赤峰煤炭地質局
Ⅰ 阜新盆地劉家區煤層氣主控地質因素的分析
陳兆山 王志剛
（東北煤田地質局一〇七勘探隊 阜新 123000）
作者簡介：陳兆山，男，1960年10月生人，教授級高工，物探、煤層氣，郵箱：[email protected]。
摘要 本文結合劉家區煤層氣開發實踐，對其主控地質因素進行了綜合分析，就單井控制煤層氣可采資源量、構造發育情況、岩漿活動情況、水文地質情況、煤儲層改造後的綜合滲透率、臨界解吸壓力和蓋層條件進行了論述。提出了該區煤層氣開發的布井原則和有利區塊。認為該區煤儲層內、外生裂隙發育，有利於煤層氣藏的產出，在靠近輝綠岩牆、岩床附近的煤層煤階高，煤層氣含量高，外生裂隙極其發育，易改造成高滲透區，有利於煤層氣開發。選擇煤層氣井位應靠近裂隙發育帶，但應避開主裂隙帶；在向斜翼部或煤儲層近同期形成的裂隙帶是最理想的布井區塊。
關鍵詞 煤層氣 主控地質因素 單井控制的煤層氣可采資源量 滲透率 臨界解吸壓力 採收率
Analysis on Main Geological Control Factors of Coalbed Methane in Liujia Mining Area，Fuxin Basin
Chen Zhaoshan，Wang Zhigang
（Team No.107，Northeast Bureau of Coal Geology，Fuxin 123000）
Abstract：Combined on the development practice of CBM in Liujia mining Area，the paper comprehensively analyzed the main geologic control factors of CBM and discussed recoverable resource of CBM controlled by one single well，structural development，magmatic activity，hydrology，synthetic permeability after coal reservoir transformation，critical desorption pressure and cap formation.It put forward the principle of drilling distribution and advantageous areas for development of CBM.It was concluded that inner and outer formed cleats very develop in this area，which is in favor of CBM's output，and coal rank and gas content are high and outer cleats very develop near the diabase dike and sheet，which is easy to be transformed into high permeable areas in favor of development of CBM.CBM wells should be located near the zones with developed cleats and away from the direction of main cleats.The flank of syncline and zones of cleats formed at same time of coal seams are the most perfect place to arrange drilling.
Keywords：coalbed methane；main geological control factors；recoverable resource；permeability；critical desorption pressure；recovery
引言
阜新盆地是我國煤田勘探與煤層氣開發較早的盆地之一，礦井多屬高沼氣礦井，致使煤礦發生過多次災害性事故。1995～1997年阜新礦務局與中美CBM公司在劉家區施工煤層氣預探井兩口，均因施工工藝問題未果。近年來東北煤田一〇七勘探隊和阜新市對該區進行了大量的煤層氣地面勘探和開發工作，取得了令入滿意的成果。該區於2002年10月開始商業運行，日供氣量16000～25000m3，其交通位置詳見圖1。1999年至今施工了11口煤層氣地面開發井，單井產氣量均達到了工業氣流，產氣量：1000～8500m3/d，LJ-1井實測煤層氣含量 6.3～10.37m3/t（原煤基）；實測滲透率 0.323×10-3～0.469×10-3μm2，壓裂改造後綜合滲透率為21.5610-3μm2。這一結果說明該區不同位置的煤層氣井產能有較大差別；煤儲層改造前後滲透率變化較大。為了獲得理想煤層氣產能，本文結合幾年來煤層氣開發實踐，對煤層氣主控地質因素進行綜合分析，力求提出今後選擇煤層氣井位的原則，為其他煤層氣開發區塊提供借鑒。
圖2 劉家煤層氣普查區塊劃分示意圖
（2）第二含水層：位於水泉煤層底界-孫本煤層頂界，以質地疏鬆的砂礫岩為主，厚度40～68m。滲透系數0.29×10-4m/d，單位涌水量0.11×10-14L/s.m。鑽井鑽遇該層段時多見裂隙，常發生嚴重漏水現象，漏失量1～25m3/h。
（3）第三含水層：位於中間煤層群以下的砂礫岩、粗砂岩、中砂岩，主要是裂隙承壓水。
（4）輝綠岩與圍岩接觸蝕變裂隙含水帶：滲透系數1.95×10-4m/d，單位涌水量0.52×10-4L/s.m。
（5）斷裂構造裂隙含水帶：區內有平安二號斷層、劉家F1兩條主要斷層。據鑽井施工所見，平安二號斷層西部邊界斷層裂隙帶漏水，西北部的劉家F1為張性斷層，導水性較好。鑽井鑽遇該裂隙帶時多漏水，漏失量8～12m3/h。該區的充水因素分析主要為：輝綠岩及其圍岩接觸裂隙帶、向斜構造裂隙帶、斷裂構造裂隙帶。
綜合上述，對該區水文地質條件的分析表明，屬中等，煤系含水層不多，單位涌水量很小，煤層本身弱含水。筆者認為第二含水層和第三含水層以承壓水狀態填充在中間和孫本煤層的上下地層之中，形成了二次圈閉，有效地抑制了煤層氣逸散。煤層水是煤儲層降壓采氣的介質，它也是煤層氣高產的必要條件，同一區塊煤層本身含水量大的區域煤層氣產量高。如：LJ-5和LJ-6井。
因白堊紀晚期地應力場的改變，生成許多正斷裂及裂隙系統，致使斷裂帶附近的煤層與含水層溝通或與其他砂岩層相連，使煤層氣向上運移，造成附近煤儲層含氣飽和度下降、臨界解吸壓力降低。如LJ-9井煤儲層通過三帶岩牆與上覆含水層相通，使該井水量很大，導致水位不能降到預定深度，無法形成產能，因此在布煤層氣井位時，距充水帶的距離應大於壓裂半徑。
1.5 煤層的滲透率
該區在煤層氣普查階段通過對參數井LJ-1井採用裸眼試井的方法測得主要儲層段滲透率數據。
孫本煤層段滲透率為0.428×10-3μm2；
中間煤層段的滲透率為0.469×10-3μm2；
太平煤層段的滲透率為0.323×10-3μm2。
孫本煤層段滲透率值是由遼河油田井下作業公司測試大隊採用DST裸眼試井工藝測得的，測試段厚27m（730～757m）。中間煤層段和太平煤層段滲透率值是由中國煤田地質總局第一勘探局煤層氣勘探開發研究所採用裸眼注入壓降法試井工藝測得的。中間煤層段測試厚度為17.98m（818.82～836.80m）；太平煤層測試段厚度為59.59m（841.61～901.20m）。
