煤矿水文地球化学

（一）常规水化学

煤矿在突水水源识别以及供水水源地评价中，常用到地下水常规水化学。一是测试方便，目前稍大一点的煤矿都有自己的常规水化学实验室，可对水中的宏量组分和水质综合指标（如硬度、总矿化度、pH值）进行监测。二是现场工程技术人员对地下水中常规组分的水文地球化学特性比较熟悉。因此，煤矿常规水化学的应用比较广泛。而且很多专家学者在利用水文地球化学来解决煤矿水文地质问题时，通常是从常规水化学的研究开始。煤矿常规水化学研究成果主要体现在三方面。

图7—1 水质Piper三线图

1.井田主要含水层水化学特征的研究

地下水的水化学特征是水文地质特征的一个重要方面。对井田范围内主要含水层水化学特征的研究，除了满足煤矿供水水源地评价要求外，主要还是为识别地下水奠定基础。

2.突水水源常规水化学识别模式的研究

近年来，一些定量、半定量的方法已经应用于矿井突水水源的识别中，如模糊综合评判法、灰色关联度评价法、灰色聚类法、人工神经网络识别技术、灰色权距分析法、Fuzzy—Grey决策方法等。胡友彪（1996）依据徐州新河煤矿常规水化学测试资料，运用灰色关联度理论判别了该矿井的涌水水源是奥陶系灰岩水，为矿井水害防治方案的制定提供必要的技术依据。

3.地下水化学成分成因的研究

为了分析潞安矿区奥陶系岩溶水水文地球化学特征，研究岩溶水化学组分的成因，王家兵（1999）首先采用R型因子分析的数学方法，将岩溶水的若干化学组分组合成少数“因子”，然后再根据矿区岩溶水文地质条件，分析各因子给出的化学组分的几种基本结合关系，得出岩溶水化学组分的成因有矿物的溶解作用、脱白云岩化作用和岩溶水与石炭—二叠系砂岩裂隙水的混合作用。随着煤矿开采过程中长期大量地排水，引起水文地质条件发生改变，水化学组分也要相应发生变化。很显然，如果分析出地下水中某些水化学成分或某指标的变化规律性，就可以间接了解采煤排水引起的水文地质条件的变化趋势。

综上所述，目前常规水化学广泛应用于煤矿防治水工作中，特别是在地下水化学组分的成因、水化学特征及涌（突）水水源判别方面，方法多种多样，应用效果明显。

（二）微量元素水文地球化学

近年来，国内外微量元素分析技术获得了显著进展，涌现了许多新的分析方法和技术，无论是分离富集手段的多样性、实用性，还是元素分析的灵敏度、准确度和精密度及快速测定方法的建立，都有较大进步。

微量元素水文地球化学在地质找矿、核能、水质评价、天然矿泉水评价、环境评价等方面均获得广泛应用。随着水分析先进测试方法的应用，微量元素应用于地下水研究的课题大量涌现。冯启言（2000）对任丘油田雾迷山组17口井的水样进行了元素测试，利用PHREEQM水化学模拟软件对微量元素所组成矿物的溶解与沉淀在不同温度、不同CO2分压条件下进行了模拟，并探讨了微量元素在水中的分布特征和迁移规律。

1.在煤矿水防治中的应用

微量元素水文地球化学在煤矿水防治中应用得比较少，正处于起步阶段。宋晓梅等（2004）对皖北矿区主要含水层地下水中微量元素地球化学特征以及微量元素与地质环境之间的关系进行了研究，并且探索了该矿区主要含水层地下水微量元素的判别模式，对于皖北矿区突水水源微量元素识别模式的建立奠定了基础。

地下水中微量元素水文地球化学研究，在鉴别含水层水文地质特征，识别矿井突水水源等方面，有常规水化学难以比拟的效果，因而随着微量元素测试技术的进步，煤矿现场工程技术人员对微量元素水文地球化学理论的熟知，微量元素水文地球化学在煤矿水防治技术中的应用，一定能够进入新的发展阶段。

2.环境同位素水文地球化学

（1）环境同位素分析测试技术的发展

在研究地下水的水文地球化学特征中，环境同位素具有很多优越性。根据测试结果进行分析，可以有效说明地下水的形成、演化的水文地质条件。从20世纪50年代开始，国外将氢氧环境同位素应用于水文地质研究中，运用氢氧稳定同位素方法可以研究地下水的起源与形成过程，判断地下水化学组分的来源，确定地下水的补给区、径流区、排泄区或滞流区，计算地下水在含水层中的停留时间，查明岩溶通道分布及连通性等。

（2）环境同位素水文地球化学在煤矿水防治中的应用

近三十多年来，一些先进的科学技术正在引领煤矿水文地质学发展，如国际上公认的遥感技术、同位素技术和计算机技术，都在煤矿水文地质研究中得到很好的应用，也标志着煤矿水文地质学进入了一个崭新的发展阶段。20世纪70年代末以来，由于环境同位素具有独特的水文地球化学特性，因而最近几年在煤矿水防治工作中受到众多专家学者的关注，在有些煤矿取得了显著的应用效果。段玉成（1994）根据18O、D、T同位素在邢台煤矿放水试验中的变化规律，分析了奥陶系灰岩水对大青水的影响程度和大青水的可能来源等，得出井田的3个水文地质单元富水地段以及补给源和补给强度，特别是用环境同位素方法进一步证实了该井田是一个三面阻水、北面进水的断块岩溶水区，为煤矿的水防治提供了依据。

总之，水文地球化学在煤矿水防治中的应用，越来越受到煤矿企业的关注，作为一种先进技术，环境同位素技术在煤矿水防治中的研究及应用，已经显示出良好的发展势头。

吕玉民 汤达祯 许 浩 陶 树 张 彪

( 中国地质大学 ( 北京) 能源学院 北京 100083)

摘 要: 研究欠饱和煤层气藏开发过程中独特性的单相水流阶段有助于加深了解这类煤层气藏早期排采特征及其对气井潜在产能的指示作用。本文以沁南煤层气田欠饱和煤层气藏为例，重点研究这类气藏开发初期单相水排采特征，揭示其与后期气井产能大小的关系，并分析其对气井潜在产能的预示意义。研究表明: 沁南地区气井单相水排采特征受断层影响大，其排采时间与累计产量之间存在指数关系排采时间介于 50 ～140 d、累计产水量小于 500 m3的气井显示较好的产气能力。

关键词: 欠饱和煤层气藏 单相水 排采特征 指示意义

基金项目: 大型油气田及煤层气开发国家科技重大专项 ( 2011ZX05034 －001) 国家重点基础研究发展规划项目 ( 973) ( 2009CB219600) 中央高校基本科研业务费专项资金 ( 2011PY0211)

作者简介: 吕玉民，男，1985 年生，江西吉安人，博士生，现从事煤层气地质与开发研究。地址: 北京市海淀区学院路 29 号中国地质大学 ( 北京) 能源学院。电话: 010 82322011。E-mail: yale1210@163. com

Single-Phase Water Flow Performance and Indication for Coalbed Methane Early Development: A Case of Southern Qinshui Basin

LV Yumin，TANG Dazhen，XU Hao，TAO Shu，ZHANG Biao

( School of Energy Resources，China University of Geosciences，Beijing，100083，China)

Abstract: Research on the unique single-phase water flow performance in the under-saturated reservoir devel- opment is favorable to acquire early pumping characteristics and forecast gas well productivity. This paper takes the case of the under-saturated CBM reservoirs in the southern Qinshui Basin，places emphasis on the characteristics of single-phase water pumping in the infancy of developing those under-saturated reservoirs，reveals the relation- ship between single-phase water pumping performance and gas well productivity，and analyses its indication of gas well potential production capacity. Results show single-phase water flow performance in Southern Qinshui Basin is mainly controlled by faults，and single-phase water pumping time has exponent relation to the accumulative water production. Additionally，those wells with pumping time of 50 ～ 140d and accumulative water production of less than 500 m3show excellent gas production performance.

Keywords: under-saturated coalbed methane reservoirssingle-phase waterpumping characteristicsindication

煤层气藏作为重要的非常规天然气藏，日益受到国内学者的广泛关注。近几年来，一大批国内学者在煤层气藏储层物性(陈振宏等，2007)、水文地质条件(王红岩等，2001王勃等，2007)、边界及封闭机理(苏现波等，2005宋岩等，2009)及成藏演化(宋岩等，2009赵群等，2007赵孟军等，2005)等方面开展了大量的研究工作并取得一定的成果。但与国外相比，我国煤层气藏基础研究起步晚，在煤储层发育地质环境及形成机理、高温高压下煤的吸附特性及描述模型和煤的吸附性能的地质控制因素等方面需要加强和深化(宋岩等，2005)。我国目前对煤层气藏开发缺乏系统的认识，尤其是对欠饱和煤层气藏开发初期单相水排采特征及其与气井产能之间的关系认识不足，制约了气田的合理开发部署。由于煤储层具有明显的应力敏感特性，因而欠饱和煤层气藏开发初期不合理的单相水排采措施将极大地损害储层绝对渗透率，降低气井潜在的产气能力，甚至影响整个煤层气田的后期开发部署和开发效果。

1 欠饱和煤层气藏气水产出特征

较强的吸附能力是煤储层的显著特点之一，煤层吸附态气体一般能达到80%以上(苏现波等，1999)。这种不同于常规天然气藏的特殊赋存机制，决定了煤层气产出机制的独特性。煤层气产出是一个排水→降压→解吸→扩散→渗流→产出的过程(冯文光，2009)。在这个过程中，煤层气藏气水产出机理受其含气饱和度大小的影响，也就是说煤层气藏含气饱和度不同，煤层气井的气水生产曲线也不同(苏现波等，2001)。

1.1 过饱和/饱和煤层气藏气水产出特征

过饱和煤层气藏指含气饱和度大于100%的煤层气藏，其特点是部分煤层气以游离态赋存于煤储层的孔裂隙系统中。当气井开井排水降压后，煤层气迅速解吸扩散，并与游离态的煤层气一同产出(图1a)。因而，开发这类气藏时，气井开井排水后立即产出煤层气，基本上不经历不饱和单相水流阶段，直接进入气水两相流阶段(如图1中III阶段)。

图1 不同含气饱和度的煤层气藏气水产出特征曲线

饱和煤层气藏指含气饱和度等于100%的煤层气藏。当气井开井排水降压后，煤层气立即解吸扩散。随着解吸和扩散的进行，煤层孔裂隙中游离气饱和度逐渐增大，直到其大于残余气饱和度后，气井才开始产出煤层气(图1b)。因而，开发这类煤层气藏，气井经历一段较短的不饱和单相水流阶段(如图1中II阶段)，之后才产出煤层气。

1.2 欠饱和煤层气藏气水产出特征

欠饱和煤层气藏指含气饱和度低于100%的煤层气藏。当气井开井排水降压后，煤层气基本上尚未发生解吸，直到储层压力低于临界解吸压力后，煤层气才开始解吸。此时气井仍未产出煤层气。只有当煤层孔裂隙中游离气饱和度大于残余气饱和度后，气井才开始产出煤层气(图1c)。因而，开发这类煤层气藏，气井先后经历饱和单相水流、不饱和单相水流(图1中I、II阶段)，之后才开始产出煤层气。

欠饱和煤层气藏开发初期单相水排采阶段需要较长的时间，少则1～2个月，多则数年之久。长时间单相水排采期内形成的气水排采特征是认识气藏储层特征和研究气井潜在产能的重要依据。

2 欠饱和煤层气藏开发初期单相水排采特征

表征欠饱和煤层气藏开发初期单相水排采特征的量化参数主要有2个:单相水排采时间和单相水累计产量。

2.1 单相水排采时间

单相水排采时间指开发欠饱和煤层气藏时煤层气井早期只产水不产气阶段所经历的时间。长时间的单相水排采时间势必增加煤层气井开发作业成本。因而，单相水排采时间的长短直接影响气田开发成本，是评价煤层气田开发经济性的重要参数。

2.2 单相水累计产量

单相水累计产量指开发欠饱和煤层气藏时煤层气井早期只产水不产气阶段地下水累计产出的总量。由于采出水大多具有高矿化度、高盐度等特征，不符合国家排放标准，必须经过处理后才能排放，以便不对地表水系及地下水造成污染(潘红磊等，1998王志超等，2009)。采出水的处理无疑增加了煤层气开发成本，因而单相水累计产量的大小影响气田的开发成本，是评价煤层气田开发经济性的重要参数。

2.3 单相水排采时间与单相水累计产量之间的关系

欠饱和煤层气藏开发初期单相水排采时间与单相水累计产量同时受地质、工程以及人为因素等诸多相同因素的影响，两者之间必然存在一定的关系。从沁南煤层气田煤层气井单相水排采时间与单相水累计产量之间的关系图上可以看出(图2):当单相水排采时间小于250d时，其与单相水累计产量之间呈现较强的线性关系当单相水排采时间大于250d时，其与单相水累计产量的相关性较差，呈指数关系整体而言，两者之间呈指数关系:

y=144.37exp(0.0069x)

式中:x为单相水排采时间，dy为单相水累计产量，m3。该拟合函数的R2值达到0.8323，表明该函数能较好地描述该地区单相水排采时间与单相水累计产量之间关系。

2.4 单相水排采特征的影响因素

影响单相水排采特征的因素很多，主要有气藏临储比、排采速度、构造地质条件和水文地质条件。

在排采速度相同的条件下，煤层气藏含气饱和度越高，临解比越大，即临界解吸压力越接近储层压力，意味着气井实现产气所需降压的幅度越小，因而单相水排采时间就越短，累计产水量也相对较小。

图2 单相水排采时间与单相水累计产量之间的关系图

在临储比相近的条件下，煤层气井排采速度越快，储层降压越快，实现产气的时间越短(即单相水排采时间就越短)，累计产水量也越小，如表1中的含气饱和度约为82.8%的J7与J10。

表1 单相水排采特征与断层的关系

构造地质条件和水文地质条件对单相水排采特征的影响极大。不同构造部分、不同水文地质条件的区域，其储层的渗透性、含水性以及地下水体的活跃性各不相同，造成气井的单相水排采特征也存在差异。沁南煤层气田多发育正断层(王红岩，2005)，这些断层附近的水文地质条件复杂，不利于排水降压，单相水排采时间较长、累计产量较大(表1)。

3 单相水排采特征与气井产能的关系

对于应力敏感的煤储层来说，欠饱和煤层气藏开发初期不合理的单相水排采措施(排采过快或过慢)必然引起储层渗透率的损害，降低气井后期的排水产气能力。研究探讨单相水排采特征参数与气井产能之间的关系可以为开发早期制定合理单相水排采方案、提前预测煤层气井产能以及采取必要的储层增产改造措施提供指导。

目前，沁南煤层气田处于开发初期阶段，大部分煤层气井排采时间不长。该区樊庄、潘庄及郑庄区块煤储层含气饱和度大体在80%～90%，属于欠饱和煤层气藏(要惠芳等，2009)。为了科学地评价单相水排采特征与气井产能之间的关系，选择气井产气后连续排采1年形成的平均产气量和最大产气量作为气井产能指标。

3.1 单相水排采时间与气井产能的关系

气井排采过快，单相水排采时间过短，往往引起储层不可恢复的应力伤害，降低渗透率，影响产能同时单相水排采时间过长，储层中水量较大(或连通含水层)，不利于气井形成较好产能。

图3显示为沁南地区单相水排采时间与产气量之间的关系。从图中可以清楚地看出，气井的单相水排采时间与气井1年内的产气量之间存在4个明显的特点:1)单相水排采时间大于140d的煤层气井，其平均产气量基本上都小于3000m3/d，最大产气量则小于6000m3/d2)单相水排采时间小于50d的煤层气井，其平均产气量基本上都小于3000m3/d，最大产气量则小于6000m3/d3)出现较高产能的煤层气井(平均产气量大于3000m3/d，最大产气量大于6000m3/d)，其单相水排采时间均介于50～140d4)部分单相水排采时间介于50～140d的煤层气井产能偏低。这表明过长/过短的单相水排采时间不利于煤层气井形成高产。

