范各莊礦南四區域12半煤層開采地質條件分析

摘 要：通過對范各莊礦南四區域地面鉆孔資料鄰近工程實見地質資料的分析和研究，對范各莊礦南四區域12半煤層開采地質條件進行分析和預測，為該區域工作面的設計和煤層開采提供重要的地質依據。

關鍵詞：南四區域12半煤層 地質條件 煤層厚度 煤層間距

中圖分類號：TD8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0046-02

1 概論

南四區域12半煤層位于范各莊礦二水平，南翼四石門采區。

1.1 地面位置

地面為耕地，有溝渠、高壓線、果園及機井。

1.2 井下位置及四鄰采掘情況

此區域上覆1427S采空區（2000年回采完畢）、2421S采空區（1994年回采完畢）、2423S采空區（1996年回采完畢）、2425S采空區（1999年回采完畢）、2427S采空區（2002年回采完畢）、2429S采空區（2005年回采完畢），下部無工程，北部有2433皮帶上山及243平石門，南部為畢各莊風井煤柱，西部為2429S采空區（2005年回采完畢），東部無工程。

2 地質構造

2.1 區域構造分布規律：畢各莊向斜區

南翼的南四石門以南的整個區域為畢各莊向斜區。畢各莊向斜及F5大斷層是該區的主體構造，對區域內其它褶皺和斷裂構造起著控制作用。該區域以褶皺構造和大型斷層發育為主要特征。

F5斷層：為一巨型斷裂構造。斷層在本井田內的落差在200 m以上，由開平煤田的東南部邊緣一直延伸到唐家莊井田。該斷層在井田內的走向已由O5孔、畢44孔控制，傾向NWW，傾角88°。斷層上盤的煤系地層與下盤的奧陶紀灰巖對接，成為井田東南部的自然邊界。有資料證實，F5斷層是喜馬拉雅運動中灤縣地塊相對往北運動而形成的大型剪切構造。F5斷層形成過程中派生的構造應力場對該區域的構造起著重要的控制和改造作用。

畢各莊向斜：軸向呈N20～30°E。樞紐呈波狀起伏，鞍部位于84—3孔和畢10孔之間，兩側沿軸向形成兩個不同形態的小型盆地。兩翼地層不對稱，東北翼較緩，傾角小于10°，西南翼較陡，傾角可達33°，軸面略向西南傾斜。由于受F5斷層的影響，向斜軸自畢36孔以南略有向北偏轉。

小西莊背斜：位于畢各莊風井處，是受F5斷層影響形成的小型牽引傾伏短軸背斜，背斜的核部比較緊密，頂部較為舒緩。軸向NE向，SW向傾斜，與畢各莊向斜交匯于84—3孔至畢10孔之間，從而造成了畢各莊向斜樞紐起伏呈馬鞍狀。受F5斷層影響，距其1100～1400 m處發育一組斷裂構造，位于畢36、84—7鉆孔附近，由F4、F11、F12斷層組成，落差25～30 m。由于均為單個鉆孔控制，未能確定其走向和延展長度。若為F5斷層的伴生構造，其走向應為NWW至NEE向，如果是F5斷層的派生構造，走向則可能為NW向。該組斷層對井田南部采區布置影響甚大，需在以后的生產中投入一定的勘探工程量進一步查明，以指導采區規劃設計和生產。

F0斷層延伸到畢各莊向斜區域，在2500石門和2591上山落差在20～22 m，至018孔附近尖滅。

2.2 構造發育情況

此區域發育有畢各莊向斜，畢各莊向斜及F5大斷層是該區的主體構造，對區域內其它褶皺和斷裂構造起著控制作用。該區域以褶皺構造和大型斷層發育為主要特征。地質構造較復雜，斷層較發育，根據12煤層斷層實見資料推測延伸，可得斷層對此區域影響較大，此區域不受巖漿巖影響，無陷落柱發育。

2.3 巖漿巖

在井田精查勘探期間僅在范51孔的259.6 m和331.65 m深度發現有巖漿巖侵入。礦井投產后，在采掘開工程和補充勘探鉆孔中又陸續揭露多處巖漿巖侵入。到目前井田內已揭露了大量侵入到煤系地層中的巖漿巖體，共揭露三組共六條巖漿巖侵入體呈巖墻式侵入到煤系地層中，總體走向為N5°～15°W。通過已有的資料和巷道揭露情況對比，可以看出本區域不受目前所發現的六條巖漿巖的波及影響。

2.4 陷落柱

本區域受陷落柱影響比較小，目前為止發現的14個陷落柱尚未有證據表明能夠對本區域生產造成影響，但要做好防范，防止隱伏陷落柱的出露給生產造成危害。陷落柱作為地質異常體，具有隱伏、孤立隨機分布特點。巖溶陷落柱的成因是以奧灰巖層中地下水的強烈交替為條件，巖溶發育為基礎，巖體自重重力、地應力集中以及溶洞內的真空負壓三重作用為動力，經過迅速垮落、間歇、溶蝕、搬運、塌陷、冒落等周而復始過程，分階段逐步形成陷落柱。

3 與12半煤層間距變化及頂底板巖性

3.1 南四石門區域12半煤層基本情況

12半煤層為井田內局部可采煤層。由畢6孔、畢3孔、83—5孔、87—1孔線以南與12煤合群。由該線往北至南二道半石門范圍內，由于基底的不均衡沉降逐漸分離，只在此范圍內為可采煤層。煤厚0.29～4.87 m，平均1.6 m，為單一結構煤層。由于基底起伏變化造成煤層厚度變化較大，局部呈現底鼓，給回采造成很大困難。

煤巖類型為半光亮型和半暗淡型。密度1.38 g/cm3。與下伏14煤的層間距為45～75 m，平均50 m。

3.2 煤厚及與12煤層間距變化規律

通過查閱鉆孔頂底板綜合柱狀圖（表1地面鉆孔統計表），統計煤層厚度、底板情況及煤層上下關系等，再結合相鄰區域掘進、回采和開拓實見煤層厚度及間距，采用內差法在底板等高線圖上圈出與12煤層的等間距線。

經統計發現，該區域煤層為簡單結構煤層，煤層厚度及傾角變化不大，最厚2.85 m，最薄0.98 m，平均1.75 m。此區域發育有畢各莊向斜，為較穩定中厚煤層。東南區域，局部位置距12煤層底板0.40 m，煤厚0.34 m。但煤層受基底不平影響厚度變化較大，局部的底鼓給生產造成很大影響。

4 水文地質條件及鉆孔分布

4.1 條件分析及分布

該區域位于二水平南四石門以南，上覆12煤層有1427S、2421S、2423S、2425S、2427S采空區，區域內有地面鉆孔79-1、沖16、J22、74-1、畢1、畢5。

1427S、2421S、2423S、2425S、2427S在回采中均有一定積水空間，但在同層下部區域掘采中均已疏放，為防止形成二次積水，在2431S、2433S、2435S施工過程中應再次對1427S、2421S、2423S、2425S、2427S采空區進行探放。

地面鉆孔：79-1、J22、畢1、畢5均已封孔，封孔質量完好，沖16鉆孔未封，終孔在6煤底板，距離12煤半較遠，不影響掘采。

4.2 開采條件預計及建議

預計：掘進過程中可能會出現頂底板裂隙水，過斷層及破碎帶可能會出現水量增大現象。建議：（1）在施工過程中提前探放1427S、2421S、2423S、2425S、2427S采空區二次積水。（2）按預計最大涌水量安裝排水設備，并保持排水系統完好。最大涌水量：1.5 m3/min，正常涌水量：0.4 m3/min。

參考文獻

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