孫本煤層、中間煤層、太平煤層均進行了清水攜砂壓裂改造；經排水采氣試驗的日排水量、穩定水位深及排液累計量等參數，計算出LJ-1井孫本煤層、中間煤層、太平煤層綜合滲透率為21×10-3μm2。分析認為，由於裂隙是在張性應力場中形成的，處於引張狀態，所以易改造形成高滲透率。LJ-1井距裂隙帶較遠況且如此，那麼在裂隙帶附近就可想而知了。如LJ-5綜合滲透率為44.3×10-3μm2。
筆者認為煤儲層原始滲透率很低，張性斷裂對煤層氣的破壞作用范圍較小，建議煤層氣井設計時，其井位距張性斷裂150m 為宜。如：LJ-12 井距九帶、十帶岩牆100m，該井產能1600～2000m3/d，LJ-1井控制范圍內無輝綠岩侵入體，其產能2200～2500m3/d。
1.6 臨界解吸壓力
LJ-1井孫本煤層、中間煤層、太平煤層儲層壓力分別為：6.74MPa、6.75MPa和8.24MPa；計算儲層壓力梯度孫本煤層0.907MPa/hm、中間煤層0.82MPa/hm、太平煤層0.98MPa/hm，屬負壓地層，煤層吸附量有一定的降低。經Langmuri 方程和煤層氣解吸總量計算出三個目標層臨界解吸壓力分別為：孫本煤儲層4MPa、中間煤儲層6MPa、太平煤儲層5.8MPa。臨界解吸壓力如此之高尚屬國內少見，這對煤層氣產出提供很強動力；經該井排采試驗也證明了這一點。其他各井為生產井未獲取上述參數，但排采試驗中我們發現初始產氣時各井內的儲層壓力有較大差別。其規律是：平安二號斷層附近的LJ-7井水位降到750m時才初始產氣（目標煤儲層頂板深度827.01m）、LJ-4井目標煤儲層因輝綠岩侵入使其多數變質成天然焦，初始產氣水位深為 650m（目標煤儲層頂板深度709.66m）；遠離構造帶或在與煤儲層近同期裂隙帶附近的煤層氣井初始產氣水位深與LJ-1井一致；臨界解吸壓力高的井產氣量大，反之產氣量小。
1.7 蓋層
煤儲層的蓋層對於煤層氣的保存與富集具有十分重要的意義，良好的封蓋層可以減少煤層氣的向外滲流運移和擴散，保持較高地層壓力，維持最大的吸附量，減弱地層水滲流對煤層氣造成的損失。即使低變質的煤如果蓋層良好那麼也可以獲得理想的產能。例如LJ-3井和LJ-1井等。
該區雖然蓋層條件較好，但局部存在較大的張性斷裂，會促使氣體沿斷裂面向上運移，造成煤層氣逸散，從而使煤層的含氣性變的很差，含產氣量降低、含氣飽和度降低、臨界解吸壓力降低、產氣量降低。如：LJ-7 井、LJ-8 井處於平安二號斷層附近（屬開放性斷層），產氣量較小，產水量特大，水位深不易降到產氣深度范圍。
該區孫本煤層群頂板岩石為5m左右的泥岩，其上以灰白色泥質膠結的砂礫岩、細砂岩、中砂岩，砂礫岩含孔隙水，質地疏鬆，鑽井岩心的RQD值一般為64%～86%，筆者認為雖然該層頂板泥岩層很薄，但是其上覆的砂岩粒徑較小，排替能力較強，所以該層的封蓋性能較好，例如LJ-1井孫本煤層含氣飽和度85%。在輝綠岩發育地區RQD值（大於10 c m岩心段之和與取心段長之比）為30%～60%，斷層帶附近為20%～50%。雖然該層封蓋性能較好，但在斷裂帶附近的煤層與含水層溝通，使煤層氣向上運移，造成附近煤儲層含氣飽和度下降、臨界解吸壓力降低。如：LJ-9井煤儲層通過三帶岩牆與上覆含水層相通，使該井水量很大，導致水位不能降到預定深度，無法形成產能。
中間煤層群頂板（亦為孫本煤層群底板）岩性為一套砂礫岩、細砂岩和粉砂岩。鑽井岩心的RQD值為84%～98%，個別因受輝綠岩侵入及斷層影響，RQD偏低為50%～70%。蓋層頂板抗替能力較強，含氣飽和度95%（LJ-1井）。
太平煤層群頂板（亦為中間煤層群底板）岩性為粉砂岩、中砂岩和砂礫岩，RQD值為84%～98%，底板岩性為粉砂岩、細砂岩和中砂岩，RQD值在78%左右，輝綠岩侵入區RQD值偏低為30%～60%，形成了很好的封蓋能力，且性能比較穩定，為良好的封蓋岩類。
2 結論與建議
（1）該區煤層氣主控地質因素為單井控制可采資源量、構造發育情況、岩漿侵入因素、水文地質因素、改造後的綜合滲透率、臨界解吸壓力和它的蓋層條件。只有對上述主控因素綜合分析，才能優選出煤層氣井位，才能有效地保證煤層氣生產井的產能和經濟效益合理。
（2）煤儲層內、外生裂隙發育有利於煤層氣的產出。在靠近輝綠岩牆、岩床附近煤層的煤階高，煤層氣含量高，外生裂隙極其發育，是煤層氣開發理想區塊，如LJ-3井日產氣量6500m3，建議在該區塊布井。
（3）經 LJ-1、LJ-2、LJ-3、LJ-4 排采試驗證明研究區外生裂隙發育不均，如：LJ-1、LJ-3產水量在3～5m3/d、LJ-2、LJ-4產水量在15～30m3/d。產水量過高，攜砂能力強，易淤井，選擇煤層氣井位應靠近裂隙發育帶，但應避開主裂隙帶。
（4）近輝綠岩侵入體的煤層形成天然焦，其煤層氣含量高，煤層氣多以游離態賦存，產氣量衰減速度快，高產期短，易影響煤層氣井的服務年限。建議不在天然焦處布井。
（5）研究區向斜軸部煤層氣井產氣量低於向斜翼部，如LJ-1 井（軸部）產氣量小於LJ-3井（翼部）產氣量。建議以在向斜翼部布置煤層氣井為宜。
（6）與煤儲層近同時期形成的裂隙帶或穿過煤儲層向上延伸較短，未破壞蓋層的斷裂帶，是最理想煤層氣開發區；如LJ-10井日產氣量8500m3。建議在煤儲層近同時期形成的裂隙帶或穿過煤儲層向上延伸較短，未破壞蓋層的斷裂帶附近布井。
（7）該區煤層氣開發的有利區塊應在Ⅰ區塊和Ⅱ區塊：面積約6km2，平均煤厚54m，可採煤層儲量2.54×108t，佔全區總儲量的66%（詳見圖2）。該區具有良好的開發潛力，主要表現在：地理位置優越，距市中心僅5km，並於2002年建成了劉家煤層氣管網，2003年11月建成了CN G母站，可向周邊城市用戶及汽車供氣，用戶廣泛。
（8）採取空氣、泡沫等欠平衡鑽井技術可最大限度地減少對煤儲層的污染。
Ⅱ 二十五 准噶爾-興安活動帶與天山-赤峰活動帶中生代含煤盆地
西伯利亞板塊南緣准噶爾-興安活動帶與塔里木-華北板塊北緣天山-赤峰活動帶的構造演化史，是一部古亞洲洋發生與發展和古亞洲大陸形成與發展的歷史。大陸基底的形成經歷了陸核—原始古陸—大陸克拉通化三個階段。新太古代晚期大陸基底形成演化階段，佳木斯地塊麻山群變質岩系，經五台運動強烈變動，古陸核進一步固化。古元古代圍繞佳木斯等陸核固結、擴大形成原始古陸，為塔里木、華北古陸最終形成奠定了基礎。中新元古代時期，佳木斯地塊出現牡丹江、依蘭、太平嶺三個裂陷槽，在大興安嶺、錫林浩特、北山、伊犁、中天山形成碎屑岩—碳酸鹽岩夾火山岩建造。晉寧運動使原始古陸擴大和固化，形成比現今大得多的華北、塔里木古陸塊。古亞洲洋在陸緣增生演化階段，震旦紀至早中奧陶世大陸開始離散。顯生宙以來固結的塔里木、華北古大陸出現邊緣裂谷系，由於海底擴張，原屬塔里木、華北古陸的阿爾泰、准噶爾、伊犁、中天山、錫林浩特、嫩松、佳木斯等微陸塊先後與塔里木、華北大陸分離，向北漂移形成西伯利亞古陸與塔里木古陸之間廣闊的古亞洲洋中大小不一的塊體。自奧陶紀始，通過洋殼消減，大陸增生，逐步以地體方式分別拼合於南北兩大陸邊緣。經歷了大陸離散、板塊活動、大洋衰沒幾個發展階段，在華力西晚期於中石炭至早二疊世，南北兩大陸由西而東逐步碰撞於伊林哈別爾尕—西拉木倫北一線，完成了西伯利亞大陸和塔里木—華北大陸的對接，形成了統一的亞洲北大陸。
