摘 要：通過對(duì)范各莊礦南四區(qū)域地面鉆孔資料鄰近工程實(shí)見地質(zhì)資料的分析和研究，對(duì)范各莊礦南四區(qū)域12半煤層開采地質(zhì)條件進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，為該區(qū)域工作面的設(shè)計(jì)和煤層開采提供重要的地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：南四區(qū)域12半煤層 地質(zhì)條件 煤層厚度 煤層間距

中圖分類號(hào)：TD8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（a）-0046-02

1 概論

南四區(qū)域12半煤層位于范各莊礦二水平，南翼四石門采區(qū)。

1.1 地面位置

地面為耕地，有溝渠、高壓線、果園及機(jī)井。

1.2 井下位置及四鄰采掘情況

此區(qū)域上覆1427S采空區(qū)（2000年回采完畢）、2421S采空區(qū)（1994年回采完畢）、2423S采空區(qū)（1996年回采完畢）、2425S采空區(qū)（1999年回采完畢）、2427S采空區(qū)（2002年回采完畢）、2429S采空區(qū)（2005年回采完畢），下部無工程，北部有2433皮帶上山及243平石門，南部為畢各莊風(fēng)井煤柱，西部為2429S采空區(qū)（2005年回采完畢），東部無工程。

2 地質(zhì)構(gòu)造

2.1 區(qū)域構(gòu)造分布規(guī)律：畢各莊向斜區(qū)

南翼的南四石門以南的整個(gè)區(qū)域?yàn)楫吀髑f向斜區(qū)。畢各莊向斜及F5大斷層是該區(qū)的主體構(gòu)造，對(duì)區(qū)域內(nèi)其它褶皺和斷裂構(gòu)造起著控制作用。該區(qū)域以褶皺構(gòu)造和大型斷層發(fā)育為主要特征。

F5斷層：為一巨型斷裂構(gòu)造。斷層在本井田內(nèi)的落差在200 m以上，由開平煤田的東南部邊緣一直延伸到唐家莊井田。該斷層在井田內(nèi)的走向已由O5孔、畢44孔控制，傾向NWW，傾角88°。斷層上盤的煤系地層與下盤的奧陶紀(jì)灰?guī)r對(duì)接，成為井田東南部的自然邊界。有資料證實(shí)，F(xiàn)5斷層是喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)中灤縣地塊相對(duì)往北運(yùn)動(dòng)而形成的大型剪切構(gòu)造。F5斷層形成過程中派生的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)對(duì)該區(qū)域的構(gòu)造起著重要的控制和改造作用。

畢各莊向斜：軸向呈N20～30°E。樞紐呈波狀起伏，鞍部位于84—3孔和畢10孔之間，兩側(cè)沿軸向形成兩個(gè)不同形態(tài)的小型盆地。兩翼地層不對(duì)稱，東北翼較緩，傾角小于10°，西南翼較陡，傾角可達(dá)33°，軸面略向西南傾斜。由于受F5斷層的影響，向斜軸自畢36孔以南略有向北偏轉(zhuǎn)。

小西莊背斜：位于畢各莊風(fēng)井處，是受F5斷層影響形成的小型牽引傾伏短軸背斜，背斜的核部比較緊密，頂部較為舒緩。軸向NE向，SW向傾斜，與畢各莊向斜交匯于84—3孔至畢10孔之間，從而造成了畢各莊向斜樞紐起伏呈馬鞍狀。受F5斷層影響，距其1100～1400 m處發(fā)育一組斷裂構(gòu)造，位于畢36、84—7鉆孔附近，由F4、F11、F12斷層組成，落差25～30 m。由于均為單個(gè)鉆孔控制，未能確定其走向和延展長(zhǎng)度。若為F5斷層的伴生構(gòu)造，其走向應(yīng)為NWW至NEE向，如果是F5斷層的派生構(gòu)造，走向則可能為NW向。該組斷層對(duì)井田南部采區(qū)布置影響甚大，需在以后的生產(chǎn)中投入一定的勘探工程量進(jìn)一步查明，以指導(dǎo)采區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。

F0斷層延伸到畢各莊向斜區(qū)域，在2500石門和2591上山落差在20～22 m，至018孔附近尖滅。

2.2 構(gòu)造發(fā)育情況

此區(qū)域發(fā)育有畢各莊向斜，畢各莊向斜及F5大斷層是該區(qū)的主體構(gòu)造，對(duì)區(qū)域內(nèi)其它褶皺和斷裂構(gòu)造起著控制作用。該區(qū)域以褶皺構(gòu)造和大型斷層發(fā)育為主要特征。地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，斷層較發(fā)育，根據(jù)12煤層斷層實(shí)見資料推測(cè)延伸，可得斷層對(duì)此區(qū)域影響較大，此區(qū)域不受巖漿巖影響，無陷落柱發(fā)育。

