楊幫武

（江西花鼓山煤業(yè)有限公司山南井，江西 新余 338019）

1 礦井概況

山南煤礦北翼淺部采區(qū)的前身是原江西花鼓山煤礦東風井。原花鼓山煤礦東風井（大禾山）始建于1958年，1960年因地質資料不清楚而停建。1963年由195 地質隊在大禾山進行補充勘探，并于1964年10月提交了 “大禾山井田重新勘探工作階段總結報告”。1966年花鼓山煤礦利用原井筒排水續(xù)建，定型為0.06 Mt/a 的勘探性小井，1968年10月投產(chǎn)，生產(chǎn)能力曾突破0.09 Mt/a。至1992年關閉，開拓深度-17～-275 m，共計4 個水平，主采煤層D4。

原東風井在生產(chǎn)過程中，也曾探及D3、D5煤層。因D3煤層厚度較薄且不穩(wěn)定而棄采。D5 因夾矸（炭質泥巖）較多難管理，混采煤質變劣，影響效益，僅少量開采，大部分未采。

2007年，由于花鼓山電廠需要電煤，以前棄而未采的高灰煤D5 又開始進行開采，將東風井淺部（-300 m 以上）改建為年產(chǎn)量0.09 Mt/a 的小井，采出的煤炭供應花鼓山電廠。后因花鼓山電廠關閉，東風井被規(guī)劃為山南煤礦的北翼淺部采區(qū)，如今北翼淺部采區(qū)已成為山南煤礦的重要生產(chǎn)區(qū)域，主采D5煤層由于產(chǎn)出煤炭煤種好，被運送到花鼓山洗煤廠提煉精煤。

2 地質概述

2.1 地層

區(qū)內所見地層自新至老有第四系（Q）、白堊系（K）、侏羅系下統(tǒng)門口山組（J1m）、三迭系上統(tǒng)安源組（T3a）、三迭系下統(tǒng)大冶組（T1d）、二迭系上統(tǒng)長興組（P2C）及龍?zhí)督M(P2l)、二迭系下統(tǒng)陽新統(tǒng)（P1y）、石炭系(C)。含煤地層為安源組(T3a)，由上至下分為高家段（T3a3），龍王寨段（T3a2）和大禾山段（T3a1）。

本區(qū)含煤段為上三迭統(tǒng)安源組大禾山段（T3a1），段厚53～350 m，一般140 m 左右。主要由雜色礫巖，灰至深灰色粉砂巖，細砂巖，灰至灰黑色泥巖，黑色炭質泥巖和煤層組成。其巖性、巖相、含煤性、沉積厚度等在空間上均有很大變化，但其總的變化規(guī)律是，巖性由下而上由粗變細，粒度有旋回結構的特點。按其巖性組合和含煤性，分為8個旋回，最多處賦存著12 個含煤層位。主要煤層的結構由簡單～復雜～極復雜，并以煤組形式出現(xiàn)，自下而上編號為D1～D12。其中D3、D4、D5具開采價值；D2、D6、D7厚度不大，局部可采；D1、D8～D12，在厚度上極不規(guī)則，分布上互不連續(xù)，分布也不廣，無開采價值。

2.2 構造

本井田為一單科構造，總體地層走向N40°E，傾向SW，傾角40°左右。井田北翼淺部采區(qū)斷裂構造十分發(fā)育，主要有井田邊界的F1斷層（落差150～370 m）、F5走向逆斷層（落差155 m）、F8走向逆斷層（落差70 m）、F9走向正斷層（落差56 m）、F26傾向正斷層（落差36 m）、F163走向正斷層（落差42 m）等較大斷層，給礦井開采增加了不少困難。

