京東煤礦地質(zhì)構(gòu)造體系探析

周輔南

(福建能源集團(tuán)永安煤業(yè)有限責(zé)任公司京東煤礦,福建三明 366102)

京東煤礦地質(zhì)構(gòu)造體系探析

周輔南

(福建能源集團(tuán)永安煤業(yè)有限責(zé)任公司京東煤礦,福建三明 366102)

本文通過(guò)對(duì)京東煤礦地質(zhì)資料分析研究,詳細(xì)對(duì)礦井各煤層的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,并對(duì)礦井工程地質(zhì)條件及開(kāi)采后的變化做了重點(diǎn)介紹,最后提出了幾點(diǎn)問(wèn)題及建議,對(duì)今后礦井地質(zhì)構(gòu)造研究具有一定的借鑒意義。

煤礦 地質(zhì)構(gòu)造 穩(wěn)定性 探析

1 礦井概況

京東煤礦位于大田縣城北西方向于1979年12月建成投產(chǎn), 開(kāi)拓方式為平峒暗斜井開(kāi)拓。礦井采煤方法主要采用走向長(zhǎng)壁或短壁后退式采煤法,在地質(zhì)條件不允許的情況下也采用非正規(guī)采煤法。采煤工藝為煤電鉆鉆眼、爆破落煤、木支護(hù)、溜槽和礦車(chē)運(yùn)煤、回柱絞車(chē)回柱、緩慢下沉法管理頂板;掘進(jìn)工藝為風(fēng)鉆鉆眼、爆破巖石、耙斗裝巖機(jī)裝巖、礦車(chē)運(yùn)輸。

龍頭坑井田地表出露的地層有:二疊系下統(tǒng)童子巖組,二疊系上統(tǒng)翠屏山組、大隆組、長(zhǎng)興組;三疊系下統(tǒng)溪口組;侏羅系上統(tǒng)長(zhǎng)林組;第四系殘坡積層。

井田內(nèi)的含煤地層是二疊系下統(tǒng)童子巖組地層,為海陸交互相含煤沉積,在井田內(nèi)廣泛出露,也是勘探工作的主要對(duì)象。根據(jù)沉積巖相、含煤性及生物群組合特征,自下而上分為三個(gè)段:第一段以過(guò)渡相為主的含煤段;第二段以淺海相為主的無(wú)煤段;第三段以濱海相為主的含煤段。礦井構(gòu)造類(lèi)型劃分為復(fù)雜類(lèi)型,即Ⅲ類(lèi)。

2 礦井部分煤層穩(wěn)定性分析

本文詳細(xì)對(duì)16號(hào)煤層、F11上盤(pán)19號(hào)煤層、25號(hào)煤層和28號(hào)煤層的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。

2.1 16號(hào)煤層

井田內(nèi)鉆孔見(jiàn)煤點(diǎn)76個(gè),其中可采點(diǎn)37個(gè),不可采點(diǎn)31個(gè),受構(gòu)造影響7個(gè)點(diǎn),風(fēng)化帶1個(gè)點(diǎn),可采點(diǎn)占48.7%;井巷工程見(jiàn)煤長(zhǎng)度4820米,其中可采長(zhǎng)度1815米,占37.7%;見(jiàn)煤點(diǎn)厚度0～2.68米,平均厚度為0.69米,可采性指數(shù)Km=49.7%;煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單～復(fù)雜;煤層局部可采,在Ⅰ號(hào)背斜西翼zk30～zk10～zk34～zk41一線以西基本不可采,Ⅰ號(hào)背斜東翼116線以北,zk54以東也不可采,120線以南即zk62～zk33～zk28～zk46～zk50～zk13間構(gòu)成不可采區(qū),該區(qū)兩側(cè)厚度相應(yīng)增大。普勘地質(zhì)報(bào)告定為不穩(wěn)定局部可采煤層;本次資源儲(chǔ)量核實(shí),因?yàn)榫锕こ探衣冻潭炔粔?依據(jù)普勘地質(zhì)報(bào)告也定為不穩(wěn)定局部可采煤層,即Ⅲ型第二種。

