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1、第一章 前言第一节 目标任务新疆生产建设兵团农十二师二二一团煤矿（以下简称221煤矿）地质环境治理勘察设计、施工项目的目标、任务如下。一、目标根据治理区地质环境现状,结合吐鲁番市和兵团农十二师的规划建设要求,编制本项目工程预案，通过项目的实施，消除治理区地质灾害及其隐患，改善地质地貌景观，恢复土地部分功能，治理后使治理区与周边环境相协调。二、任务根据本次治理工程所要达到的目标要求，治理工程必须完成以下任务：1、采取合理的工程措施，消除或基本消除主井两侧因地下采空区引发的地面塌陷、地裂缝等各类地质灾害危害，恢复自然地形地貌；2、对治理区和取料场进行整平，播散草籽自然复绿，使之与周边环境相协调；3
2、、对治理区地下采空区对应地表不稳定区域拉设铁丝围栏、设置警示牌，防止车辆、人员、牲畜进入其中。第二节 编制依据1、岩土工程勘察规范（GB50021-2001）；2、岩土工程治理手册；3、工程地质手册；4、地质灾害勘察指南；5、工程地质勘察规范与强制性条文实施手册；6、岩土工程勘察设计手册；7、建筑地基基础设计规范；8、建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）；9、土工试验方法标准；10、中国地震动参数区划图；11、县（市）地质灾害调查与区划基本要求；12、地质灾害防灾预案的编制；13、工程测量规范14、其他适用本项目的规范和技术要求；15、地质灾害防治条例(国务院令第394号)；16、
3、地质灾害调查技术标准；17、工程地质调查规范；18、环境地质调查规范；20、国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定（国发200539号）；21、关于做好2007年矿山地质环境治理项目实施前期准备工作的通知（兵国土资发20088号）；22、地质灾害防治工程监理规范（国土资源部征求意见稿）；23、建设工程施工现场使用安全规范（GB50194-93）；24、施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-88）；第三节 矿区地理位置一、交通位置221煤矿位于吐鲁番市大河沿镇后山，行政区划隶属吐鲁番市管辖。距吐鲁番市55千米，距大河沿镇18千米。大河沿镇至石灰石矿公路途经煤矿南侧，交通十分方便。中心地理
4、坐标：东经：东经：885606；北纬：431442。二、井田境界221煤矿的井田范围由4个拐点圈定。井田拐点座标见表2-1-1。井田境界拐点座标表表2-1-1拐点编号X值Y值S1479023930413553S2479069830413198S3479126830413940S4479081030414295井田东西长0.94km，南北宽0.73km，面积0.686km2。开采深度至+950m标高。第四节 矿区自然地理概况一、地形地貌井田位于吐鲁番盆地北缘，博格达山南翼，地形为南北高，中间低，为典型的山前冲洪积凹地，海拔标高+1207m+1306m之间，相对高差99m，煤矿位于凹地东侧，东为冲
5、沟，西为冲洪积平原。二、气象与水文1、气象矿区属中温带大陆性干旱气候，全年最冷季节在12月至翌年3月，最低气温-20左右；每年78月气温最高，平均在+20以上。年降水量在276mm左右，最大日降水量在18mm。年平均降水日7090天，年蒸发量一般2143mm，最大蒸发量在7月份可达356.5mm。每年10月下旬开始结冻，3月下旬4月份开始解冻，最大冻土深度达1m。初雪在10月上旬，终雪在4月下旬。风向以西南风为主，秋冬季风大，最大风速2.9m/s，一般风速1.22.00m/s。2、地表水体位于井田外西部6km的大河沿河水，源自北部山区雪融水及泉水，U型河床宽300400m，上游河水除部分渗入河
