貴州六枝友誼煤礦構(gòu)造特征對(duì)煤礦開采的影響

楊 維

(貴州省煤田地質(zhì)局地質(zhì)勘察研究院，貴州 貴陽 550009)

1 地質(zhì)概況

礦區(qū)位于貴州省六枝特區(qū)城北西，行政區(qū)劃屬六枝特區(qū)巖腳鎮(zhèn)。在大地構(gòu)造單元上屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)(Ⅰ級(jí))黔北臺(tái)隆(Ⅱ級(jí))，六盤水?dāng)嘞?Ⅲ級(jí))與遵義斷拱(Ⅲ級(jí))交匯部位。區(qū)域構(gòu)造走向主要為北西向，其次為東西向和北東向，有時(shí)三個(gè)互相交接，互相穿插干擾，構(gòu)成長條形構(gòu)造形態(tài)。

2 構(gòu)造特征

礦區(qū)位于區(qū)域北東向巖腳向斜南東翼，與北東向播洞背斜北西翼為共用翼，整體為一單斜構(gòu)造(圖1)。礦區(qū)以F1斷層為界，斷層以東地層傾向北西-北北西，傾角相對(duì)較緩，一般25°～57°，平均約45°；斷層以西地層傾向北西，傾角相對(duì)較陡，一般50°～80°，平均約60°。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2.1 褶皺

礦區(qū)位于區(qū)域巖腳向斜的南東翼。巖腳向斜樞紐走向北東，核部地層為下三疊統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組，兩翼地層主要為下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組、上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M。向斜揚(yáng)起端位于礦區(qū)西北，兩翼地層傾角較陡，約60°～70°，向斜形態(tài)完整，表現(xiàn)為直立傾伏褶皺。

2.2 斷層

在區(qū)域構(gòu)造的影響下，礦區(qū)內(nèi)共計(jì)發(fā)現(xiàn)3條斷層：F1規(guī)模較大，地表特征明顯，正斷層性質(zhì)；F2規(guī)模較小，正斷層性質(zhì)；F302為302孔控制的孔內(nèi)斷層，斷距較小，正斷層性質(zhì)。各斷層特征分述如下：

(1)F1正斷層。該斷層由區(qū)外經(jīng)何家丫口西、煤洞坡北西、白巖腳，延伸至園園地一帶，礦區(qū)內(nèi)出露長度約1 325 m，往南西延伸出礦區(qū)。正斷層性質(zhì)，傾角約80°，傾向北西，落差約50 m。該斷層地表有4個(gè)地質(zhì)觀測(cè)點(diǎn)控制，孔內(nèi)有1個(gè)點(diǎn)控制。在503孔中見到斷點(diǎn)，錯(cuò)失長興大隆組地層約50 m。在何家丫口以西約100 m處，該斷層造成含煤煤層地層的反轉(zhuǎn)及陡傾，巖層變形較強(qiáng)烈，斷層通過處負(fù)地貌明顯(圖2)。斷層破碎帶發(fā)育在龍?zhí)督M內(nèi)，兩盤巖性主要為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖及煤層，夾灰?guī)r及泥巖薄層，破碎帶寬約25 m，內(nèi)部伴生構(gòu)造有節(jié)理、劈理以及小揉皺，完整巖層受斷層影響，于破碎帶內(nèi)已成斷塊，斷塊之間充填黏土物質(zhì)，弱固結(jié)。在煤洞坡北西約200 m公路邊見飛仙關(guān)組第一段粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖中發(fā)育構(gòu)造破碎帶，破碎帶寬約30 m，內(nèi)部巖石碎裂巖化，裂隙發(fā)育，巖層極不完整，層序已無法識(shí)別，斷層兩側(cè)巖層產(chǎn)狀變化大(圖3)。

圖2 何家丫口西F1斷層素描圖

圖3 煤洞坡北西F1斷層素描圖

(2)F2正斷層。該斷層地表展布于煤洞坡一帶，延伸至白巖腳，出露長度約650 m，走向北東，傾向北西，正斷層性質(zhì)，傾角約50°，落差約20 m。在502孔內(nèi)見到斷點(diǎn)，斷層造成含煤煤層3煤層之上的巖層重復(fù)約20 m。在煤洞坡南斷層造成含煤煤層地層產(chǎn)狀陡立，地表所見地層產(chǎn)狀從45°～50°突變?yōu)?0°或近直立，巖層變形較強(qiáng)。在煤洞坡北斷層通過處含煤煤層巖層裂隙發(fā)育，變形強(qiáng)烈，該斷層已查明。

(3)F302正斷層。該斷層于302孔內(nèi)控制，斷失B8灰?guī)r與27煤層之間的巖層約20 m。斷層通過處巖芯破碎，擠壓鏡面及擦痕發(fā)育。

3 構(gòu)造對(duì)煤礦開采的影響

3.1 對(duì)礦井開拓方式的影響

由于礦區(qū)在巖腳向斜南東翼，而巖腳向斜為直立傾伏褶皺，礦區(qū)所在區(qū)塊煤層平均傾角45°。為滿足礦區(qū)的先期開采地段服務(wù)年限的要求，該礦區(qū)的9層可采煤層的先期開采地段的范圍如圖1所示。先期開采地段東至礦區(qū)邊界，南至最底部可采煤層露頭線，西至F2斷層，北至+800 m等高線。故該礦區(qū)的構(gòu)造形態(tài)限制了先期開采地段的范圍，同時(shí)煤層開采也采取斜井開拓。

3.2 斷層對(duì)水文地質(zhì)的影響

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育地表斷層F1位于礦區(qū)西部，落差約50 m，切割礦區(qū)內(nèi)所有地層。巖性以灰?guī)r、砂泥巖為主，地表風(fēng)化裂隙強(qiáng)烈發(fā)育、基巖裂隙部分發(fā)育，利于大氣降水下滲。斷層破碎帶寬1～2.50 m，風(fēng)化產(chǎn)物充填，鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，斷層帶上無泉點(diǎn)出露。對(duì)其經(jīng)河流處進(jìn)行了流量觀測(cè)，未發(fā)現(xiàn)流量減小，分析認(rèn)為該斷層富水性弱，具一定導(dǎo)水性，對(duì)以后開采各煤層有一定影響，開采到該地段時(shí)應(yīng)該設(shè)立安全的隔水煤柱。

3.3 向斜對(duì)水文地質(zhì)的影響

礦區(qū)內(nèi)出露區(qū)域巖腳向斜，該向斜斜穿礦區(qū)東部，在其形成過程中巖層受地應(yīng)力影響，兩翼巖層易出現(xiàn)扭性裂隙，利于接受大氣降水、地表水滲透；利于地下水儲(chǔ)存但不利于流通，對(duì)礦區(qū)地下水補(bǔ)給、徑流、排泄有一定影響。

4 結(jié)論

通過對(duì)友誼煤礦構(gòu)造特征和該礦區(qū)構(gòu)造形態(tài)對(duì)煤礦開采的影響的分析，結(jié)果表明該煤礦的向斜構(gòu)造影響了煤礦的開采水平標(biāo)高以及礦井的開拓方式，斷裂構(gòu)造影響了先期開采地段的范圍；向斜和斷裂同時(shí)對(duì)礦區(qū)的水文地質(zhì)造成影響，在采煤時(shí)應(yīng)予以關(guān)注，預(yù)留好防水煤柱和做好突水事故的預(yù)防工作。