图3 单相水排采时间与气井产能的关系图

在煤储层含气饱和度相当、地下水总体不活跃的沁南地区，部分井出现过长的单相水排采时间意味着该井沟通了活跃的水层，造成气井降压困难，产气有限而过短的单相水排采时间表明气井排采速度过快，储层渗透率出现不同程度不可逆转的伤害，不利产气。因而，沁南地区单相水排采时间大于140d或小于50d的煤层气井，指示其产能普遍偏低而介于50～140d的煤层气井比较有利于形成较高的产能。

3.2 单相水累计产量与气井产能的关系

单相水累计产量的大小往往指示区域水文地质特征。在相同的水文地质背景下，某些气井长时间大量排采单相水，很可能表明储层与含水层沟通，不利排采，难以形成较好产能。

图4显示沁南地区单相水累计产量与产气量之间的关系。从图中可以清楚地看出:气井的单相水排采时间与气井1年内的产气量之间存在3个明显的特点:1)单相水累计产量大于500m3的煤层气井，其平均产气量基本上都小于2000m3/d，最大产气量则小于4000m3/d2)出现较高产能的煤层气井(平均产气量大于2000m3/d，最大产气量大于4000m3/d)，其单相水累计产量小于500m33)有一部分单相水累计产量小于500m3的煤层气井产能偏低。

图4 单相水累计产量与气井产能的关系图

从表1看，沁南地区单相水累计产量偏高的煤层气井大多位于正断层附近。在煤层气藏成藏过程中，正断层绝大部分时间作为煤层气逸散的通道，导致正断层附近的煤层气保存条件较差，煤储层含气饱和度较低，增加了单相水排采阶段的排采时间和累计产水量。同时，正断层沟通附近的含水层，造成单相水排采阶段长时间降压困难，也延长了排采时间，增大了气井产水量。因而，沁南地区单相水累计产量大于500m3的煤层气井，指示其产能普遍偏低而小于500m3的煤层气井比较有利于出现较高的产能。

4 结论

(1)过饱和、饱和和欠饱和煤层气藏开发过程中的气水产出特征各不相同，其中以欠饱和煤层气藏的气水产出特征最典型。欠饱和煤层气藏的气水产出特征最显著的特点是其开发初期存在较长时间的单相水排采阶段。

(2)单相水排采时间和单相水累计产量是描述欠饱和煤层气藏开发初期单相水排采特征的2个重要参数。单相水排采特征受断层影响大。沁南煤层气田气井的单相水排采时间与单相水累计产量之间存在指数关系。

(3)沁南煤层气田产能较好的煤层气井，其单相水排采时间为50～140d，单相水累计产量小于500m3单相水排采时间大于140d及小于50d或单相水累计产水量大于500m3的煤层气井，其产能普遍偏低。

参考文献

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根据突水原因、条件和规律的分析，突水水文地质条件要研究的问题主要有:

1)含水层的岩性、厚度，岩溶裂隙的发育情况。地下水的补给、径流条件及具体块段的富水性。

2)隔水层和相对隔水层厚度、岩性及其剖面上的组合关系，隔水层的阻水性，即隔水层裂隙在原始状态下的阻水减压能力和采动条件下的变化。

3)断层构造的分布及其倾角、断距的大小，位移后断层带两侧含水层、隔水层相互关系，它对含水层的富水性、隔水层的阻水性所起的控制作用。

淄博是开采历史较久的矿区。揭露煤层底板有关隔水层、含水层的井上、井下钻孔也比较多，而且绝大多数是取芯钻进，岩性、厚度资料比较确切，这为分析煤层底板突水地质条件积累了丰富的资料。

综合分析这些资料，可以看出淄博煤田十层煤底突水水文地质条件在矿井之间，同一井田的不同区段之间变化是很大的，分区块段性很明显。

3.3.1.1含水层

淄博矿区十层煤底板有4个含水层，即:徐上砂岩、徐灰岩、徐下砂岩、奥灰岩。

(1)徐上砂岩

因其位于十层煤底板，徐灰之上而定名。这一砂岩矿区普遍发育，硅质胶结，坚硬性脆，但厚度、分层变化很大。当只有一层厚仅3～4m，或分为2～3层单层厚度仅2～3m时，这一砂岩组含水性较弱，便成了相对隔水层。当单层厚度加大到10m以上时，可成为底板突水的直接含水层之一，富含裂隙水，钻孔遇裂隙曾出现钻具自动下落0.2m的现象。在石谷矿区这一砂岩的单位涌水量0.013～0.42L/s·m，平均0.18L/s·m渗透系数为0.1～2.18m/d，平均0.75m/d，单点最大突水量2.126m3/min，采区(600m×600m)最大突水量8.43m3/min，水压10.15kg/cm2时，井下单孔(直径89mm)最大自流量2.5m3/min。

现有资料初步判明，全矿区有4个块段，该层砂岩厚度较大，可能成为突水的直接含水层，这四个块段是:石谷及龙泉北翼区，砂岩展布面积约8km2，厚7～26m，平均15.33m昆仑区，展布面积13km2，厚6.5～18.68m，平均11.9m夏庄一井－200m水平区，展布面积4km2，厚1.14～13.82m，平均7m岭子宝山区，展布面积3km2，厚4.38～16.6m，平均9.4m。

(2)徐庄组灰岩

位于十层煤与奥灰之间的中下部，上距十层煤25m左右，下距奥灰20m左右，是淄博引起煤层底板突水次数最多的含水层。当它的岩溶裂隙发育并与奥灰发生较强的水力联系时，可成为奥灰水量、水压的中转层，这时奥灰水对煤层底板的作用不是从奥灰顶面开始，而是从徐灰顶面开始，使煤层与奥灰间的隔水层几乎减少一半。当其岩溶裂隙不发育与奥灰水力联系不强时，可相对成为奥灰的隔水层。因此，正确认识这一含水层的富水特征，对防治煤层底板的突水有重要作用。通过综合分析钻孔和突水点资料，这一含水层有以下4个特点:

1)它的厚度与分层变化十分明显并有一定规律性。

在矿区内有的块段徐灰只有一层，有的块段分为二、三层，局部块段达四至五层，分层累加总厚度薄处只有0.14m，趋于尖灭，厚处可达18.29m。分层的基本变化规律是:在淄博向斜盆地寨里北大井以南基本上是两个分层，只有夏庄一、二井，黑山一井局部变化为一层。北大井沈马庄以北区基本上是3个分层，从河东到沣水一带是四至五个分层，面积约13km2。岭子明水斜地和埠村向斜盆地基本是两个分层。但不论分几层，厚而稳定的只有一层而且是最底部的一层，其他都是较薄的小分层。最厚的这一层徐灰，在淄博向斜盆地由南而北厚度亦呈厚薄相间状态，愈往北愈厚的变化规律。具体是双山区7.67m，夏庄区3.5m，奎山昆仑区7.62m，龙泉石谷7.06m，北大井北斜井5.28m，双沟区8.43m，南定区6.81m，湖田区10.4m。由于徐灰的这种厚度和分层的变化，改变了突水水文地质条件，徐灰的尖灭变薄区和分层增多区，裂隙岩溶发育受到限制，富水性减弱，往往可以成为奥灰的相对隔水层，至少可以降低突水时中转奥灰水量、水压的作用。

2)徐灰岩溶的发育有随着埋深的加大而减弱的趋势。

从双山区看，岩溶发育的变化趋势如下:地表+250m左右，可见直径0.5～1m的溶洞。地质24号孔，孔口标高+179.94m，+29m水平见徐灰有溶洞，水喷出孔口，单位涌水量0.15L/s·m，渗透系数1.34m/d。地面水文2号孔，孔口标高+263.7m，于－62m水平见徐灰岩心有轻微溶蚀现象。井下水文1、2、3号孔，孔口标高+1.74～－0.76m，于－103～－106m见徐灰岩溶现象更微弱，用岩心面积法统计其裂隙岩溶率为0.28%～0.55%，单位涌水量0.01～0.24L/s·m，渗透系数0.09～0.2m/d。堵水3号孔，孔口标高+190.04m，于－155m见徐灰，岩心裂隙节理面清楚可辨，岩溶现象已不明显，水量很小，单位涌水量0.015L/s·m，渗透系数0.1m/d。上述资料表明本区岩溶发育最大深度在－160m水平，埋深约为350m。

夏庄矿一井区岩溶发育的变化趋势如下:井下水文观测1号孔，孔口标高+36.4m，于+11.4m见徐灰，钻进0.85m见溶洞突然喷水，涌水量1600L/min，单位涌水量0.184L/s·m，渗透系数3.72m/d。第一疏干水平共打徐灰孔17个，孔口标高－78～－80m，于－94.15～－136.5m见徐灰，大部分有岩溶现象，单孔自流量400～2340L/min，单位涌水量0.059～0.25L/s·m，渗透系数1.31～6.64m/d。其中疏1号孔在－133.67m见徐灰，钻进1.14m遇溶洞突然喷水，涌水量1550L/min。万山地质7号孔，孔口标高+181.745m，于－172.03m见徐灰，岩溶现象不明显，单位涌水量0.012L/s·m，渗透系数0.17m/d。第二疏干水平共打6个孔，孔口标高－219～－244m，于－238.84～－266.15m见徐灰，单孔自流量为80～400L/min，单位涌水量0.02～0.03L/s·m，渗透系数0.3～0.76m/d。资料表明本区岩溶发育最大深度在－170m水平，埋深亦为350m左右。

其他井田的资料证明亦有如上规律。

徐灰的这一特征，对突水水文地质条件的变化有重要的影响。愈到深部愈以构造裂隙水为主，富水性逐渐减弱，只要查明构造破碎带，徐灰便可能转化成为奥灰的相对隔水层。

3)徐灰的富水性有明显的分区块段性。现有资料证明夏庄二井、龙泉南翼、奎山井田西北部、石谷940采区以北、寨里二井，由于断层及火成岩墙的切割隔离，徐灰没有露头接受降水补给，或由于厚度较薄，岩溶减弱，甚至不含水。而双山白虎山逆断层两侧区、夏庄一井枣园至安上区、石谷的2号与3号岩墙之间区、洪山矿的邢家至河东区富水性就比较强，煤层底板突水水量可达5～8m3/min，疏干稳定水量可达4～5m3/min，影响半径可达1000～2000m。

4)徐灰的富水区，往往与奥灰有较强的水力联系，实质上就是奥灰的富水区。徐灰露头展布条带状，面积较小，除处于河沟冲击层覆盖的少数块段能得到降水较强补给外，大部分地区降水补给量不大。如果水量较大，又长期不能疏干，则主要是通过断层、节理裂隙与奥灰发生了较强的水力联系得到奥灰的补给所至。现在已经有许多实例证明这一点。

夏庄一井－80m水平徐灰疏干区，疏干5号孔，孔口标高－80.55m，于孔深36.86m见断距13m的断层和断层带附近的徐灰0.45m，喷出水量2.88m3/min，水压23.3kg/cm2，喷出长轴14cm的豹皮灰岩碎块，证明奥灰岩断层带直接补给了徐灰水。

夏庄一井190下山1903面东断距7m的东顶山二号断层下盘突水，水量5.74m3/min，升压试验证明是奥灰水补给徐灰水所致。

石谷矿利用99号奥灰观测孔投放食盐2000kg，对940-5号徐灰放水孔和930、940采区底板出水进行连通试验，证实该区徐灰和徐上砂岩涌水之所以较大实际上是因为得到奥灰水的补给。

930出水区，水量1.778m3/min，投NaCl前，水的Cl－含量17.73mg/L，218h后升为23.04mg/L，持续2h后又恢复到背景值17.73mg/L。

940-5号徐灰孔，放水量1.16m3/min，投NaCl前，水的Cl－含量也为17.73mg/L，452h后升为19.5mg/L，持续22h后又恢复到背景值17.73mg/L。

940采区南翼出水点，水量0.42m3/min，投NaCl前，水的Cl－含量17.75mg/L，投放后452h升为19.5mg/L，持续1h后又恢复到背景值17.75g/L。

投放NaCl的奥灰孔位于出水点与徐灰孔的倾斜下方，通过NaCl溶液的自然扩散，最后能造成出水点与徐灰孔Cl－含量持续较长时间的异常，表明奥灰水的补给还是比较强烈的。

根据徐灰的这一特征，通过加强对徐灰的探查和疏水降压，可起两方面作用:①当补给不太强时，可把奥灰越层补给的水量和对煤层底板作用的水压威胁解除掉。②当补给很强时，徐灰水压、水量长期不能降下来，表明与奥灰水力联系很强，有奥灰突水的危险，要采取其他预防措施，这样对徐灰探查疏水实质上就起了判别奥灰突水危险程度的作用。

(3)徐下砂岩组

因其位于徐灰岩之下而定名。有时它直接覆盖在奥灰顶面，为一钙质或硅质胶结的含砾砂岩，岩相变化比较大，大部分地区被砂质泥岩或页岩所代替。目前有资料证明其存在的块段有四个。

夏庄二井区，从露头向北西方向展布，厚11.66～19.35m，平均13.7m，面积约3.5km2。夏庄地质1号孔打到这一层位，出现孔口自流，水文12号孔也有同样情况发生，单位涌水量0.15L/s·m。

奎山昆仑区，从北万山、小店到昆仑，分布面积约17km2，砂岩厚4.28～12.9m，平均8.19m。

北大井中部区，由十五中、洪山铝土矿到精神病院一带，分布面积约4km2，厚2.6～21.4m，平均6.56m。

寨里一井浅部区，从峨庄到寨里、邹家庄一带，面积约4km2，厚8.38～23.4m，平均15.6m。

这一砂岩的存在，对防止奥灰突水，既有有利的一面，也有不利的一面。有利的是砂岩岩性坚硬，抗压、抗张和抗冲刷能力较大，使奥灰水的突水要受到本砂岩裂隙的制约，不容易发生裂隙扩大型突水。不利的是砂岩裂隙发育又得到奥灰补给时，可成为煤层底板突水含水层，像徐庄组灰岩一样，对奥灰水压、水量起中转作用，缩短了煤层与奥灰之间的隔水间距。

(4)奥陶系灰岩

根据野外实测剖面，淄博矿区这一含水层总厚达821m。综合分析区域水文地质条件和有关钻孔、矿山开采资料，淄博的奥灰具有以下4个特点:

1)露头广阔，补给条件好，动、静储量大。中下奥陶统厚821m，与其连续沉积的上寒武风山、长山组主要为中厚层板状灰岩，厚约250m，通过构造其岩溶裂隙往往与奥陶系下段沟通，所接受的补给水量可以成为奥灰的一部分，从这一角度看，淄博向斜盆地这一碳酸盐类岩层的实际补给面积为1320km2。岭子明水斜地为450km2。埠村向斜盆地为270km2。特别是淄博向斜盆地，碳酸盐岩地层露头区有断距100～300m的神头西河断层、岳阴断层、石马断层、福山源泉弧形断层，炒米店漫泗河弧形断层，淄河断裂带等错综切割，台阶式断落，既扩大了露头面积，又因构造裂隙的发育增大了降水的入渗系数，补给更为充沛。矿井一次最大突水量曾达443m3/min，36h涌出总水量达6022423m3。证明这一含水层的补给量和给水度确实很大。

