2.1　新街台格庙矿区斜井工程

2.1.1　工程基本情况

台格庙矿区位于鄂尔多斯市境内，行政隶属鄂尔多斯市伊金霍洛旗和乌审旗。矿区规划总面积771.0km2，规划总资源量14427.72Mt，整装配置给神华集团公司勘查开发。矿区可采煤层共15层，埋藏深度519～919m，地质构造简单，为近水平煤层，煤层赋存较稳定、煤质优良、开采技术条件较好，适合建设大型安全高效矿区，地理位置如图2.1所示。

矿区划分为六个井田，设计生产能力总计85.0Mt/a。矿区南部呈“田”字形划分为四个井，先期开发，设计生产能力均为15.0Mt/a。南部四个井田在中部集中布置缓坡主、副斜井，实现集中管控，共享基础设施。

根据矿区规划将1号矿井的主、副斜井分别作为试验工程的1号、2号示范井筒，并作为国家科技支撑计划项目“盾构施工煤矿长距离斜井关键技术研究与示范”的示范工程。新街台格庙矿区一号井的主斜井坡度-10.5％ （6°下坡），长度为6553m，最大埋深685m，斜井开挖直径7.62m，净空直径6.6m，管片厚350mm，环宽1500m。斜井包含明槽段及盾构掘进段两部分，其中明槽段长150.309m，盾构掘进段长6402.691m。采用双模式盾构（具有闭式和开式两种掘进模式）掘进施工。

2.1.2　地质情况

2.1.2.1　工程地质

根据地质勘探成果分析，斜井工程穿越地层由老至新发育有：侏罗系中统延安组（J1-2y）上段、侏罗系中统直罗组（J2z）、安定组（J2a），白垩系下统志丹群（K1zh），第三系上新统（N2）和第四系（Q4）。

（1）侏罗系中统延安组（J1-2y）

斜井工程落底于侏罗系中统延安组上部。岩性为灰白色高岭土质胶结的细砂岩、粉砂岩，局部相变为砂质泥岩和泥岩。

（2）侏罗系中统直罗组（J2z）

该地层岩性组合上部为灰绿色砂质泥岩、粉砂岩呈互层出现；下部为灰绿、青灰色中～粗砂岩，中夹粉砂岩、砂质泥岩。在矿区北部一带底部为砾岩或含砾粗粒砂岩。钻孔揭露该组地层厚度平均143m。与下伏地层呈平行不整合接触。

（3）侏罗系中统安定组（J2a）

岩性组合为绛紫色或棕红色细～粗粒砂岩夹薄层紫红色、灰绿色泥岩、砂质泥岩。砂岩中含大量青灰色泥质包裹体。钻孔揭露该组地层厚度平均120m。与下伏直罗组地层为整合接触。

（4）白垩系志丹群（K1zh）

岩性组合为一套浅紫、粉红色细砂岩与灰白色中～细砂岩互层，砂岩成分以石英、长石为主，分选及磨圆度较差，泥质胶结，具大型槽状、板状斜层理。底部局部为黄绿色粗砂岩及灰黄绿色砾岩、砂砾岩，含砾粗砂岩互层，局部夹泥岩，具平行层理，泥质和钙质胶结。钻孔揭露地层厚度335～425m，平均376m。受后期侵蚀作用，地层厚度变化较大，总体呈由东南向西北变厚。与下伏地层呈角度不整合接触。

以上（1）～（4）各地层的岩性、岩石中所含矿物、岩石中主要矿物、岩石耐磨性、岩石强度和岩石的完整性见表2.1。

（5）第三系上新统（N2）

零星出露于试验区外北部平缓山顶和沟掌。其岩性为紫红色粉砂岩与粉砂质泥岩互层，类似层状泥灰岩透镜体、灰质结核，底部为灰黄、灰白色砂砾岩、砾岩。不整合于K1zh地层之上。

（6）第四系（Q4）

按其成因，区内第四系分为湖积物（）、湖积物（）和风积砂（）三类。

湖积物（）：分布于现代洼地和河谷两岸。主要在高黎沟发育。沉积物为黄色含细砾砂土层，灰黑色黏土、灰黑粉砂黏土，为湖相堆积。

湖积物（）：主要分布在湖泊及较大的干涸洼地中。主要沉积物由白黑色、灰黑色淤泥和含结晶碱、盐、芒硝、各种粒级的砂组成。其上与第四系风成砂连续沉积。

风积层（）：主要由砂和亚砂土组成。普查区地表广泛分布。沉积物为滚圆良好的黄褐、浅红色中细粒石英为主，长石次之，含少量暗色矿物，多形成沙丘、砂岗、砂垅，不整合于老地层之上。

总体上斜井所穿越地层的岩石力学强度不高，岩体质量较差，稳定性较差。岩石均以软弱岩石～半坚硬岩石为主，泥岩类遇水软化易变形，甚至会出现崩解破坏现象。

2.1.2.2　水文地质

新街台格庙矿区斜井工程区北部发育有通格朗沟河，通格朗沟河北部发育有刀兔河和楚鲁图河等次一级沟谷，北部地表水流由东南向西北。这些沟谷均属季节性流水沟谷，只在丰雨期形成短暂洪流。工程区南部发育有高黎庙沟，地表水流由西、东北向高黎庙沟内聚集，这些沟谷也均属季节性流水沟谷，只在丰雨期形成短暂洪流，汇合与高黎庙沟后向东南注入沙漠。工程区地表无水系。

