邢東礦礦井地質(zhì)類型劃分探討

趙遠航

（冀中能源股份有限公司 邢東礦，河北 邢臺 054000）

1 概 況

邢東礦位于河北省邢臺市區(qū)東北部，東臨高速，交通便利，井田面積約14.5 km2，邢東井田位于太行山東麓沖洪積平原，地形比較平坦，井田地表均被第四系松散沉積物覆蓋，地表自然坡度約為3.3‰。通過對邢東礦的地質(zhì)構(gòu)造、煤層、煤質(zhì)、儲量、水文、瓦斯以及其他開采條件進行全面、系統(tǒng)的綜合分析研究，完成了對礦井地質(zhì)類型的劃分。在今后的采掘活動中，防止地質(zhì)災害的發(fā)生、解放礦井煤炭資源，均可從礦井地質(zhì)類型劃分中找到科學的依據(jù)，是煤礦進行地質(zhì)工作的基礎。

2 井田條件綜合分析

2.1 礦井地質(zhì)構(gòu)造復雜程度的劃分

邢東礦井田內(nèi)各類斷層發(fā)育，依據(jù)不同勘測手段和井下實際揭露，目前發(fā)現(xiàn)正斷層250多條，落差大小不等，對礦井影響較大的是60多條落差大于20 m的斷層。礦井范圍內(nèi)斷層走向以NNE-NE方向為主。不同級別的斷層沿走向?qū)⒄麄€井田的含煤地層切割成大小不等、形狀各異的斷塊，影響了邢東礦采區(qū)及工作面的布置，也塑造了邢東礦目前的井下格局。

依據(jù)礦井內(nèi)主要的大斷層，將邢東礦井田劃分成了5個不同的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域，不同的區(qū)域由于地質(zhì)構(gòu)造復雜程度不同，開發(fā)程度也不盡相同。目前邢東礦井的主要生產(chǎn)區(qū)域位于北部斷裂帶以南的精查勘探區(qū)。斷層十分發(fā)育的北部斷裂帶以北可作為井田的附屬遠景后備區(qū)。

綜合上述條件，由于大量斷層的存在，工作面的布置與采掘活動均受到了地質(zhì)構(gòu)造的影響，依據(jù)《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》，將邢東礦地質(zhì)構(gòu)造復雜程度類型為中等型。

2.2 邢東煤層穩(wěn)定程度劃分

邢東井田含煤地層為中石炭統(tǒng)本溪組、上石炭統(tǒng)太原組和下二疊統(tǒng)山西組，山西組地層內(nèi)煤層為1、2、2下號煤，其中2號煤位于山西組下部，是邢東礦目前的主采煤層，從礦井目前的各個水平、采區(qū)揭露情況來看，2號煤煤層厚度穩(wěn)定，在邢東礦井田范圍內(nèi)全區(qū)可采，并且研究程度較高。太原組地層內(nèi)每層為3上、3、4下、5上、5、6、6下、7上、7、8、9號煤。此外，本溪組頂部含有一層10號煤，煤層結(jié)構(gòu)簡單，為全區(qū)不可采的極不穩(wěn)定煤層。

上述各煤層穩(wěn)定性依據(jù)穩(wěn)定性定量評價主、輔指標進行評定。其中，1、2下、3上、3、4下、5上、5、6下、7上、10號煤為薄煤層，6、7、9號煤為中厚煤層，2、8號煤為厚煤層。根據(jù)劃分標準，薄煤層以煤層可采性指數(shù)Km為主，煤厚變異系數(shù)γ為輔；中厚及厚煤層以煤厚變異系數(shù)為主，可采性指數(shù)為輔。

邢東礦2、2下、6、7、8號煤層為穩(wěn)定煤層，資源/儲量為18 745.8萬t，約占全井田資源/儲量的80.6%，所占比例大于40%；9號煤層為較穩(wěn)定煤層，資源/儲量為4 282.7萬t，2、2下、6、7、8、9號煤層資源/儲量約占全井田資源/儲量的99.08%，所占比例大于80%。根據(jù)《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》劃分標準，邢東礦煤層穩(wěn)定程度類型為簡單型。

2.3 礦井瓦斯地質(zhì)條件分析

2號煤層絕對瓦斯涌出量0.28～7.92 m3/min，相對涌出量1.06～6.19 m3/t，礦井深部和大斷裂發(fā)育部位絕對瓦斯涌出量較高，瓦斯壓力最大位于礦井深部，大小在0.5 MPa左右，小于0.74 MPa，瓦斯含量1～5 m3/t，瓦斯含量梯度在0.5 m3/hm左右，不具有突出危險性。根據(jù)《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》劃分標準，邢東礦煤層瓦斯類型屬于中等型。

2.4 礦井的水文地質(zhì)條件

2.4.1 含水層概況

井田內(nèi)分布有11個含水層（組），見表1。

表1 井田內(nèi)含水層特征一覽Table 1 Aquifer characteristics in well field

2.4.2 隔水層概況

經(jīng)過地質(zhì)勘察與井下實際揭露情況，邢東礦各含水層之間均存在一定厚度的隔水層，主要由泥巖、砂巖及鋁土質(zhì)粉砂巖構(gòu)成，各巖層隔水性能良好，在未受到采掘活動破壞的情況下隔水能力較強。各隔水層與主開采煤層空間關(guān)系如圖1所示。

圖1 各隔水層與主開采煤層空間關(guān)系示意圖Fig.1 Spatial relationship between each aquifuge and main mining coal seam

2.4.3 影響邢東礦采掘活動的含水層以及防治水工作難點

邢東礦在掘進過程中主要受到2號煤頂板砂巖含水層影響，該含水層富水性弱，補給條件差，新掘進的巷道基本無水，靠近受斷層影響的破碎帶時，會有少量滴淋水，初期水量一般為0.1～0.2 m3/h，之后均處于漸漸疏干狀態(tài)?；夭蛇^程中由于受奧灰水影響，防治水工程量大，難度高。邢東礦自投產(chǎn)以來最大突水量為2 649 m3/h。遵循就高不就低原則，綜合確定邢東礦礦井的水文地質(zhì)類型為極復雜型，詳見表2。

表2 邢東礦水文地質(zhì)類型劃分結(jié)果一覽Table 2 Hydrogeological type classification results in Xingdong Mine

3 煤礦地質(zhì)類型劃分結(jié)果

通過對邢東礦的地質(zhì)構(gòu)造復雜程度、瓦斯類型、水文條件、煤層穩(wěn)定程度以及其它開采地質(zhì)條件等資料進行綜合分析，在水文地質(zhì)類型為極復雜的影響下，最終確定邢東礦地質(zhì)類型為極復雜型，見表3。

表3 邢東礦礦井地質(zhì)類型劃分結(jié)果一覽Table 3 Geological type classification results in Xingdong Mine

4 結(jié) 語

邢東礦采深大，建礦以歷次出（突）水大部分發(fā)生在工作面回采過程中，推測可能是采動影響引起底板構(gòu)造的活化導致出（突）水，在今后地質(zhì)水文工作中，要進一步加強地質(zhì)補充勘探工作，以查明隱伏導水構(gòu)造。研究大采深復雜構(gòu)造條件下，工作面采寬、推采速度對煤層底板破壞深度及底板構(gòu)造薄弱帶的影響。邢東礦雖為瓦斯礦井，但具有隨著開采深度增加瓦斯增大的特點，建議進一步加強深部煤層瓦斯賦存特征、規(guī)律等方面的研究工作，以及礦井瓦斯監(jiān)測與預測預報工作。