2)平面和剖面上水力联系虽然比较广泛，但由于构造、火成岩墙的分割也有局部的分层分区的隔离性。北大井－81m水平透水，相距12km的沣水泉群迅速干涸双山矿－145m水平突水，相距2.4km的良庄、秋谷等泉群迅速干涸，表明平面上的水力联系是相当强的。1976年10月17日北大井西大巷奥灰六段顶面突水9.9m3/min时，局机关奥灰观测孔主要为中奥陶第四段水，水位明显下降5.07m，表明四段与六段联系很好，可见剖面上水力联系也非常密切。这种广泛联系的发生与构造垂直切割了各层段并沿走向延伸较远和岩溶的水平循环带发育有关。但一定块段内也有分区分层的隔离性。如双山－145m水平突水，孝妇泉群虽然距出水点较近，但没有影响。黑山新博医院供水孔奥灰六段水质不好，第四段水质好，总硬度前者德国度为34.75度，后者为15.68度。经隔离六段，长期取用四段水，水质没有受到干扰。西河跃进井区5、6号供水孔均为六段奥灰水，相距仅12m，但抽水时互不干扰，水质水温也不相同，5号孔水温19℃，总硬度28.84度，而6号孔水温21.5℃，总硬度则为33.04度。黑旺铁矿实际开采证实淄河断裂带两侧水温、水量、水位也有明显差别。两侧水温差1.5℃，同期水位东侧高出西侧1～10m，1976年雨季矿坑涌水量西侧3.9万m3/d。东侧则为10万m3/d。表明平面上和剖面上也有水力联系强弱之分。但在一定范围内基本上是一个统一的含水体，有统一的区域地下水位和相应的动态变化。

3)淄博的奥灰即使为煤系地层所覆盖，随着地层的倾伏，到了深部仍然普遍比较富水。造成此种现象的原因，分析认为与淄博向斜沿倾向发育一组断层构造有关。

4)奥灰顶面下10～20m富水性不强，有相对隔水的作用。但遇构造奥灰深部水仍可升出顶面。

3.3.1.2隔水层条件

淄博矿区煤层底板突水的主要威胁是奥灰，其次是徐灰，个别区段还有徐上砂岩和徐下砂岩。因此研究淄博矿区隔水层条件，主要研究对象是十层煤与徐灰、奥灰之间的间距变化规律。其次就是研究隔水层或相对隔水层的阻水性，它具体表现为井下钻孔向含水层钻进过程中即使在隔水层段内也往往有水，其水压、水量有逐渐递增的规律。

通过钻孔资料综合分析，淄博矿区煤层底板的隔水层条件，由于徐灰分层的增多，徐上砂岩，徐下砂岩的变厚或尖灭等原因，隔水或相对隔水层的厚度变化是很大的。现先从10－2煤到徐灰，10－2煤到奥灰顶，徐灰底至奥灰顶3个方面叙述:

1)10－2煤到徐灰顶的间距最小为18.92m，最大可达40m，由东向西则是逐渐加厚的趋势。若以徐灰厚层为防突水的对象，则10－2煤到厚层徐灰间距为27～49m。

2)10－2煤到奥灰的间距由于古风化壳的起伏不平，不仅不同矿井有较大变化，即使同一井田变化也很显著。如南定区，有的块段平均厚只有55.19m，较厚的块段则为71.84m，大部分块段为60.46m。从全矿区看最薄的块段47.5m，最厚的块段可达83.72m。

3)徐灰底到奥灰顶的间距从埠村矿区的5.54m到洪山东北部28.94m，一般18m左右。

隔水层的阻水性是煤层底板突水条件应予以分析的重要方面之一。根据近几年的实践，我们发现隔水层的阻水性还可以通过井下钻进实际探查确定。

由于煤层底板存在承压水，在水压的作用下钻进水文孔常常出现这样一种现象:即使在隔水层的页岩和砂质页岩中，也往往有涌水，并显示一定的压力，随着钻孔愈向下钻进，水量、水压逐渐增加。很明显不同深度的水压差值就是这一段岩层裂隙消耗的水头，因此隔水层的阻水性实际上就能从这种“阻水减压”能力上直接地表现出来。如，石谷井下940-1号孔，俯角27.5°，钻进过程中出现了下述现象:斜深50.15m在砂页岩互层内即开始涌水，但水量很小斜深58.5m，在砂页岩互层内，水量0.1m3/min，水压7.5kg/cm2斜深68.25m，在砂页岩互层内，水量0.1m3/min，水压8kg/cm2斜深77.1m，在石英砂岩内，水量0.15m3/min，水压12kg/cm2斜深116.7m，在页岩内，水量很小，水压22kg/cm2斜深133.25m，在徐灰内，水量0.2m3/min，水压26.5kg/cm2。

通过连通试验，本区奥灰有向徐灰和徐上砂岩垂直渗透补给的关系，按奥灰实测水位标高+113.12m计，实际水压42.9kg/cm2，表明徐灰与奥灰之间的隔水层在渗流过程中消减水压16.4kg/cm2，徐灰与徐上砂岩之间隔水层消减水压14.5kg/cm2，徐上砂岩顶板消减水压4.5kg/cm2。

这种消减水压的能力在奥灰顶面弱透水的一段中也能表现出来，如西河奎山井北大巷井下供水孔:孔深28.98m，在砂质页岩中涌水20L/min，水压2.5kg/cm2孔深33.61m，在砂质页岩中涌水20L/min，水压4kg/cm2孔深74.9m，奥灰顶面以下14.59m涌水61L/min，水压6kg/cm2孔深111m，奥灰顶面以44.69m水量99L/min，水压14.5kg/cm2孔深135.5m，奥灰顶面以下75.0m水量851L/min，水压17.5kg/cm2孔深142.5m，终孔水压18kg/cm2，水位+193m，才真正达到奥灰实际水压，表明奥灰顶面岩层也有消减水压的能力。

又如:西河矿9024防尘孔，孔口标高－127m，从九层煤底板开孔:孔深63.45m，涌水0.13m3/min，水压5kg/cm2孔深102.58m，奥灰顶面以下6.1m，水量0.102m3/min，水压11kg/cm2孔深114.68m，奥灰顶面以下18.2m水量0.508m3/min，水压27.5kg/cm2。表明奥灰顶面12.1m实际消减水压16.5kg/cm2，这一情况说明:加强井下实际探查，了解隔水层的阻水性，掌握下伏承压含水层水沿裂隙上升高度和水头消耗情况是防止突水的手段。同时说明井下钻进时，在接近高压含水层前往往有征兆，只要加强观测，对防止井喷，保证安全能起报警作用。

3.3.1.3构造作用

构造对地下水的赋存、运移起着决定性控制作用。是引起直接突水的关键因素，因此研究突水水文地质条件必须充分研究矿井、采区直到工作面的构造展布规律及其对地下水的控制作用。采区和工作面的构造条件要在生产开拓的过程中具体详细观测解决。矿井的构造条件则可依据已有的勘探和生产实际资料作出分析和判断，这对分析采区和工作面的突水水文地质亦有一定的参考作用。

几个重点矿井构造展布规律及其与突水的关系。

双山区，存在两组明显的压性结构面。一是以下河逆掩断层为代表的东西向压性结构面，与其有成生关系的是一组X形断层，走向为NW17°～26°和NE36°。这一组形成较早，曾被南北向和北西向的断层切割位移。二是以白虎山逆断层为代表的近南北向的压性结构面，与其有成生关系的是一组近南北的正断层延伸较远，与其配套的剪切断裂走向为NW62°～78°，NE61°。这些构造在第三应力场中大部有过左旋扭动，倾向南或南西的正断层，这时均为张扭。因此本区北西向和东西向而倾向南或南西的正断层是导水断层，南北向破裂带经过扭动是地下水的集中径流带。

夏庄二井区，3个应力场均有反映。东西向压性结构面以5m逆断层为代表。南北向的压性结构面为白虎山逆断层，其纵张为五龙断层和鹰山断层，决定矿井构造面貌的是左旋应力场，它使五龙断层、鹰山断层发展为压扭性的地堑。东西向的断层被南北向断层左行剪切位移，南北向断层为北西向的断层剪切位移。本区仍然是北西走向倾向南西和东西走向倾向南的断层是导水断层，南北向的破碎带是地下水的径流带。

夏庄一井区，在109、110下山区也有近东西向和近南北向逆掩断层，断距不大。仅1～3m，但本井田发育了一组东西向的地垒和地堑，由东顶山二号断距8～12m断层与109顶盘断距11～13m、150顶盘9m断层组成，反映了第一次南北向压应力场的作用，断距22m的东顶山一号断层则是当时的横张。第三应力场在本区也主要表现了左旋扭动，因此本井田东西向倾向南，南北向倾向西和北西向倾向南西的三组正断层均为张扭，倾向相反者则为压扭，3组张扭断层都是导水断层。

奎山区，3个应力场的具体表现是:南北向压应力产生了断距12m东西向的逆断层，48m断距的辛庄压性破碎带呈舒缓波状，后发展为正断层。近东西向的压应力产生了跃进井东万山逆断层。第三应力场的左旋造成了北西向节理张开而有火成岩脉呈雁行排列出现和东西向断层被南北向和北西向断层切割左行位移。构造的富水和导水性质与夏庄区相同。

龙泉区，南北向压应力在本区表现为3条东西向的舒缓波状的压性破碎面，即南部断距20～27m，中部30～55m，北部15～30m973石门断层。东西向的压应力产生了近南北向973地堑。北北东向的断距22m逆断层是第二次近东西的压应力场的产物。左旋造成了南北向断层为东西向断层所错开，并使东西向和南北向构造裂隙发育为良好的网格状构造体系，其中东西向倾向南，北西向倾向南西的正断层是导水断层。

石谷区，第一应力场主要形成了井田中部走向NE80°断距25～55m的挤压破碎带，破碎宽度达5m多。第二应力场形成了走向NE30°～33°的石谷背向斜和NE20°～30°的断距8m和1.9m的两条逆掩断层。一、二应力场的剪切面形成了一系列复合的北西向断层和岩墙，如910新上山10m正断层、北八门口4～18m正断层，490上山北翼7m正断层和断距0.8～11m北西向的6条岩墙。第三次的扭应力场使本区北西向倾向北东的正断裂为压扭性，倾向相反的为张扭性，并形成了NW30°的舒缓褶皱，如，920上山南翼、930北翼、940北翼沿地层走向的波谷状变化。从井下多次发生底板突水的事实看，井田构造的控水特征仍然是北北东向构造是富水带，北西向构造是导水的。

北大井区，第一应力场在本区主要表现为强烈的横张和纵张。横张形成了走向近南北的王母山———独坡山断层，本井田区内断距190～400m，纵张形成东西向正断层，北西向的剪切面特别发育，形成了13条断层岩墙。近东西向的压应力在本区主要表现为车六井的急倾斜。第三次扭应力作用使本区的构造有的呈张扭，有的呈压扭，其富水和导水情况与石谷区相同。从构造的上述展布特点，可以初步推断王母山———独坡山断层具有划分水文地质单元的意义，断层两盘的水文地质条件可能存在较大差异。东西向和北西向断层是导水断层，必须引起高度警惕。

在煤矿上，搞地质的工作是进行以下几个主要内容：

一，防治水，搞清巷道附近周围采空区、老空去、水源等和巷道的关系，分析推测对井下有无安全隐患，有的话了，制定探放水设计，进行探放水，消除隐患。

二，搜集井下地质资料，把地质资料绘成图并保存。

三，为采掘设计提供煤层底板等高线等图件，协助采掘技术员完成采矿设计。

四，巷道掘进过程中，随时观察煤层的变化，若遇断层的构造把煤层变薄，或者煤层被断层弄消失后，地质人员需准确找出煤层的位置，指明巷道的掘进方向。

五，地质人员还需定时进行矿区及周围的地质灾害预报和评估。

2.煤矿地质根据自己学的知识作出内容点评

在煤矿上，搞地质的工作是进行以下几个主要内容：一，防治水，搞清巷道附近周围采空区、老空去、水源等和巷道的关系，分析推测对井下有无安全隐患，有的话了，制定探放水设计，进行探放水，消除隐患。

二，搜集井下地质资料，把地质资料绘成图并保存。三，为采掘设计提供煤层底板等高线等图件，协助采掘技术员完成采矿设计。

四，巷道掘进过程中，随时观察煤层的变化，若遇断层的构造把煤层变薄，或者煤层被断层弄消失后，地质人员需准确找出煤层的位置，指明巷道的掘进方向。五，地质人员还需定时进行矿区及周围的地质灾害预报和评估。

3.什么是煤矿地质学

煤矿地质就是利用地质基础知识，研究煤的生成、煤的赋存状态、确定煤的资源储量及煤的用途，研究分析和解决影响矿井建设与采煤的地质因素，达到指导采掘工程的正常进行而发展起来的一门生产实践性较强的学科。

煤矿地质学的主要内容是：

1、矿物与岩石（矿物、岩石基本地质学知识）

2、地史学的基本知识（地质年代单位及年代地层单位的概念、地层的接触关系）

3、地质构造（地质构造的概念、单斜构造、褶皱构造、断裂构造、断层、岩浆岩侵入体）

4、煤、煤层、煤系和煤田

5、矿井水文地质（地下水的分类、矿井涌水量的计算方法、矿井充水因素）

6、矿井资源储量及其管理（煤炭资源储量估算、三量管理）

7、规程、规范、法规部分（防治水、探放水钻孔布设原则、回采工作面掘进地质说明书的主要内容、矿井。回采工作面掘进地质说明书的主要内容、褶皱构造、探放水钻孔布设原则，达到指导采掘工程的正常进行而发展起来的一门生产实践性较强的学科、断层、矿物与岩石（矿物、矿井涌水量的计算方法、法规部分（防治水、规范、煤系和煤田

5、地史学的基本知识（地质年代单位及年代地层单位的概念、岩石基本地质学知识）

2、规程、矿井水文地质（地下水的分类、三量管理）

7、矿井地质预报及其形式、矿井充水因素）

6、煤层煤矿地质就是利用地质基础知识、煤、断裂构造、地层的接触关系）

3、单斜构造、地质构造（地质构造的概念：

1、煤的赋存状态。

煤矿地质学的主要内容是，研究分析和解决影响矿井建设与采煤的地质因素、确定煤的资源储量及煤的用途，研究煤的生成、岩浆岩侵入体）

4、矿井资源储量及其管理（煤炭资源储量估算

4.煤炭常识

：煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。

一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成。俗称煤炭。中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中，就发现有煤制工艺品 ，河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为石涅，魏、晋时称煤为石墨或石炭 。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家，希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有 《石史》 ，其中记载有煤的性质和产地；古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。

煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。它是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质，由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。

煤作为一种燃料，早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料，是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展，随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。煤炭热量高，标准煤的发热量为 7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的储量丰富，分布广泛，一般也比较容易开采，因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。

煤炭除了作为燃料以取得热量和动能以外，更为重要的是从中制取冶金用的焦炭和制取人造石油，即煤的低温干馏的液体产品——煤焦油。经过化学加工，从煤炭中能制造出成千上万种化学产品，所以它又是一种非常重要的化工原料，如我国相当多的中、小氮肥厂都以煤炭作原料生产化肥。我国的煤炭广泛用来作为多种工业的原料。大型煤炭工业基地的建设，对我国综合工业基地和经济区域的形成和发展起着很大的作用。

此外，煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如铀、锗、镓等，这些放射性和稀有元素是半导体和原子能工业的重要原料。

煤炭对于现代化工业来说，无论是重工业，还是轻工业；无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业，还是轻纺工业、食品工业、交通运输业，都发挥着重要的作用，各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。

我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，不仅储量大，分布广，而且种类齐全，煤质优良，为我国工业现代化提供了极为有利的条件。

煤的生成：在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后 ， 由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤；当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。工业分析可大致了解煤的性质，又称技术分析，是指煤的水分、挥发分、灰分的测定以及固定碳的计算。 水分可分为外在水分、内在水分以及与煤中矿物质结合的结晶水、化合水。 外在水分为煤炭在开采、运输、储存及洗选过程中，附着在煤颗粒表面和大毛细孔中的水分。 内在水分为吸附或凝聚在煤颗粒内部的毛细孔中的水分，温度超过100℃时可将煤中内在水分完全蒸发出来 。 灰分是指煤完全燃烧后残留的残渣量。灰分来自煤的矿物质。挥发分是指煤中有机质可挥发的热分解产物。 挥发分随煤化程度增高而降低，可用于初步估测煤种。 固定碳是指煤中有机质经隔绝空气加热分解的残余物，固定碳随变质程度的加深而增高，可作为鉴定煤变质程度的指标。 煤中硫是最有害的化学成分。煤燃烧时，其中硫生成SO2，腐蚀金属设备，污染环境。煤中硫的含量可分为 5 级：高硫煤，大于4%；富硫煤，为2.5%~4%；中硫煤，为1.5%~2.5%；低硫煤，为1.0%~1.5%；特低硫煤 ，小于或等于1%。煤中硫又可分为有机硫和无机硫两大类。

