陳其生,段曲遇
(江西省新洛煤電有限公司,江西 豐城331107)
雞場(chǎng)河煤礦位于貴州盤縣柏果鎮(zhèn)境內(nèi),礦區(qū)長(zhǎng)約1680 m,寬760m,面積約1km2。含煤地層為二疊系龍?zhí)督M,地層厚200~230m,含煤40層,煤層總厚度36.21m,含煤系數(shù)16.09%,主要可采煤層為2、6上、10、12、16、18-1。
本礦井屬于盤縣煤田大田壩東隅北區(qū),1968年進(jìn)行初步勘查,1971年提交了大田壩井田精查補(bǔ)充勘探地質(zhì)報(bào)告。本礦井范圍內(nèi)無(wú)鉆孔控制,邊界外的西邊布置一個(gè)K50的鉆孔。2003年由貴州省煤田地質(zhì)局159隊(duì)編制雞場(chǎng)河煤礦勘探地質(zhì)報(bào)告。2008年再次勘探,并在12月提交了勘查地質(zhì)報(bào)告(補(bǔ)充),2009年提交了雞場(chǎng)河煤礦資源儲(chǔ)量核實(shí)及詳查勘探地質(zhì)報(bào)告。盡管如此,對(duì)本井田的地質(zhì)構(gòu)造和煤層的控制程度仍不足,鉆孔間距都在230m以上。
(1)背斜軸部及其附近兩翼煤層的采探對(duì)比
以往的地質(zhì)勘探報(bào)告認(rèn)為:井田主構(gòu)造為一背斜,軸向北偏西50°,軸面近于直立,兩翼基本對(duì)稱。北東翼地層走向北西26°,傾角30°~45°;南西翼地層走向北西60°,地層傾角20°~50°(見圖1、圖3)。雞場(chǎng)河煤礦在技改以前,即2008年前,根據(jù)開采設(shè)計(jì)方案,開拓巷道布置在1520m水平,平行開拓的主、副平硐,揭露了1?!?2#煤層,背斜軸部及另一翼的1#煤層。根據(jù)煤層賦存條件,背斜軸部及其附近兩翼的賦存條件好,煤層厚度大。所以開采背斜軸部及其兩翼煤層,是首選的方案。在生產(chǎn)過(guò)程中揭露背斜軸部及其兩翼煤層,如12#、10#主采煤層在+1520m走向變化大,沿傾向至背斜頂部,煤層及其頂?shù)装鍘r層破壞嚴(yán)重,說(shuō)明背斜軸部受到嚴(yán)重破壞。采用探煤巷、鉆孔相結(jié)合的方法,加強(qiáng)礦井地質(zhì)工作,揭露6#、2#、1#煤層(不可采)的煤層變化大,斷層多,煤層多處斷開和變薄,背斜北東翼煤層在+1520m~+1480m受到破壞,無(wú)法布置采面(見圖3)。背斜軸部及其相鄰兩翼地層在垂高40~70 m,水平寬200~300m的破碎帶區(qū)域,煤層不可采,生產(chǎn)條件差,為此在該水平布置的巷道少,節(jié)約了工程。
(2)背斜軸部深部變化的采探對(duì)比
通過(guò)采探對(duì)比,控制了背斜軸部及其相鄰兩翼的地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存條件。選擇南西翼的南面,布置11108采面、11108回風(fēng)巷,布置在1400m水平,沿煤層走向掘進(jìn),開口掘進(jìn)40m就見背斜軸部,這與勘探資料提供的背斜軸部,平距相差90~100m,高程相差60m。背斜軸向南傾覆,呈扇形展開,向南傾覆,軸部?jī)A向傾角6°~10°。背斜軸部越往深部軸部越寬,軸面由原來(lái)近直立轉(zhuǎn)為向西傾斜,傾角40°~50°(見圖4)。原背斜南西翼地層走向由北西60°轉(zhuǎn)為10°~20°,傾角由20°~50°變?yōu)?°~15°,由于11108采面的傾角變緩,11108原運(yùn)輸巷改為中間巷,重掘一條11108運(yùn)輸巷,僅10#煤層11108采面儲(chǔ)量增加10萬(wàn)多噸(見圖2)。
圖1 原背斜與斷層平面
圖2 修改后的背斜與斷層平面