煤田区域内地表水体不发育，多旋回的碎屑岩沉积物中富含泥质及有机质，区内断裂构造发育程度低，碎屑岩类空隙发育差，地下水径流条件不良。地下水的补给源以大气降水为主，第四系松散潜水含水层直接接受大气降水补给，基岩含水层在浅部可接受大气降水及潜水的补给，在深部接受侧向径流补给。

潜水的径流明显受地形控制，一般沿沟谷方向径流；承压水径流受煤田整体构造形态控制，一般沿岩层倾向即西南方向径流，进而排泄出煤田外。

煤田内主要发育中生界的陆相碎屑岩，次为新生界的半胶结岩类及松散岩类。根据地下水的不同含水特征，区域含水岩组可划分为松散岩类孔隙含水岩组和半胶结岩类孔隙含水岩组和碎屑岩类裂隙-孔隙含水岩组三类。

（1）主要含水层

①第四系（Q）松散层潜水含水层：包含全新统风积砂层孔隙潜水含水层（）和全新统湖积物泥砂层孔隙潜水含水层（）。

a.全新统风积砂层孔隙潜水含水层（）

潜水含水岩组为现代砂丘地形，在丘间洼地中含有丘间洼地潜水，不具大型供水价值。岩性为灰白色中细砂、粉细砂，结构松散，沉积厚度1～10m不等，遍布全区。据1978年的《内蒙古自治区乌审旗水文地质普查报告》：地下水位埋深0.50～3.00m，单位涌水量0.25～1.00L/（s·m）。该含水层的富水性中等，透水性能良好，地下水水质良好。

b.全新统湖积物泥砂层孔隙潜水含水层（）

潜水含水岩组，湖积物主要分布在湖盆及较大的积水凹地中，在丘间洼地中含有丘间洼地潜水，不具大型供水价值。岩性为灰白色、灰黑色淤泥及不同粒级的砂组成，沉积厚度0～10m不等。据2012年《内蒙古自治区东胜煤田台格庙矿区煤炭详查报告》，该含水层地下水位埋深1.50～4.00m，水位标高1269.13～1318.45m，地下水化学类型为HCO3-—Ca2+型水，矿化度350mg/L，透水性能良好，地下水水质良好。

②白垩系下统志丹群（K1zh）孔隙裂隙含水层

该含水层岩性以紫红色细-粗粒岩、粉砂岩为主，中夹薄层砂质泥岩、粉砂岩，具大型交错层理。含水岩组岩性以中-粗-细粒砂岩为主，泥质胶结，裂隙不发育，孔隙率2.62％～30.56％，全区赋存。白垩系顶部岩性为中、细砂岩、砂质泥岩，该含水层与上部第四系含水层间的隔水层发育较差，所以与上部含水层有一定的水力联系。

根据勘查，该含水层水位标高1297.43～1312.22m，含水层厚161.61～217.42m，均厚178.96m，单位涌水量0.0424～0.1319L/（s·m），渗透系数为0.05574～0.08637m/d，pH值为8.12～8.6。

③侏罗系直罗组（J2z）孔隙裂隙含水层

该含水层下部岩性为青灰色、灰绿色中粗粒砂岩，杂色粉砂岩及砂质泥岩；上部岩性为紫红色、灰绿色中粗粒砂岩、砂质泥岩夹粉砂岩及细粒砂岩。含水岩组岩性以中粗砂岩为主，泥质胶结，裂隙不发育，含水层连续性较好。

对该层与安定组（J2a）进行了混合抽水试验，试验最大降深为14.57m，涌水量0.513L/s，水位埋深25.73m，水位标高1282.57m，单位涌水量q=0.03521L/（s·m），渗透系数K=0.05616m/d。

勘查区内直罗组含水层富水性中等。水质资料显示，矿化度1199mg/L，pH值为8.58。

④延安组顶部孔隙裂隙含水层

该层主要由中粒砂岩、粗粒砂岩组成，含水层基本全区分布，连续性较好。

根据钻孔资料，该含水层的水位埋深27.05m，水位标高1276.107m，单位涌水量0.05089L/（s·m），渗透系数0.06767m/d，该含水层地下水矿化度1731mg/L，pH值为8.34。

（2）主要隔水层

①白垩系下统志丹群（K1zh）隔水层

该地层以砾岩、粗砂岩、中砂岩细砂岩为主夹砂质泥岩、泥岩互层沉积为特点，砂质泥岩、泥岩为相对隔水层，其水平及垂向上的空间展布变化大，单层厚度变化范围为3.50～22.70m，为隔水、半隔水岩层，对该地层含水层之间的水力联系具有一定的控制作用。

②安定组（J2a）隔水层

区内地层岩性以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩等泥质岩类为主，中、粗粒砂岩以透镜体形式存在于泥质岩类中，连续性相对较差，是白垩系志丹群含水层与煤系地层含水层之间分布较稳定的隔水层。