5.关于地质方面的知识我想查找一下

地质学基础知识第一节 岩石学基础知识一、矿物矿物是天然产物，通常具有一定的物理性质和比较固定的化学成份。

有的矿物是由一种化学元素组成的单质矿物，如自然金、自然铜、金刚石等；有的是由两种或两种以上的元素组成的化合物，如黄铁矿、方解石等。某些人工合成的矿物，如人造金刚石、人造水晶等，其化学成份与物理性质与自然矿物类似，但不是天然产物，称之为“人造矿物”或“合成矿物”。

目前，已发现的矿物约3000多种，但组成煤系地层岩石的常见矿物仅有20余种，称之为造岩矿物。常见的矿物有：石英、长石、方解石、黑云母、白云母、角闪石、黄铁矿、赤铁矿和铝土矿等。

二、岩石岩石是由矿物或岩屑在地质作用下聚集而形成的，自然界中有些岩石是由一种矿物组成，如纯洁的大理岩是由方解石组成；而多数是由两种以上的矿物组成，如花岗岩主要由石英、长石、云母三种矿物组成；少数由火山玻璃物质、胶体物质或生物遗骸组成。岩石具有一定的结构和构造特征，与矿物比较，岩石的物质组成不固定，物理性质不均匀。

岩石与矿产的关系密切，各种金属、非金属矿产（如煤炭、石油等）绝大多数蕴藏于岩石之中，与岩石具有成因和时空上的联系。自然界中岩石种类名目繁多，但根据其成因可分为三大类：岩浆岩、沉积岩、变质岩。

1、岩浆岩岩浆岩又称火成岩，它是地壳下面存在着高温高压的熔融硅酸盐物质（称为岩浆），受地壳运动的影响，沿着地壳薄弱带侵入地壳或喷出地表，温度降低，最后冷凝固结形成的岩石。岩浆岩的主要矿物组成是硅酸盐矿物，主要氧化物是SiO2。

根据SiO2的百分含量，岩浆岩可分为超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩。这些岩浆岩中的SiO2含量依次逐渐增大。

根据岩浆岩的产出深度和状态的不同，岩浆岩又可分为深成岩、浅成岩和喷出岩。岩浆岩侵入煤系地层，是一种常见的地质现象，也是影响煤矿生产的重要地质因素之一。

岩浆岩侵入体对煤层的破坏性主要表现为：①煤层被侵入体所代替，破坏了煤层的连续、完整性，减少了煤炭的可采储量；②由于接触变质的影响，使煤的灰分增高，黏结性减弱，煤质变劣，降低煤的工业价值；③侵入体硬度较煤层大，会妨碍采掘工作的正常进行，增加生产成本；④侵入体在煤层中发育时，使采区和工作面布置困难，甚至造成废巷等损失。岩浆岩与沉积岩及变质岩的主要区别标志有：①岩浆岩大多为块状的结晶岩石，部分因冷凝过快而呈玻璃质结构；②具有特有的矿物及结构构造；③与围岩有明显的界线，常含有围岩碎块，称“捕虏体”，接触处有热变质现象；④没有任何生物遗迹或化石。

2、变质岩变质岩是指已存在的各种岩石（岩浆岩、沉积岩或早先形成的变质岩），在地壳中由于物理和化学条件的改变（高温、高压或化学性质活泼的气体、液体的影响），使原来岩石的结构、构造或矿物成份等发生变化而形成的新的岩石。如： 1。

一、煤炭赋存的地质环境状况

1.地质概况

地质学中的鄂尔多斯盆地是指中朝板块西部连片分布中生界(特别是二叠系和侏罗系)的广阔范围。长期以来，地质工作者把它看作是一个独立的、自成体系的中生代沉积盆地。本书所研究的鄂尔多斯能源基地的范围与地质学中的鄂尔多斯盆地范围基本一致，大致在北纬34°～41°20'，东经105°30'～111°30'。具体的地理边界为东起吕梁山，西抵桌子山、贺兰山、六盘山一线。南到秦岭北坡，北达阴山南麓，跨陕西、甘肃、宁夏、内蒙古、山西5省(区)。面积约40万km2。

鄂尔多斯盆地是一个不稳定的克拉通内部盆地，盆地基底形成后，在其后的盖层发展演化过程中，先后经历了坳拉槽—克拉通坳陷(内部和周边)—板内多旋回的陆相盆地及其前渊—周边断陷等盆地原型的多次演化，现在的鄂尔多斯盆地是上述若干个盆地原型的叠加(孙肇才等，1990)。从中生界开始，基底地层对于盖层的影响就已经很不明显，并且表层褶皱在盆地内部也极不发育。所以盆地内中生界以上的地层产状大都比较平缓，断裂和裂隙比较少。

鄂尔多斯盆地的基底岩系分为两类，一类是由变粒岩岩相(麻粒岩、浅粒岩、混合花岗岩及片麻状花岗岩等)组成的太古宇另一类是由绿岩岩相组成为主(绿片岩、千枚岩、大理岩和变质伪火山岩)的中古元古界。基底岩系之上的沉积盖层年代自中元古界至第三系(古、新近系)，累积最大厚度超过10000m。其中，中古元古代在全盆地范围内沉积了厚达1500m的长城系石英砂岩和蓟县系合叠层石的硅质灰岩。早古生代在盆地中部沉积了400～700m的碳酸岩海相沉积，在南缘和西缘同期沉积达4500m。晚石炭至早二叠世早期，在本区形成了一个统一的以煤系地层为特征的滨海相沉积，沉积厚度为150～530m。晚三叠世盆地范围内部形成内陆差异沉降盆地，包括了5个明显的陆相碎屑岩沉积旋回，即晚三叠世延长组，早中侏罗世延安组、中侏罗世直罗-安定组、早白垩世志丹群下部及上部(孙肇才，1990)。早白垩世末期的燕山中期运动，导致本区同中国东部滨太平洋区一起，在晚白垩世至第三纪(古、新近系)期间，作为一个统一的受力单元，在开阔褶皱基础上发生大面积垂直隆起。就在这个隆起背景上，形成了环鄂尔多斯中生代盆地的以汾、渭、银川和河套为代表的新生代地堑系，并在其中沉积了厚达数千米至万米的以新第三系(新近系)为主的地堑型沉积。而盆地中心部位的晚白垩世至第三纪(古、新近纪)地层大面积缺失。

第四纪以来，鄂尔多斯盆地中南部大部分地区沉积了大厚度的黄土而其北部却由于隆起剥蚀而没有黄土沉积。

鄂尔多斯盆地南部大部分为黄土高原。黄土高原的地形外貌在很大程度上受古地貌的控制。基底平坦而未受流水切割的部分为黄土塬，而受到较强侵蚀的塬地则变为破碎塬。在陕北的南部和甘肃陇东地区的塬地保存较完好，如著名的洛川塬和董志塬。在流水和重力作用下，黄土地层连同基底遭到严重切割的地貌成为黄土梁和峁。另外，由于流水侵蚀还可形成狭窄的黄土冲沟和宽浅的黄土涧地，使梁峁起伏，沟壑纵横，地形支离破碎，是人为活动频繁、植被破坏与水土流失最为严重的地区。

鄂尔多斯北部隆起的高平原地区由于气候干旱，长期受风力侵蚀，形成众多的新月形流动沙丘和半固定、固定沙地。北部有库布齐沙漠，南部有毛乌素沙地，东部为黄土丘陵。库布齐沙漠为延伸在黄河南岸的东西带状沙漠，大部分流动和半流动沙丘边沿水分较好。毛乌素沙地多为固定和半固定沙丘，水分条件较好，形成了沙丘间灌草地。

2.煤炭赋存的地质环境

鄂尔多斯盆地煤炭资源丰富，已探明储量近4000亿t，占全国总储量的39%。含煤地层包括石炭系、二叠系、三叠系和中下侏罗统的延安组。

(1)侏罗纪煤田

含煤岩系为下中侏罗统的延安组，由砂、泥岩类及煤层组成，其中泥岩、粉砂岩约占70%左右，透水性弱，其上覆直罗组、下伏富县组均为弱透水岩层。侏罗纪地层中地下水的补给、径流条件差，以风化裂隙为主，构造裂隙不很发育，风化带深度约40～60m，风化带以下岩层的富水性很快衰减。矿井涌水量在一定深度后不仅不再随开采深度的增加而增大，而且会减少，风化带以下地下水径流滞缓，水质很差，矿化度高。矿床水文地质类型一般属水文地质条件简单的裂隙充水型。但在有第四系松散砂层(萨拉乌苏组)广泛分布及烧变岩分布区，水文地质条件往往变得比较复杂，特别在开采浅部煤层时、可能形成比较严重的水文地质和地质环境问题。按照矿井充水强度及水文地质条件的差异，可将侏罗纪煤田划分为4个水文地质分区:①黄土高原梁峁区。主要分布于盆地北部。区内地形切割强烈，上部无松散岩层覆盖或砂层巢零星分布，降水量少而集中，不利于地下水的补给与汇集，岩层富水微弱，矿床充水以大气降水为主，矿井涌水量很小，矿床水文地质条件简单。②烧变岩分布区。沿主要煤层走向呈带状分布，深度一般在60m以浅，宽度受煤层层数、间距、倾角、地形等因素控制。岩层空隙发育，透水性能好，其富水性取决于补给面积和含水层被沟谷切割程度，当分布面积较大或上覆有较广泛的第四纪砂层时，富水性较强，对浅部煤层开采有影响，也常是当地重要的供水水源。③第四系砂层覆盖区。砂层出露于地面且广泛覆盖于煤系之上，厚度数米至数十米，甚至更厚。区内大气降水虽然较少，但砂层的入渗条件很好，可以在大范围内获得大气降水的就近渗入补给，然后汇集到砂层厚度较大且古地形低洼处，以泉或蒸发的形式排泄，在矿井开采浅部煤层时常是最主要的充水水源，可能出现涌水、涌砂问题。该区浅部煤层开采矿床水文地质条件中等至复杂居多。砂层水和烧变岩水往往有密切的水力联系，赋存有宝贵的水资源，但不适当的采煤和采水都可以导致大面积补给区的破坏和水质的污染及生态环境的恶化。因此，在煤田开发中应将采煤、保水和生态环境的保护作为一项系统工程统一规划。④一般地区。不用上述3个水文地质分区的其他地区。该区煤系地层地下水的补给条件不好，含水微弱，矿床水文地质条件属简单，少数中等，矿井涌水量多数为每小时1m3至数十立方米。

(2)陕北三叠纪煤田

该煤田位于盆地中部的黄土梁峁地区。地下水在黄土梁区接受大气降水的少量补给，在沟谷中排泄，径流浅，水量小，岩层富水性弱，风化带以下岩层富水性更弱，矿化度很高，水文地质条件多为简单，属裂隙充水矿床。

(3)石炭、二叠纪煤田

分布于盆地东、南、西部盆缘地区的石炭二叠纪煤田，煤系基底为奥陶、寒武系灰岩，是区域性的强含水层，煤系本身含水比较微弱，属裂隙-喀斯特充水矿床。其矿床水文地质条件的复杂程度，取决于煤系基底灰岩水是否成为向矿井充水的水源及其充水途径和方式。现分区叙述如下:①东部地区。包括准格尔煤田和河东煤田。煤系下伏灰岩强含水层的地下水位埋藏很深，常在许多矿区的可采煤层之下，煤系地层含水微弱，矿床水文地质条件简单，奥陶系灰岩水为矿区的主要供水水源。从长远看，当煤层开采延伸到奥陶系灰岩水位以下时，灰岩水将威胁到下部煤层的开采。②南部渭北煤田。奥灰水地下水位标高为380m左右，而煤层赋存标高从东至西逐渐始升。如在东部太原组煤层的开采普遍受到奥灰水的威胁，而西部铜川矿区的多数煤层则均赋存在灰岩地下水位以上。在渭北煤田，由于奥灰与煤系的接触关系为缓角度不整合，使得不同地区煤系下伏的灰岩岩性和富水性不同，形成不同的水文地质条件分区。380m水位标高以上的煤层，其矿床水文地质条件多为简单至中等，而380m水位标高以下的煤层，水文地质条件属中等至复杂。奥陶系、寒武系灰岩沿煤田南部边缘有部分山露或隐伏于第四系之下，接受大气降水直接或间接补给，灰岩和强径流带也沿煤田的南部边缘分布于浅部地区。故开采浅部煤层时，矿井涌水量大，开采深部煤层时突水的可能性增大，但水量则有可能减少。在韩城矿区北部，黄河水与灰岩水之间有一定的水力联系。灰岩水是当地工农业的最主要水源、要考虑矿坑水的综合利用和排供结合。③西部地区。煤系与奥陶系灰岩之间有厚度较大的羊虎沟组弱含水层存在，奥灰水不能进入矿井，煤系含水比较微弱，矿床水文地质条件多属以裂隙充水为主的简单至中等类型(王双明，1996)。

二、煤炭开发过程中的地质环境状况变化

煤炭开发引起的地质环境问题受矿山所处的自然地理环境、地形地貌、地层构造、水文气象、植被，以及矿产工业类型、开发方式等经济活动特征等因素的影响。目前鄂尔多斯盆地煤矿地质环境问题十分严重。地下开采和露天开采对矿区地质环境影响方式和程度不同。该区煤矿以地下开采为主，其产量约占煤炭产量的96%。尤以地下采煤导致的地质环境问题最为严重，主要地质环境问题以煤矿业导致的地质环境问题结果作为分类的主要原则，可以分为资源毁损、地质灾害和环境污染三大类型及众多的表现形式(表3-2)(徐友宁，2006)。

根据总结资料与实地调查，结合重点区大柳塔矿区及铜川矿区实际情况，我们重点介绍以下5个突出的地质环境问题:①地面塌陷及地裂缝②煤矸石压占土地及污染水土环境③地下水系统破坏及污染④水土流失与土地沙化⑤资源枯竭型矿业城市环境恶化。

1.地面塌陷与地裂缝

地下开采形成的地面塌陷、地裂缝造成耕地破坏，公路塌陷，铁轨扭曲，建筑物裂缝，以及洼地积水沿裂隙下渗引发矿井透水等事故。在干旱地区由于地表水系受到破坏，导致矿区生产、生活，以及农业用水发生困难。同时，还可诱发山地开裂形成滑坡。

表3-2 煤炭开采的主要地质环境问题

地面塌陷和地裂缝在大中型地下开采的煤矿区最为普遍，灾害也最为严重。如甘肃的华亭煤矿，宁夏的石嘴山、石炭井煤矿和陕西的渭北韩城—铜川，以及神府—东胜煤田矿区。

由于黄土高原人口密集，地面塌陷对土地的破坏主要是对农田的破坏。陕西渭北地区的铜川、韩城、蒲白、澄合等矿务局各矿区位于黄土台塬，该区是陕西渭北优质农业产区和我国优质苹果生产基地，这些国有大中型老煤矿区几十年地下开采导致了地面塌陷、地裂缝，以及山体开裂，成为西北地区煤矿开发对农业生产破坏最为严重地区之一。陕西省采空区地面塌陷总面积约110km2，主要分布于渭北及陕北煤矿区。不完全累计，1999年底，铜川矿区地面塌陷63.82km2，占到全省地面塌陷区55.38%，其中80%为耕地。煤矿区的地面塌陷最为严重，这是因为煤层厚度较金属矿体要大，过采区的空间较金属及其他非金属矿山要大得多，且上覆岩层多为松软的页岩、粉砂岩及泥质岩层。煤矿地表塌陷和地裂缝的范围及深度与采煤方法、工作面开采面积、采区回采率，以及煤层产状等多种因素有关。一般而言，埋深愈浅，开采面积越大，地面塌陷、裂缝范围及深度也越大。榆林神府矿区大砭窑煤矿开采5#煤层，煤层4～6m，埋深90～100m，1992年5月5日，矿井上方发生地面塌陷12000m2，陷落深度0.7m。宁夏石嘴山市石嘴山煤矿开采面积5.15km2，而塌陷面积已达6.97km2，是其开采面积的135%，形成深达8～20m地表塌陷凹地，部分地段的裂缝宽达1m。矿区铁路运输基地高出塌陷区10～20m，使得矿山企业每年用于铁路垫路费高达100万元，穿越矿区的109国道被迫改道。

