安源煤礦探采對比及工作建議

鄒愛國

（安源煤業集團股份有限公司，江西 南昌 330028）

1 概述

安源煤礦1898年建礦，至今已經有120 多年的歷史，1979～1989年產量達到1.00 Mt/a。目前仍然是江西省主力煤礦，生產規模為0.78 Mt/a。

安源煤礦曾多次進行過地質勘查工作，主要有三次：1953～1955年中南煤田地質勘探局128隊在該區勘查，提交了《安源礦井（恢復）設計精查地質報告》；1978～1982年萍鄉礦務局地質勘探公司在該區勘查，提交了《安源井田北翼下煤組補充勘探地質報告》；1984-1990年萍鄉礦務局地質勘探公司在該區勘查，提交了《萍鄉礦務局安源煤礦南翼下煤組四水平（-300 m）延深補勘地質報告》。

安源煤礦開拓方式為平峒、暗立井、暗斜井綜合開拓方式，采煤方法采用傾斜分層，走向長壁，人工再生頂板全陷落采煤方法，采煤工藝采用炮采和風鎬采煤，工作面采用整體懸移支架和單體液壓支柱金屬絞接梁支護。

安源煤礦目前南翼下煤組四水平-300 m以淺基本采完，截止2020年累計動用資源儲量51.2136 Mt，迫切需要資源接替。通過100 多年的采掘工程控制，該礦地質情況得到較為充分的揭露，為采探對比和尋找資源提供了可靠依據。

2 構造變化對比

礦山開采證實，礦區構造形態與勘查對比變化不大，但主要斷層RF2的傾角及規模變化大，且新發現一些次一級褶曲和斷層。次一級褶曲位于安3 正斷層與安4 逆斷層之間，為一背斜，軸向N77°E，軸面傾向NW，延伸長度1.3 km，寬120 m，淺部平緩深部緊閉；由淺至深幅寬增大，構造復雜程度由淺至深，由中等變為復雜。

2.1 RF2走向逆斷層

斷層西起王坑煤礦，經南木坑、風車坳，往東至高坑煤礦，為一條區域性斷裂，縱貫全區。平均走向N40°E，傾向NW，勘查時傾角65°～75°，落差160～380 m，導致主采煤層大槽深部-150～-250 m以深缺失。經開采證實RF2地表出露的位置，除H線附近有較大出入外，其它地段與井下控制的位置基本一致。地表NW盤紫家沖段與SE盤三丘田段呈斷層接觸。地表+400～±0 m左右斷層傾角基本上在65°～75°，為高傾角逆斷層，-50 m開始斷層傾角變緩，至-450 m變緩為20°～30°，接近煤層傾角，為犁式斷層。-450 m以深仍然有希望找到大槽煤層。RF2走向逆斷層可能為推覆斷層，這也是安源煤礦南翼與北翼地層和煤層差異大的重要原因。

2.2 井下采掘工程控制的斷層

（1）F0、F1、F2、F3走向逆斷層

4 條斷層走向大致平行，間距50～100 m，已被-150 m水平Ⅱ215平石門、三區石門、平石門所控制，斷層走向N35°E，傾向NW，傾角50°～60°，F0斷距4～14 m，延展長度0.5 km，F1斷距6～24 m，延展長度1.5 km，F2斷距12～20 m，延展長度1.8 km，F3斷距20～90 m，延展長度4 km。

（2）高安逆斷層

斷層東起H 線，西至Ⅲ線，走向長2.4 km，已被硯子槽、硬子槽、大槽采掘工程控制。斷層走向傾向與煤層一致，傾角20°～40°，斷距20～90 m，煤層大面積重疊，斷層面舒緩波狀，控制著斷層上盤厚度。隆起時形成薄煤帶，下凹時煤層變厚；上盤巖層因受擠壓而派生一系列低序次的分枝斷裂，形成疊瓦狀構造。

（3）安1 至安6 正斷層

6 條正斷層具有下列特點：

①均以互相平行排列的形式展現，沿走向每隔500 m左右出現一條，具明顯的等距性，將煤層切割成臺階狀。

②斷層落差有從淺部到深部逐漸增大，從西向東逐條遞增的規律。

③這些斷層均由若干條小斷層組成一個斷層帶的形式出現，斷層帶延展很長，走向穩定；但每條小斷層在平、剖面上延展不長。平面上為右列式，剖面上為左列式。

（4）煤礦構造特征

①斷層走向，褶皺軸向與地層走向一致，為N40°E左右，傾向NW。

②它們在走向上互相大致平行，呈舒緩波狀展布。

③向斜北翼地層急陡，而向斜南翼地層相對平緩，軸面傾角在60°～80°之間。

④斷層都產生在向背斜的銜接處，斷層傾角變化大，均為逆沖斷層，形成疊瓦狀構造。

⑤它們的力學性質均以壓性為主兼具扭性，顯示了北西-南東向的水平擠壓和左行扭動的特征。

RF2斷層派生出一系列低級別低序次的構造。

除上述較大斷層外，礦井生產還揭露了大量小斷層。以小斷層最發育的硯子槽為例，三水平采空區面積582 268 m2，實測落差大于0.5 m的小斷層98 條，平均168 條/km2，小斷層可分為以下四類：

第一類，×型斜交正斷層：發育在走向逆斷層的兩側，但不切割走向逆斷層。一組走向77°左右，傾向NW，沿走向約192 m出現一條，具等距性；另一組走向335°左右，傾向SW，呈×型排列。前者發育，占小斷層的61%，后者次之，占12%，斷層落差在0.5～5 m之間。這一類斷層受走向斷層控制。

