京東煤礦地質構造體系探析

周輔南

(福建能源集團永安煤業有限責任公司京東煤礦,福建三明 366102)

京東煤礦地質構造體系探析

周輔南

(福建能源集團永安煤業有限責任公司京東煤礦,福建三明 366102)

本文通過對京東煤礦地質資料分析研究,詳細對礦井各煤層的穩定性進行分析,并對礦井工程地質條件及開采后的變化做了重點介紹,最后提出了幾點問題及建議,對今后礦井地質構造研究具有一定的借鑒意義。

煤礦 地質構造 穩定性 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, 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,在地質條件不允許的情況下也采用非正規采煤法。采煤工藝為煤電鉆鉆眼、爆破落煤、木支護、溜槽和礦車運煤、回柱絞車回柱、緩慢下沉法管理頂板;掘進工藝為風鉆鉆眼、爆破巖石、耙斗裝巖機裝巖、礦車運輸。

龍頭坑井田地表出露的地層有:二疊系下統童子巖組,二疊系上統翠屏山組、大隆組、長興組;三疊系下統溪口組;侏羅系上統長林組;第四系殘坡積層。

井田內的含煤地層是二疊系下統童子巖組地層,為海陸交互相含煤沉積,在井田內廣泛出露,也是勘探工作的主要對象。根據沉積巖相、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。礦井構造類型劃分為復雜類型,即Ⅲ類。

2 礦井部分煤層穩定性分析

本文詳細對16號煤層、F11上盤19號煤層、25號煤層和28號煤層的穩定性進行分析。

2.1 16號煤層

井田內鉆孔見煤點76個,其中可采點37個,不可采點31個,受構造影響7個點,風化帶1個點,可采點占48.7%;井巷工程見煤長度4820米,其中可采長度1815米,占37.7%;見煤點厚度0～2.68米,平均厚度為0.69米,可采性指數Km=49.7%;煤層結構簡單～復雜;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間構成不可采區,該區兩側厚度相應增大。普勘地質報告定為不穩定局部可采煤層;本次資源儲量核實,因為井巷工程揭露程度不夠,依據普勘地質報告也定為不穩定局部可采煤層,即Ⅲ型第二種。

2.2 F11上盤19號煤層

井田內鉆孔見煤點69個,其中可采點14個,不可采點50個,受構造影響5個點,可采點占20.3%;井巷工程見煤長度425米,均不可采;見煤點厚度0～2.53米,平均厚度為0.40米,可采性指數Km=18.4%;煤層結構簡單;煤層可采點零星分布。普勘地質報告定為極不穩定零星可采煤層;本次資源儲量核實,也定為極不穩定零星可采煤層,即Ⅳ型。

2.3 25號煤層

井田內鉆孔見煤點58個,其中可采點16個,不可采點41個,受構造影響1個點,可采點占27.6%;井巷工程沒有揭露該煤層;見煤點厚度0～2.51米,平均厚度為0.55米;煤層結構總體簡單,局部復雜;煤層可采點集中分布于井田的中部,呈北東向兩個似透鏡狀。普勘地質報告定為不穩定局部可采煤層;本次資源儲量核實,因為井巷工程沒有揭露,依據普勘地質報告也定為不穩定局部可采煤層,即Ⅲ型第二種。

2.4 28號煤層

井田內鉆孔見煤點53個,其中可采點14個,不可采點38個,受構造影響1個點,可采點占26.4%;井巷工程沒有揭露該煤層;見煤點厚度0～1.34米,平均厚度為0.43米;煤層結構簡單;煤層可采點在120線以北,Ⅰ號背斜東側能連成小塊,其余零星分布。普勘地質報告定為極不穩定零星可采煤層;本次資源儲量核實,因為井巷工程沒有揭露,依據普勘地質報告也定為極不穩定零星可采煤層,即Ⅳ型。

3 礦井工程地質條件及開采后的變化

煤層頂底板的機械強度主要受構造影響,次與巖性有關,現根據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。頂板以砂質泥巖、泥巖為主,細粉砂巖次之,厚0.3～10.16米,平均2.70米;底板以砂質泥巖、細粉砂巖為主,細砂巖、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號背斜東翼煤層頂底板巖性及厚度變化不大,一般較完整,但擠壓破碎帶有小的冒頂現象,西翼巖性則較破碎,極易冒頂,并伴有淋水現象,給支護造成很大困難。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,局部為砂質泥巖、細粉砂巖,厚0.20～9.65米,平均3.10米;底板巖性以砂質泥巖為主,泥巖、細粉砂巖次之,厚0.10～5.60米,平均1.20米。鉆孔中煤層頂底板巖芯一般很完整,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泥巖,厚1.30～10.05米,平均5.12米;底板以細砂巖為主,厚0.48～5.60米,平均2.30米。從井巷工程看,頂底一般較完整,但經常受構造影響,頂底板不平整,出現波狀起伏,巖性較脆,給支護帶來困難。

(4)F11下盤19號煤層。頂板以泥巖為主,砂質泥巖、細粉砂巖次之,局部頂板為細砂巖,厚度0.05～7.10米,平均2.25米;底板泥巖、砂質泥巖為主,細粉砂巖次之,厚度0.20～12.90米,平均3.65米,下伏巖層為細砂巖。頂板一般尚好。

總的說來,除16號煤層在Ⅰ號背斜西翼頂底板較破碎并伴有淋水和在次級褶皺發育部位、斷層附近,產生擠壓破碎,容易出現小規模塌落現象外,各主要煤層頂底板巖性及厚度變化不大,節理不很發育,穩固性和完整性較好,容易管理維護。

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,加上井田內構造復雜,煤層穩定性差,極大影響了地質報告對礦井開采的指導意義。

(2)井田內地層層序正常,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,僅個別點可采),極大地影響了礦井開采的經濟價值。

(3)井田內相當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,構造復雜,煤層穩定性差,所以建議今后礦井在開采過程中要加強地質工作,特別要加大地質探巷工程的投入力度。

(2)針對龍頭井田的煤層賦存特征,建議永安煤業公司安排專項資金,對構造帶煤層、緩傾斜和急傾斜煤層進行工作面改造,以提高礦井產量和煤炭資源回收率。

周輔南(1988—),男,漢族,福建省寧化縣人,2011年畢業于龍巖學院地質工程專業。現在福建能源集團永安煤業有限責任公司京東煤礦從事煤礦地質技術管理工作,助理工程師。