6、床形成潜流外，均被人工引入渠道利用，下游河床现已干枯，只有暴雨季节短暂有水，四季多为干涸。井田东部冲沟内有多眼泉眼，水质较好。各冲沟降水时有短暂水流，除此之外，再无其他地表水体。第五节 社会经济概况矿井所在矿区是吐鲁番市的能源基地，除煤炭资源外，本矿区未发现有开采及利用价值的其它有益矿产。本矿区内无相邻煤矿。本矿现有职工150多人，均从事煤炭生产，其家属均在矿家属区定居。区内生产及生活物资由吐鲁番市供应。第六节 生态环境现状矿区及周围按全国土地分类（试行）表中划分属未利用地，土地类型为荒草地。矿区内无湖泊水库、名胜古迹、自然保护区、地质公园及风景旅游区。第七节 地质、水文地质概况一、地层及构造
7、（一）地层本矿区内除大面积为第四系外，只有中侏罗统西山窑组和下侏罗统三工河组、八道湾组地层断续出露，中侏罗统头屯河组全部被第四系所覆盖，以下按由新到老的顺序加以叙述：1、新生界第四系(Q)（1）第四系全新统(Q4al+pl)主要分布于井田东南沟谷中，为现代冲积、洪积、砾石、亚砂土构成的松散层，砾石成分复杂、分选磨园均较差，厚度020m，与下层不整合接触。（2）第四系上更新统(Q3al+pl)除基岩露头外在区内大面积分布，地貌上表现为倾斜戈壁平原，岩性为砾石，夹亚砂土构成，松散微弱固结，无胶结，厚度不稳定，一般在1232m左右，与下伏地层不整合接触。2、中生界侏罗系(J)（1）中侏罗统头屯河组(
8、J2t)主要出露于井田西北部，区内未出露，钻孔中也未揭露，岩性主要为红色(为主)、黄绿色、灰绿色粉砂岩、粉砂质泥岩夹砂砾岩薄层，底部为炭质泥岩。该组地层般厚54388m，与下伏地层整合接触。（2）中侏罗统西山窑组(J2x)主要分布于井田中部，只有区外南部、北部火烧山包处出露于地表，其余地段均被第四系覆盖。该组地层根据岩性特征、含煤性等划分为上、下两段，主要依据钻孔所揭露的地层特征描述如下：中侏罗统西山窑组上段(J22x)为不含煤段，主要由灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩夹细砂岩组成。该段地层一般厚120m，与下伏地层整合接触。中侏罗统西山窑组下段(J21x)含煤段，为一套湖沼相沉积地层，主要由粉砂
9、岩、泥质粉砂岩、泥岩夹细砂岩、炭质泥岩、煤层含有植物根茎叶化石碎片和铁化木，下部为7煤层(大槽煤)，底部为在厚层状灰白色粗砂岩、为标志层。煤层主要集中于该组地层的下部，主采煤层7煤层位于底部，全区发育为巨厚煤层。该段地层一般厚80100m，与下伏地层整合接触。（3）下侏罗统三王河组(J1s)在井田中下部呈条带状断续出露，主要岩性为：上部黄绿色粉砂质泥岩，砂岩、泥岩；下部为含砾长石岩屑，底部为细砂岩、砂岩。 以其明显的黄绿色、灰绿色为特征标志，俗称“毯子层”，该组地层厚130m，与下伏地层整合接触。（4）下侏罗统八道湾组(J1b)主要出露于井田右下部，常形成低山丘陵地貌，上部为黄绿色泥质粉砂岩，
10、与薄层状含砾长石岩屑砂岩互层，夹中、粗砂岩，中部为粉砂岩、泥质粉砂岩、夹细砂岩、炭泥岩和薄煤层，出露不全，含有丰富的植物化石。该组地层沉积旋回清晰，在区内未见底，厚度约在120m左右。三、水文地质特征1、含（隔）水层通过该矿山的调查访问和地表水文点的调查，在煤层顶底板均未发现强含水层存在，均以弱含水层及隔水层为主，现将主要含水层分述如下：（1）第四系冲洪积砂砾石潜水含水层(Q4a 1+pl)H1该含水层主要分布于矿区东部的东沟沟谷中，由砂、砂砾石、漂石组成，厚度小于20m，其孔隙度大，透水性强，受季节性暴雨和泉水的补给，赋存一定量地下水，属于富水性中等含水层。（2）第四系风成砂透水不含水岩层(
