂岩，常含砂质泥岩团块。厚度133184m。下统和尚沟组（T1h）：下部紫红、暗紫色泥质粉砂岩；中部紫红色厚层细砂岩与紫红色泥岩互层。上部紫红暗紫红色厚层泥质粉砂岩。厚度160229m。中统二马营组（T2er）：下部肉红、灰白、黄绿色长石石英砂岩，夹少量暗紫红色砂质泥岩或页岩薄层。砂岩中长石含量较多，具斑状构造，交错层发育。底部砂岩较厚，上部含数层砾石，最上层紫红色砂质泥岩层位稳定。上部肉红、灰白、黄绿色长石石英砂岩、长石砂岩夹少量暗紫红、灰绿色砂质泥岩。砂岩中长石含量较多，具斑状构造，以厚层中粗粒为主，夹少量细粒砂岩，靠上紫红、灰
25、绿色砂质泥岩层增多。厚413596m。中统铜川组（T2t）下部浅灰绿色、黄绿、浅灰黄、灰白色厚层中、粗粒长石砂岩、长石石英砂岩为主，夹少量紫、灰紫、黄绿色页岩、砂质页岩、砂质泥岩等薄层。局部泥、页岩层缺失。上部灰绿、黄绿、灰黄色及少量肉红色中厚层中细粒长石砂岩、长石石英砂岩夹灰绿、黄绿、紫红色砂质页岩、泥岩。砂页岩有时呈互层状，泥页岩中含有钙质结核。厚291358m。2） 侏罗系（J）中统大同组（J2d） 上部 灰、蓝灰、黄绿色页岩、砂质页岩、泥岩，夹灰、灰白、黄绿色中厚层中细粒砂岩、长石砂岩、凝灰质硬砂岩、煤层、灰岩凸镜体及菱铁质结核。近顶部煤层可采。厚167250m。下部 灰、灰白、浅黄、
26、黄绿色中厚层中、粗粒砂岩，长石石英砂岩夹灰色凝灰质硬砂岩、灰、灰绿、暗紫色页岩、砂质页岩和炭质页岩及煤线。厚110250m。底部 灰黄色厚层中、粗粒石英砂岩、长石石英砂岩，局部砾岩。本组厚300568m。中统云岗组（J2y）底部 灰白、灰黄、黄绿色厚层粗粒砂岩，长石砂岩及砾岩、砂砾岩。厚635m。下部 黄绿、灰绿、灰黄色中-厚层中细粒含砾长石砂岩，石英砂岩、砂岩与暗紫红、紫红、灰绿色页岩、砂质页岩互层或互为夹层。并夹灰黄褐色凝灰质硬砂岩薄层及灰色灰岩凸镜体及钙质结核。厚124145m。上部 暗紫红、灰黄、灰绿色页岩、砂质页岩为主，夹有灰绿、灰白、灰黄色中-薄层中细粒长石石英砂岩。砂岩具斜层理，
27、页岩、砂质页岩夹灰、灰黄色灰岩薄层、凸镜体或2030cm大小的钙质结核。厚106176m。本组厚度216339m。中统天池河组（J2t）暗紫红、紫红、灰红色中薄层中细粒长石砂岩和长石石英砂岩为主，夹少量浅紫红色砂质页岩、泥岩薄层。砂岩交错层理发育，砂质页岩中含大小不等的钙质结核，底部砂岩中含小砾。厚度500m.由灰黄色长石石英砂岩、长石砂岩、灰白色石英砂岩和灰、黄绿、暗紫红色砂质泥岩为主夹煤层组成。本系地层分布于宁武静乐盆地中心部分，为陆相沉积岩系，与下伏地层呈连续沉积。（3）新生界1）上第三系（N）：上新统静乐组（N2j）：岩性主要为深红色粘土、砂砾层夹粗砂，砾石夹细砂及粘土，其次为褐黄色粘
28、土，三趾马红土也广有分布。该统地层分布范围较广，为河湖相堆积物。厚度046m。2） 第四系（Q）：下更新统泥河湾组（Q1n）：岩性为深黄、黄褐、肉红、红褐色粘土。一般致密、坚硬。另在宁武东庄马营海一带高山湖泊侵蚀平台上有冰积物分布，岩性为砾石及锈黄、黑灰色细砂夹蓝色淤泥。厚度6085m。中更新统冲洪积（Q2pal）岩性为浅红棕色、褐黄色亚砂土、亚粘土、砂质粘土夹古土壤及钙质结核层，夹不稳定砂砾石层，底部常有砾石凸镜体。厚度045m。上更新统峙峪组（Q3s）：沿河流两侧分布，组成级阶地，由于后期切割侵蚀，多保留零星而不连续，有的以基座阶地形式出现，直接覆盖于基岩或第三系红土上。包括河湖相及坡洪积