井田含水層有：安源組高家段砂巖、大禾山段底礫巖和陽新統(tǒng)灰?guī)r以及長興組灰?guī)r，其它地層均為極弱含水層或隔水層。

現(xiàn)將含水層分述如下：

（1）高家段砂巖

高家段位于大禾山段之上，段厚55～125 m，平均90 m。高家段地層大面積出露于井田中部起伏較大的丘陵高地，部分被第四系和門口山組地層覆蓋。巖性以粉砂巖為主夾細砂巖、中粒砂巖和泥巖。底部普遍發(fā)育一層細砂巖，一般厚7～8 m，最厚達24.70 m（505 孔），砂巖裂隙較發(fā)育，裂隙面上見有紅褐色鐵質浸染物及小溶孔，地質鉆孔施工中往往發(fā)生水文異常，井田內揭露高家段地層的鉆孔40 個，涌（漏）水鉆孔14 個，占35%。根據(jù)地質鉆孔放水試驗結果，顯示高家段砂巖富水性、透水性均較弱。

（2）大禾山段底礫巖

大禾山段底礫巖礫石成分以燧石為主，次為灰?guī)r礫、 砂巖礫，局部地段礫石成份以灰?guī)r礫為主，鈣質膠結，并見有不規(guī)則的小溶孔。底礫巖厚度分布極不均一，一般厚5～10 m，最厚大于55.74 m（5603）孔。田內見大禾山段底礫巖的鉆孔32 個，漏水鉆孔8 個，占9.35%，鉆孔消耗量0～0.03 m3/h，含水性極弱。山南煤礦北翼通過該段的巷道基本上屬干燥區(qū)，僅在層間礫巖處有潮濕、滴水現(xiàn)象。607 孔見底礫巖漏水，漏水時水位由35.20 m 降到226.75 m，后穩(wěn)定為194.28 m，水位標高-61.54 m，與陽新統(tǒng)灰?guī)r水位標高相近（受當時鄰近紅旗井排水影響所致），底礫巖不整合與陽新統(tǒng)灰?guī)r之上。

（3）陽新統(tǒng)灰?guī)r

僅井田西南側有少量露頭，絕大部分被第四系、白堊系及安源組地層所覆蓋。巖性為深灰色厚層狀隱晶質灰?guī)r，上部為淺灰色硅質灰?guī)r、井田深部（F。斷層下盤）揭露灰?guī)r鉆孔29 個，漏水鉆孔11 個，占37.9%（包括底礫巖漏水鉆孔）。見巖溶鉆孔5 個，占17.2%，巖溶發(fā)育標高-169.95～-446.60 m，溶洞高度0.1～1.60 m，多為空洞。鉆孔揭露灰?guī)r頂界標高為-55.47 m（9104 孔）～-569.34 m（906孔）?；?guī)r富水性及透水性強弱與巖石成份、 巖溶裂隙發(fā)育程度，埋藏深度及所處構造部位密切相關。未遇巖溶裂隙的鉆孔消耗量為0.02～0.035 m3/h，遇巖溶則全漏失。-500 m 以下既未見巖溶也未見到漏水孔。

（4）長興組地層僅在井田北側有少量露頭，巖性為燧石灰?guī)r，含水性較強。但因距大禾山段煤層較遠，對煤層開采影響不大，所以該含水層不是井田直接充水含水層。

3 戰(zhàn)略布局

山南煤礦北翼淺部采區(qū)在開采設計時，首先通過查找地質資料，弄清范圍內的地質構造情況，做到“采掘未動，地質先行”。面對井田內存在的較大斷層構造，采取了有針對性的戰(zhàn)略布局，在實施階段煤炭開采的連續(xù)性、安全性、煤層儲量的合理利用等方面起了前瞻性作用，成效顯著。下面就以三個實例，淺談北翼淺部采區(qū)面對較大斷層構造是如何進行戰(zhàn)略布局的。

3.1 利用F5大斷層作為礦井東西兩翼的分界線

山南煤礦北翼淺部采區(qū)范圍內存在多條斷層構造，其中以F5斷層的位置最為突出。根據(jù)原江西省二二四地質隊提供的地質勘探資料，結合井下巷探，明確了F5走向逆斷層的位置及特征，情況如下：