據(jù)勘探報(bào)告,礦區(qū)內(nèi)發(fā)育6條主要斷層,其中F21、F25、F26位于礦區(qū)東南、東北邊界處,F(xiàn)211為礦區(qū)東南部邊界斷層,F(xiàn)221切割背斜軸線。因而礦井煤層賦存狀況以背斜軸線為界劃為2塊,即背斜南西翼和背斜北東翼。
F21,F(xiàn)25,F(xiàn)26和F211斷層目前采掘沒有到此,無(wú)法探明這4條斷層的變化,目前揭露F221斷層對(duì)礦井建設(shè)生產(chǎn)影響較大。
勘探報(bào)告中F221位于礦區(qū)北西部邊界,為正斷層,走向北西80°,傾向北東,傾角55°,落差45m,切斷背斜線(見圖1)。
通過(guò)采探對(duì)比,揭露F221為逆斷層,同時(shí)揭露了F222逆斷層,F(xiàn)222是繼F221發(fā)育的斷層,其走向相近于F221斷層,傾向傾角卻相反,其落差50~65m,并與F221相交(見圖4)。背斜軸線在斷層相交處發(fā)生變化,產(chǎn)生分叉。
采掘進(jìn)一步揭露,在平行背斜主軸發(fā)育F221和F222斷層,垂直主軸發(fā)育的斷層F23、F233將主背斜的北東和南西兩翼地層近垂直切割為東翼和西翼(見圖2)。由于F221、F222斷層將主背斜軸部分割為北東和南西兩翼,因而井田煤層由原來(lái)的2塊被分割為4塊。這4塊煤層的走向、傾角各不相同,與勘探資料提供的煤層的走向、傾角相差較大。以F233為界,西翼走向300°~310°,東翼330°~350°,以此為依據(jù)布置開準(zhǔn)巷道及采煤工作面。
圖3 原背斜與斷層剖面
圖4 修改后的背斜與斷層剖面
礦井從2010年投入生產(chǎn)以來(lái),通過(guò)采探對(duì)比指導(dǎo)礦井生產(chǎn),避開地質(zhì)構(gòu)造帶,選擇開采礦區(qū)背斜南西翼的西南面的1400~1480m的煤層,即開采煤層賦存條件好的10#及12#煤層,由于布置的巷道和采煤工作面合理,產(chǎn)量穩(wěn)定,并沒有出現(xiàn)丟煤和發(fā)生頂板事故。
由于F233斷層影響,采面走向長(zhǎng)度減少,此區(qū)域煤炭?jī)?chǔ)量小。經(jīng)過(guò)三年多的時(shí)間開采,10#及12#煤層,現(xiàn)基本完成開采,16#、18#、23#煤層,不具備開采條件,無(wú)法布置采面(見圖4)。為此,選擇開掘11108工作面,與此同時(shí),開拓1300m水平,布置采掘巷道,為采掘接替打下良好的基礎(chǔ)。
根據(jù)地質(zhì)勘探資料和礦井地質(zhì)工作揭露的情況,背斜東翼,即F23斷層?xùn)|南面,煤層受構(gòu)造破壞的程度要小,煤層傾向坡度變化小,煤層穩(wěn)定,煤層賦存條件較好,煤炭?jī)?chǔ)量大。選擇東翼,開拓1300m水平,在1340m布置軌道石門和回風(fēng)石門,有利于布置采面,運(yùn)輸和通風(fēng)。
從1400m水平向1300m水平開拓的軌道下山和回風(fēng)下山,揭露的煤層比地質(zhì)勘探報(bào)告提供的厚度要大些。揭露10#厚度2.6m(原1.5~2.2m)、12#厚度2.8m(原1.5~2.5m),16#厚度3.3m(原1.3~2.6m)、18#厚度4.2m(原2.1~3.4m),煤層穩(wěn)定,礦井煤炭?jī)?chǔ)量增加,同時(shí)揭露煤層傾角較緩,利于機(jī)械化開采。
礦井勘探程度不高,地質(zhì)構(gòu)造控制程度較低的礦井,進(jìn)行采探對(duì)比是十分重要的。本礦井通過(guò)采探對(duì)比,由原來(lái)無(wú)法布置采面,生產(chǎn)被動(dòng),到采面合理布置,設(shè)計(jì)機(jī)械化采煤的工作面,達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)、安全的生產(chǎn)效果,這與采探對(duì)比的地質(zhì)工作是分不開的。