29、相两个成因类型，岩性为一套浅黄或灰黑色粉砂、细砂夹砂砾石层以及淡红色或兰灰色薄层粘土，亚粘土、黄土状亚砂土。厚度725m。上更新统马兰组（Q3m）：分布于山区、丘陵，黄土状亚砂土、亚粘土。一般结构疏松，颗粒均匀，具大孔隙，垂直节理发育，偶含钙质结核。厚度1540m。全更新统冲洪积（Q4pal）：冲洪积层岩性主要为灰黄色亚砂土及砂砾石层，部分地区有黄土状亚砂土和粉细砂，广泛发育于河谷。级阶地二元结构清楚，各大沟口有近代冲积锥，其岩性为砂砾石夹砂土。厚度725m。（5）岩浆岩：本区的侵入岩系前寒武纪酸性岩和超基性岩，以及燕山期酸性岩。该区岩浆岩岩性主要是变质闪长岩、斜长角闪岩、紫苏辉岩、花岗岩脉及
30、伟晶岩和橄榄岩辉石岩各种岩石。本区岩浆岩主要是由于酸性岩浆混合交代中基性围岩而成，花岗岩脉在岩群内分布很广，一般宽数米至数十米，少数为数百米的岩墙。3.3地质构造本区地质构造处于吕梁太行断块的宁武静乐块坳。宁武静乐块坳展布于芦芽山与云中山之间，北东起自雁门关，南西至娄烦县，长约160km，宽约30km。块坳显示为自北东向南西掀斜的复向斜，其北西侧以春景洼西马坊枢纽逆冲断裂与属于吕梁山块隆的芦芽山赤坚岭掀斜背斜相接，南东侧以芦家庄娄烦枢纽逆冲断裂与五台山块隆相接。据块坳内构造特征可分为三段。北段（宁武轩岗以北的地段）：为复向斜的掀起端，发育有大量的北东向正断层，向斜槽部地层为中三叠统二马营组，两
31、翼地层和中段两翼地层基本相同。中段：宁武轩岗到新堡杜家村之间，表现为简单的向斜构造。槽部在段家岭迭台寺宁化堡一线，由中侏罗统天池河组构成。两翼地层产状较陡，由三叠系、二叠系、石炭系、奥陶系、寒武系等构成，局部地段出露太古界变质岩系。南段（新堡杜家村以南地段）：由于第四系大面积覆盖次级构造形迹不清楚，仅两翼岩层倾角较陡，甚至直立、倒转。本区处于宁武静乐块坳的南段的北端。宁武静乐块坳的构造形式和特征如下：在芦芽山东坡吕梁山群中，北北东向构造普遍发育。多发生了规模不大，延伸不长的中小型倒转背斜和向斜，如乔儿沟向斜、长门背斜等总称为赤坚岭东马坊褶带。它们多呈同斜倒转的褶皱，轴面向北西倾斜，向南东倒转。
32、每个单体褶皱的走向为50，呈雁行式排列，总体方向为30。在下元古界地层中发育有两个方向的断裂，一为平行褶皱走向的压性断裂。如响昂圪塔断层、西马坊断层等，它们的走向为2530，多为逆断层，断面倾向北西，倾角多为5570，另一为与褶皱轴走向垂直或近于垂直的张性或张扭性断裂，如腰上断层等，它们长度较短，多为正断层或正平推断层，断面倾角很陡，一般都在7080。构造线方向基本上呈北东-南西向。主要褶皱有春景洼-马伦背斜（芦芽山背斜）和盘道梁-化北屯向斜（岭底-社安铺向斜）。境内断层发育，特别是在盘道梁-化北屯向斜东北扬起部位及东南翼，分布着与其走向平行的大小不等的许多正断层，而逆断层次之，较大断层有东寨
33、-春景洼逆断层、同家沟正断层、怀道正断层、柳子亚正断层。区域内岩浆岩侵入在前寒武系变质岩基底中，上部被寒武系地层不整合覆盖。主要侵入体有三个，即马伦（紫苏）辉石石英二长岩体、云宁山花岗岩岩体、千木沟花岗岩岩体。前者为太古代，后者为元古代产物。除此之外，尚有辉绿岩脉，亦属元古代产物。北北东褶皱带内的前寒武系地层中普遍发育着两组走向为330340、270280的辉绿岩脉，延伸很长约3040km，走向变化很小,很直，似如刀切。岩脉是元古代后、寒武纪之前侵入的，它们所填充的裂隙是两组扭裂面。由于前寒武系岩石刚性较强，故成生的两组岩脉主压应力方向，应为两组岩脉夹角的锐角等分线方向，即北西西南东东方向，其