陕西省煤矿采空区地面塌陷总面积约110km2(表3-3)，主要分布于渭北及陕北煤矿区。其中铜川市老矿区因开采较早，地面塌陷比较严重，到1999年底，不完全统计其地面塌陷63.82km2，占到全省地面塌陷区55.38%，其中80%为耕地。而神木县近几年煤矿开发力度不断增大，加之煤层埋藏较浅，地面塌陷程度增大，截至2001年，该县乡镇煤矿造成地面塌陷达5.32km2。

表3-3 鄂尔多斯能源基地陕西境内煤矿区地面塌陷

(据西北地矿所)

陕西省渭北煤田的铜川、黄陵、合阳、白水、韩城各矿区、陕北神府煤田的大柳塔、大砭窑、洋桃瑁、沙川沟、刘占沟、新民矿等矿区，均出现有不同程度的地面塌陷、地裂缝及山体滑坡，造成大面积的农田被毁、房屋开裂、铁轨扭曲、公路塌陷、矿井涌水等。2001年7月，特大暴雨使黄陵店头陕煤建五处矿区仓村三组的1.2hm2耕地发生地面塌陷、地裂缝，地裂缝最宽可达15m，塌陷落差达7.45m，60%耕地已无法复垦，农田搁荒，预计经济损失达270万元。铜川煤矿区地裂缝5400余条，以王石凹煤矿为例，在1∶5000的地形图上填绘的裂缝就有70多条，总长度近7000余米。神府矿区大柳塔矿201工作面煤层埋藏浅，1995年7月10日开始回采，放顶后地表形成裂缝，实测裂缝区面积为5742.5m2。第一期开采计划完成后，预计未来大柳塔矿采空区总面积5.8hm2，可能发生地裂缝区域总面积约5.45hm2。裂缝区与采空区面积之比为0.94。目前塌陷面积达到7.7km2。20世纪90年代，甘肃窑街矿区矿井地面占地598.1hm2。地面塌陷20处共计443.54hm2，地面塌陷面积比80年代扩大了48.4%，每年以14.47hm2的速度扩大，10年间因塌陷引起的特大型山体滑坡等灾难性地质事故数起。80年代造成水土流失面积449～550hm2，90年代达到663～720hm2。

2.煤矸石压占土地及污染水土环境

煤矸石是采煤和选煤过程中的废弃物，通常占煤矿产量的12%～20%，是煤矿最大的固体废弃物之一，其堆积会压占土地植被。陕西黄陵店头地处黄土高原地带，小流域地区的森林植被良好，但是部分煤矿排放的煤矸石堆积在山坡上，压占了生长良好的杂木林。陕西韩城下峪口黄河滩地湿地芦苇茂密，生态环境良好，但是下峪口煤矿排放煤矸石填滩造地，却压占并破坏了黄河湿地生态资源与环境，应引起有关部门的高度重视。煤炭资源大面积连续开采，造成了难以恢复的地下水破坏，同时导致地表河流流量锐减，生态环境破坏。1997年以来，陕西神府煤田开发区已有包括窟野河在内的许多河流出现断流。

煤矸石堆积长期占压土地。截至2000年，铜川矿务局下属12个矿山，煤矸石累计堆存量1264.99万t，大小矸石山150余处，其中100万t以上的矸石山35处，矸石压占2.37km2。

堆积的矸石山易发生自燃，产生大量硫化氢等有害气体，对周边村民身体健康产生很大危害。据有关资料，每平方米矸石山自燃一昼夜可排放CO10.8kg，SO26.5kg，H2S和NO22kg等。依据国家卫生标准规定，居民区大气环境中有害物质的最高允许浓度SO2日均浓度为0.15mg/m3、H2S为0.01mg/m3，显然，煤矸石自燃区的大气环境污染超过了国家标准，必然危害居民身体健康。

陕西铜川矿务局下属共有13个矿井，其中6个矿井煤矸石堆存在自燃(图3-2)，矸石山周围SO2，TSP，苯并芘等都严重超标，据有关资料在自燃矸石山周围工作过5年以上的职工患有不同程度的肺气肿。陕西韩城桑树坪矿矸石山自燃造成空气中SO2和CO2严重超标，其中SO2浓度平均超标16倍，CO2浓度平均超标20倍。在这种空气环境下，甚至发生了工人昏倒在排矸场的现象。

图3-2 铜川矿务局王石凹煤矿正在冒烟的矸石山

煤矸石不仅造成大气污染，矸石山淋滤水还会造成临近地表水源、地下水，以及矸石山下伏土壤的污染。本次调查在铜川矿务局金华山煤矿采集的矸石山淋滤水样，颜色发黑，经检测发现是酸性水，pH值为2.82，COD为812.5mg/L，悬浮物含量128.0mg/L，重金属含量汞、镉、铜、镍、锌、锰均超标在三里洞煤矿采集的矸石山淋滤水pH值为1.77，COD为621.6mg/L，TDS含量达160.658g/L，水化学类型为Mg·SO4型这些矸石山淋滤水流入地表水体或渗入土壤，都会造成一定程度的污染。

3.地下水系统破坏及污染

鄂尔多斯能源基地煤炭开采区大多为严重缺水地区。矿井疏干排水造成地下水均衡系统的破坏，地下水位下降，水量减少。煤矿酸性及高矿化度井水造成地下水污染，加剧了水资源危机。煤炭资源大面积连续开采，造成了难以恢复的地下水破坏，同时导致地表河流流量锐减，生态环境破坏。1997年以来，陕西神府煤田开发区的不少河流断流，如2000年窟野河断流75d，2001年断流106d。由于煤矿采空区裂缝遍布，最宽达2m多，局部地区地面下降2～3m，导致原流量达7344m3/d的双沟河已完全干涸，400多亩水田变为旱地，杨树等植被大片枯死。

陕西渭北铜川、蒲白、澄合和韩城等煤矿是矿井突水主要发生地，素有渭北“黑腰带”之称的铜川、蒲白、澄合、韩城四大煤矿区又是高瓦斯矿区，1975年5月11日，铜川矿务局焦坪煤矿前卫矿井发生重大瓦斯煤尘爆炸事故，死亡101人，受伤15人，全井造成严重破坏。2001年4月，铜川、韩城两起瓦斯爆炸造成86人死亡的重大恶性事故，社会影响极坏。

陕西省的矿井突水主要发生在渭北铜川、蒲白、澄合和韩城等煤矿区。1989年，上述4个矿务局27个煤矿31处自然矿井，受地下水威胁的矿井占32.3%。据不完全统计共计发生矿坑突水36次，其中1975～1982年该区发生奥灰岩土石事故29次，占其矿井突水事故地80.56%。该区矿井下水灾主要来源于奥灰岩岩溶水和古窑采空区积水。1960年1月19日，铜川矿务局李家塔煤矿发生老窑突水53476m3，淹没巷道18条，总长1880m，直接经济损失7142元，死亡14人。20世纪60年代以前，该区带主要矿井巷道还位于+380m水平面上，70年代后，蒲白、韩城、澄合等新建矿区部分开拓巷道位于+380m水平面之下。1974年以后，象山、马沟渠、桑树坪、董家河、权家河、二矿、马村矿相继发生奥灰岩突水事故29次，淹没巷道万余米，致被迫停产，重掘巷道的巨大损失，直接经济损失近2000万元。

宁夏石嘴山煤矿区因地面塌陷，地裂缝交错，地面低凹积水，地表水沿裂隙进入地下巷道，使矿区多次发生突水事件，造成人员伤亡和巨大的经济损失(表3-4)。

表3-4 宁夏石嘴山煤矿矿井突水一览表

陕西黄陵县店头沮水河两岸分布着十几家个体小煤矿，不顾后果在河道下采煤，在8km2范围内形成4处较大的塌陷区，均横跨沮水河床，地裂缝达20cm，最大塌陷区面积达1000m2以上，大片耕地塌陷，民房出现裂缝，饮水井水量和水质发生变化。1998年9月13日个体小煤矿牛武矿非法开采沮河河床保安煤柱，并越界穿过沮水河，同个体水沟小窑多处相互打通，发生矿井透水，最终导致苍村一号斜井西采区被淹，使陕西黄陵矿业公司一号煤矿主平硐在1999年“3.24”发生重大突水事故，涌水量瞬间增至800m3/h，迅速淹没了3条平硐。小煤窑无序采煤不仅造成自己淹井停产，也给黄陵矿业公司造成直接经济损失3401万元，间接经济损失3100万元。同时，沮水河河水在上游进入煤矿采空区后，又在下游报废小煤窑井口流出排入沮水河，给居民生产和生活带来了很大困难。黄陵个体煤矿无序开采诱发的矿井突水事故再一次说明采矿业的发展必须遵循可持续发展原则，合理布局，加强矿业秩序的日常监督管理，才能使整个采矿业沿着健康的轨道发展。

长期以来，由于技术水平所限和认识不足，矿井水被当作水害加以防治，矿井水被白白排掉而未加以综合利用和保护。2000年，西北地区国有矿井煤产量3785万t，平均吨煤排水量1.3t，其他矿井煤产量5209万t，平均吨煤排水量0.324t。西北地区的煤矿主要位于干旱、半干旱地区，矿区水资源匮乏，毫无节制的排水不仅大大破坏了地下水资源，增加了吨煤成本，而且还导致地面塌陷、地下水资源流失、水质恶化，还可能造成地下突然涌水淹井事故。

煤矿矿井水多属酸性水，未加处理直接排放，加剧了干旱地区矿山用水危机。陕西、宁夏、内蒙古部分矿井水pH值均小于6，陕西铜川李家塔矿井水pH值更低为3。酸性矿井水直接排放会破坏河流水生生物生存环境，抑制矿区植被生长。甘肃、宁夏、内蒙古西部大部分矿井及陕西中部和东部等矿井水是高矿化度水，一般矿化度均大于1000mg/L。

2002年7月在陕西渭北煤矿区的一些矿务局调查时发现，陕西白水部分矿山存在将坑道废水直接排入地下岩溶裂隙，导致岩溶水污染，此问题应引起有关部门的高度重视，尽快采取措施保护岩溶水，使地下水资源不受污染。

4.水土流失与土地沙化

水土流失导致的土壤侵蚀是生态恶化的重要原因。黄土区、黄土与风沙过渡区的矿区水土流失量最大。陕西的铜川、韩城、神府煤矿区宁夏的石嘴山、石炭井煤矿区陕蒙神府—内蒙古东胜水土流失都十分严重。有关环境报告资料预测，陕西神府—内蒙古东胜矿区平均侵蚀模数按1.21万t/km2·a，面积按3024km2计算年土壤侵蚀量为3659.04万t。据几个矿区开发前后不同时期的遥感资料以及河流、库坝、泥沙资料综合分析和计算表明，煤矿开采后水土流失量一般为开采前的2倍左右。内蒙古的乌达等矿区，侵蚀模数达10000～30000t/km2·a，是开采前水土流失量的3.0～4.5倍。陕西黄陵矿区建矿前土壤侵蚀模数为500t/km2·a，建矿5年后，土壤侵蚀模数已达1000t/km2·a。随着矿区的开发水土流失问题日益严重，不仅破坏了生态环境，还直接威胁矿区安全。例如，陕西神木中鸡煤矿由于矿渣倾入河道，占据河床2/3的面积，1984年8月雨季时河水受阻回流，造成特大淹井事故。

煤炭开采形成的地面塌陷造成浅层地下水系统破坏，使塌陷区植被枯死，为土地沙漠化的活化提供了条件。其次，露天煤矿、交通及天然气管道工程建设占用大量耕地，破坏植被，使表土疏松，使部分原已固定和半固定沙丘活化。戈壁沙漠区煤矿废渣堆放，风化加剧了土地沙化。

陕西神府煤田矿区大规模开发以及地方、个体沿河沟两岸乱挖滥采，破坏植被，导致沙土裸露，加剧水土流失和土地沙化。自80年代中期开发以来，毁坏耕地666.7hm2，堆放废渣6000多万t，破坏植被4946.7hm2，增加入黄泥沙2019万t。据“神府东胜矿区环境影响报告书”提供的预测结果，若不采取必要的防沙措施，矿区生产能力达到3000万t规模时，将新增沙漠化面积129.64km2，煤矿开发导致的沙漠化面积为自然发展产生沙漠化面积的1.53倍，新增入河泥砂量480万t，比现有条件下进河泥砂量增加13.7%。

5.煤炭资源枯竭与城市环境恶化

鄂尔多斯现有煤田有些开发较早，可以追溯到20世纪五六十年代。起初，由于技术落后，造成资源浪费，加之很多矿区达到服务年限，到现在已无资源可采。如铜川矿务局是1955年在旧同官煤矿的基础上发展起来的大型煤炭企业。全局在册职工30041人，离退休人员32691人，职工家属约21.6万人。由于生产矿井大多数是50年代末60年代初建成投产的，受当时地质条件和开采条件所限，所建矿井煤炭储量、井田范围、生产能力小，服务年限短。80年代以来先后有9对矿井报废，实施关闭，核减设计能力396万t。目前全局8对生产核定能力965万t/a，均无接续矿井。东区部分矿井资源枯竭，人多负担重，生产成本高，正在申请实施国家资源枯竭矿井关闭破产项目。生产发展接续问题日益突出，企业生存发展面临严峻挑战。矿业城市的可持续发展受到地方政府及相关学者的关注。煤炭资源枯竭的直接后果是矿业城市面临转型，大量问题需要解决，如人员安置、环境改善、寻找新的主打产业等。

三、煤炭开发引起的地质环境问题对煤炭开采的影响

大规模的煤炭开发活动不但极大地破坏了当地的地质环境和生态环境，也在很大程度上制约了煤炭开采活动的正常进行，主要表现在以下几个方面:

(1)采煤塌陷及地裂缝造成水资源量减少、地下水体污染，影响矿区采煤活动的正常运行

采煤塌陷造成含水层结构破坏，使原来水平径流为主的潜水，沿导水裂隙垂直渗漏，转化为矿坑水在采矿疏干水过程中又被排出到地表，在总量上影响地下水资源。采煤塌陷形成塌陷坑、自上而下的贯通裂隙，使当地本就稀缺的地表水、地下水进入矿坑而被污染，使地下水质受到影响，进而影响到地下水的可用资源量。如在神府东胜矿区，采煤塌陷一方面使萨拉乌苏组含水层中地下水与细沙大量涌入矿坑，造成井下突水溃沙事故另一方面矿坑排水需大量排放地下水，既浪费了宝贵的水资源，又破坏了矿区的水环境(张发旺，2007)。

另外，采煤塌陷对水环境造成影响的最重要因素是塌陷裂缝。其存在不但增加了包气带水分的蒸发，造成地表沟泉、河流等的干涸，而且增加了污染物的入渗通道，从而导致土壤水和地下水体的污染。