2.3 巖漿巖

在井田精查勘探期間僅在范51孔的259.6 m和331.65 m深度發(fā)現(xiàn)有巖漿巖侵入。礦井投產(chǎn)后，在采掘開工程和補(bǔ)充勘探鉆孔中又陸續(xù)揭露多處巖漿巖侵入。到目前井田內(nèi)已揭露了大量侵入到煤系地層中的巖漿巖體，共揭露三組共六條巖漿巖侵入體呈巖墻式侵入到煤系地層中，總體走向?yàn)镹5°～15°W。通過已有的資料和巷道揭露情況對(duì)比，可以看出本區(qū)域不受目前所發(fā)現(xiàn)的六條巖漿巖的波及影響。

2.4 陷落柱

本區(qū)域受陷落柱影響比較小，目前為止發(fā)現(xiàn)的14個(gè)陷落柱尚未有證據(jù)表明能夠?qū)Ρ緟^(qū)域生產(chǎn)造成影響，但要做好防范，防止隱伏陷落柱的出露給生產(chǎn)造成危害。陷落柱作為地質(zhì)異常體，具有隱伏、孤立隨機(jī)分布特點(diǎn)。巖溶陷落柱的成因是以奧灰?guī)r層中地下水的強(qiáng)烈交替為條件，巖溶發(fā)育為基礎(chǔ)，巖體自重重力、地應(yīng)力集中以及溶洞內(nèi)的真空負(fù)壓三重作用為動(dòng)力，經(jīng)過迅速垮落、間歇、溶蝕、搬運(yùn)、塌陷、冒落等周而復(fù)始過程，分階段逐步形成陷落柱。

3 與12半煤層間距變化及頂?shù)装鍘r性

3.1 南四石門區(qū)域12半煤層基本情況

12半煤層為井田內(nèi)局部可采煤層。由畢6孔、畢3孔、83—5孔、87—1孔線以南與12煤合群。由該線往北至南二道半石門范圍內(nèi)，由于基底的不均衡沉降逐漸分離，只在此范圍內(nèi)為可采煤層。煤厚0.29～4.87 m，平均1.6 m，為單一結(jié)構(gòu)煤層。由于基底起伏變化造成煤層厚度變化較大，局部呈現(xiàn)底鼓，給回采造成很大困難。

煤巖類型為半光亮型和半暗淡型。密度1.38 g/cm3。與下伏14煤的層間距為45～75 m，平均50 m。

3.2 煤厚及與12煤層間距變化規(guī)律

通過查閱鉆孔頂?shù)装寰C合柱狀圖（表1地面鉆孔統(tǒng)計(jì)表），統(tǒng)計(jì)煤層厚度、底板情況及煤層上下關(guān)系等，再結(jié)合相鄰區(qū)域掘進(jìn)、回采和開拓實(shí)見煤層厚度及間距，采用內(nèi)差法在底板等高線圖上圈出與12煤層的等間距線。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域煤層為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層，煤層厚度及傾角變化不大，最厚2.85 m，最薄0.98 m，平均1.75 m。此區(qū)域發(fā)育有畢各莊向斜，為較穩(wěn)定中厚煤層。東南區(qū)域，局部位置距12煤層底板0.40 m，煤厚0.34 m。但煤層受基底不平影響厚度變化較大，局部的底鼓給生產(chǎn)造成很大影響。

4 水文地質(zhì)條件及鉆孔分布

4.1 條件分析及分布

該區(qū)域位于二水平南四石門以南，上覆12煤層有1427S、2421S、2423S、2425S、2427S采空區(qū)，區(qū)域內(nèi)有地面鉆孔79-1、沖16、J22、74-1、畢1、畢5。

1427S、2421S、2423S、2425S、2427S在回采中均有一定積水空間，但在同層下部區(qū)域掘采中均已疏放，為防止形成二次積水，在2431S、2433S、2435S施工過程中應(yīng)再次對(duì)1427S、2421S、2423S、2425S、2427S采空區(qū)進(jìn)行探放。

地面鉆孔：79-1、J22、畢1、畢5均已封孔，封孔質(zhì)量完好，沖16鉆孔未封，終孔在6煤底板，距離12煤半較遠(yuǎn)，不影響掘采。

4.2 開采條件預(yù)計(jì)及建議

預(yù)計(jì)：掘進(jìn)過程中可能會(huì)出現(xiàn)頂?shù)装辶严端?，過斷層及破碎帶可能會(huì)出現(xiàn)水量增大現(xiàn)象。建議：（1）在施工過程中提前探放1427S、2421S、2423S、2425S、2427S采空區(qū)二次積水。（2）按預(yù)計(jì)最大涌水量安裝排水設(shè)備，并保持排水系統(tǒng)完好。最大涌水量：1.5 m3/min，正常涌水量：0.4 m3/min。

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