34、与北北东褶带的主压应力方向一致。在寒武纪至侏罗纪的地层中，褶皱和平行褶皱走向的一系列压性构造面，总体上是一个向斜构造盆地，即宁静向斜。盆地向南西方向翘起，向北东方向倾伏。褶皱轴向为30。向斜核部地层平缓，向两翼地层产状逐渐变陡，至区域南部局部倒转，长约100km，宽约10km，平行向斜轴的有岔上后李家沟断层等，地层都是由北西向东南逆掩，较老的地层掩于新地层之上。综上所述，宁武静乐块坳经历了很长的地质时期。从太古代开始，直至中生代侏罗纪才结束，经历了多次的构造变动，产生了多种构造形式和各种结构面。代表压性的结构面有从界河群侏罗系所组成的一系列褶皱和平行褶皱轴走向的逆断层，张性结构面为垂直或近于垂
35、直褶皱轴的一系列正断层或正平推断层，扭性结构面的代表为走向340330W，和270280的两组脉岩。以上三者共同组成了一个北北东向构造体系。3.4 地壳运动发展史本区从太古代以来经历了多次构造变动。远在太古代时地壳处于活动状态，发生在这个时代的五台运动是已知最早的地壳运动。在成生宁武静乐块坳的地应力活动方式中，主要是以北北东南南西直线式扭力为主。北西西侧相对于块坳的南东东侧向南南西方向移动，形成了太古界界河口群和吕梁群宁武静乐块坳的雏形。从下元古界到中生界的侏罗系，主要是北西西和南东东向的挤压力为主，这时形成了盖层中的褶皱和断裂构造。五台运动使的太古界岩石褶皱、变质，并半生岩浆活动。元古代吕梁
36、运动继承了五台运动的特点，并又有所发展。自早古生代开始，区内地壳缓缓下降，沉积了一套陆相浅海相的寒武系、奥陶系地层。自中奥陶世末至志流世地壳普遍上升。下古生界的厚度表现为北厚南薄，说明在下古生代构造运动中，北部比南部受水平挤压导致的沉降幅度要大。因此从地壳升降运动，海水进退，沉积物的特征上看，本区经历了上升（海退，遭受剥蚀）、下降（海浸、接受沉积）、再上升（海退，遭受剥蚀）三个阶段，反映了巨大的地壳升降和海侵旋回。晚古生代泥盆纪和早石炭世时地壳仍为上升，本区仍为古陆剥蚀区，是中晚奥陶世和志留纪历史的继续。直至中石炭世本区地壳又普遍缓慢沉降，海水不时内侵，除基底岩系隆起之外，普遍沉积了一套海陆交
37、互相的含煤地层。二叠系中晚期，地壳进一步上升，逐步形成一些彼此隔绝的内陆盆地。发育了一套干旱气候下大陆红色岩系。中生代本区受燕山运动的影响显著。中侏罗世末，即燕山运动开始，宁武静乐凹陷全面上升，与此同时，全区发生了较强烈的褶皱和断裂变动，为本区奠定了基本的构造轮廓，形成了宁武静乐块坳。自燕山运动后，新构造运动表现十分明显，使本区经受了五次较大间歇性运动，形成了区内五级夷平面和相应的六级阶地。本区自侏罗纪褶皱隆起后，长期遭受剥蚀，剥蚀区形成了一个较平坦宽广的剥夷面，到新生代于低洼处沉积了老第三系。老第三纪末期本区发生了第一次上升，上升幅度达400m，第二至第五次上升，每次上升幅度都达100400