西北煤矿区水资源原本缺乏，再加上塌陷及地裂缝造成的可用水资源量的减少，使矿井用水、洗煤厂用水、矿区生活用水等均面临严峻挑战。

(2)煤层及煤矸石自燃不但浪费了大量煤炭资源，而且影响煤炭开采

鄂尔多斯盆地北部的侏罗系煤田分布区，煤层埋藏浅深度只有0～60m，并且气候干旱，植被稀少，形成了有利于煤田大规模自燃的气候条件。因此煤层及煤矸石自燃大面积分布，如乌海煤田、神东煤田等。煤层及煤矸石自燃不仅会烧掉宝贵的煤炭资源，并且会影响煤炭开采、污染空气，造成巨大经济损失。

(3)矿坑突水事故不但破坏了地表水和地下水资源，往往也会淹没矿井巷道，严重影响煤炭开采，造成重大人员伤亡和经济损失

在我国，大部分石炭-二叠系煤炭开采时会受到水量丰富的奥陶系灰岩水的威胁。由于水量巨大，流速快，水压高，奥陶系灰岩水造成的突水事故往往十分巨大，如1984年6月发生的开滦范各庄煤矿发生的世界罕见的特大奥陶系灰岩水突水事故，突水4d内把范各庄煤矿淹没，又突入相邻的吕家坨煤矿并将其全部淹没，并向另一相邻矿林西矿渗水，经过4个月才完成封堵工作，造成的经济损失达5亿元以上。在鄂尔多斯盆地，石炭-二叠系煤层主要分布在铜川、蒲白、澄合和韩城一线，历史上共发生矿坑突水事故40余次。如1960年1月19日铜川矿务局李家塔煤矿发生老窑突水53476m3，淹没巷道18条，死亡14人。

陕西黄陵县店头沮水河两岸个体小煤矿无序生产，1998年9月至1999年3月造成一系列突水事故，给黄陵矿业公司造成的直接经济损失就有3401万元，间接经济损失3100万元。

摘 要 以水化学数据为依据，应用相关分析，结合地质、水文勘探资料，对煤矿酸性矿排水( AMD) 的水化学特点及其成因进行了研究。煤矿 AMD 在一定的物质条件和环境条件下形成，只要条件适宜，不管是高硫煤还是低硫煤均可产生酸性水低 pH、高 Eh、高 TDS 及高硬度是煤矿 AMD 的重要特征，水中的 SO42 －与其 EC 之间以及 Fe3 +/ Fe2 +比值与其 Eh 值走势具有良好的一致性，水中微量元素及重金属来源较复杂，如 Ni、Cu、Co、Zn 等来源于黄铁矿的氧化溶解，但 Pb、Sr 等主要来自 AMD 对煤系地层中煤及岩石中矿物的淋滤作用。

任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑

一、引言

煤矿在开采过程中，因含煤地层中所含硫化物( 主要为黄铁矿) 的赋存环境变化而自发进行氧化还原反应，可导致产生酸性矿排水( AMD) 。AMD 的低 pH 值和较高的矿化度特征，说明其有很强的溶解性和侵蚀性，这种矿排废水能携带大量的重金属及有害化学物质进入环境。煤矿酸性矿井水在我国分布广泛，北方主要分布在陕、晋、鲁和内蒙等省区，南方分布在川、桂、贵、浙、闽等省区。目前，对 AMD 的研究多集中在金属矿床、矿尾库等的酸性矿排水治理方面，而对含煤地层环境下产生的 AMD 的水化学数据中所蕴含的丰富环境地球化学信息的解读还不多见。煤矿 AMD 的化学特征在一定程度上反映了相应地区的物质组成、主要水—岩反应和水中组分的相互作用等环境信息，对这些信息的研究可了解煤矿AMD 的产生、变化过程及可能产生的环境效应，为煤矿环境治理及模拟预测提供可靠依据。笔者通过对福建省永安及上京两个矿区的井下现场勘查，系统采集和测试了煤层、顶底板岩石、黄铁矿以及矿井中的酸性水样品，通过综合分析这些数据，试图总结煤系酸性水的水化学特征，并探讨其中所反映的环境信息。

二、研究区地质环境

区内地层主要由上石炭统船山组、下二叠统栖霞组、文笔组、童子岩组、上二叠统翠屏山组及第四系残坡积物层组成。下二叠统童子岩组为主要含煤地层，由一套海陆过渡相岩性组成，以泥质岩为主，次为粉砂岩和砂质岩，砂岩多为钙质胶结。普遍含形态各异、含量不等的菱铁矿和黄铁矿结核。童子岩组内由下而上分为第 1、第 2、第 3 段，其中第 1 和第 3 段为含煤段。在永安矿区，第 3 段为主要含煤段，自上而下有 0 ～11 号煤层，其中 1 号、2 号、5 +6 号、9 号为主采煤层。在上京矿区，第 1 段为主要含煤段，煤层自上而下为 22 ～ 49 号煤，其中 33、34、38、45、48 等 16 层煤层为可采煤层。

研究区沟谷发育，植被茂盛，海拔最高点标高为809m，最低点为300m。本区为亚热带潮湿气候区，年平均降雨量和气温分别为1565mm、18.9℃，气温最高39.2℃，全年相对湿度平均79%。水文地质条件属简单—中等类型，下部栖霞灰岩富水性较强，但远离煤层(距煤层200m左右)，正常情况下对煤层没有影响。大气降水是矿坑水的直接或间接补给水源。另外煤系构造裂隙发育，但富水性弱，岩性为砂岩，钻孔涌水量Q=0.57～4.5L/s，渗透系数K=0.073～0.15m/d。裂隙水水质为HCO3-Ca-Mg和HCO3-SO4-Cl-Mg型，总矿化度0.016～0.15g/L，属低矿化度具侵蚀性水。

三、样品采集与检测

为全面了解永安矿区童子岩组内整个含煤地层酸性水的情况，在永安矿区东坑仔矿的0号、1号、9号和上京矿区小华煤矿的34、38、48号等主采煤层的顶底板、煤和水及部分黄铁矿进行采样。在井下现场测定了水样温度、Eh值和pH值，其余水质项目按取样标准处理后送核工业北京地质研究院测定。用等离子质谱法(ICP-MS)测定水中阳离子及痕量元素含量离子色谱法(IC)测定氯离子、氟离子、溴离子、硝酸根离子和硫酸根含量采用容量法测定碳酸根、重碳酸根、氢氧根的浓度。对煤样、煤层顶底板岩样及黄铁矿样品进行了X射线衍射(XRD)分析和等离子质谱分析。

四、结果与讨论

1.井下AMD的环境特征

在井下调研时发现，大量褐红色氧化铁沉淀物与酸性水伴生，可视其为存在酸性水或曾经有酸性水产出的标志。酸性水常常出现在松散、破碎的煤层顶板处及平巷上部的采空区下方，这些现象表明酸性水明显受环境条件的控制，这可能与含氧水的进入有关。在无破碎区，地表水中有限溶解氧在缓慢的下渗过程中，被浅部地层中的物质消耗，不足以氧化较深部的含硫矿物而产生酸性水。

地质勘探资料表明，本区煤系由以铝、硅酸盐矿物为主的泥岩、粉砂岩及砂岩组成，地层中碳酸盐岩组分相对很少，CaCO3仅以脉状或钙质胶结物形式产出。有关黄铁矿氧化动力学实验表明［1］，在有碳酸盐岩存在时，产酸能力受到抑制。Holmstrom［2］等的研究表明，尾矿是否产生酸性排水和释放重金属主要取决于碳酸盐矿物的含量，而不是硫化物的含量。永安矿区煤中总硫含量小于1%，为低硫煤，但却产生了pH值低达2.75的酸性水，这一事实表明不管是高硫煤还是低硫煤均可产生酸性水。

2.煤层AMD的水化学特征

所取水样有3种类型:煤层酸性水样、煤层非酸性水样、地表水样。各水样的化学组成检测结果见表1，样品中除JS8为地表水外，其余为井下矿排水。

根据矿井原钻孔资料，未经淋滤的地层裂隙水的水质为HCO3-Ca-Mg和HCO3-SO4-Cl-Mg型，总矿化度0.016～0.15g/L。而经淋滤煤层后形成的酸性水的组成变化很大，按库尔洛夫表达式计算后，水质类型变为SO4-Ca-Mg(如DS2)和SO4-Mg-Fe-Ca(如HS5)型水，TDS为1.64～4.398g/L，为高矿化度水。

表1 永安矿区煤层矿井水水化学常量组分含量w单位:mg·L－1

注:－为未检出表中硬度以CaCO3计。

由表1可以得出本区煤矿酸性有如下特点:

(1)pH值变化范围较大，可从5点几至2点几，而在pH≤3.00的水中，HCO－3含量均为未检出。根据水中碳酸系统平衡关系，此时水中的碳酸盐组分以H2CO3或游离CO2形式存在，即水的总碱度趋于零，具有较强的侵蚀性。

(2)酸性水具有SO42－高、总硬度高和TDS高的三高特征。SO2－4含量在阴离子中占绝对优势，表1中HS7水样硫酸根离子浓度达3239.9mg/L，煤矿酸性水水化学类型一般为SO2－4－Ca、Mg(Fe、Al)型。酸性水使地层中碳酸盐类及铝硅酸盐类矿物大量溶解，而造成水的高硬度和高TDS，TDS>1g/L。如，HS7的TDS达4398.5mg/L。酸性水中硫酸盐是其矿化度主要贡献者，水中SO2－4离子浓度与其电导率(EC)具有良好的对应关系(图1)。

(3)煤矿酸性水的Eh范围在600～800mv，是一种高氧化态水，水中的多价态元素以高价态存在，如Fe3+、V5+、Mn4+、Cr6+等。检测结果表明，Fe3+/Fe2+比值在多数情况下与环境的Eh值有良好的相关性(图2)，Eh随Fe3+/Fe2+值增加而增加，Fe3+/Fe2+比值在井下酸性水环境中起到决定电势作用。

图1 电导率与SO42－含量走势相关图

图2 Eh与Fe3+/Fe2+走势相关图

3.AMD中微量组分来源分析

造岩矿物及矿石矿物中的微量元素通常以类质同象形式存在，而天然水中微量元素的分布通常受环境中水—岩相互作用控制。对永安矿区酸性矿坑水样中50多种微量元素进行了ICP—MS测定。对7个矿井水样中含量100×10－9以上的微量元素与水样中的主要特征元素进行了相关分析(表2)。综合分析上述数据，并结合煤、岩及黄铁矿样品的XRD分析结果，可得出以下初步结论:

(1)pH值与大多数组分呈负相关，说明各组分的溶解度随介质pH的降低而增大，尤其对Fe和Al溶解度影响较大。同时也可能与它们在pH增大时易形成氢氧化物胶体而沉淀有关。胶体形成后对其他微量元素的吸附产生共沉淀是pH对微量元素含量的一个间接影响。

(2)Ni、Co、Zn、Y等与Fe、SO2－4高度相关，相关系数大于0.94，说明它们的来源与黄铁矿的氧化溶解密切相关。Ni、Co、Zn均为过渡元素，常在黄铁矿中与铁形成类质同象替代，而在黄铁矿风化过程中被释放进入溶液与Fe、SO2－4有较高相关性的还有Na、Cu、Mg、Mn元素，这些元素在地球化学上与铁元素常亲密共生，说明黄铁矿是其部分来源，或是黄铁矿的氧化溶解对它们的释放迁移有重要影响。

(3)水中Pb-K和Pb-Al的相关系数分别为0.77和0.64，而与Fe和SO2－4的相关系数较低，分别为0.39和0.41。ICP-MS对煤、岩、矿的分析结果表明，大多数煤样品中的Pb含量高于同层位中黄铁矿的Pb含量，且由于本区为低硫煤，因此黄铁矿对矿井水中Pb的贡献相对较小，即本区酸性水样中的Pb除来源于黄铁矿的氧化溶解外，还来源于地层中的含铅矿物，如钾长石、黑云母的水解反应:

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(4)锶是广泛存在于地下水中的一种微量元素。它在造岩矿物中的分配主要受钙和钾的互带性控制［3］，Sr2+主要是以类质同象的形式存在于含钙、钾的铝硅酸盐矿物中，随着含锶的钙长石、钾长石、白云母等矿物的水解，锶被释放而进入地下水中。

本研究水样中锶含量在几百～上千μg/L，Sr与Ca呈正相关，相关系数为0.79，与K的相关系数仅为0.27。本水样中的锶可能主要来源于钙长石的水解反应。赵广涛(1998)［4］对崂山矿泉水的研究得出Ca-Sr的相关系数为0.6636，而K-Sr的正相关则不明显。这一结论与本文结果较为吻合，但是否具有代表性还有待研究。

表2 永安酸性煤矿坑水中特征组分及微量元素间的相关系数矩阵

五、结论

(1)煤矿AMD可产生于高硫煤或低硫煤层中，含氧水沿破碎带入渗和地层中相对少量的碳酸盐岩是产生煤矿AMD的重要条件。

(2)低pH、高矿化度和高硬度是煤矿AMD的水化学的典型特征。水中的硫酸盐是其矿化度的主要贡献者煤矿酸性水中的SO2－4含量与其电导率具有良好的对应关系Eh随Fe3+/Fe2+比值的增加而增加，Fe3+/Fe2+比值决定着煤矿酸性水的电势。

(3)煤矿AMD中含有众多重金属及其他微量元素。其中Ni、Co、Zn、As等主要有害微量元素来源于黄铁矿的氧化分解，而Pb、Sr等则来源于酸性水对地层中物质的溶滤作用。煤矿酸性水的酸度大大增加了环境中有害化学物质的出溶率和迁移性。

参 考 文 献

［1］ Nicholson R V，Gillham R W，Reardon E J. Pyrite oxidation in carbionate buffered solution: 1. Experimental Kineti- ca. Geochim Cosmochim Acta，1988，52: 1007 － 1085

［2］ Holmstrom H，Salmon U J，Carlsson E et al. Geochemical investigations of sulfide-bearing tailings at Kristineberg，north- ern Sweden，a few years after remediation. The Science of the Total Environment，2001，( 273) : 111 － 133

［3］ 文冬光，沈照理，钟佐 . 水-岩互相作用的地球化学模拟理论及应用 . 中国地质大学出版社，1998

［4］ 赵广涛，李玉瑛，曹钦臣等 . 青岛西北地区矿泉水的水化学特征与形成机理 . 青岛海洋大学学报，1998，28( 1) :135 － 141

The environment geochemistry information of the coal mine acid mining drainage

YUE Mei1，2，ZHAO Feng-hua1，REN De-yi1

( 1. Department of Resource ＆ Earth Sciences，University of China Mining ＆ Technology( Beijing)

Key Laboratory of Coal Resource，Ministry of Education，Beijing 100083，China

2. Anhui University of Sciences ＆ Technology，Huainan 232001，China)

Abstract: The chemical characteristic and its formation of the coal acid mining drainage are discussed in this paper based on the spot investigation，samples examination，applied the cor- relation analysis method，and combined w ith the geology and hydrogeology background informa- tion. Coal AMD formed in the specific substance and environment condition. And w hen the con- dition is meet，the AMD can be produced in both high or low sulfur in the coal. Low pH and high Eh，TDS，hardness are the important characteristic of coal AMD. There are good relation betw een SO2 －4and EC，Fe3 +/ Fe2 +radio and Eh. Some trace elements and harmful heavy metal such as Ni、Cu、Co、Zn in the AMD come from pyrit dissolution w hile some others like Pb、Sr are mainly come from the AMD eluviation to the coal and rocks.

