淺談上姚井田構(gòu)造及相關(guān)地質(zhì)找煤方法

黃慶建

摘 要：文章通過(guò)對(duì)上姚井田找煤的實(shí)踐，闡述了可采煤層的分布規(guī)律，結(jié)合探巷、探眼布置的實(shí)踐指出地質(zhì)找煤的方法和途徑，找出上區(qū)段遺漏的煤層，從而延長(zhǎng)礦井的服務(wù)年限。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)構(gòu)造特征；可采煤層；控煤作用；找煤

中圖分類(lèi)號(hào)：P618.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）08-0179-02

曲斗二號(hào)井位于福建省永春縣下洋鎮(zhèn)上姚村境內(nèi)，于2006年開(kāi)始建井。

礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為15×104 t/a。本區(qū)基本構(gòu)造形態(tài)為一復(fù)式的向、背斜，具體表現(xiàn)為：井田東部為一個(gè)大向斜與井田西部為一個(gè)較復(fù)雜的背斜，煤巖層總的走向?yàn)镹E40 ？觷-SW220 ？觷，傾角一般為15 ？觷～35 ？觷。因受斷層及巖漿巖破壞，致使井田構(gòu)造形態(tài)隨深淺不同而有所差別，地表較為簡(jiǎn)單，深部則小褶皺頻繁、地層產(chǎn)狀陡緩變化較大，一般背斜西翼寬而緩，東翼窄而陡，井田內(nèi)主要褶曲有上姚向斜和古峰背斜。經(jīng)前幾年的開(kāi)采，探明525以上區(qū)段的含煤性較差，煤層頂板巖性較差，可采煤層較少，造成上姚生產(chǎn)接替緊張。下水平經(jīng)2013年的開(kāi)采及探明，發(fā)現(xiàn)含煤性比525以上區(qū)段較好，59#、60#煤層局部開(kāi)采，并從開(kāi)采過(guò)程中取得一定成果。

1 概 述

1.1 井田含煤地層

礦區(qū)含煤地層為二疊系下統(tǒng)童子巖組第一段（P1t1）。井田內(nèi)含煤地層為二疊系下統(tǒng)童子巖組，因受斷層切割、影響，地層厚度保存不全。根據(jù)以往地表及現(xiàn)有鉆孔控制資料，控制到的煤系地層厚度為：P1t1厚度310 m，含煤42層，局部可采煤層5層43，53，54，59，60。頂?shù)装鍘r性基本相同：煤層頂板性主要為細(xì)粉砂巖、泥巖、薄層狀炭質(zhì)泥巖；煤層底板巖性主要為細(xì)粉砂巖、泥巖、夾粗粉砂巖、細(xì)砂巖。可采煤層的連續(xù)性和穩(wěn)定性差，煤層形態(tài)各異有倒轉(zhuǎn)、平臥、透鏡狀、馬鞍狀、串珠狀等壓薄、增厚、尖滅、分叉、現(xiàn)象出現(xiàn)，給正常生產(chǎn)帶來(lái)諸多不便。

2 各種構(gòu)造的含煤規(guī)律性

2.1 褶皺控煤規(guī)律

①井田內(nèi)的主要富煤帶賦存于上姚向斜軸部及東南翼（7線以南），其展布方向應(yīng)為NE30 ？觷左右。因小褶皺頻繁，造成煤層倒轉(zhuǎn)重復(fù)，增加了煤層的開(kāi)采難度，同時(shí)也造成煤層在走向和傾向上不穩(wěn)定，往往會(huì)造成運(yùn)巷不到位，形成空白區(qū)。如400E3-03S巷，煤層受擠壓壓薄迎頭停掘，而后在掘探井時(shí)發(fā)現(xiàn)煤層只是局部受壓，走向上煤還是往南。

②尋找褶曲軸部在傾向上變緩呈波浪起伏的煤包。這一類(lèi)型一般是上下區(qū)段均有壓薄帶隔開(kāi)，有的是壓薄帶之外煤包，在回采過(guò)程中丟失，有的則是經(jīng)過(guò)地質(zhì)分析以為軸部分叉或尖滅現(xiàn)象等。如：400E1-01N巷，煤層在傾向上形成幾個(gè)壓薄帶，經(jīng)探井布置和掘進(jìn)12 m后，煤層張厚，見(jiàn)煤標(biāo)高至+439，形成可采條帶。