38、m。上升幅度在剥蚀区与堆积区有很大差异。剥蚀区上升幅度大，上升达14001700m，而堆积区只上升250m。总量相差1000余米。总之新生代以来本区表现出差异性间歇上升的特点，而目前区域处于缓慢沉积中的相对稳定期。3.5 水文地质条件本区处于汾河的发源地，汾河两岸有较大的支流汇入，左岸有洪河、鸣河；右岸有西河、新堡河。汾河以东地表水沿沟谷由东向西排入汾河，汾河以西地表水沿沟谷由西向东排入汾河。区域内主要含水岩组有：（1）奥陶系岩溶裂隙含水岩组奥陶系石灰岩为岩溶裂隙含水层。中奥陶系分上、下马家沟组及峰峰组，据区域资料，峰峰组厚141177m，灰岩含泥质，裂隙连通性差，属弱含水层。上马家沟组厚18
39、0275m，岩溶较发育，以溶孔为主，连通性好，富水性强，为奥灰主要含水层段。地下水位两岸高，河谷低，地下水总体流向西南。水质HCOaCl-CaNa型，矿化度小于1g/L。（2）碎屑岩夹碳酸岩类岩溶裂隙含水岩组太原组间夹厚度不等的灰岩，为溶蚀裂隙含水层。灰岩沉积稳定，富水性弱，单涌水量0.00353-0.01189L/sm，地下水迳流缓慢，水质类型HCOaCl-CaNa型，矿化度0.400-1.452g/L。（3）碎屑岩类岩溶裂隙含水岩组二叠系XX组、下石盒子组及上石盒子组发育厚度不等的砂岩，为砂岩裂隙含水层，厚度大且稳定，局部裂隙发育，一般富水性较弱，单位涌水量一般为0.0040.2L/sm，
40、水质类型HCOa-Na，HCOaCl-Na型，矿化度小于1g/L。三叠系刘家沟组、和尚沟组、二马营组，三组地层中均含有较多的砂岩，为砂岩裂隙含水层，厚度大且较稳定，局部裂隙发育，一般富水性较弱。侏罗系大同组、云岗组、天池河组亦主要由砂岩组成，为砂岩裂隙含水层，厚度大且稳定，局部裂隙发育，一般富水性较弱。（4）松散岩类孔隙含水层组第四系砂砾孔隙含水层组，岩性为黄土、亚粘土，砂砾石层，厚094m，砂砾石层为主要含水层，埋藏浅，水质好，是当地工农业用水的主要水源。矿区外围地区，基岩含水层均有分布，成为地下水补给区，大气降水为主要补给来源，但地形高差大，沟谷发育，植被覆盖稀少，地表排泄条件好，不利于大
41、气降水入渗补给，故补给条件差。第四系地下水及奥灰水迳流条件好，石炭、二叠系地下水迳流条件差。第四系潜水与基岩裂隙水联系较密切外，含水层间均有厚度稳定的隔水层，一般无水力联系。3.6 不良地质作用本区地处管涔山脉东麓，黄土高原西北部，地表出露有石炭系、二叠系地层、余者被黄土覆盖。气候条件差，土地贫瘠，植被稀少，生态环境较脆弱。区内地质构造较简单，地质构造以褶曲为主，断层较少、无陷落柱等现象。含水层除深部奥陶系灰岩富水性较强外，其余均属弱含水层。本区新生代以来表现为差异性间歇性上升的特点，剥蚀区上升幅度大，而堆积区上升幅度小，总量相差1000m以上。在区域性构造运动的主导下，区内河流切割强烈，岸坡
42、大部基岩裸露。岩坡岩性主要为砂岩和砂质泥岩及泥岩，二者交替出现。岩层中部发育走向75和340，近于垂直的两组节理，其中一组与河谷方向近于平行，砂岩层中的节理受卸荷作用变得宽大、连通。砂质泥岩遭风化而被掏空，在河流侵蚀凹岸的陡峭地段，造成砂岩层局部悬空，在重力作用下导致崩塌发生。河谷两岸崩塌现象较为普遍。如左岸大寺沟内，谷底巨石嶙峋，块石直径达23m。由侏罗系砂岩与砂质泥岩组成的河谷岸坡，其中下统大同组以砂质泥岩为主间夹砂岩，中统云岗组以砂岩为主间夹泥岩、砂质泥岩。汾河河谷左岸相当部分的岩层向河谷倾斜，其倾角小于岸坡坡角，在陡岸地段，有冲沟切割，容易造成滑坡，在降水和地震力的作用下，同时具备可能
