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1、矿区预查钻工工程技术设计书第一章 勘查区基本情况第一节 勘查区位置、交通一、勘查区位置xx区位于准噶尔盆地西北，和xx的西段，大部属额敏县管辖，少部属托里县管辖，勘查区范围地理极值坐标：东经840058 843300；北纬460951 461800。勘查区东西长约37.42千米，南北宽约11千米，计算机测得实际面积411.61平方千米。由31个拐点圈定，其坐标详见新疆额敏县-托里县莫湖台西煤炭普查设计书第一章第二节表1-2。二、勘查区交通条件普查区内地势平坦，内外交通较方便，自托里县城和塔城市经额敏县城均有柏油路与铁厂沟镇相连，铁厂沟往东25千米经勘查区有70千米砂石路联通百口泉；从勘查区向南
2、为85千米柏油路与克拉玛依市相连。和丰县至巴克图口岸的S318省道从自西向东从南部穿过，“塔(城)克(拉玛依)”高速路正在沿南部兴建。北部有到喇嘛昭乡的县道通过。勘查区多数地段汽车可通行。由于洼地和湿地沼泽的原因，个别通往钻孔的道路需修筑。第二节 勘查区自然地理、经济概况一、自然地理1、地形地貌勘查区位于准噶尔盆地西北部边缘，地势平缓，高差小，最高海拔高度905m，最低海拔723m，一般相对1050m，地貌形态以戈壁平原为主，南、北各有少量平缓的丘陵。区内属强烈风蚀残丘地形；南侧有一条常年流水的的铁厂沟河，年平均流量 0.24 0.76 立方米/秒。植被不发育，有稀疏的梭梭柴等灌木。由于勘查区
3、内地形开阔平坦，在中部一带形成局部沼泽湿地。周边生长有芦苇等抗碱植物。2、气候和生活条件区内属大陆性温带干旱型气候，干燥多风，降雨量少，年、日温差大，夏季酷热，冬季严寒，。区内有托里老风口过风通道，多风，多西北风，是全疆有名的风区之一，八级以上大风日达21天，有时风沙暴成灾。年均气温 4.4 6.8 ， 6 8 月为高温季节，最高气温达 37.7 ， 11 月至翌年 3 月为低温季节，最低气温为-33.40，冻土深度达 1.29 1.50 米。全年雨量稀少，降雨日数 21 25 天，且多集中在 57 月间，最长连续无雨天数 42 77 天，年均降水量 93.40 毫米，每年 10 月份降雪，翌
4、年 4 月由雪转雨，最大积雪厚度仅 200毫米。区内蒸发强烈，年蒸发量高达 3290.50 3522.20 毫米，为年降水量的近 40 倍，潮湿系数仅为 0.0274 ，属湿度过低带。勘查区处于地震活动较弱地带，属六度地震烈度预测区，从有史记载以来，未发生过地震。属地震相对平静区。二、经济状况勘查区内常驻人口较少，北部的喇嘛昭乡和南部的铁厂沟乡政府周围一带为牧民集居区。普查区农牧业欠发达，只有少量的季节性畜牧业，各种生产、生活物资及劳动力基本需从铁厂沟镇和克拉玛依市购置解决。铁厂沟镇以采煤业为主，现有徐矿集团煤井数十个，年产原煤百万吨以上，是塔城地区重要的能源基地。总人口有一万多人，流动人口占
5、有相当的比例，以汉族为主，其次为哈、回、维、壮、满、蒙等十多个民族。塔城地区电厂和徐矿集团煤矿为驻铁厂沟镇的两大企业。镇上除电厂、煤矿外，还建有陶瓷厂、砖窑和小型食品加工作坊、商店、粮店、银行、邮局、餐饮旅馆、农贸市场等，服务设施齐全。本地可生产少部分的蔬菜。主要生产、生活物资均由外地供给。镇上交通便利，每天有大巴、中巴定时发往克拉玛依、托里、额敏、塔城、和布克赛尔县（市）及乌鲁木齐市等地。钻探工程的适宜施工时间为每年的5至11月之间。钻探施工期间要遵守有关法规，做好环保工作，保护野生动、植物。第三节 勘查区地质地层情况一、地层岩性勘查区域位于准噶尔盆地西北缘，地层隶属天山兴安岭地层区中的玛依