第二類，走向逆斷層：發育在高安逆斷層的上盤，為高安逆斷層的分枝斷層。該走向逆斷層與高安逆斷層組成“入字型”構造，斷層走向40°，傾向NW，落差2～8 m，走向延伸1 000 m左右。沿傾向約200 m出現一條，具等距性，往深部落差、傾角增大。這一類斷層占小斷層的11%。

第三類，斜切正斷層：走向310°，傾向SW，少量傾向SE，落差一般2 m左右，走向延伸不長，突然出現又很快消逝。這一類斷層占小斷層的9%。

第四類，其它斷層：主要產生在背斜的軸部的縱張裂面和橫張裂面。斷層規模小，數量占7%。

3 煤層變化對比

經過礦山多年開采，礦區內煤層的可采層數、可采性、煤層的結構、穩定性以及煤質與勘查成果差別不是很大，南翼的四煤層仍以高灰分煤為主，南、北翼的下煤組中可采煤層的特征因礦山工程的揭露而得到進一步證實。

3.1 南翼上煤組煤層

四煤層結構極復雜，開采后由于部分煤分層發熱量小于12.5 MJ/kg，致使煤層平均厚度變薄，新0線兩側發熱量小于12.5 MJ/kg，導致大范圍不可采。

3.2 南翼下煤組煤層

（1）硯子槽：煤層結構復雜，有夾矸1～9 層，多為黑色泥巖及炭質泥巖。開采后發現在新Ⅱ線以西煤分層及夾矸無法對比，漸變為碳質泥巖夾煤，灰份明顯增高，漸漸變為不可采。新Ⅱ線以東為煤夾碳質泥巖，含夾矸1～3 層，厚約0.1～0.5 m，靠近頂板處為亮煤，厚0.3～0.8 m，其下夾黑色泥巖0.1～0.4 m，夾矸下為亮煤及半亮型煤1.0～1.5 m，偶夾1～2 層薄層碳質泥巖。

（2）硬子槽：開采后發現煤層在第Ⅲ勘探線以東發育較穩定，煤質較佳；第Ⅲ勘探線以西漸變為碳質泥巖和煤互層，一般分為三個小分層：

第一分層：由碳質泥巖、薄層粉砂巖及煤線組成，厚0.6～1.4 m，灰份57%左右，其下為0.25～0.8 m之砂巖，向東漸變為黑色泥巖。

第二分層：由碳質泥巖、鏡煤條帶及薄層粉砂巖組成，厚1.0～1.6 m，灰份53%左右，其下為0.2～0.4 m之灰色薄層狀粉砂巖。

第三分層：主要為亮煤及半亮型煤，結構簡單，厚度0.8～1.99 m，上部夾薄層碳質泥巖，下部夾0.05～0.1 m鮞狀砂巖透鏡體,底部為0.2 m左右的堅硬暗煤。

（3）大槽：煤層開采后發現所含夾矸多為灰色粉砂巖及細砂巖，煤層及夾矸厚度變化大：煤分層厚度最大為5.76 m，最小0.07 m；夾矸厚最大8.6 m，最小0.05 m。一般頂板下有一層0.3～0.6 m之半亮型煤，其下有0.4 m左右之粉砂巖，普遍發育，俗稱偽頂，中下部煤層的煤質較好，主要由半亮型及暗煤組成。計量厚度含夾矸0～4 層。

3.3 北翼下煤組煤層

（1）列皮槽：煤層結構較復雜，由炭質頁巖夾煤和軟頁巖組成偽頂，計量區煤分層為1～3 層，煤層灰份22%～38%。可采范圍較小。

（2）一號大槽：煤層結構較簡單，基本上由偽頂及煤層兩部分組成。偽頂巖性為灰黑色薄層狀軟頁巖，厚度在0.1～0.5 m之間，平均厚度0.3 m左右。煤層以半亮煤為主，夾少量炭頁巖。煤層灰份14.87%，為本區煤質最好的煤層。

（3）二號大槽：煤層結構較復雜，精查報告認為此煤層與北翼大槽層位相當，導致北翼鉆孔終孔層位有誤。開采后煤層厚度變薄，灰份26.69%。

（4）四頁槽：煤層結構較復雜，1956年和1982年地質報告沒有此煤層，為在開采過程中新發現的煤層。上部煤質欠佳以炭質頁巖夾煤為主，有少量軟頁巖；下部煤質較好，為煤夾少量炭頁巖。

4 結論

1）安源煤礦通過采探對比，2018年與2008年兩次資源儲量核實報告相比，大槽煤層新增資源儲量8.189 2 Mt；2018年與1955年 《安源礦井（恢復）設計精查地質報告》相比，各煤層新增資源儲量44.029 4 Mt。

2）上煤組四煤層2008年與2000年相比，資源儲量探采減少4.126 8 Mt，其原因為新1 線與新0線之間，經巷道控制的發熱量小于12.5 MJ/kg的煤層儲量不能計量，煤層結構復雜，煤層厚度變薄。

3）安源煤礦構造復雜程度，1955年地質報告為中等，開采后-100 m以深斷層增多，構造變化至復雜，增加了采煤難度；RF2斷層在深部派生出一系列低級別低序次的構造，并且導致深部大槽煤層頂部、底部均為茅口灰巖，需要加強水文地質和防治水工作。

4）由于深部構造復雜，筆者分析南翼大槽煤層-450 m以下可能仍有資源儲量賦存；且硯子槽、硬子槽煤層-300 m以下基本沒有控制，建議進一步開展采探對比工作，提高地質保障程度，擴大資源規模。