11、Q3eol)H2该层在矿区大面积分布，厚度在1040m之间。主要由粉细砂、黄土所组成，孔隙大、透水性较好，由于补给缺乏，该地层为透水而不含水地层。（3）侏罗系中统头屯河组隔水层G1岩性以粉、细砂岩、泥岩为主，裂隙、孔隙不发育，隔水性能好。（4）侏罗系中统西山窑组上段隔水层G2（5）侏罗系中统西山窑组下段裂隙孔隙含水层H3该含水层位于西山窑组下段的底部在矿区零星出露，由中粗砂岩组成，大部分为泥质胶结，局部为钙质胶结，厚度为2035m不等，其中矿区北部较薄，矿区南较厚。主要接受高山区的雪水和山区降雨补给，从目前生产煤矿在+1151水平开采情况来看，它为弱含水层。主斜井水样化验结果：矿化度2776m
12、g/l，总硬度1130.83m3/l，水质类型SO42-、Cl-K+Na+、Ca+型水。（6）侏罗系下统三工河组隔水层G3岩性以粉砂岩、泥岩为主，夹中、粗砂岩，裂隙孔隙不发育，隔水性能好。（7）侏罗系下统八道湾组裂隙孔隙含水层H4该含水层在矿区东部的东沟内广泛出露，岩性主要由泥质胶结的粗砂岩组成，厚度在30m左右。主要接受高山区的雪水和山区的降雨的补给，补给量充足，在东沟低洼处以泉的形式线状排泄，为当地居民生产和生活水来源。据实地观测流量为23L/S之间，水质类型SO42-、Cl-K+Na+、Ca+型水，矿化度为0.53g/l，属于赋水性中等的含水层。2、矿井充水因素矿区中部组成含水层的岩性多
13、以粗砂岩等颗粒粗的砂岩为主，具有一定的孔隙，接受高山雪水和降雨的补给，赋存一定的地下水，以静贮存时为主，目前浅部煤已采完，深部煤层都处于地下水水位以下的矿层中，煤层底板粗砂岩裂隙孔隙水为矿坑中部充水主要水源。在矿区北部，地下水受向斜的影响，当开采向斜轴部煤层时，在开采过程中冒落带，裂隙带波及的范围大，矿井涌水量明显增大， 由于煤层底板砂岩含水层距侏罗系八道湾含水层之间厚度大，隔水岩层主要是粉砂岩和泥岩，隔水性能好，两者含水层之间的水力联系不甚密切，矿井的涌水量补给水源主要是煤层底板的孔隙裂隙承压水。3、水文地质条件评价该区构造中等，无地表水流，煤层大部分位于当地地下水以下，矿区中部的岩层富水性
14、弱，多以隔水层和弱含水层为主。矿区北部和南部水文地质条件局部较复杂，矿区水文地质条件为二类一型。4、矿井涌水量预计地质报告采用开采量富水系数法、面积富水系数法对矿井未来涌水量进行计算、预测，矿井一水平（+1110）正常涌水量为260m3/d，最大涌水量为300m3/d；开采+950m水平时矿井正常涌水量为240m3/d，最大涌水量为270m3/d。第二章 地质环境问题及地质灾害特征第一节 地质环境问题221煤矿的地址灾害类型主要为地面塌陷和地裂缝，根据近年煤矿煤层开采情况估算出目前地下采空区面积为2500000平方米，体积308000立方米。在第一开采水平到第三开采水平之间采空区相对应的地面形
15、成12个塌陷坑和3条地裂缝，系由于地下采煤形成采空区，采空区顶板在震动，降雨与重力作用下发生冒落，影响到地表，在地表形成地面塌陷和地裂缝的发展活动形式以渐变为主。地面塌陷坑总占地面积6740平方米、总体积104000立方米。塌陷坑及地裂缝的存在产生了下列诸多环境地质问题：1、对地形、地貌及周边地质环境均产生了极大破坏，造成大量土地无法利用；2、塌陷坑坑深一般在515米之间，坑壁陡立，坑壁剥落石土堆高35米、边坡不稳定，易产生崩塌、泥石流灾害，对矿区内简易公路、车辆及工作人员产生威胁；第二节 地质灾害特征一、地面塌陷根据资料收集和现场调查，在矿区南部已形成采空区，面积达250000平方米，埋深从30 米至190210米，地表沿煤层走向呈串球状分布塌陷坑12个，坑深在515米之间，塌陷区面积达6740平方米，总体积达104000立方米。各塌陷坑特征见表21。 治理区内地面塌陷坑特征一览表 21塌陷坑序号