Key words: coal AMDchemical characteristictrace elementscorrelation analysis

( 本文由岳梅、赵峰华、任德贻合著，原载《煤田地质与勘探》，2004 年第 32 卷第 3 期)

人们对煤的认识有一个历史过程，因此对寻找煤也有个历史过程。我国是世界上用煤最早的国家。据历史记载，早在两千多年前的春秋战国时期，就已经发现和使用煤炭。秦汉时期，进一步把煤炭用以炼铁。在河南南阳等地仍可见到西汉时期的炼铁遗址。唐、宋、明时，煤炭开采已具相当规模，至今山东淄博和太行山一带还保留有唐、宋的开采遗迹。古代劳动人民不但创造物质财富，也创造精神财富，在生产实践中不断加深了对煤的认识。古人称煤为石涅、石墨、石炭。北魏郦道元在《水经注》记载有“石墨可书，又燃之难烬，亦谓之石炭”，直至明朝则称为“煤”。宋应星在《天工开物》一书中把煤分为三种：明煤、碎煤、末煤，指出“明煤产北、碎煤产南”，并比较系统地总结了找煤、采煤的实际经验。著名医学家李时珍在其著作《本草纲目》中对煤的药用价值有较为详细的阐述。古人还有以煤咏诗的。宋高宗时的太学生朱弁在山西写了一首脍炙人口的咏煤诗：“西山石为薪，黝黑惊射目。方炽绝可迩，将尽还自续。飞飞涌玄云，焰之吐红玉。稍稀雷池出，又似风薄竹。”把煤在燃烧过程中的情景描述的惟妙惟肖。

煤在新疆的发现和使用也有悠久的历史，据史料记载，汉朝时期在民丰地区已开采煤用于炼铁。魏晋南北朝时期（公元 200 ～ 589 年），晋释道安在《西域记》记载：“屈茨北二百里有山，夜则火光昼日，但烟。人取此山石炭冶此山铁，恒充三十六国用”。说距今 1400 ～1800 年前的南北朝时期，在库车北山二百里处（今库拜煤田），有人取煤冶铁，但见夜晚火光如白昼，浓烟滚滚，铸铁的铁器供西域三十六国用。在库车、拜城北部山区，发现有唐代（公元 618 ～ 917 年）用煤炼铁的作坊遗址。元朝时期，新疆冶铁遗址明显增多，分布地区更加广泛，到清朝时开采的煤矿已具规模化。

新中国成立后，党和政府重视新疆的矿业开发，抽调了大批勘探队伍到新疆进行各种矿产资源包括煤的勘查，1956 年组建了新疆第一支专业煤田地质勘查队伍，成立了乌鲁木齐矿务局等煤矿企业，从此新疆的煤田地质勘查和煤矿开发进入了新的历史阶段。

早期人们对煤的认识及发现使用比较浅显，主要从地表出露的煤使用开始，沿着煤层向地下开采，开采的方法也很简陋。随着找煤经验的不断积累，科学技术的进步，找煤的方法不断丰富，手段不断创新，找煤的准确性随之提高。

（一）煤的勘探方法

煤的勘探方法和其他矿产资源的勘探方法有许多相同的地方，也有它本身的一些特点。主要方法有遥感、地质填图、槽探、钻探、物探、化探、硐探、化验与测试以及相关的水文地质、工程地质等。

遥感找煤：是利用卫星和飞机等航空器拍摄的地球表面照片，通过分析研究圈定有利成煤地段的一种找矿方法。

地质填图：利用地形图或卫星照片、航空照片，采用测量仪器定位，把地层、构造和煤层露头等各种地质内容填绘到地形图上，这种图件称为地形地质图。然后进行成煤地质条件的综合分析研究，这是找煤的一种方法。

槽探：是在地质找矿勘探中用于揭露近地表煤层的一种常用手段。它是在地表松散覆盖层挖出一道深度不超过 3 米左右的沟槽，用于揭露并了解煤层、地层与构造的情况。

浅井：是从地表向下挖掘的浅型垂直坑道，目的是了解近地表附近的煤层情况。浅井的断面形状有圆形、方形与长方形等形态，深度在 5 ～ 20 米之间，一般不超过 30 米。

钻探：是地质勘探工作中的一种常用的手段，是应用钻机与钻探工具，借助于电动机或内燃机的带动，向地下钻进不同的钻孔，并将钻孔中的岩芯或煤芯取出，依此分析研究地下地层、构造、煤质等情况。目前煤田勘探常用的是回旋钻进、绳索取芯或提升钻具取芯，钻孔深度一般在 1000 米左右（图 5-2-1）。

硐探：是采用掘进巷道的方法进行探矿，一般采用平巷的方法，有时也采用上山下山斜巷进行。

地球物理勘探：简称为物探，是用物理学方法和原理来研究地质构造情况和解决找矿问题的方法。是依据地下的各种岩石或矿体都具有不同的物理性质，用不同的物理方法测出岩石和矿体物理性质差异的数据并加以分析，以此来推断出地下的地质构造和矿体分布情况，达到找矿的目的。物探有多种方法，用于煤田勘探的主要有磁法勘探、电法勘探、地震勘探和放射性勘探等。物探可以在地面进行，也可以在钻孔中和井下巷道中进行。

磁法勘探是根据岩石和矿体具有不同的磁性并产生大小不同的磁场作为勘探的基础，通过对分布在地表的异常的研究，间接地得到地质构造和矿体的资料。煤田勘探中常用磁法探测煤层火烧区和烧变岩的范围及深度。

电法勘探是地球物理勘探的主要方法之一，它是根据岩石和矿体存在着电学性质的差别，利用天然的和人工建立的直流或交流电磁场并获得岩石和矿体的电性差异，间接地了解地质构造和矿体分布，以及解决水文地质、工程地质中的问题。煤田勘探中常用的有电阻率法、自然电场法、激发极化法、电磁感应法和大地电磁场法等。在地面常用的有电剖面法和电测深法，钻孔中常用的有视电阻率、自然电位、侧向电流法等。

地震勘探法是利用人工放炮或震源车制造的地震弹性波在地壳内的传播速度，研究不同的岩石和矿体地震反射波的传播速度，从而获得反射波的时间剖面，间接地探测地质构造和矿体分布。地震勘探是目前在煤田勘探中最常用的、也是最有效的物探方法之一。二维地震方法常用于较大范围的煤田勘探，可探测落差较大的断层和煤层起伏情况。三维地震常用于探测小范围的煤矿采区地质构造。三维地震能探测到落差大于 5 米的断层和落差大于 3 米的断点，同时可探明厚煤层的层数以及煤层产状和埋深。

放射性勘探是依据岩石中的伽马射线强度进行探矿，自然伽马和人工伽马是目前煤田勘探中地球物理测井的主要方法。

上述各种物理探矿方法用在地下探矿工程如钻井及巷道中，称作地球物理测井。相应有电测井、放射性测井、磁测井、声波测井、热测井等。

电测井主要用的是视电阻率法和自然电场法。视电阻率法的原理是根据钻孔所穿过的岩层具有不同电阻率，测出岩层视电阻率变化大小的曲线，将不同的岩层区分开来，达到区分不同岩层和矿体的目的。如含油岩层电阻率比较高，在曲线上出现高峰；煤层电阻率低，在曲线上反映为低峰。导电良好的金属硫化物矿体在曲线上也显得低一些。自然电场法是根据钻孔剖面中各种岩石电化学活动性能所造成不同性质的自然电场，可将沿钻孔剖面的各层岩石划分开来。渗透率差异较大的岩层很容易通过自然电场法划分出来。

放射性测井是在钻孔中利用岩层自然放射性、伽马射线与物质以及中子与物质的相互作用等一系列效应，研究岩层性质和检查井内技术情况的一整套方法。常用的方法有自然伽马、人工伽马、中子测井、能谱测井、同位素测井等。煤田勘探主要用的是自然伽马、人工伽马和中子测井。放射性测井的优点在于工作时不受温度、压力、化学性质等因素的影响，并可在有金属套管的钻孔内进行工作。

磁测井是通过在钻孔中测定具有不同磁性的岩体和矿体的磁化率或它们所产生的磁场，并对特征进行分析研究，从地质角度作出解释，以达到探矿的目的。磁测井对磁性矿体反映效果较好，常用于寻找铁矿盲矿体和划分铁矿品位。由于煤层不是磁性矿体，因此磁测井在煤田勘探中较少运用。

热测井是根据钻孔内温度随深度变化的特点，利用特定仪器在井内测定通过各种地质体时温度变化规律，从而研究地热梯度、地质构造、岩层特征等，达到找矿的目的。

综合勘探：是指对勘探方法与手段的综合运用，对勘查对象的综合评价。地质勘查保障体系是实现高产高效矿井的基础，能有效地查明高产高效井的必备的资源（数量与质量）基础，开采技术条件。要解决这些重大问题，必须进行综合勘探，选择合理的勘探类型，选择合理的勘探手段和方法。因为每一种勘探手段和方法都有其优势和局限性，只有针对不同的地质条件，选择合适的勘探手段和方法的综合运用才能达到最佳的勘探效果。比如钻探配合测井是最精确、最可行的勘探手段，但只能控制点上的情况。钻孔太少，钻孔之间控制程度不够，影响对钻孔之间地质情况的判断。只有通过多个点的控制，由点到线、由线到面，由地质工程师经过分析才能建立地质模型。但钻孔施工的过多，成本就会增加，又在经济上不合算。二维地震和三维地震在点上的控制精度远不如钻孔和测井，但其控制点密度可以很大，在面上和线上有较好的连续性，是单一钻探手段所不可比拟的。地震虽然有较好的连续性，但需要钻探资料进行标定。因此，只有把钻探和地震勘探手段紧密地结合起来，才能取得好的效果。如果煤层浅部有火烧区，则结合磁法勘探效果较好。如果地层倾角很陡，那么地震勘探就不适用了，那就要选择其他勘探手段加以配合。通常在地质勘查中，根据地质情况的不同、勘探阶段的不同可选择地质填图、槽探、电法、二维地震或三维地震、钻探、地球物理测井、抽水试验以及采样化验等方法。

由于成煤环境多种多样，成煤后受到的地质条件的变化因素千差万别，找煤的难度各不相同，所使用的找煤方法也相应不同，有的要用的多一些，有的要用的少一些。又加之地质工作是一个从简单到复杂、由表及里，研究程度由浅到深的过程，不同的勘查阶段所要解决的问题不一样，勘探程度不一样，所使用的找煤方法也有所不同。一般来说，地质情况复杂、勘探程度高时，所使用的找煤方法就多一些；而地质情况较简单，勘探程度低，所使用的找煤方法就少一些。

（二）煤的勘探阶段

煤田勘探是一个以煤为勘查对象的由面到点，由表及里，由浅到深，工程控制由稀到密，对全部地质体循序渐进的研究勘探过程。煤田的勘探过程准确地说，不只是找煤的问题，实际上是从找煤到评价的全部过程。既为了找到煤，又要评价煤的数量、煤的质量、煤的开采技术条件、煤的开采经济意义。煤田勘探过程是个大的系统工程，先从面上研究有利的成煤盆地预测选区开始，在此基础上随着研究工作的不断深入，选区的逐渐优选，逐步展开各种勘查活动。在煤田地质勘查工作中，通常划分为预查、普查、详查和勘探四个阶段。

煤田预查——预查的目的是为了找到具有工业利用价值的煤层，并初步查明煤层层数、厚度、埋深和分布范围。要找到煤层，首先要找到含煤地层，分析研究区域成煤规律，调查了解什么地方可能有含煤地层的赋存，然后再实际调查含煤地层的特征、时代以及含煤区域的分布范围和边界，估算预测的煤炭资源量。预查阶段是其他勘查阶段工作的基础。

煤田普查——在预查工作的基础上，对一个含煤区域或煤矿区进行概略的了解，初步查明普查区的含煤地层特征、构造特征和相关的水文地质条件，估计煤层的工业价值和确定对其进行勘探的必要性，估算煤层推断的内蕴经济资源量和预测的资源量，为编制煤炭工业远景规划提供依据。普查的范围可以是一个煤田，也可以是一个矿区或一个特定的勘查范围。

矿区详查——详查是在普查的基础上进行的。矿区一般是指在煤炭工业建设上构成独立体系的范围，它可以是一个单独的含煤构造单元，也可以是一个含煤构造单元的一部分。详查阶段要基本查明含煤地层时代、煤系厚度、含煤层数、煤层厚度、煤层结构及其变化；基本查明矿区的构造形态和影响井田划分的断裂构造；基本查明煤的质量和煤的种类，评价矿区的水文地质、工程地质、环境地质以及其他开采技术条件；估算煤层资源量，对煤矿开发的经济意义进行预可行性研究。详查的结果要能提出可供进行矿区开发总体设计的地质资料，以便初步确定矿区的开发规模、井田划分、开发方式、开发强度、接替关系及地面工业布置等。

井田勘探——也称为井田精查，是在矿区详查基础上划分的井田范围内进行勘查，对煤层厚度及其质量的变化，产状的变动、构造切割、煤层形态及开采技术条件进行精确的控制。要查明含煤地层时代、煤系地层厚度、含煤层数、煤层厚度、煤层的结构及其变化；查明矿区的构造形态和落差大于 30 米的断裂构造；查明煤的质量和煤的种类；详细评价矿区的水文地质、工程地质、环境地质以及其他开采技术条件；估算煤层探明的、控制的和推断的经济资源量，并且先期开采地段探明的、控制的资源量要达到一定比例；对煤矿开发的经济意义进行可行性评价。井田勘探的结果要能提出可供进行煤矿开采设计的地质资料。

上述煤田勘查阶段的划分是根据对煤田勘查过程的总体概括，在实际工作过程中并不是一成不变的，要根据不同煤田的实际情况合理掌握勘查阶段，有的勘查阶段可以从简或者省略。如在已知的煤系分布区，可以不进行预查，直接进行普查；在一个独立的、不能构成矿区的零星小块煤田，也不必再将矿区详查列为一个独立的工作阶段等。各个勘查阶段，一般都具有一些共同的工作步骤。工作开始之前要先分析研究已有的地质资料，制定勘查方案，即编制勘查设计。勘查设计经论证批准后，组织野外施工，取得各项原始地质资料。将获得的地质资料进行归纳、分析和整理，然后编写地质报告。

（三）煤资源储量类别

要评价煤的数量，就要运用上述各种勘探手段和方法，将找到的煤进行综合评价，不仅要将勘查区内煤有多少数量，也就是通常所说的煤的资源储量估算出来，而且还要划分出储量的类别。

依据煤田、矿区、井田勘查所求得的资源量的多少，可以将煤田、矿区类型分大、中、小等类型。

对于煤田：

大型——资源储量大于 50 亿吨

中型——资源储量 10 亿～ 50 亿吨

小型——资源储量小于 10 亿吨

对于矿区：

大型——资源储量大于 5 亿吨

中型——资源储量 2 亿～ 5 亿吨

小型——资源储量小于 2 亿吨

对于井田：

大型——资源储量大于 1 亿吨

中型——资源储量 1 亿～ 0.5 亿吨

小型——资源储量小于 0.5 亿吨

依据探求的资源量经济意义、可行性研究程度、工程控制程度将估算的资源储量划分为不同的类别。用表 5-2-1 综合表示：

表 5-2-1 煤矿产资源 / 储量分类表

注：表中所用编码（111-334），第一位数表示经济意义：1= 经济的，2M= 边际经济的，2S= 次边际经济的，3= 内蕴经济的，？ = 经济意义未定的；第 2 位数表示可行性评价阶段：1= 可行性研究，2= 预可行性研究，3= 概略研究；第 3 位数表示地质可靠程度：1= 探明的，2= 控制的，3= 推断的，4= 预测的。b= 未扣除设计、采矿损失的可采储量。

表中主要指标的含义是：

经济的：其数量和质量是依据符合市场价格确定的生产指标计算的。在可行性研究或预可行性研究当时的市场条件下开采，技术上可行，经济上合理，环境等其他条件允许，即每年开采矿产品的平均价值能足以满足投资回报的要求。或在政府补贴和其他扶持措施条件下，开发是可能的。

边际经济的：在可行性研究或预可行性研究当时，其开采是不经济的，但接近于盈亏边界，只有在将来由于技术、经济、环境等条件的改善或政府给予其他扶持的条件下才变成经济的。