F5走向逆斷層：斷層走向NW，傾向NE，傾角約74°，斷層落差在4 線D4為處為155 m。依據(jù)是411 孔于298.82 m 處見灰?guī)r，然后于332.09 m處穿過灰?guī)r后重復見含煤地層。該斷層無導水性。

F5逆斷層位于北翼淺部采區(qū)井田中部偏西，由于位置居中，礦井開拓設計中將該斷層作為礦井東翼和西翼的分界線，將中央石門布置在F5逆斷層附近，在中央石門再分出東翼運輸大巷和西翼運輸大巷。

在以后的回采工作中，在東翼和西翼分別布置工作面回采，在F5逆斷層附近結束回采。該布置既保證了回采的連續(xù)性，也避免了F5逆斷層對安全生產(chǎn)的影響，安全、經(jīng)濟效果顯著，如圖1所示。

圖1 F1 斷層及東西兩翼布置

3.2 在斷層、褶皺復雜區(qū)域布置井底車場

原江西省二二四地質隊提供的地質勘探資料顯示，在第五勘探線，深部地層被F5、F26、F163三條大斷層橫縱切割，造成地層不連續(xù)和急轉褶皺，地質構造非常復雜。F5走向逆斷層前面已經(jīng)介紹，F(xiàn)26、F163斷層的具體情況如下：

F26傾向正斷層：斷層走向N13°E，傾向SE，傾角約78°，斷4 線處基底落差為105 m，向上落差逐漸變小，如D4處落差為26 m。依據(jù)是411 孔與409 孔間，基底灰?guī)r、主要煤層、含煤地層等均存在明顯的大小不同的落差。該斷層無導水性。

F163走向正斷層： 走向推斷為N55°E，傾向NW，傾角約79°，4 線處斷層落差約200 m，D4處落差為42 m。依據(jù)是409 孔與413 孔之間，其灰?guī)r、主要煤層均存在著大小不同的錯動。該斷層無導水性。

北翼淺部采區(qū)進行開拓設計時，將暗主井井底車場布置在此區(qū)域，在其他地質正常區(qū)域布置回采工作面安全、連續(xù)回采，避免了在此地質構造復雜區(qū)域進行回采的困難和安全隱患，取得了較好的安全經(jīng)濟效果，如圖2所示。

圖2 在斷層、褶皺復雜區(qū)域布置井底車場

3.3 回采工作面遇斷層，提前布置新切眼，使工作面回采不間斷

山南煤礦北翼淺部采區(qū)掘進3503 柔性掩護支架工作面上下順槽時，經(jīng)實地勘查，發(fā)現(xiàn)了F60正斷層，斷層走向NNE，傾向SEE,落差約15 m。3503 工作面接近該斷層時，提前在斷層上盤布置新切眼，并進行安裝掩護支架等準采工作，待該工作面在下盤采至無法通過斷層時，直接搬家至斷層上盤已經(jīng)準備好的新切眼進行回采，使回采工作不間斷，保證了工作面的連續(xù)生產(chǎn)，穩(wěn)定了產(chǎn)量，安全和經(jīng)濟效果明顯，如圖3所示。

圖3 回采工作面遇斷層，提前布置新切眼

4 結語

針對山南煤礦北翼淺部采區(qū)存在較大斷層、褶皺等地質構造，進行科學合理的戰(zhàn)略布局，成功地布置了-160 m 中央石門、 暗主井下部車場及3503 工作面新切眼，科學合理利用了煤炭儲量，使工作面能夠連續(xù)回采，避免了工作面過斷層的困難和安全隱患，取得了顯著的安全、經(jīng)濟效果。

礦井進行開拓開采總布局之前，必須先弄清楚井田范圍內的較大地質構造，進行科學合理的設計。為比較準確地弄清楚地質構造情況，通過查閱地質勘探隊的地質資料，并進行井下實地巷探，采用與地質素描觀測相結合的方法，效果很好。