古亞洲大陸經歷了基底形成和陸緣增生演化復雜過程，擠壓、拉張環境交替出現，致使准噶爾-興安活動帶與天山-赤峰活動帶線形構造發育，岩漿活動強烈，變質作用復雜，成為兩大陸之間的主要褶皺造山帶。在南北兩大陸挾持下，微陸塊和不同時期的線形褶皺造山帶交織鑲嵌，形成亞洲北部一系列山系和大型盆地。中國大陸呈現出圍繞西伯利亞陸塊，西部呈北西向，東部呈北東向，中部呈向南突出的弧形構造格局。位於北部屬於西伯利亞板塊的准噶爾-興安活動帶，自北而南為阿爾泰-額爾古納加里東褶皺帶和額爾齊斯-喜桂圖旗華力西褶皺帶，准噶爾微陸塊（包括西准噶爾古生代陸緣增生褶皺帶、准噶爾地塊、博格多—哈爾里克中晚華力西陸緣增生褶皺帶），錫林浩特微陸塊（包括西烏珠穆沁旗晚華力西陸緣增生褶皺帶、錫林浩特地塊、哲斯敖包-烏蘭浩特晚華力西陸緣增生褶皺帶），嫩松-佳木斯微陸塊（包括嫩松地塊、伊春-延壽加里東褶皺帶、佳木斯地塊）。位於南部屬於塔里木-華北板塊的天山-赤峰活動帶，自北而南為伊林哈別爾尕-覺羅塔格古生代陸緣增生褶皺帶，伊犁-伊塞克湖微陸塊（包括伊犁地塊、哈爾克古生代陸緣增生褶皺帶），中天山地塊，北山裂谷帶，溫都爾廟-西拉木倫古生代陸緣增生褶皺帶。這些構造單元之間一般是以超岩石圈斷裂或岩石圈斷裂作為分界線，有些斷裂長期發育，控制了構造格局的演化。區內主要斷裂帶有額爾齊斯-德爾布干超岩石圈斷裂、克拉麥里-二連超岩石圈斷裂、敦化-密山岩石圈斷裂、依蘭-舒蘭岩石圈斷裂，其中伊林哈別爾尕-西拉木倫超岩石圈斷裂是西伯利亞板塊和塔里木-華北板塊的縫合線。
濱太平洋特提斯活動階段，以大陸邊緣活動和陸內塊斷升降為特徵。華力西期後，受太平洋板塊向西俯沖，印度板塊和西伯利亞板塊南北向擠壓，西部構造活動主要表現為塊斷升降，而東部捲入太平洋大陸邊緣活動帶，構造岩漿活動強烈，形成北東—北北東向向洋分帶的前陸坳陷帶，大陸構造-岩漿「活化」帶和陸緣活動帶，疊置於古亞洲大陸增生帶上。
早二疊世末亞洲北大陸統一後，晚二疊世—三疊紀是填平補齊時期，山區遭受強烈剝蝕，盆地迅速接受類磨拉石和湖相碎屑堆積。東部印支運動十分強烈，將東鄰濱太平洋錫霍特褶皺帶的晚三疊—早侏羅世洋殼片段推覆至完達山。敦化—密山斷裂大幅度左旋平移，中酸性火山岩噴發，花崗岩侵位。早中三疊世有零星陸內山間斷陷河湖相沙泥岩沉積，晚三疊世陸內山間斷陷型河湖相砂泥岩沉積分布依然零星，吉中九台大醬缸組為陸內含煤碎屑岩沉積，在渾江有邊緣海含煤碎屑岩、海陸交替相含煤碎屑岩夾凝灰質碎屑岩沉積。侏羅紀至早白堊世中晚期，中基—中酸性火山岩噴發和花崗岩侵位相伴，大型斷裂和深斷裂發育，形成一系列斷陷盆地，有些進一步演化為大型坳陷盆地，侏羅、白堊紀斷陷盆地遍布東北亞大陸，規模較大的盆地在中國大陸東部有松遼盆地、三江盆地群、海拉爾盆地群、二連盆地群。大陸西部受印度板塊向北推擠，西伯利亞板塊向南擠壓，以塊斷升降為特徵，形成北西西向陸內斷拗型盆地，早中三疊世為河湖相砂泥岩沉積，晚三疊世為河湖相含煤、油頁岩砂泥岩沉積，早中侏羅世為陸內坳陷河湖相含煤砂泥岩沉積，晚侏羅世為不含煤的河湖相砂泥岩沉積，白堊紀為陸內河湖相雜色碎屑岩沉積。中生代盆地繼承性較好，聚煤期在晚三疊—早白堊世，規模較大的有準噶爾盆地、伊犁盆地、吐魯番-哈密盆地、巴丹吉林盆地等。
華力西期末，西伯利亞古陸與塔里木-華北古陸對接後，處於兩大古陸前緣的准噶爾-興安活動帶與天山-赤峰活動帶褶皺回返，在印支期處於隆起剝蝕狀態，三疊紀僅有西部的准噶爾、吐哈、伊犁和東部的吉東形成斷陷—坳陷盆地，沉積了陸內河湖砂泥岩，其中吉東有含煤岩系。在天山-赤峰活動帶東端的吉東盆片群包括雙陽、蛟河、延吉、琿春、東寧盆片，覆蓋在二疊系地層之上，原型含煤盆地可能范圍較大，甚至連為一體，後期改造的殘留盆地（片）零落各處。在遼東隆起的渾江盆片蓋蓋在元古宇變質岩基底上，為海相、海陸交替相含煤沉積。
侏羅紀含煤盆地分布在准噶爾-興安活動帶的有準噶爾盆地、和什托洛蓋盆地、吐魯番-哈密盆地、三塘湖盆地、甜水井盆地。分布於天山-赤峰活動帶的有伊寧盆地、尤爾都斯盆地、焉耆盆地、庫米什盆地、北山盆地群。其中位於天山褶皺帶北部的准噶爾、吐-哈、三塘湖盆地受褶皺帶推覆形成前陸坳陷盆地，尤爾都斯、焉耆、庫米什盆地形成平行山系走向的拉張兼走滑斷陷盆地，位於阿爾金斷裂帶兩側的甜水井、北山盆地具走滑擠壓或拉分斷陷性質。含煤岩系為水西溝群，包括下侏羅統下部八道灣組和中侏羅統下部西山窯組，以及兩套含煤岩系之間的三工河組非煤地層。八道灣組為河流、湖泊相含煤沉積，由礫岩、砂岩、砂礫岩、粉砂岩、泥岩夾煤層組成。
准噶爾盆地范圍較大，沉積岩相發育完好，煤層較發育，含煤岩系為八道灣組和西山窯組，盆地周緣出露岩層不盡一致。位於其東南部的吐哈盆地，南緣缺失八道灣組含煤岩系，北緣較發育，為礫岩、砂岩、泥岩、炭質泥岩夾煤層。盆緣岩性較粗，向盆內變細，厚270～400 m，向西540 m，向東414 m，西部艾維爾溝一帶含煤最好，達18層，厚32.2 m，一般為5～9層，厚9.8～15.4 m。西山窯組為礫岩、粉砂岩、泥岩、炭質泥岩夾煤層，深部以細碎屑岩為主，由北向南變細，東部最厚1561 m，一般厚384～1000 m，盆地南部含煤變好，含煤26～63層，煤層厚度34.03～194.88 m，可採煤20～34層，厚31.70～173.26 m，含煤系數最高達30%。
和什托洛蓋與三塘湖盆地含煤岩系水西溝群與准噶爾盆地基本一致。和什托洛蓋盆地邊緣厚度小，為粗碎屑岩，含煤較差，盆地腹部厚度大，以細碎屑岩為主，含煤性好。八道灣組厚372～747 m，含煤6～26層，厚4.0～48.3 m，可採煤3～20層，厚13.70～35.70 m。西山窯組厚484～1083 m，含煤10～46層，厚11.3～47.7 m，可採煤6～21層，厚7.7～34.2 m。三塘湖盆地東北部厚度小，為粗碎屑岩，含煤差，西南部厚度大，以碎屑岩為主，含煤好。八道灣組厚300～1000 m，含煤1～21層，厚2.0～50.0 m，可採煤2～14層，厚3.7～46.7 m。西山窯組厚60～1250 m，含煤1～10層，可采2～8層。伊寧盆地水西溝群，下部為礫岩、砂岩、泥岩互層，夾炭質泥岩和煤層，厚105～890 m；上部為砂岩、礫岩、泥岩互層夾炭質頁岩和煤層，厚100～300 m。盆地北緣含煤最好，14～36層，厚54.9～116.3 m，一般2～3層，厚2.4～84 m。尤爾都斯盆地水西溝組為礫岩、砂岩互層夾粉砂岩、泥岩和煤層，厚457～563 m，含煤2～3層，厚2.6～8.4 m。
分布在天山-赤峰活動帶的焉耆盆地、庫米什盆地，侏羅系含煤岩系與塔里木盆地相一致，為中、下侏羅統克拉蘇群，下統哈滿溝組為粗砂岩、砂礫岩夾粉砂岩、泥岩和煤層，厚120～350 m，含煤3～11層，厚0.8～20.1 m，與下伏中上三疊統小泉溝群假整合接觸。其上中侏羅統下部塔什店組為含煤地層，砂岩、粉砂岩、泥岩夾砂礫岩、炭質頁岩、煤層，厚520 m，含煤9～66層，厚64.8 m。
在吐-哈盆地和三塘湖盆地以東的甜水井東盆地和天山-赤峰活動帶的北山盆地群（公婆泉盆地、梧桐溝盆地）發育的中下侏羅統含煤岩系均為大山口群。大山口群原稱龍鳳山群，亦稱沙婆爾群。其下統下部缺失，上部為芨芨溝組，中統下部沙婆泉組，上部青土井組。其岩性下部含煤，中部為暗色泥岩，上部為雜色砂、泥岩沉積，厚度大於1500 m，與下伏二疊系不整合接觸。其上為沙棗河組，與上覆下白堊統赤金堡組、新民堡群不整合接觸。