2.2 斷層控煤規(guī)律

井田內(nèi)局部可采煤層43、53、54、59、60號(hào)煤層均賦存于童子巖組一段地層中，而童子巖組一段地層的頂部和底部受限于F4、F1滑覆斷層之間，而F4、F1滑覆斷層又呈波狀起伏狀態(tài)，因此，童子巖組一段地層保存的厚度與斷層的形態(tài)緊密相關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，F(xiàn)4斷層呈向斜出現(xiàn)時(shí)，童子巖組一段上部地層被斷失較多，43號(hào)煤層就有可能被斷失；呈背斜出現(xiàn)時(shí)，保留的地層較厚。而F1斷層卻相反，當(dāng)斷層呈向斜出現(xiàn)時(shí)，保留童子巖組一段底部地層較完整，59、60號(hào)煤層就有可能被保留下來(lái)；當(dāng)呈背斜出現(xiàn)時(shí)，底部地層保留較不完整，59、60號(hào)煤層常被斷失。F1斷層在425E3石門(mén)尾部有揭露，可以看出，F(xiàn)1滑覆斷層總體向北抬升，造成6線以北煤系地層保留厚度較薄，59、60號(hào)煤層大部份被斷失，巖層擠壓、破碎較歷害，主要可采煤層整體變薄。

2.2.1 斷層對(duì)主要可采煤層厚度的影響

加劇煤層的褶曲形態(tài)致使復(fù)雜化，常不協(xié)調(diào)。煤層的原生結(jié)構(gòu)常受破壞，圍巖混入；煤層穿刺厲害，形態(tài)多樣并復(fù)雜。主要有穿頂?shù)摹安蹨厦骸保凹庾用骸保把蚪敲骸保暗广^煤”。穿底的“三角煤”，“串珠狀”，“透鏡狀”等；斷層在煤層附近常拖煤、擠壓煤或在斷帶充煤，給煤層對(duì)比增加了許多困難和難度；煤層的穩(wěn)定性較差，煤層可采性低，壓薄、增厚帶變化急劇，對(duì)煤炭的開(kāi)采造成不利影響。

2.2.2 在傾向上次一級(jí)褶曲構(gòu)造尋找煤層

隨著礦井生產(chǎn)的不斷開(kāi)拓，隨著鄰近煤層的回采各種次一級(jí)構(gòu)造逐漸被揭露與認(rèn)識(shí)。次一級(jí)煤層褶曲在形態(tài)上大都呈“Z”字形構(gòu)造，在向斜的軸部聚集成煤包，由于正常翼受強(qiáng)烈構(gòu)造力的作用，而正常翼的厚度往往變薄。這給開(kāi)采上帶來(lái)一定的困難，在礦井地質(zhì)找煤上也要加以分析。如400E1-01S巷的59#煤層，在向斜軸部形成煤包，而在傾向上形成一個(gè)壓薄帶，經(jīng)過(guò)分析、研究和地質(zhì)探井的布設(shè)，地質(zhì)找煤在此區(qū)域取得一定的效果。

3 井田現(xiàn)在開(kāi)采情況

①上姚井田目前主要開(kāi)拓在+400、+4252個(gè)區(qū)段，其中+400區(qū)段掘3對(duì)石門(mén)E1、E2、E3石門(mén)，E1石門(mén)掘380 m見(jiàn)煤8次，見(jiàn)煤點(diǎn)為局部可采煤層為43#，53#，54#，59#，60#，石門(mén)都有揭露到出來(lái)，其中54#，59#，60#見(jiàn)煤被火成巖侵蝕。運(yùn)巷有E1-01S、E1-02S、E1-01。其中E1-01N運(yùn)巷內(nèi)有往S掘探井見(jiàn)煤標(biāo)高+439 m，煤厚約1 m，煤層為59號(hào)煤，E1-01S運(yùn)巷內(nèi)有往S掘探井見(jiàn)煤標(biāo)高+429 m，煤厚約1.5 m，煤層為59號(hào)煤，E1-02S掘小井貫通425E1-03S，煤層為60#。400E3石門(mén)掘130 m，運(yùn)巷有E3-01S、E3-03S；03S運(yùn)巷沿59#煤掘進(jìn)80 m，運(yùn)巷賦煤較好，有3個(gè)往S掘探井其見(jiàn)煤標(biāo)高+432 m，煤厚約1.2 m，煤層為59號(hào)煤。400E2石門(mén)掘進(jìn)180 m，見(jiàn)煤5次，見(jiàn)煤點(diǎn)為局部可采煤層為59#，60#；運(yùn)巷有E2-01N、E2-03N、E2-01S；E2-01S沿60#煤掘進(jìn)140 m，平均煤厚1.5 m。E2-01N沿60#煤掘進(jìn)160 m，平均煤厚0.8 m，運(yùn)巷迎頭沿煤傾向掘探井1個(gè)，見(jiàn)煤效果差（開(kāi)口時(shí)煤厚1.2m，掘進(jìn)2 m后僅為層位）E2-03N沿59#煤掘進(jìn)130 m，平均煤厚0.7 m。