43、的滑移面和临空面时，即使岩层倾角较小，也有滑坡发生。区内较大的滑坡有宁化滑坡、南庄梁滑坡和好水沟滑坡，还有一些小型滑坡。这些滑坡多为顺层滑坡，其形成机制为：河流冲刷下切使岸坡变陡软弱岩层在坡脚出露。倾向河谷的岩层在本身的重力和附加应力作用下，顺岩层倾向向河谷滑移。此外，还有一些小型切层滑坡，一般是在陡岸处软弱岩层中，由于卸荷作用和长期载荷作用下形成的蠕变及地下水的浸润作用下沿裂隙发育而成。这些现象主要发生在汾河谷地，矿区则少见滑坡现象。综上所述，本区范围地形复杂，地表水不发育，矿区没有构成滑坡和泥石流现象的必要条件。矿区环境地质条件属简单类。重组前煤矿采煤形成的冒裂带改变了部分地下水流径，使浅
44、层潜水向深部渗漏，引起潜水面下降，改变了地下水的径流、排泄条件，并有新的污染源参与到水循环之中，从而对地下水及沟谷地表水水质产生一定影响。4地震效应4.1场地抗震设防烈度工程区处于吕梁太行断块，宁武静乐块坳。据调查，该区历史上曾发生几次大的地震，如公元1101年、1683年岢岚、宁化、宁武、忻州、静乐一带发生地震，城墙、房屋多有塌毁，且有人畜伤亡。近代以来未发生过大的地震，震级一般为24级。本区基本地震加速度值为0.15g，地震动反应谱特征周期0.40s，相应抗震设防烈度为7，设计地震分组为第二组。4.2场地土类型与场地类别该场地（主要指各治理区）岩土层多为坚硬较硬的岩石或破碎和较软岩石，剪切
45、波速vs800m/s或者800m/svs500m/s，局部沟底有碎石土堆积，山梁有黄土覆盖，其厚度一般不大于5m，该场地土类型为较硬岩石和软质岩石，场地类别为类。4.3抗震地段划分根据本次勘察，按建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）的规定，治理场地为基岩山区，抗震地段划分属于一般地段。5矿区地质条件5.1地形地貌XX昌瑞煤矿位于宁武县西南方向约60km处，地方行政区划属宁武县新堡乡管辖，地理坐标为北纬383344383546 ，东经11154291115527。矿区矿区地处管涔山脉东麓。井田内整体地势北西高南东低。井田内最高点海拔标高1800m，最低点海拔为1579m，最大相对高差达
46、221m，属低中山区。矿区内局部地段被黄土覆盖，黄土受到强烈的侵蚀、切割、多形成土梁、峁地形，一般呈南北向展布，同时发育近东西向冲沟，冲沟两侧分支沟谷发育，沟谷底部大部分比较开阔，多呈“U”字型，部分地段狭窄，呈“V”字型出现。5.2地层岩性区内出露及揭露的地层由老至新依次有：（1）奥陶系中统上马家沟组（O2s）由一套灰黄色泥灰岩、黄色、黄绿色白云质灰岩灰岩、角砾状泥灰岩、豹皮状灰岩，钙质页岩组成，出露于井田西北部。（2）石炭系中统本溪组（C2b）本组平行不整合于奥陶系中统上马家沟组灰岩侵蚀面上，下部为海陆交替相得铁铝岩构造。自下而上一般由XX式铁矿、铁铝岩、铝土岩及铝质粘土岩组成。上部为灰色泥岩、砂质泥岩及灰白色石英砂岩。本组地层厚16.65-32.5m，平均21.5m。（3）石炭系上统太原组（C3t）出露于井田北西部，与下伏地层呈整合接触。为本井田主要含煤地层之一，呈海陆交替相的含煤构造。由灰或灰黑色泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩、灰白色石英砂岩、煤、石灰岩及海相页岩组成。可采煤层由2、3、5号煤层，