分布在准噶爾-興安活動帶東部錫林浩特地塊以北的東烏珠穆沁盆地、霍林郭勒盆地、錫林浩特盆地，含煤岩系缺失下侏羅統下部，下侏羅統上部和中侏羅統稱阿拉坦合力群，下部為砂礫岩、砂岩、泥岩，厚250～420 m，不含煤；上部為泥岩、粘土岩、細砂岩夾煤層，厚260～350 m，含可採煤6～25層，厚10.7～40 m。西烏旗一帶下部含4個煤組，煤層厚20.7 m，上部岩性粗，不含煤。松遼盆地以西的松遼西盆地群包括：索倫、烏蘭浩特、扎魯特、林西盆地，含煤岩系為下侏羅統紅旗組，與下伏二疊系和上覆萬寶組不整合接觸，其上萬寶組含煤層為中侏羅統下部。紅旗組為陸相含煤碎屑岩沉積，下部礫岩、砂岩、中酸性凝灰質砂岩，中部細砂岩、粉砂岩、煤層互層，上部粉砂岩、泥岩夾砂岩、薄煤層。分布在萬寶、林西、扎魯特一帶，北部塔他營子厚100 m，南部太平川厚780 m，最厚1300 m，含煤22層，可採煤15層，單層厚1～1.5 m，最厚2.55 m。萬寶組為含煤碎屑岩夾中酸性火山岩、火山碎屑岩，含煤性差。松遼北盆地群包括：塔河、呼瑪、黑河、大楊樹盆地，含煤岩繫上侏羅統中部九峰山組為含煤火山碎屑岩和碎屑岩夾玄武岩，厚43～400 m。分布於呼瑪—黑河—嫩江一帶。霍拉盆含煤22層，可採煤4層，單層厚0.14～22.99 m；黑寶山、木耳氣含煤15層，可採煤8層，單層厚0.18～13.12 m；大楊樹含煤5層，可採煤2層，單層厚0.9～2.4 m。
松遼盆地位於准噶爾-興安活動帶與天山-赤峰活動帶東部，跨越兩個構造單元，主體位於嫩松地塊之上，其上為第四紀沉積物蓋覆，上覆蓋層主要為晚白堊世至第三紀坳陷披覆式沉積層，其下為晚侏羅至早白堊世含煤岩系，蓋覆在前震旦紀變質岩基底及零星分布的古生界、三疊系之上。經鑽探、物探證實有四條北北東走向隱伏帶組成的斷陷盆地群，包括嫩江—依安—齊齊哈爾—泰來—洮南—開魯北隱伏帶，拜泉—老虎崗—大慶—大同—大安—通遼—奈曼隱伏帶，青岡—肇州—松原—乾安—長嶺隱伏帶，伊春—綏化—王府—農安—楊大城子隱伏帶。侏羅、白堊紀斷陷盆地含煤岩系為中侏羅統白城組，上侏羅統火石嶺組，下白堊統沙河子組和營城組。白城組為礫岩、砂岩、粉砂岩、泥岩夾凝灰岩，夾有薄層煤。火石嶺組為火山岩、火山碎屑岩及碎屑岩夾煤線。西部斷陷帶侏羅紀斷陷盆地缺失下白堊統上覆地層。
三江盆地群位於准噶爾-興安活動帶佳木斯地塊上，是在前寒武紀變質基底上發育的燕山期含煤盆地，晚侏羅世形成斷陷盆地，早白堊世早期海水侵入，盆地擴展，早白堊世中期盆地開始萎縮，經期後構造變動改造，盆地分割為多個小型沉積構造盆地。侏羅紀殘留盆地主要有虎林、密山、雞西盆地。出露地層有中侏羅統裴德組，為陸相礫岩、砂岩、煤層及火山碎屑岩。上侏羅統滴道組為中粗砂岩、細砂岩、礫岩、凝灰質砂岩、炭質頁岩夾薄煤層，厚0～630 m。在虎林一帶侏羅系中上統稱龍爪溝群，包括中統裴德組和上統上部雲山組，為海陸交替相砂岩、粉砂岩、泥岩互層夾煤層，局部夾流紋質角礫岩。雲山等地含煤7～22層，可採煤3～4層，厚6.77 m，單層厚0.2～3.55 m，以薄煤層為主。
吉中盆地群包括雙陽、遼源、樺甸盆地，位於天山-赤峰活動帶東部，松遼盆地東側。雙陽盆地基底為石炭、二疊系沉積岩層及華力西期花崗岩，其上有晚三疊世大醬缸組含煤岩系。上侏羅統含煤岩系久大組為湖沼相含煤碎屑岩沉積，砂岩、泥岩夾火山岩、煤層，厚50～350 m，含煤2～4層，可採煤1～2層，為厚0.8～1.0 m薄煤層。
中國大陸白堊紀含煤盆地分布特徵不僅與古生代克拉通含煤盆地有天壤之別，與三疊、侏羅紀含煤盆地亦有很大不同。白堊紀含煤盆地主要分布在大陸東北部的准噶爾-興安活動帶和天山-赤峰活動帶東部及華北陸塊北緣，在藏滇板塊岡底斯—騰沖活動帶僅有零星分布。白堊紀含煤盆地集中分布在早白堊世，並以北東—北北東向斷陷型式為主，有些與晚侏羅世斷陷盆地相疊置，或與晚白堊世非含煤沉積蓋層相疊合。除近鄰完達山板片的三江盆地群和藏滇板塊白堊紀盆地有海陸交替相沉積外，其它均為陸相沉積，有些盆地在含煤岩系中夾有火山岩或火山碎屑岩。
海拉爾盆地群位於阿爾泰-額爾齊斯古生代陸緣增生褶皺帶的東部，額爾齊斯—德爾布干斷裂帶以北是古生代褶皺帶基底上發育的燕山期沉積盆地，含煤盆地群呈北東向展布，包括滿洲里、呼倫湖、克魯倫湖盆地，額爾古納（左）盆地，海拉爾北盆地，新寶力格東-貝爾湖隱伏帶，海拉爾、牙克石盆地，伊敏-希林貝爾、紅花爾吉隱伏帶。盆地下部為上侏羅統興安嶺群，與下伏二疊系不整合，與上覆含煤地層為假整合。含煤岩系為下白堊統扎賚諾爾群，分上下兩個組，其上缺失上白堊統地層，被新生界沉積層覆蓋。含煤岩層下部大磨拐河組，為陸相含煤碎屑岩沉積，厚220～1050 m，含煤5～20層，厚10～90 m，單層厚2～10 m，主煤層位於含煤段中部，厚4～30 m，最厚44.85 m。自下而上分三段，砂礫岩段主要分布在盆地邊緣，為礫岩、砂礫岩夾粉砂岩、泥岩、薄煤層，厚20～150 m；粉砂—泥岩段為泥岩、粉砂岩夾細砂岩、煤層，厚100～500 m；泥岩段為泥岩、粉砂岩、粉砂質泥岩夾薄層中細砂岩、粉砂岩、局部夾煤線，厚100～400 m。扎賚諾爾、伊敏、大雁、西胡里吐、寶日稀勒含煤較好。含煤岩繫上部伊敏組為泥岩、粉砂岩、煤層夾砂岩、砂礫岩，厚300～500 m，含煤普遍，有3～4個煤組，各煤組1～5層，厚10～18 m，下部主煤層厚10～50 m。扎賚諾爾、伊敏、大雁、呼和諾爾、紅花爾基含煤較好。
二連浩特盆地群包括紅格爾盆地，東烏珠穆沁-二連浩特、霍林格勒-錫林浩特隱伏帶，霍林格勒、巴彥花、錫林浩特盆地，達萊諾爾-蘇尼特、蘇尼特-烏力吉圖隱伏帶，武川北、武川盆地，新寶力格盆地。二連盆地群位於中蒙邊界內蒙古東部，呈北東向展布，范圍廣闊，主要分布在准噶爾-興安活動帶東部，額爾齊斯—德爾布干斷裂帶以南，跨越天山-赤峰活動帶和華北陸塊北緣帶。在二連盆地群之下有零星的侏羅系地層出露，為中下侏羅統阿拉坦合力群含煤層，其上為上侏羅統興安嶺群，與上覆含煤層不整合接觸。下白堊統巴彥花群和霍林河群為主要含煤層，其上缺失上白堊統地層，被新生界沉積層所覆蓋。巴彥花群分布廣泛，為砂礫岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、煤層，厚500～2000 m。分5個岩性段，含煤段位於中部，厚82～316 m，含煤多達48層，厚98.80 m。盆地群東部勝利、白青華、巴彥寶力格、吉林郭勒含煤好，有2～7個煤組，6～11層煤，多達40多層。西部含煤1～3層，可採煤1～2層，厚1.1～25.3 m。位於盆地群東端的霍林河盆地含煤岩系稱霍林河群，屬陸相含煤碎屑岩沉積，厚1700 m，分6個岩性段，含煤層位於下含煤段和上含煤段。礫岩段位於底部，為礫岩、砂礫岩、砂岩，厚225 m；下泥岩段為泥岩、粉砂岩夾薄層砂岩，厚100～500 m；下含煤段為砂岩、煤層、泥岩、粉砂岩，含煤5組數十層，厚10～100 m，含煤段厚300～600 m；上泥岩段為粉砂岩、泥岩夾薄層油頁岩，厚150～350 m；上含煤段為砂岩、粉砂岩、煤層，厚400 m，含薄層煤20多層，厚10 m，不穩定；砂泥岩段位於頂部，為砂岩、粉砂岩、泥岩，厚250 m。武川盆地含煤岩系為下白堊統固陽組，底部為礫岩、砂礫岩夾薄層泥岩、細砂岩，中部和上部為泥岩、頁岩、油頁岩夾砂岩、石膏層、鈣質泥岩，中部含兩層褐煤層，可採煤4～7層，最大厚5～18 m。
燕山期後，海拉爾盆地群與二連浩特盆地群處於濱太平洋構造域大陸構造-岩漿「活化」帶，屬於大興安嶺—太行山—武陵山隆起帶，早白堊世含煤岩系沉積後，隆起帶區域性抬升，缺失晚白堊世沉積蓋層，下白堊統地層直接為新生界沉積所覆蓋，含煤岩系未被深埋，煤岩變質程度低，主要為褐煤，含煤層埋藏淺且缺少區域性蓋層，對含煤岩系保存十分不利。