2.2 F11上盤(pán)19號(hào)煤層

井田內(nèi)鉆孔見(jiàn)煤點(diǎn)69個(gè),其中可采點(diǎn)14個(gè),不可采點(diǎn)50個(gè),受構(gòu)造影響5個(gè)點(diǎn),可采點(diǎn)占20.3%;井巷工程見(jiàn)煤長(zhǎng)度425米,均不可采;見(jiàn)煤點(diǎn)厚度0～2.53米,平均厚度為0.40米,可采性指數(shù)Km=18.4%;煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;煤層可采點(diǎn)零星分布。普勘地質(zhì)報(bào)告定為極不穩(wěn)定零星可采煤層;本次資源儲(chǔ)量核實(shí),也定為極不穩(wěn)定零星可采煤層,即Ⅳ型。

2.3 25號(hào)煤層

井田內(nèi)鉆孔見(jiàn)煤點(diǎn)58個(gè),其中可采點(diǎn)16個(gè),不可采點(diǎn)41個(gè),受構(gòu)造影響1個(gè)點(diǎn),可采點(diǎn)占27.6%;井巷工程沒(méi)有揭露該煤層;見(jiàn)煤點(diǎn)厚度0～2.51米,平均厚度為0.55米;煤層結(jié)構(gòu)總體簡(jiǎn)單,局部復(fù)雜;煤層可采點(diǎn)集中分布于井田的中部,呈北東向兩個(gè)似透鏡狀。普勘地質(zhì)報(bào)告定為不穩(wěn)定局部可采煤層;本次資源儲(chǔ)量核實(shí),因?yàn)榫锕こ虥](méi)有揭露,依據(jù)普勘地質(zhì)報(bào)告也定為不穩(wěn)定局部可采煤層,即Ⅲ型第二種。

2.4 28號(hào)煤層

井田內(nèi)鉆孔見(jiàn)煤點(diǎn)53個(gè),其中可采點(diǎn)14個(gè),不可采點(diǎn)38個(gè),受構(gòu)造影響1個(gè)點(diǎn),可采點(diǎn)占26.4%;井巷工程沒(méi)有揭露該煤層;見(jiàn)煤點(diǎn)厚度0～1.34米,平均厚度為0.43米;煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;煤層可采點(diǎn)在120線以北,Ⅰ號(hào)背斜東側(cè)能連成小塊,其余零星分布。普勘地質(zhì)報(bào)告定為極不穩(wěn)定零星可采煤層;本次資源儲(chǔ)量核實(shí),因?yàn)榫锕こ虥](méi)有揭露,依據(jù)普勘地質(zhì)報(bào)告也定為極不穩(wěn)定零星可采煤層,即Ⅳ型。

3 礦井工程地質(zhì)條件及開(kāi)采后的變化

煤層頂?shù)装宓臋C(jī)械強(qiáng)度主要受構(gòu)造影響,次與巖性有關(guān),現(xiàn)根據(jù)巖芯裂隙檢查資料和京東煤礦井巷工程揭露情況敘述如下:

(1)16號(hào)煤層。頂板以砂質(zhì)泥巖、泥巖為主,細(xì)粉砂巖次之,厚0.3～10.16米,平均2.70米;底板以砂質(zhì)泥巖、細(xì)粉砂巖為主,細(xì)砂巖、泥巖次之,厚0.2～6.8米,平均1.60米。富水性弱～極弱。從井巷工程看,Ⅰ號(hào)背斜東翼煤層頂?shù)装鍘r性及厚度變化不大,一般較完整,但擠壓破碎帶有小的冒頂現(xiàn)象,西翼巖性則較破碎,極易冒頂,并伴有淋水現(xiàn)象,給支護(hù)造成很大困難。從鉆孔巖芯檢查看,一般頂板較好,底板差些。