6、勒山地层小区。矿区为一掩盖式煤田，地表均被第四系覆盖，主要含煤地层中侏罗统西山窑组含煤地层广布于覆盖层以下及较深部地段。根据邻区工程控制情况及地表地质调查结果，勘查区内地层由老至新分别为侏罗系统八道湾组(J1b)、三工河组（ J1s ）、西山窑（J2x）、第三系上新统独山子组（N2d）和第四系中更新统至全新统冲洪积层。各地层岩性特征如下：1、下侏罗统八道湾组(J1b)下段：底部深灰浅灰色细砂岩与粉砂岩互层，夹中砂岩，中至上部为灰色粉砂岩与细砂岩及粉砂质泥岩互层。中段：底部灰白色粗砂岩及中细粒砂岩，下部浅灰色细粒砂岩、粉砂岩夹薄煤层，中部黑色光亮型煤夹炭质泥岩，上部浅灰色薄层中厚层粉砂质泥岩及中
7、细砂岩，夹煤一层。上段：底部为浅灰色细砾岩、粗砂岩、细砂岩、粉砂岩及泥岩，上部黑色光亮型薄煤层、高炭质泥岩及泥岩、粉砂质泥岩夹细至粗粒砂岩。其上与三工河组呈整合接触，地层总厚度约为86 238米。该组地层中含可采煤层16层，可采总厚1.610.30米，平均总厚4.65米。2、下侏罗统三工河组（J1s）下段（ J1sa ）：以黄绿色粉砂质泥岩夹少量泥质叠锥灰岩、菱铁矿条带，属湖泊相沉积，厚74米。上段（ J1sb ）：为粉砂质泥岩夹杂粗、中、细砂岩少量菱铁矿，具平行层里和波痕，属河流相沉积，厚42米。3、中侏罗统西山窑组（J2x）为一套含煤岩系，是工区内覆盖层以下的主体地层，为一套湖相三角州平原
8、相含煤碎屑沉积。以泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩为主的细碎屑沉积，下部和上部地层中夹数层砂岩、细砂岩、含砾砂岩、所占比例仅为4.8%。各层位中均夹煤层，但下部分散，中部集中，上部稀少。控制西山窑组地层总厚大于610米。以地层中含煤特性的差异，西山窑组自下而上分为三段。1）西山窑组下段（J2x1）为西山窑组下部地层，地表未出露，分布在第四系和第三系地层以下深部地段，主要岩性为灰黄色，灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩夹细中粗砂岩、砂砾岩、炭质泥岩、煤线及煤层。岩层中多含有植物化石碳化体，为一套从河流相过渡到三角州平原相的含煤碎屑沉积。地层中以细碎屑岩石为主，泥岩、粉砂岩类岩石占95%以上，粗碎屑岩夹砂岩、砂
9、砾岩约占5%，且多呈似层状或透镜状出现。局部可采煤层7层，该段煤层相对分散，平均层间距25米。2）西山窑组中段（J2x2）为西山窑组中部地层，连续沉积于下段（J2x1）地层之上。分布在覆盖层以下的深部地段。主要岩性为灰色，灰褐色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩夹煤层，煤线及炭质泥岩，局部夹细、中、粗砂岩、砂砾岩透镜体，岩层中含丰富的植物碎片碳化体。该段地层中煤层相对集中，为本次勘探的重点，控制完整。3）西山窑组上段（J2x3）连续沉积于中段（J2x2）地层之上，地表未出露，主要岩性为粉砂岩，泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩夹细中、粗砂岩、砂砾岩。炭质泥岩及煤线。岩层中含较少的植物化石碎片。在区域上该
10、段上部含煤两层，纯煤总厚约2.5米，其中一层可采，纯煤厚1.6米。底部以一层黄褐色灰色的中粗砂岩或细砂岩，砂砾岩为其底界（J2x2）的分界标志。地层总厚度大于610米，该组地层中含可采煤层2 9层，可采总厚2.0 17.20米，平均总厚4.70米。此套岩层为矿区主要含煤地层，也是本次预查的主要目标层；地层相对稳定，但由于岩层可钻性级别较高，导致钻进效率降低。煤层钻进必须使用“单动双管”钻具或取煤器，以保证煤芯的采取质量。4、上第三系上新统独山子组（N2d）地表未出露，分布在第四系以下，以砖红色，桔红色砂质泥岩，砂砾岩为主夹少量薄层石膏，该组地层超覆不整合于中生代地层之上，向北倾斜，倾角3 5，