松遼盆地位於准噶爾-興安活動帶和天山-赤峰活動帶的東部，盆地主體位於嫩松地塊之上。印支期，地塊抬升遭受剝蝕，晚三疊世局部形成山間坳陷，燕山早期仍為小型山間坳陷，形成含煤火山岩、碎屑岩堆積，中侏羅世後有一次較強烈的構造變動，晚侏羅世後是盆地發育階段，經歷了兩個階段、兩個旋迴。第一階段燕山期旋迴，包括晚侏羅世火石嶺早期的裂陷期，早白堊世早中期沙河子—營城期的深部斷陷期，早白堊世晚期登婁庫期的斷陷轉化期，晚白堊世泉頭—嫩江期的主要坳陷期和晚白堊世四方台—明水期的盆地萎縮期。第二階段喜馬拉雅期旋迴，包括老第三紀古始新世早期的斷陷期，漸新世—第四紀晚期的拗陷期。中生代含煤盆地主要發育在深部斷陷期和早期裂陷期。白堊紀含煤盆地是繼承侏羅紀斷陷盆地基礎上的疊合型斷陷盆地，含煤岩系為下白堊統下部沙河子組、中部營城組，盆地南部稱沙海組和阜新組，在盆地周緣見有較好的含煤層，在盆地中腹埋藏深淺不一，已有油氣深井鑽遇該兩套含煤岩系。中生代以來，松遼盆地處於濱太平洋構造域大陸構造—岩漿「活化」帶，燕山晚期以後一直處於穩定沉降狀態，是松遼—華北—江漢沉降帶的組成部分，早白堊世晚期登婁庫組及其後期拗陷形成的披蓋式的沉積蓋層，是含煤盆地保存的有利條件，對煤層氣形成、演化、保存有利。
位於華北陸塊北緣隆起帶的松遼南盆地群，包括阜新盆地、北票-朝陽盆地、赤峰盆地，均是呈北東—北北東向展布的白堊紀斷陷盆地，其形成時代和機理與松遼深部斷陷盆地相同，僅因華北陸塊北緣隆起帶在晚侏羅世以後抬升與褶皺，早白堊世沉積岩層剝露，對含煤岩系的保存不很有利。早白堊世含煤岩系為沙海組、阜新組，松遼盆地南緣含煤地層亦冠以同名。沙海組為陸相含煤碎屑岩沉積，分三個岩性段，厚578～1370 m。下部礫岩段為厚層礫岩、粗砂岩夾細砂岩、粉砂岩薄層，厚72 m；中部含煤段為粗、細、粉砂岩夾多層薄煤層及煤線，厚145 m；上部泥岩段為泥岩、泥質粉砂岩夾砂岩、礫岩薄層，厚371 m。阜新盆地含6個煤組14層，煤層薄，除一層為2～3 m外，其它均為0.8～1.2 m。赤峰盆地（平庄、元寶山）為礫岩段、泥岩段、含煤段，厚達千米，含煤段120 m，煤層薄不穩定。康平為砂岩、砂礫岩夾泥岩、粉砂岩、煤層，厚300～670 m。阜新組為含煤粗碎屑岩沉積，與沙海組整合接觸，厚655～1200 m。自下而上為高德段、太平段、中間段、孫家灣段、水泉段。高德段為粉砂岩、泥岩夾含礫砂岩，上部夾2～3層薄煤層，厚20～250 m。其餘四段均由含礫粗砂岩—砂岩粉砂岩互層—煤層—粉砂岩構成沉積旋迴，頂部水泉段含10多層不穩定薄煤，其它三段上部均含巨厚煤層為主要含煤段。阜新盆地各段均含煤，含煤最厚10～80 m，多為大於10 m煤層。赤峰盆地平庄、元寶山含煤較好，主採煤3層，厚30～50 m，最厚100 m。
位於天山-赤峰活動帶和華北陸塊北緣帶的冀北蒙中盆地群，包括張北、多倫西、沽源盆地及圍場盆地，盆地分布雖然零星，亦屬整個北東—北北東向盆地群的一部分。含煤岩系除多倫西盆地與二連盆地群巴彥花群相同外，其它盆地為青石砬組，其下為上侏羅統九佛堂組，其上為上白堊統上井子組，屬陸內河湖相含煤碎屑岩沉積，厚242～1000 m，含煤較差。沽源盆地含煤較好，含煤34層，厚67.23 m，主煤層厚0.84～57.73 m，均厚22.83 m。
三江侏羅、白堊紀含煤盆地位於准噶爾-興安活動帶東部佳木斯地塊之上，是以古陸塊為基底燕山期形成的侏羅、白堊紀含煤盆地，其原型盆地被期後構造變動改造後，形成分割的鶴崗盆地、同江隱伏帶、雙鴨山、寶清南、七台河-密山、雞西盆地。自侏羅紀早期至早白堊世含煤盆地經歷了早期裂陷—中期擴展—晚期萎縮發展階段。早侏羅世形成小型斷陷盆地；中侏羅世裂陷擴大，形成裴德組含煤碎屑岩、火山岩沉積；晚侏羅世中期滴道期海水侵入，形成海相、海陸交替相含煤沉積。晚侏羅世晚期至早白堊世早期為盆地擴展期，海域擴大沉積了海相、海陸交替相含煤碎屑沉積。早白堊世城子河期海水開始退出，形成盆地主要含煤層系。早白堊世中期穆棱期，盆地萎縮海水退出，形成陸湖相含煤沉積。三江盆地群白堊紀含煤岩系為下白堊統城子河組陸相含煤碎屑岩沉積，厚500～1000 m。底部礫岩、粗砂岩，中部中粗砂岩、泥岩、煤層、粉砂岩，上部粉砂岩、細砂岩、泥岩夾煤層，有凝灰岩夾層。含煤20～60層，單層厚0.6～1.5 m，最厚9.14 m，可採煤20～40層，厚11.07～23.13 m。由西向東含煤層數增多，煤層厚度增大。下白堊統中部為穆棱組，整合於城子河組之上，與上部樺山組不整合接觸。穆棱組為陸內湖沼相含煤沉積，細砂岩、泥岩夾凝灰岩、煤層。勃利、雞西盆地含煤較好，含煤1～17層，可採煤1～9層，厚3.78～7.77 m。下白堊統珠山組砂岩夾泥岩、炭質泥岩、薄煤層，厚930～1230 m。含薄煤20多層及煤線，可採煤2～3層，局部可採煤6～8層，厚0.3～0.8 m，單層最大厚15.1 m。早白堊世晚期樺山期，盆地沉積了火山碎屑岩及粗碎屑岩，厚500～2000 m。晚白堊世伊林期，構造活動強烈，火山噴發劇烈，為一套雜色火山岩、碎屑岩，厚200～600 m，與下伏地層不整合。三江盆地群處於長白-諸廣隆起帶，燕山晚期處於區域隆起狀態，盆地萎縮，沉降幅度小，沉積層厚度較薄，對含煤岩系熱演化及保存都不很有利，燕山期及期後構造活動強烈，對含煤岩系保存也很不利。
吉東盆地群位於天山-赤峰活動帶的東端，包括東寧、延吉、汪清、蛟河、雙陽、遼源盆地，分布零星，面積狹小，亦為斷陷盆地。有些盆地在白堊紀含煤岩系之下有侏羅紀或晚三疊世含煤岩系存在，斷陷盆地保存不很完整，上下盆地疊合的不很完好。各盆地岩性不一，多與靠近的盆地相似。雙陽盆地靠近松遼盆地，含煤岩系為下白堊統營城組，其下為長安組，含煤2層，單層厚1～2 m，最厚14.49 m。東寧盆地含煤岩系為下白堊統奶子山組。蛟河盆地含煤岩系為奶子山組，陸相含煤碎屑岩沉積，岩性下粗上細，厚200～300 m，含薄層煤20多層，8～12層局部可采，厚9.47～43 m。上覆烏林組為陸相含煤碎屑岩沉積，厚150～450 m，含不穩定局部可採煤。遼源盆地及延吉、汪清盆地含煤岩系長安組為粗碎屑岩夾細碎屑岩，厚200～900 m，下部含巨厚煤層，厚4～10 m，最厚33 m。
位於華北陸塊遼東隆起帶上的遼東盆地群包括撫松西盆地、新賓盆地，撫松西盆地含煤岩系為長安組，新賓盆地含煤岩系為沙海組。遼東盆地群雖然位於遼東隆起帶上，但都是燕山晚期形成的斷陷含煤盆地，與中國大陸東北部分布的白堊紀盆地群有著共同的成因機理和相似的地質構造特徵。
Ⅲ 內蒙古煤炭建設工程（集團）總公司赤峰工程公司怎麼樣
簡介：內蒙古煤炭建設工程（集團）總公司赤峰工程公司成立於2001年04月30日，主要經內營范圍為承擔工程造容價1000萬米以下的各類地基與基礎工程水文、工程地質、水源井、石油井、地熱井工程施工等。
法定代表人：王國政
成立時間：2001-04-30
工商注冊號：150428000001105
企業類型：國有經營單位(非法人)(4410)
公司地址：內蒙古自治區赤峰市喀喇沁旗牛營子鎮西山村
Ⅳ 赤峰好嗎
赤峰當然好了，一，因為那裡的治安狀況比較好，不會大白天的也地方被專搶被偷的。二，消費水屬平相對較低，對於工薪階級來說，可以省下一比不小的開支。三，赤峰房價相對便宜，如果你打算在赤峰定居的話，我建議你在赤峰買一處房子，也算一個小的投資吧。四赤峰的工資水平還算中上，而且現在找個普通的工作也不是什麼難事。五，交通便利，不管你的南去北京還是東去沈陽大連，赤峰的公路、鐵路四通八達。更有飛機航班可以直達。相比其他的城市，赤峰的經濟也正在逐步崛起，希望你也能為赤峰的振興添磚加瓦！