②+425區(qū)段現(xiàn)已掘E1、E3、E4、三對(duì)石門(mén)及S集運(yùn)；425E1石門(mén)總掘320 m，見(jiàn)煤6次，見(jiàn)煤厚度大都為不可采煤（厚度約0.1～0.5 m）煤層為53#、54#、59#、60#煤層。其中54#煤層被火成巖侵蝕。運(yùn)巷有E1-03S、E1-05S、E1-03N，E1-03N運(yùn)巷沿60#煤掘進(jìn)200 m，平均煤厚1.2 m，運(yùn)巷內(nèi)有往S掘探井8個(gè)，有3個(gè)見(jiàn)煤標(biāo)高超過(guò)上水平，為+458；煤厚約1.2 m。425E1-03S沿60#煤掘進(jìn)100 m，運(yùn)巷內(nèi)小井采60#煤層已掘至+458 m，煤層相對(duì)穩(wěn)定，厚度在0.8 m左右。425S集掘250 m，主要是沿煤層走向掘進(jìn)，當(dāng)時(shí)采取邊掘邊探的方式來(lái)探明煤層的可采性。

③+450區(qū)段現(xiàn)已掘E1石門(mén)210 m，見(jiàn)煤4次，見(jiàn)煤點(diǎn)為局部可采煤層為54#，59#，60#。

4 上下水平煤層分析及下一步找煤方案

從目前礦井揭露的地質(zhì)構(gòu)造來(lái)看，+400-+425區(qū)段59#、60#煤層在E2石門(mén)以南，E3石門(mén)往北，在南北走向500 m，高程400-450區(qū)段內(nèi)59#、60#存在局部可采，井分析及論證，要找出450-500區(qū)段在此區(qū)域的含煤情況。

4.1 以往地質(zhì)資料

3線東部有3-3孔，終孔標(biāo)高為+239.68 m，孔深為512.72 m，450區(qū)段59#煤層見(jiàn)煤厚度為1.56 m，60#煤層見(jiàn)煤厚度為1.46 m。500區(qū)段均有見(jiàn)到59#、60#煤層。

4線東部有4-1孔，終孔標(biāo)高為+348.92 m，孔深為367.77 m，500區(qū)段59#煤層見(jiàn)煤厚度為0.16 m，60#煤層見(jiàn)煤厚度為0.23 m。450區(qū)段均有見(jiàn)到該兩層煤。

2線東部有2-3孔，終孔標(biāo)高為+347.22 m，孔深為418.01 m，500區(qū)段59#煤層見(jiàn)煤厚度為0.26 m，60#煤層見(jiàn)煤厚度為0.52 m。450區(qū)段均有見(jiàn)到該兩層煤。

4.2 區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造

基本構(gòu)造形態(tài)為一南北走向的單斜構(gòu)造。傾向總體上往西，走向上在3線附近發(fā)生變化，走向近東西方向。在3線往北方向往南傾伏，往北抬高。3線往南方向往南傾伏，往北抬高。

4.3 450區(qū)段找煤方案

從450一東石門(mén)59#煤層頂板處往南掘450南集運(yùn)305 m，在集運(yùn)基礎(chǔ)之上往東掘450三東石門(mén)110 m；在l車(chē)場(chǎng)往南10 m處掘450N集200 m，在集運(yùn)基礎(chǔ)之上往東掘450二東石門(mén)100 m。

4.4 500區(qū)段找煤方案

從500南集運(yùn)尾部掘500一東石門(mén)220 m，在500一東石門(mén)59#煤層頂板處增開(kāi)500南集運(yùn)1 200 m和500南集運(yùn)2 265 m，在集運(yùn)基礎(chǔ)上往東掘500二東石門(mén)120 m和500三東石門(mén)220 m。

5 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)以上地質(zhì)構(gòu)造特征及控煤作用規(guī)律的認(rèn)識(shí)、分析、研究及地質(zhì)找煤實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，只有不斷認(rèn)識(shí)和重新掌握井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律，了解煤巖層的變化規(guī)律，才能有效地指導(dǎo)地質(zhì)找煤方向，才能以最小的巷道投入獲取更大的地質(zhì)找煤效果。

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