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)

本文通過對京東煤礦地質(zhì)資料分析研究,詳細(xì)對礦井各煤層的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,并對礦井工程地質(zhì)條件及開采后的變化做了重點(diǎn)介紹,最后提出了幾點(diǎn)問題及建議,對今后礦井地質(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), 開拓方式為平峒暗斜井開拓。礦井采煤方法主要采用走向長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)、溜槽和礦車運(yùn)煤、回柱絞車回柱、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、長興組;三疊系下統(tǒng)溪口組;侏羅系上統(tǒng)長林組;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,自下而上分為三個段:第一段以過渡相為主的含煤段;第二段以淺海相為主的無煤段;第三段以濱海相為主的含煤段。礦井構(gòu)造類型劃分為復(fù)雜類型,即Ⅲ類。

2 礦井部分煤層穩(wěn)定性分析

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

2.1 16號煤層

井田內(nèi)鉆孔見煤點(diǎn)76個,其中可采點(diǎn)37個,不可采點(diǎn)31個,受構(gòu)造影響7個點(diǎn),風(fēng)化帶1個點(diǎn),可采點(diǎn)占48.7%;井巷工程見煤長度4820米,其中可采長度1815米,占37.7%;見煤點(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)簡單～復(fù)雜;煤層局部可采,在Ⅰ號背斜西翼zk30～zk10～zk34～zk41一線以西基本不可采,Ⅰ號背斜東翼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)報告定為不穩(wěn)定局部可采煤層;本次資源儲量核實(shí),因?yàn)榫锕こ探衣冻潭炔粔?依據(jù)普勘地質(zhì)報告也定為不穩(wěn)定局部可采煤層,即Ⅲ型第二種。

2.2 F11上盤19號煤層

井田內(nèi)鉆孔見煤點(diǎn)69個,其中可采點(diǎn)14個,不可采點(diǎn)50個,受構(gòu)造影響5個點(diǎn),可采點(diǎn)占20.3%;井巷工程見煤長度425米,均不可采;見煤點(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)簡單;煤層可采點(diǎn)零星分布。普勘地質(zhì)報告定為極不穩(wěn)定零星可采煤層;本次資源儲量核實(shí),也定為極不穩(wěn)定零星可采煤層,即Ⅳ型。

2.3 25號煤層

井田內(nèi)鉆孔見煤點(diǎn)58個,其中可采點(diǎn)16個,不可采點(diǎn)41個,受構(gòu)造影響1個點(diǎn),可采點(diǎn)占27.6%;井巷工程沒有揭露該煤層;見煤點(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,呈北東向兩個似透鏡狀。普勘地質(zhì)報告定為不穩(wěn)定局部可采煤層;本次資源儲量核實(shí),因?yàn)榫锕こ虥]有揭露,依據(jù)普勘地質(zhì)報告也定為不穩(wěn)定局部可采煤層,即Ⅲ型第二種。

2.4 28號煤層

井田內(nèi)鉆孔見煤點(diǎn)53個,其中可采點(diǎn)14個,不可采點(diǎn)38個,受構(gòu)造影響1個點(diǎn),可采點(diǎn)占26.4%;井巷工程沒有揭露該煤層;見煤點(diǎn)厚度0～1.34米,平均厚度為0.43米;煤層結(jié)構(gòu)簡單;煤層可采點(diǎn)在120線以北,Ⅰ號背斜東側(cè)能連成小塊,其余零星分布。普勘地質(zhì)報告定為極不穩(wěn)定零星可采煤層;本次資源儲量核實(shí),因?yàn)榫锕こ虥]有揭露,依據(jù)普勘地質(zhì)報告也定為極不穩(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個鉆孔控制。

(3)33號煤層。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)帶來困難。

(4)F11下盤19號煤層。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。

總的說來,除16號煤層在Ⅰ號背斜西翼頂?shù)装遢^破碎并伴有淋水和在次級褶皺發(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 存在主要問題及建議

4.1 存在主要問題

(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)報告對礦井開采的指導(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)際上僅開采三段地段的16號煤層(19號煤層為零星可采,僅個別點(diǎn)可采),極大地影響了礦井開采的經(jīng)濟(jì)價值。

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

4.2 對今后開采的建議

(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采過程中要加強(qiáng)地質(zhì)工作,特別要加大地質(zhì)探巷工程的投入力度。

(2)針對龍頭井田的煤層賦存特征,建議永安煤業(yè)公司安排專項(xiàng)資金,對構(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。