Ⅳ 內蒙古赤峰市煤儲量
內蒙赤來峰發現儲量超16億噸大煤田自
通過對搜集到的地質資料進行分析預測，赤峰市阿魯科爾沁旗紹根地區蘊藏有豐富的煤炭資源。現已進入全面勘探階段，預計儲量超過16億噸。
為驗證這一評價結果，內蒙古煤炭地質局104地質隊簽訂了煤炭地質勘探合作協議，對掌握的資料進行驗證。l號驗證孔共見煤6層，可採煤層4層，單層最大厚度9．5米，累計煤層16．1米，埋深321---411米。2號驗證孔單層最大厚度12．4米，累計可採煤層厚度達46．9米。根據以上驗證情況和對煤樣進行分析，初步斷定該煤田含煤區域為70平方公里，長16公里，寬4—5公里。經專家論證，該地區有望成為一個大型煤田。經沈陽煤炭研究所初步化驗屬優質褐煤，發熱量為5800大卡／千克，蘊藏深度為270—670米，最大單層厚度20米。
由於國內煤炭資源的緊張，加之紹根煤田煤質較好和區位優勢，目前已有多家大的企業對這里的煤炭資源開發表示出濃厚興趣。現在，政府已經與北京國際電力投資開發公司和雙遼發電集團簽訂了煤電開發協議。下步將與國內外有關煤化工，企業進行合作，從煤轉電、煤化工等多領域對紹根地區的煤炭資源進行開發利用。
Ⅵ 內蒙古赤峰的歷史由來
因城區東北部赭紅色山峰而得名，赤峰為紅山之意，蒙古語「烏蘭哈達」。
赤峰市原為昭烏達盟，昭烏達為蒙語，漢譯「百柳」之意；位於內蒙古自治區東南部，蒙冀遼三省區交匯處，東南與遼寧省朝陽市接壤，西南與河北省承德市毗鄰，東部與內蒙古通遼市相連，西北與內蒙古錫林郭勒盟交界；市地處內陸，屬溫帶半乾旱大陸性季風氣候區。
(6)赤峰煤炭地質局擴展閱讀
新中國成立以來的歷史沿革：
1949年10月1日到1955年12月31日，北部為內蒙古自治區昭烏達盟，轄阿魯科爾沁、巴林左、巴林右、克什克騰4旗和林西縣；南部敖漢、喀喇沁、翁牛特3旗和寧城、赤峰、烏丹3縣及赤峰市屬熱河省。
1956年1月1日，熱河省撤銷，其所轄敖漢、喀喇沁、翁牛特3旗，寧城、赤峰、烏丹3縣劃入昭烏達盟，昭烏達盟人民委員會由林東遷駐赤峰。
1969年7月5日，昭烏達盟從內蒙古自治區劃歸遼寧省。
1979年7月1日，昭烏達盟由遼寧省劃回內蒙古自治區。
1983年10月9日，全境稱昭烏達盟，轄阿魯科爾沁、巴林左、巴林右、克什克騰、翁牛特、喀喇沁、敖漢7旗，林西、寧城、赤峰3縣和赤峰市。
1983年10月10日，經國務院批准，撤銷昭烏達盟行政公署建制，建立赤峰市，實行市管縣體制，其所轄地域與原昭烏達盟所轄地域相同。新建立的赤峰市設3區，管轄7旗2縣，即：
紅山區、郊區（今松山區）、元寶山區；阿魯科爾沁旗、巴林左旗、巴林右旗、克什克騰旗、翁牛特旗、喀喇沁旗、敖漢旗；林西縣、寧城縣。
參考資料來源：網路-赤峰
Ⅶ 內蒙古有那些大的煤炭公司。要公司名字，謝謝了
伊東
伊泰
這兩個是最大的
其他的包括
神華准格爾能源有限責任公司
內蒙古霍林河煤業集團公司
神華神東煤炭集團有限責任公司
國電內蒙古平庄煤業(集團)有限責任公司
神華烏海能源有限責任公司
內蒙古伊東煤炭集團有限責任公司
內蒙古慶華集團
內蒙古西蒙集團公司
內蒙古滿世煤炭運銷有限責任公司
內蒙古鐵鑫煤化集團有限公司
扎賚諾爾煤業有限責任公司
神華包頭礦業有限責任公司
神華集團金烽煤炭有限責任公司
神東天隆集團有限責任公司
內蒙古煤田地質局
內蒙古匯能煤電集團有限公司
鄂爾多斯市烏蘭煤炭集團有限責任公司
內蒙古蒙發能源投資集團
神華集團萬利煤業集團公司
內蒙古大雁礦業集團有限責任公司
內蒙古特弘煤電集團有限責任公司
神華寶日希勒能源有限公司
內蒙古集通鐵路有限責任公司神通煤炭分公司
內蒙古蒙泰煤電集團有限公司
內蒙古太西煤集團股份有限公司
內蒙古晨宏力煤炭集團
內蒙古牙克石五九煤炭實業有限責任公司
內蒙古如意實業股份有限公司
內蒙古煤炭供銷總公司
內蒙古聚祥煤業集團有限公司
科左後旗金寶屯煤礦
扎魯特旗魯霍煤炭有限責任公司
鄂爾多斯市東源煤電集團
西烏珠穆沁旗露天礦業有限公司
內蒙古星光煤炭集團有限責任公司
鄂爾多斯市大源煤炭有限責任公司
鄂爾多斯市東辰煤炭集團有限責任公司
准格爾旗聚能煤炭有限責任公司
霍林郭勒市源源能源有限責任公司
伊旗呼氏煤炭有限公司
阿左旗黎明有限責任公司
神華北電勝利能源有限公司
准格爾旗准聯煤炭有限責任公司
烏海市溫明礦業有限責任公司
阿拉善盟天榮煤炭有限責任公司
赤峰市元寶山區建昌營煤礦
准格爾旗蒙南煤炭有限責任公司
內蒙古李家塔煤礦
Ⅷ 模型應用三
以元寶山露天礦區地下水疏乾井群優化設計為例。
元寶山露天煤礦於1954年發現，經過勘探，1987年由沈陽煤礦設計院完成露天礦初步設計，並於1990年10月15日正式開工建設。元寶山露天礦區，在歷史上沒有開采記載，其西南部有元寶山一、二、三、四井，東北部為老公營子和小風水溝井田，露天礦西南部現有兩座地方小煤窯沿七煤露頭向井田內開采。露天礦現已建成西、南兩個排土場，一、二采區也正在建設中。採掘場南部邊界形成於元寶山腳下，東部邊界以F1斷層為界；而西部邊界則是沿著六煤層底板形成的。開採用一、二采區同時拉溝的方法，由南向北推進，北幫為工作幫。露天礦設計最終開采面積12.32 km2。露天開采儲量54289萬t，A+B級儲量53265萬t，設計規模為年產原煤500萬t。
從1954年以來，地質、煤炭、水電等部門先後在該地區進行了大量的卓有成效的工作，取得了豐富的資料。1954～1955年，平庄礦務局地質隊及東煤地質局107隊在該地區進行了煤田地質普查工作；東煤地質局104隊於1973年提交了「元寶山露天精查地質報告」，於1982年提交了「元寶山露天水文地質、工程地質（剝離物強度）勘察報告」；水電部東北電力設計院於1975年提交了「元寶山電廠新建工程供水水文地質勘察報告」，水電部南京水利科學研究院於1987年提交了「元寶山露天煤礦受英金河滲漏影響計算」；煤炭科學研究總院西安分院於1993年提交了「元寶山露天煤礦帷幕工程初步設計說明書」，「元寶山露天煤礦帷幕截流工程地質勘察報告」等成果。前人的工作積累了本區豐富的地質及水文地質資料，為今後的工作奠定了良好的基礎。
但就在露天坑剝離建設過程中，豐富的第四系鬆散沉積含水層中的地下水給露天剝離帶來了巨大的困難。目前正在剝離區外圍大面積區高強度疏乾地下水。自從1990年以來，先後施工疏干孔近120個，每天總排水量達40～50萬m3左右。露天坑及其附近第四系含水層地下水位下降約8～20 m，采區內最大水位降深為27 m左右。區域內第四系含水層地下水流場已基本趨於穩定。但目前的地下水流場還遠不能滿足已經開挖的剝離區（一采區和二采區）的剝離要求，特別是二采區安全剝離的水位降深值應為20～50 m左右。因此，如要二采區安全出煤，還需對本區第四系地下水位疏降10～30 m左右。因此，目前的疏干方案、疏干工程和疏干水量都遠不能滿足礦山建設和生產的需要。選擇最優秀的疏干工程以最小的總疏干水量達到疏干要求成為目前礦山建設急需解決的問題。
7.3.1 地下水系統及水文地質模型
7.3.1.1 研究區概況
（1）地理與交通
元寶山露天煤礦位於內蒙古自治區赤峰市東35 km，屬赤峰市元寶山區建昌營子鄉所轄。其地理坐標為東經119°17′55″～119°19′55″；北緯42°19′13″～42°22′21″。
礦區南部有專用鐵路，在元寶山車站與葉赤線（葉柏壽—赤峰）接軌，礦區與赤峰及鄰近旗、縣均有三級公路聯結，交通十分便利。
（2）地形與地貌