次边际经济的：在可行性研究或预可行性研究当时，开采是不经济的或技术上不可行，需大幅度提高矿产品价格或技术进步，使成本降低后方能变成经济的。

内蕴经济的：仅通过概略研究做了相应的投资机会评价，未做预可行性研究或可行性研究。由于不确定因素多，无法区分其是经济的、边际经济的，还是次边际经济的。

经济意义未定的：仅指预查后预测的资源量，属于潜在矿产资源，无法确定其经济意义。

概略研究：是指对矿床开发经济意义的概略评价。所采用的矿石品位、矿体厚度、埋藏深度等指标通常是我国矿山几十年的经验数据，采矿成本是根据同类矿山生产的。其目的是为了由此确定投资机会。由于概略研究一般缺乏准确参数和评价所必需的详细资料，所估算的资源量只具内蕴经济意义。

预可行性研究：是指对矿床开发经济意义的初步评价。其结果可以为该矿床是否进行勘探或可行性研究提供决策依据。进行这类研究，通常应有详查或勘探后采用参考工业指标求得的矿产资源 / 储量数，实验室规模的加工选冶实验资料，以及通过价目表或类似矿山开采对比所获数据估算的成本。预可行性研究内容与可行性相同，但详细程度次之。当投资者为选择拟建项目而进行预可行性研究时，应选择适合当时市场价格的指标及各项参数，且论证项目尽可能齐全。

可行性研究：是指对矿床开发经济意义的详细评价，其结果可以详细评价拟建项目的技术经济可靠性，可作为投资决策的依据。所采用的成本数据是当时的市场价格，并充分考虑了地质、工程、环境、法律和政府的经济政策等各种因素的影响，具有很强的时效性。

预测的：是指对具有矿化潜力较大地区经过预查得出的结果。在有足够的数据并能与地质特征相似的已知矿床类比时，才能估算出预测的资源量。

推断的：是指对普查区按照普查的精度大致查明矿产的地质特征以及矿体（矿点）的展布特征、品位、质量，也包括那些由地质可靠程度较高的基础储量或资源量外推的部分。由于信息有限，不确定因素多，矿体（矿化）的连续性是推断的，矿产资源数量的估算所依据的数据有限，可信度低。

控制的：是指对矿区的一定范围依照详查的精度基本查明了矿床的主要地质特征、矿体的形态、产状、规模、矿石质量、品位及开采技术条件。矿体的连续性基本确定，矿产资源数量估算所依据的数据较多，可信度较高。

探明的：是指在矿区的勘探范围依照勘探的精度详细查明了矿床的地质特征、矿体的形态、产状、规模、矿石质量、品位及开采技术条件，矿体的连续性已经确定，矿产资源数量估算所依据的数据较多，可信度高。

地学理论被一些权威搞的稀烂，所有地学专业学者发现，地学权威故意编造的种种欺骗，现在已经是骗不下去了。

对石油、天然气找不到科学答案的原因被发现了，所有的盆地都是在湖泊、水域沉积的基础之上形成，而世界整个地学却把因果完全颠倒！！！！地学理论，面临被彻底颠覆。

知网收录、

盆地、冲积平原对地震起了决定作用

郭德胜 佳木斯大学数学系 3051145739@qq.com

在地球上，任何生命都与“碳元素”紧密相关，进行 着周而复始的碳元素循环，生命需要进食含碳的有机物质，排放出二氧化碳，地球也遵循着这样的规律，地球也是要吞纳含碳有机物质，在地球内部形成煤炭、石油、天然气等等，再经过火山、地震、人类开采与使用，形成二氧化碳排放空中，被排放空中的二氧化碳又被树木，植物利用光合作用被吸收，再次将二氧化碳转化 成有机物质，以植物的形式体现出来，一部分植物被动物消化，一部分通过河流被运移地球内部，形成一个反复“碳”循环的体系。

多年来，我一直思考这样的问题，煤到底是如何形成的？原有的煤炭形成理论，“煤是树木、植被、动物尸体堆积，以及沼泽地，经过多年的演变形成煤炭”，根据这个理论分析思考，陆地上为什么看不到树木、动物尸体的堆积呢？另一方面，煤矿很大，哪来的那么多树木和动植物尸体呢？

一，天然气如何的形成的？

经过多年的思考和研究，终于发现，将含碳有机物质堆积起来，只有一种可能，就是通过河水的运移，将树木、植被、动物尸体等含碳有机物质运送到湖泊、低洼地带，经过多年的沉积，叠加，将湖泊，低洼地带变成盆地和冲积平原。

湖泊，低洼地带，他们形成了聚集各种地表物质的自然条件，地表的含碳物体在水流、河水的冲击、运移，被湖泊、低洼地带沉积下来，经历几百年，上千年的沉积过程后，湖泊的演变成干涸的陆地，也就是，湖泊---沼泽地带—干涸的盆地结构陆地。而低洼地带在多次冲击中形成沉淀，天长日久成为冲积平原。而在这个上万年过程中。湖泊、冲积平原要积累无法估量的树木、植被、泥沙，以及鱼类尸体，在多年的积累沉积过程中，湖泊、冲积平原沉积了巨厚的沉积物质，有几十米，上百米、甚至上千米的厚度，继而形成了盆地式结构的陆地、冲积平原。通过这样沉积的方式，地下储存了大量的含碳物质，从而完成了碳元素物质的积累。而这个过程，与生活中的“沼气池原理”完全相似。

任何物质，在高温、高压、通电作用下，会发生了化学反应和化学变化，地下沉积大量含碳物质，在一定条件下，就会发生同等元素的物质的转化，形成含碳固体、液体、气体等物质。根据沼气池形成甲烷气体的原理，沉积巨厚含碳物质的盆地、冲积平原，就必然会出现含碳气体，固体和液体，气体很可能就是天然气。

二，煤炭是否也在盆地、冲积平原内部以及与山体接壤处产生呢？

地球上一个重要的现象，就是水流运移，雨水、河流将地球表面冲洗，把地面的含碳有机物运移汇聚，最后停留在湖盆、低洼地带，盆地、冲积平原就具备了储存含碳有机物的条件。盆地、冲积平原在多年的河水运移，形成一个天然的碳物质储存库，这是一个显著的量变过程，当物质的量变达到一定程度，就会发生质变。盆地、冲积平原条件成熟，就无法避免的发生一系列化学变化。

我们清楚，在化学变化中，物质发生化学变化，会产生热能、气体、甚至出现爆炸现象。从这个角度分析，那么，地球上经常出现地震，是不是在这样的条件下，这样的地理位置上，而产生了一种巨大的能量释放，导致地球的震动？

同时，地下在释放巨大能量的同时，地下含碳物质在热能作用下将进一步发生化学变化，将含有碳元素气体物质演变成固体，进而形成煤炭？根据推理分析，天然气和煤应该存在同一位置，存在于盆地、冲积平原与接壤的山系带，而地震也应发生在这样的地理位置上。这个演变过程应该是，沉积盆地与冲积平原--天然气--地震—煤炭。附下图：

如果上面的推理正确，那么，我们可以得出如下的结论：

1，地球内部出现碳元素物质的堆积，一定是通过河水的运移，经过多年的沉积、叠加，将含碳物质埋入地下，进而形成了盆地和冲积平原。

2，沉积式盆地、冲积平原，一定会产生天然气体，在化学反应的作用下形成含碳的固体、液体、气体。

3，地震所发生的地域，它的周边一定存在着一个冲击平原或盆地。冲积平原、盆地的面积大小决定了天然气、煤矿、地震的大小。

4，在其内及周边，没有盆地、冲积平原的地域，决不会发生地震。

5，如果说，盆地、冲积平原形成天然气，分析天然气移动走向，根据地质疏密程度，盆地、冲积平原的表面密度相对于山体的密度就大一些，气体移动会顺山体移动，山体结构是岩石，岩石存在缝隙，盆地、冲积平原所形成的天然气就会存储在山体内，根据天然气可燃可爆特性，就存在膨胀、爆炸可能，产生地质灾害，而震源中心多出于这样的地理位置。

6，对于大的冲积平原、沉积盆地，在它的内部和周边 ，一定存在巨量的天然气以及大的煤矿，反之，没有这样的地理位置，不会出现巨量天然气与煤矿，冲积平原大，天然气储量也大，地震也大，煤矿也大。

根据上述的结论，用事实加以验证。 根据百度搜索，复制了相关的信息资料。

三、大地震与冲积平原和盆地地域的关系

1、“汶川大地震”是否发生在冲积平原或盆地周边地域里？

汶川地震，它所包括的震区是十个最严重震点。汶川县、北川县、绵竹市、什邡市、青川县、茂县、安县、都江堰市、平武县、彭州市；

从上面这些地震位置发现，参见下图，这些震区围绕着盆西平原，也就是成都平原的北部。

网上资料显示，成都平原发育在东北—西南向的向斜构造基础上，由发源于川西北高原的岷江、沱江（绵远河、石亭江、湔江）及其支流等 8个冲积扇重叠联缀而成复合的冲积扇平原。整个平原地表松散沉积物巨厚，第四纪沉积物之上覆有粉砂和粘土，结构良好，宜于耕作，为四川省境最肥沃土壤，海拔450～750米，地势平坦。

盆西平原介于龙泉山和龙门山、邛崃山之间，北起江油，南到乐山五通桥。包括北部的绵阳、江油、安县间的涪江冲积平原，中部的岷江、沱江冲积平原，南部的青衣江、大渡河冲积平原等。

根据这些发生重灾区的位置发现，汶川县、北川县、绵竹市、什邡市、青川县、茂县、安县、都江堰市、平武县、彭州市，将这些城市依次连接，将成都平原包围了一圈，根据这些城市受到同等严重受灾情况，再根据地图，成都平原的边缘是地震中心地带。

2、鲁甸大地震是否发生在冲积平原或盆地地域里？

2014年8月3日16时30分，在云南省昭通市鲁甸县（北纬27.1度，东经103.3度）发生6.5级地震，震源深度12千米，余震1335次。

鲁甸此次地震灾区最高烈度为Ⅸ度，涉及范围面积只有90平方千米，等震线长轴总体呈北北西走向，Ⅵ度区及以上总面积为10350平方千米，共造成云南省、四川省、贵州省10个县(区)受灾，包括云南省昭通市鲁甸县、巧家县、永善县、昭阳区，曲靖市会泽县；四川省凉山彝族自治州会东县、宁南县、布拖县、金阳县；贵州省毕节市威宁彝族回族苗族自治县。

资料显示， 昭鲁坝子东起昭阳区凉风台大山脚，西至相邻的鲁甸县城稍外。总体地势西南高，东北低，面积约525平方公里，属云南四大坝子之一。坝子内丘坝相间，地势平坦， 昭鲁坝子位于云南省东北部的昭通市，昭通市西北面与四川省隔江（金沙江）相望，东南面与贵州省毕节市接壤，南面与云南省曲靖市会泽县相邻，是云南、贵州、四川三省的结合部。

昭通市境内最高海拔（巧家县药山）4040米，最低海拔（水富县滚坎坝）267米。昭鲁坝子处于昭通市的腹心地带，南北纵贯昭阳区与相邻的鲁甸县，故称昭鲁坝子。

昭鲁坝子北接壤金阳县，南接壤会泽县，南北穿越鲁甸，昭阳区，西侧对应巧家县。

结合上面的陈述和地图，就不难得出，昭鲁坝子处在8.3鲁甸大地震的中心地带。

3、秘鲁大地震是否发生在冲积平原或盆地地域里？

资料显示，亚马逊平原位于南美洲北部，亚马孙河中下游，介于圭亚那高原和巴西高原之间，西接安第斯山，东滨大西洋，跨居巴西、秘鲁、哥伦比亚和玻利维亚四国领土，面积达560万平方千米（其中巴西境内220多万平方千米，约占该国领土1/3），是世界上面积最大的冲积平原。

秘鲁当地媒体报道，当地时间24日下午18点左右（北京时间25日早6时左右），秘鲁中东部与巴西交界的马德雷德迪奥斯大区发生里氏7.5级地震。根据中国地震台网中心消息，此次地震的震级为7.7级，震源深度610公里。

秘鲁多个省份、巴西、阿根廷、智利、哥伦比亚、玻利维亚和厄瓜多尔等邻近国家的一些地区均有震感。

事实上，亚马逊平原周边地带的智利、哥伦比亚、玻利维亚和厄瓜多尔发生过多次大地震。

根据地图，这些发生大地震的国家，都处于亚马逊大平原的周边。这些国家的天然气开采量也很惊人。

4、台湾大地震是否发生在冲积平原或盆地地域里？

资料记载，台湾的台中、南投两县为921地震的重灾区。地震发生次日有统计数字表明：死亡人数逾2000人，上6534人，受困者2308人。台北县、台北市、苗栗县、台中市、彰化县、云林县等地灾情较为严重。

台南平原台湾省最大的平原，属冲积平原，其面积五千平方公里。 台北县、台北市、苗栗县、台中市、彰化县、云林县位于“台南平原”东侧，台南平原5000平方公里，921地震处在台南平原地带。

另注：

百度资料，1556年，中国陕西省南部秦岭以北的渭河流域发生的一次特大地震。华县地震之所以造成巨大损失，还与震中区位于河谷盆地和冲积平原，松散沉积物厚。

1739年1月3日晚8点左右，在平罗、银川一带发生该区有史以来最大的8级地震，地震位置处在银川平原。银川平原是黄河冲积平原，地下水埋深极浅，甚至溢积地表，地下水排泄不畅，土壤盐渍严重。

按照这样的思路分析判研，再结合卫星地图，找到世界所有的沉积盆地、冲积平原，与此地所发生的地震结合起来，就会发现：在这样的地理位置上存在各种地震，对于所有的大地震，在它的周边，或是在受灾严重地区所包围的地带，都存在各种盆地、“冲积平原”。

所有历史大地震，都存在一个共性，每一个大地震都对应着一个大的冲击平原或盆地。我们任意的拿出一个地震事件，都存在这样的现象。有地震的地区，就存在这么一个“冲积平原”，反之，没有“冲积平原”的地区及附近周边，就没有地震。 E,冲积平原，盆地会产生天然气么？

另据百度资料，2015年下半年，中国石油在四川盆地页岩气勘探获重大突破。经国土资源部审定，中国石油在四川盆地威202井区、宁201井区、YS108井区，新增含气面积207.87平方公里、页岩气探明地质储量1635.31亿立方米、技术可采储量408.83亿立方米。这是中国石油首次提交页岩气探明地质储量。

作为一种非常规天然气资源，页岩气如何实现有效勘探开发，国内没有现成经验。中国石油从2007年进行地质综合评价开始，解放思想，创新实践，创造了页岩气工业气井、页岩气“工厂化”作业平台等10多项国内第一，形成了页岩气资源评价、区块优选、快速钻进、长水平段固井、分段压裂、压裂液回收再利用技术系列，积累了以“井位部署平台化、钻井压裂工厂化、采输设备橇装化、工程服务市场化、组织管理一体化”为核心的降本增效经验，对我国规模效益开发页岩气资源将产生重要的推动作用。

截至2015年8月27日，在上述探明储量区内，已有47口气井投产，日产气362万立方米，能保障280万个三口之家用气。

对世界上每一个国家的冲积平原或盆地进行搜查，都会存在着这样现象，存在大平原或大盆地的国家地区，煤炭、天然气非常丰富，同时大地震也频发。把世界上著名的大平原拿出来，得出的结论都是一样的，不再一一例举。

经过上面的分析论证，煤矿、天然气、地质灾害的成因以及所处的地理位置已经非常清楚，所举的事例和事实完全符合文章所阐述的观点。从这个观点出发，各种矿藏的地理位置就明确了，地质灾害的成因也找到了。

上述观点对于地球的合理开发，保护地球家园，有极其深远意义。按照这个理论观点，地球多年来形成的自然灾害，可以找到相应的解决对策，避免灾害造成的生命与财产的重大伤亡和损失。从这个观点出发，还会发现地球的过去，预知地球的未来，一举突破以往很多无法解决的问题。