南桐礦區硯石臺煤礦煤層厚度變化因素分析

王良文

摘 要：影響硯石臺煤礦煤層厚度的因素主要有2個，一個是原生沉積時的沉積環境，另一個是后期構造擠壓時的煤層流變。

關鍵詞：煤礦；礦井；煤層；沉積體系

中圖分類號：TD823.25 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.088

1 沉積環境對煤層厚度的影響

硯石臺煤礦煤層總體原生厚度變化不大，由南往北有增厚的趨勢，但變化幅度不大。這是由于K1煤層形成前，由分布廣泛的瀉湖相發育成泥坪相，進而產生的泥炭沼澤相的發育環境比較穩定。因此，K1煤層在整個川東地區，尤其是南桐地區發育較好，具有大面積穩定沉降、植物生長繁茂和成煤物質供應與地殼沉降保持均衡的特點；成煤后，泥坪相和瀉湖相同步發育，對煤層起到了保護作用。由于K1煤層形成前、后的沉積環境穩定，所以，K1煤層的厚度變化不大。

K3煤層與K1煤層不同，K3煤層在礦井南段基本上為一層（稱合并帶），此帶與東林、魚田堡的K3煤層相同。相對而言，這片形成K3煤層的區域比較穩定，均為由潮坪砂泥巖混合坪發育而成的泥炭沼澤相的成煤環境，成煤后為泥坪到瀉湖相，如圖1所示。由此可見，K3煤層的合并帶是在較為穩定的環境中形成的。礦井5線（部分在4線以南）以北的環境有明顯變化，K3底部存在砂體，且在其上部有砂坪或潮渠沉積，導致K3煤層分為上、下兩層（K3a和K3b），北面出現了三分叉（K3a1，K3a2，K3b）。這些煤層分叉的出現與砂體（屬潮渠相或砂坪相）有關，砂體中潮汐層理發育。由本礦向北至紅巖煤礦，整個K3煤層分叉的各分層均不可采。K3煤層的分叉位置不呈平直界線，礦井南段呈零星分布，4線北±0 m標高以上出現一部分分叉，再向北至5～6線的分叉現象成片出現。

綜上所述，礦井主采K1，K3（K3a2）煤層的原生厚度變化受到了沉積環境的制約。

2 后期構造對煤層厚度的影響

硯石臺煤礦煤層的后期構造影響主要指燕山運動形成的褶皺和斷裂。煤系形成后連續沉積的有長興組、三疊系、侏羅系、白堊系。燕山運動期間及其以后，該區地層發生了強烈褶皺，導致鮮家坪背斜發生倒轉。硯石臺煤礦所開采的煤層即鮮家坪背斜倒轉翼。由礦井資料得知，±0 m以上出現了6條小構造帶，分帶性十分明顯，這些構造帶由次級褶皺、斷裂和擠壓帶等組成。由于煤層相對圍巖而言較軟，在剛性體的擠壓作用下，煤層發生流變，產生了各種各樣的流變煤層形態。總體看來，這些構造帶與煤層走向有5°～15°的夾角，呈帶狀分布。這種構造帶不僅含有次級褶皺，且走勢起伏不平，導致煤層厚薄不均。因此，在不同的構造帶上形成了帶狀或成片的變薄帶，甚至無煤帶。這些變薄帶與構造帶有一定關系，如圖2所示。煤層變薄帶與構造帶并不是一一對應的關系。一般而言，背向斜的翼部常為變薄帶，造成煤層不可采，嚴重影響了采區產量。在本次延深勘探中，804-1號和808號鉆孔所鉆的K1煤層不可采。K1煤層老頂茅口組為石灰巖，巖石破碎、方解石脈發育，擠壓明顯，煤層直接頂板為鋁質泥巖滑面，巖心破碎明顯，證明該煤層受到了強烈的擠壓，煤層片理化，導致煤層不可采。

根據區域資料可知，來自龍骨溪背斜方向，由東向西的推動力導致鮮家坪背斜發生倒轉，一部分推力消失，另一部分推力導致地層倒轉，受影響最大的是志留系和龍潭組，使其煤層發生塑性變形，多種形態的拉伸、擠壓均比較發育，直至后期以F11斷層為主體的滑脫面形成了滑脫構造。這種滑脫構造上盤大、下盤比較小。通過觀察井下斷層，一些小斷層切穿可采煤層底板，而至煤層時，其規模變小，甚至消失。這是由于煤層為塑性體，大大減小了壓力的作用。K1和K3煤層受構造影響的比較結果為：K1的褶皺、斷裂和擠壓帶的發育強于K3煤層的褶皺、斷裂和擠壓帶，K1煤層緊鄰剛性體，與推動力的距離較近，所受釋放力較大，而K3煤層與剛性體的距離較遠，受力較小，因此，K1煤層變薄的概率較高。

3 結束語

綜上所述，就本礦而言，在煤層厚度變化的原因中，后期構造作用是主要的，沉積變化是次要的。

〔編輯：張思楠〕