元寶山露天煤礦位於英金河河谷平原，英金河從礦區中部穿過，把礦區分為南、北兩大部分。露天礦南部地處英金河右岸一級階地，階地寬500～4000 m，地面坡度為1‰～1.5‰，地面高程為472～482 m。露天礦北部位於英金河左岸一、二級階地，地面坡度1‰～2‰，階地寬500～5000 m，地面高程482～490 m，階地表面有現代風積沙，沙丘呈波狀分布。
總體來看，礦區為四周被低山丘陵所環繞的河流沖、洪積平原。周圍丘陵高程一般在500～600 m。沖、洪積層形成本區極其富水的含水層，而豐富的巨厚層煤炭資源就隱伏在第四系含水層之下。
（3）氣象與水文
該區為半乾旱大陸性氣候。其特徵是：冬季長而乾冷，夏季雨量集中，春秋季少雨雪多大風。
據赤峰市氣象台資料，元寶山地區多年最高氣溫為42.5℃，最低氣溫為-31.4℃。凍結期一般為11月中旬至翌年3月末（平均氣溫-10.8℃，最低氣溫-27℃，最高氣溫7.6℃），最大凍結深度2.01 m。
本區多年平均相對濕度為49%，平均蒸發量為1867.1 mm，年平均降水量為372.34 mm（據1950～1994年資料），全年降水多集中在夏季6～8月，約佔全年的68.55%。
英金河自西北向東南流經礦區，於東八家匯入老哈河，為老哈河左岸最大的支流。英金河發源於河北圍場北部山區（七老頭山）。流長194.6 km，流域面積10598 km2。歷年最大洪峰流量2650 m3/s，最小流量為0.5 m3/s，多年平均流量為12.8 m3/s。河床寬度變化較大，在200～900 m之間。主流擺動對兩岸側蝕較強，洪水期常造成河岸坍塌。近年來由於上游水庫蓄水和農業灌溉的發展，位於下游的露天礦區一帶春秋冬季常常斷流。該河枯水期、平水期、豐水期的流量分布與降水量的分布規律相同。在元寶山露天礦區以垂直滲透形式補給地下水。
老哈河由西南向東北流經河谷平原南部，距露天礦區3 km。該河發源於河北省平泉縣七老頭山脈的光頭山，於昭烏達盟大興鄉海里吐附近與西拉木倫河匯合成西遼河。全長421.8 km。流域面積33076 km2。歷年最大洪峰流量為9840 m3/s，最小流量為0 m3/s，多年平均流量為13.6 m3/s。研究區內河床寬度在500～1000 m之間。河床及河漫灘主要由沙、沙土及礫石組成，該河枯水期、平水期、豐水期的流量分布亦與降水量的分布規律相同。在元寶山露天礦區以垂直滲透形式補給地下水。
7.3.1.2 地質與水文地質條件
（1）礦區主要地層
A.上侏羅統杏園組：以灰白色中細砂岩為主，夾紫紅色砂岩和泥岩，厚度大於100 m。中部為灰、灰綠色砂岩和砂礫岩夾黑色泥岩，厚度60～230 m。上部為灰綠、灰褐色厚層泥岩夾灰白色砂岩，厚度在200 m左右。分布於F1斷層以東的斷塊中。
B.上侏羅統元寶山組：以灰白色中細砂岩為主，夾粗砂岩、泥岩和煤層，一般厚約340 m，含12個可採煤層，累計可採煤層平均厚度84.29 m，以五、六煤組為主要可採煤層。
C.第三繫上新統（N2）：底部為紫紅色砂岩、泥礫岩和泥岩，不整合於元寶山含煤組地層之上，厚0～115 m，僅在露天礦南部的穹窿背斜處分布。上部為玄武岩、紅土和砂礫石層，僅出現在礦區北部或覆蓋於露天礦的南部紫紅色砂礫岩之上。
D.第四系（Q）：以現代沖積、洪積和冰水堆積物為主，由安山岩、玄武岩等礫石成分構成的圓礫、泥礫、卵石和砂組成。厚度14～85 m，一般為55 m，在整個元寶山盆地內均有分布。在礦區附近，厚度一般為14～60 m，自西向東由薄變厚。
（2）礦區主要地質構造特徵
元寶山煤田為一斷陷含煤盆地，受燕山構造變動的控制呈NNE—NE向狹長帶展布，含煤盆地為一寬緩的復式向斜構造，由三個向斜和兩個背斜組成，自東南向西北依次是：風水溝短軸向斜、五家背斜、南荒向斜、龍頭山背斜和老窯短軸向斜。在向斜構造內賦存有可採煤層，向斜軸向NNE，地層傾角3°～5°。
總體而言，本區第四系下伏煤系地層比較平緩，主採煤層厚60 m左右，煤層產狀及其賦存條件非常有利於煤炭資源的露天開采。
（3）礦區水文地質條件
第四系孔隙潛水含水層由沖積、洪積和冰水堆積的圓礫、砂礫、卵礫石、泥礫等組成，粒徑為5～60 mm的佔50%以上，大於60 mm的佔20%，個別地段見漂石。礫石成分以安山岩、花崗岩為主，磨圓度較好，球度差。從西南往東北厚度增大，但變化趨勢比較平緩，僅在基岩面的兩階地之間的階坎處厚度變化比較大。
第四系地層由於成因不同，上部和下部地層滲透性有一定的差異，據以往勘探試驗資料，上部滲透系數較大，約為256～710 m/d，下部較小約為16～146 m/d，但二者有密切的水力聯系。水質屬重碳酸鈣鎂型水，pH值大部分在7～8之間，固形物含量240～400 mg/L，鈣鎂總含量為260～365 mg/L，水溫為8～11℃。
侏羅系孔隙裂隙弱含水層，由砂岩、砂礫岩、粉砂岩及煤層組成，在煤層中有少量的裂隙。一般厚度為50～150 m，平均厚度為113.9 m，根據抽水試驗資料滲透系數為0.001～0.38 m/d。
由此可見，第四紀鬆散沉積潛水含水層是本區惟一的主要含水層。而其他基岩裂隙水可以忽略不計。
在天然條件下，本區地下水的流向和地表水流向一致，即由盆地的北西，南西向東南徑流。水力梯度平緩（見圖7.23）。近年來，隨建昌營電廠水源地抽水及露天礦剝離疏干排水，使得第四系地下水位形成了以露天礦剝離區為中心的降落漏斗。地下水形成了從四周向漏斗中心匯流的新的徑流條件。
第四系地下水的補給主要來自盆地內部季節性大氣降水、流經盆地內部的英金河和老哈河的滲漏和來自北西、南西的上游側向徑流。特別應該注意的是目前地下水位降落漏斗已經越過英金河和老哈河向外擴展，所以河流對地下水的補給以滲入式為主，而不是注入式補給。由上述分析可見，研究區第四系地下水目前的主要補、徑、排關系如圖7.24所示。
（4）第四系地下水疏干現狀
從1990年8月15日疏干工程開始至今，共投入運行13排，計121個疏干鑽孔，有部分孔報廢，部分孔停運。平均排水量達40萬～50萬m3/d（見表7.23）。采區內的漏斗中心在觀5孔位置附近，水位標高在（438 m±1 m）變動。主要疏干鑽孔見圖7.25。
圖7.23 礦區第四系地下水天然流場圖
圖7.24 元寶山礦區第四系地下水補、排關系示意圖
與露天礦相鄰的建昌營電廠採用群孔集中抽取第四系地下水作為電廠供水水源，其日抽水量在10萬m3左右。由於兩個水源地的長期抽水，區域地下水流場近幾年基本趨於穩定，疏干排水結果使礦區水文地質條件發生了較大的變化。主要表現在：①沿英金河方向地下徑流水基本被疏干截奪；②地下水水位低於英金河和老哈河的河水位，使二河成為「懸河」；③地下水從英金河和老哈河獲得滲透補給。
（5）元寶山露天礦區第四系地下水流數學模型
根據前述元寶山露天煤礦水文地質條件，所選擇模擬計算的主要含水層為位於英金河和老哈河沖積平原范圍內的第四系潛水流含水層，面積約為210 km2。西北邊界、南西邊界和東南邊界，一般離疏干區較遠，可作為定水頭邊界處理，其餘邊界作為隔水邊界。
圖7.25 礦區目前主要疏乾井群分布圖
表7.23 1990～1995年疏干排水量統計表（萬m3/mon）
將第四系含水層視為一個非均質，各向異性含水層，盡管第四系底板有一定的起伏，但地下水流仍可視為潛水二維非穩定流動。英金河和老哈河對潛水含水層以滲入方式補給。
根據元寶山礦區第四系潛水地下水特徵及邊界條件，文中建立了元寶山露天煤礦區第四系地下水流二維非均質，非穩定各向異性地下水運動數學模型。
地下水系統隨機模擬與管理
式中：h——潛水地下水水位［L］；
μ——給水度（量綱一）；
Kxx，Kyy——第四系含水層x，y方向主滲透系數；