(2)25號(hào)煤層。頂板巖性以泥巖為主,局部為砂質(zhì)泥巖、細(xì)粉砂巖,厚0.20～9.65米,平均3.10米;底板巖性以砂質(zhì)泥巖為主,泥巖、細(xì)粉砂巖次之,厚0.10～5.60米,平均1.20米。鉆孔中煤層頂?shù)装鍘r芯一般很完整,采取率高,有37個(gè)鉆孔控制。

(3)33號(hào)煤層。頂板巖性主要為泥巖和砂質(zhì)泥巖,厚1.30～10.05米,平均5.12米;底板以細(xì)砂巖為主,厚0.48～5.60米,平均2.30米。從井巷工程看,頂?shù)滓话爿^完整,但經(jīng)常受構(gòu)造影響,頂?shù)装宀黄秸?出現(xiàn)波狀起伏,巖性較脆,給支護(hù)帶來(lái)困難。

(4)F11下盤(pán)19號(hào)煤層。頂板以泥巖為主,砂質(zhì)泥巖、細(xì)粉砂巖次之,局部頂板為細(xì)砂巖,厚度0.05～7.10米,平均2.25米;底板泥巖、砂質(zhì)泥巖為主,細(xì)粉砂巖次之,厚度0.20～12.90米,平均3.65米,下伏巖層為細(xì)砂巖。頂板一般尚好。

總的說(shuō)來(lái),除16號(hào)煤層在Ⅰ號(hào)背斜西翼頂?shù)装遢^破碎并伴有淋水和在次級(jí)褶皺發(fā)育部位、斷層附近,產(chǎn)生擠壓破碎,容易出現(xiàn)小規(guī)模塌落現(xiàn)象外,各主要煤層頂?shù)装鍘r性及厚度變化不大,節(jié)理不很發(fā)育,穩(wěn)固性和完整性較好,容易管理維護(hù)。

4 存在主要問(wèn)題及建議

4.1 存在主要問(wèn)題

(1)龍頭坑井田勘探程度低,僅為普勘階段,加上井田內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜,煤層穩(wěn)定性差,極大影響了地質(zhì)報(bào)告對(duì)礦井開(kāi)采的指導(dǎo)意義。

(2)井田內(nèi)地層層序正常,童子巖組一段地層賦存在三段地層底部,一般埋藏在+500m以下,中間隔了一套二段淺海相地層(平均厚度為103.9米),所以京東煤礦龍頭坑井田的+500m水平以上實(shí)際上僅開(kāi)采三段地段的16號(hào)煤層(19號(hào)煤層為零星可采,僅個(gè)別點(diǎn)可采),極大地影響了礦井開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

(3)井田內(nèi)相當(dāng)一部分煤層為緩傾斜或急傾斜煤層,給礦井正常開(kāi)采造成很大困難。

4.2 對(duì)今后開(kāi)采的建議

(1)由于龍頭坑井田勘探程度低,構(gòu)造復(fù)雜,煤層穩(wěn)定性差,所以建議今后礦井在開(kāi)采過(guò)程中要加強(qiáng)地質(zhì)工作,特別要加大地質(zhì)探巷工程的投入力度。

(2)針對(duì)龍頭井田的煤層賦存特征,建議永安煤業(yè)公司安排專(zhuān)項(xiàng)資金,對(duì)構(gòu)造帶煤層、緩傾斜和急傾斜煤層進(jìn)行工作面改造,以提高礦井產(chǎn)量和煤炭資源回收率。

周輔南(1988—),男,漢族,福建省寧化縣人,2011年畢業(yè)于龍巖學(xué)院地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)?，F(xiàn)在福建能源集團(tuán)永安煤業(yè)有限責(zé)任公司京東煤礦從事煤礦地質(zhì)技術(shù)管理工作,助理工程師。