11、厚度53.92 259.28米，平均145米。此套岩石水敏性较强，在钻进中极易水化膨胀，使钻孔出现缩径、超径、掉块、坍塌等异常现象。在此应使用优质化学泥浆或套管进行护孔。5、第四系第四系为区内地表的主体地层，上更新统全新统洪积层（Q3-4pl）占了绝大多数，此外，还有全新统的化学堆积（盐碱地）（Q4pl）和全新统的沼泽、瘀泥和腐植土层（Q4pl）主要分布在低洼地带。第四系厚度约在1050米。由于地层厚度不大,可用孔口套管隔开，对钻进影响不大。但下套管时要将孔口和套管低部保护好，防止因管外“窜槽”和钻机“跑位”、钻具弯曲等原因造成套管松动。二、构造与断层勘查区位于托里和什托洛盖中新生代含煤盆地西
12、段南部盆缘区的单斜构造带上。主要坐落于喇嘛昭、铁厂沟莫湖台凹陷区内，受向北倾的单斜构造控制，总体为一向北倾斜的单斜构造.地层走向总体为近东西向，微有缓波状弯曲，断裂构造不发育，构造较简单；因此，勘查区属一类构造简单区。勘查区内断层不发育，仅在喇嘛庙煤矿有一条F1断层，F1断层为喇嘛庙煤矿主要断裂，走向东西向贯穿全区，是南北两个背斜的界线，使北部背斜南翼南部背斜北翼遭受破坏。断层线可见长度超过8千米，东端西端均被第四系覆盖。断层性质为逆断层，断层面北倾，倾角47 57，断距不清。勘查区总体构造对钻探施工影响不大。第三节 勘查区岩石的主要物理机械性质 和可钻性分类勘查区内岩石主要为有泥岩、砂岩、泥
13、质砂岩、砂质泥岩、砾岩和煤层等。主要矿物为煤。岩石为中硬，部分较硬；中等研磨性，有少量强研磨性岩层，可钻性级别为 级，最高可达级，平均为级，属软-中硬地层。使用金刚石钻进方法和合金钻进方法均可获得很高的钻效。使用单、双动双管钻具均可获得较高的采取率。由于勘查区内第四系厚度较薄，对钻进影响不大，但是第三系属易水敏松散地段，在钻进中极易水化膨胀，使钻孔出现缩径、超径、掉块、坍塌等异常现象。应采用优质泥浆，必要时应及时下入套管保护，特别是较深钻孔，下入套管可降低钻孔的报废率，减少事故发生率。勘查区西部岩层在地下水的作用下，钻进过程中易出现涌水和缩径现象，并且金刚石钻头容易泥包不出刃，泥浆材料消耗较大
14、，相当程度地影响了钻孔施工。第二章 钻探工程技术设计第一节 钻孔布置及施工顺序勘查区为隐伏型煤田，因此，钻探工程是本次普查工作的主要验证手段。施工区域位于宽缓的向斜的部位，按照总体思路用勘探线构成的448千米工程网布置钻探工程。勘探线地质剖面和二维地震剖面重合，基本垂直地层走向，由西向东布设勘探线。在勘查区西部存在风电压覆区，因此本次在X20线以东开展预查工作，20线以西钻探仅作了解性工作，按照边勘查施工，边分析研究资料，边调整设计的“三边”工作原则，以先地震、后钻探，由稀而密的顺序施工，地震与钻探合理、有序交叉进行布置各项勘查工程；并且及时总结勘查成果，并优化设计，适时调整工作方案，以合理的
15、投入和较短的工作取得最佳地质成果。先期设计一部分钻孔穿透侏罗系八道湾组地层，以控制了解八道湾组地层的含煤性。如确定八道湾组地层不含可采煤层，其余预查阶段钻孔控制到西山窑组地层即可。其余钻孔控制到最下部一层可采煤层15米后终孔。在地震成果的指导下，第一批钻探工程选择在x16、XL8、 XL12、X28、X36线上的孔距8000米钻孔上，首批选择8千米线距的ZKX801、ZKX803、ZKX805、ZKX1601、ZKX1603、ZKX1605、ZKX2801、ZKX2802、ZKX3601、ZKX3602的10孔（进尺7950米）控制全八道湾组煤层，其余钻孔视第一批钻孔见煤情况而定。钻孔要求控制控制全侏罗系地层，以了解西山窑组和八道湾组地层中煤层的赋存情况。在取得先期施工的初步地震解释成果基础上，根据第一批次提供参数验证孔的见煤情况，随后合理调整和布设施工第二批钻孔，如果第一批钻孔八道湾组煤层见煤情况良好，则第二批钻孔也控制全侏罗系含煤地层，反之则只控制全西山窑组可采煤层。优先施工推测煤层赋存条件较好部位。详见表2-1莫湖台勘查区钻孔设计工作量汇总表。 莫湖台勘查区钻孔设计工作量汇总表 表2-1设计孔深（m）第一阶段钻孔第二阶段钻孔合 计