t——時間；
（x，y）——笛卡兒坐標；
Ω——地下水滲流區域；
Γ1——第一類邊界條件；
Γ2——第二類邊界條件；
h0（x，y，t）——初始水頭分布；
ε———單位面積上的入滲補給強度[L3/（T·L2）]，主要包括大氣降水補給、河流入滲補給等；
W——源、匯項，本模型中主要反映了露天疏乾和電廠取水等抽水量；
Z——含水層底板標高（L）。
對模型（7.3）採用迦遼金有限元方法進行求解，採用三角形單元剖分。平面上共剖分為1788個三角形單元，952個計算節點。見圖7.26和圖7.27。由於計算區域較大，所以圖7.27是對露天剝離及井群疏干區域的放大。
圖7.26 礦區地下水有限元計算剖分圖
7.3.2 水文地質參數隨機性及參數識別
研究區的水文地質條件和其他地下水系統類似，控制地下水流的主要參數亦具有極強的隨機性和不確定性。就含水層介質結構而言，由於受其成因條件的限制，不管在垂向上或平面上，其沉積物性質變化較大，往往是砂、礫石及粉砂質黃土互為透鏡體狀產出。這種介質性質在空間上分布的隨機性決定了含水層主要水文地質參數（Kx，Ky，μ）的隨機性。其次，含水層的補給條件（河流入滲、大氣降水及側向徑流）強烈地受到本區降水規律的影響。由於大氣降水因素的隨機性也決定了本區地下水的補給條件具有隨機性。最後，地下水的主要排泄條件（電廠供水、露天坑疏水、農業用水等）都受到設備、用水量等多種人為因素的干擾和影響，所以排泄條件亦可視為隨機因素。由此可見，影響本區地下水補給，徑流和排泄的多種因素都具有隨機性和不確定性。用任何一組確定的參數去刻畫本區地下水系統的行為都欠准確。所以，引入隨機理論和統計概念來研究該含水層系統的性質和對其進行規劃管理則更具有實際意義。
圖7.27 礦區地下水有限元計算剖分圖
根據上述分析，採用研究區1991～1995年的水文地質資料（抽水資料、降水資料、地下水動態資料）分別求得了5組水文地質參數。調參過程採用了試估-校正法。即首先根據已有資料給出參數初值，運算地下水數學模型，求解地下水水位值，將所求結果與實測結果不斷進行比較，修正參數，直到達到要求的擬合精度。並在假設檢驗的基礎上，分別統計計算了每個參數的均值、方差及其概率分布形式。表1.1為15個參數區水文地質參數Kx，Ky及μ的反演值、均值和方差。通過假設檢驗，Kx，Ky及μ均服從［a，b］均勻分布。
在參數反演過程中，對下列問題進行了專門處理：
（1）初始流場。以每個模擬年份1月10日區域觀測水位為基礎，採用Kriging插值方法，插出每個節點的水位值，作為該年份模擬計算的初始流場。利用每年1～6月份水位觀測資料作為調參擬合水位。
（2）降水量。模擬過程中的降水量採用赤峰氣象站的實際觀測資料。在疏干預測過程中採用1950～1995年月平均降水量資料。降水入滲系數取0.3。
（3）河流入滲補給。根據實際觀測資料，英金河和老哈河的最大滲透量分別為4.12×104 m3/s 和1.6×104 m3/s。計算時用其總滲透量除以兩河在計算區的面積得出單位面積的滲透量，加入到相應的面積單元中。農業取水和灌溉回滲因缺乏資料，在本模型中未進行專門考慮。
（4）由於潛水流為非線性偏微分方程，文中在利用響應系數法建立管理模型時，利用Boussinesq方程進行了近似線性處理，將其近似為線性問題考慮。
正如前面有關章節所述，元寶山露天礦目前生產和建設所遇到的最大問題就是第四系地下水的控制與管理問題。就這一問題前人已經做過大量的研究工作，並提出了建造防滲帷幕牆、疏干與回灌相結合等多種技術方案，其核心目標就是希望在保證礦山安全生產的同時，盡可能保護地下水資源，減少地下水位的大面積下降。但因經濟、社會等多方面的原因，這些方案都未能付諸實施。目前仍以大面積井群疏干為主要防治水技術措施，且現有的疏干工程和設計能力無法滿足生產要求。因此，基於現有工程狀況提出新的既能滿足礦井建設與生產的要求，又能確保礦井總疏水量最小的礦井疏乾井群設計方案及孔位布置原則顯得尤為必要和迫切。正是本著這一目的，以礦井剝離區四周水位降至設計標准為約束條件，以穩定總疏水量最小為目標函數，以疏干水量為決策變數建立和求解了隨機地下水控制與管理模型。提出了在不同的約束條件置信度水平下總疏干水量及其疏干孔位優化設計的原則。
7.3.3 機會約束地下水管理模型建立
根據元寶山露天礦區第四系地下水疏干管理的約束條件，目標函數及決策變數，建立礦區第四系地下水疏水量優化設計的機會約束隨機管理模型為：
地下水系統隨機模擬與管理
式中符號意義同前，其中：n=1，即考慮了一個疏干階段。m=96，即選擇沿剝離區外圍兩排節點（總計96個）為疏乾井的候選位置（決策變數），見圖7.28。j=35，即沿剝離區邊沿一周的節點（總計35個）為水位約束控制點。
將有關參數代入模型（7.4）式，並進行適當轉換後，得下列管理模型：
地下水系統隨機模擬與管理
式中：S（j）=H0（j）-ZL（j）-5；
i=1，2，…，96；
j=1，2，…，35。
7.3.4 模型求解
將本區第四系含水層隨機水文地質參數的反演結果、隨機分布形式及其他參數代入隨機有限元模型，並採用Monte-carlo隨機有限元求解技術解得隨機管理模型的響應系數均值E[β（i，j）]和方差 r2（i，j）。採用Taylor展開隨機地下水管理模型求解技術解得在不同隨機約束置信度水平下的地下水總疏干水量及其疏干位置分布。計算結果見表 7.24。總疏干水量與約束置信度水平之間的關系見圖7.29。
圖7.28 可供選擇的疏乾井位分布圖
表7.24 考慮目前開挖區范圍條件下計算結果表
圖7.29 總疏水量與置信度水平關系圖
7.3.5 計算結果討論
（1）從計算結果可知，由於水文地質參數的隨機性，要達到疏干要求，其總疏水量與對約束條件滿足的置信度水平有密切關系。隨著約束條件置信度水平的降低，其總疏水量明顯下降。而隨約束條件置信度水平的提高，其總疏水量迅速增大。說明若要保證在水文地質參數出現不利於疏干進行的小概率事件時，仍能滿足疏干要求，則總疏水量必然增加，這與理論分析及實際情況相一致。
（2）目前所具備的40萬～45萬m3/d的疏干能力顯然太小，即使80%的約束置信度也不能滿足。所以，總疏水量的增加是不可避免的。
（3）從疏乾井的分布來說，主要集中於當前剝離區的東北和東南（第四系厚度較大區）。這也與水文地質條件分析結果一致。因為疏干區含水層基底總趨勢是西高東低。若要保證整個疏干區地下水位的疏干，只要東部區能達到疏干要求，西部區水位自然可降至疏干要求（因含水層滲透性很好，地下水位將非常平緩）。因此，若將疏干孔布置在西部區必然是浪費和不必要的。
（4）為了檢驗管理結果的優越性和正確性，以目前的疏干水位降為約束條件代入管理模型進行了求解。如果考慮參數的方差為零（即為確定性模型），其計算結果如表7.25。如果考慮參數的方差及約束的置信度水平，則計算結果如表7.26所示。表中結果說明，對於確定性參數，如果按優化的疏乾井群進行疏干，則總疏水量可比目前實際疏水量減少10萬m3/d左右。如果按隨機參數模型考慮，則目前的疏水量恰相當於約束條件置信度為（95%～100%）之間的計算水量。由此可見，管理模型的計算結果是符合實際情況的。
表7.25 元寶山露天礦疏干條件確定性模型優化水量及分配計算結果
表7.26 當前疏干條件優化計算結果表
續表
（5）為了進一步檢驗管理結果的正確性，我們將管理結果代入地下水模擬預測模型，進行了地下水疏幹流場的模擬預測，預測的流場形態較好地反映了在不同約束條件置信度水平下對疏干要求的滿足性。