貴州黔山煤礦地質特征及開采技術條件分析

袁學江

（盤江煤電集團公司土城礦，貴州 六盤 553529）

隨著我國經濟技術的發展和現代化進程加速前進，煤炭資源的使用和開采強度增大，一批老礦山資源已經接近或者即將面臨枯竭或者生產能力受到嚴重的制約。黔山煤礦位于貴州省興仁縣城正北方向，直距約15km，有縣級公路，區內交通方便。礦區面積1.29km2，為使黔山煤礦生產規模由原15萬t/年擴建為45萬t/年，文章在充分利用前人研究資料的基礎上，先后開展1：5000 地質填圖 10km2，1：5000 水文地質填圖 10km2、1：5000勘探線測量10.03km，鉆探19孔，物探測井19孔，深入查明黔山煤礦地質特征、煤層發育特征以及開采技術條件，經估算黔山煤礦保有資源儲量（111b+122b+333）2211萬t，為煤礦后期擴大生產規模提供一定的參考和科學依據。

1 地質概況

1.1 井田地質特征

黔山煤礦位于揚子準地臺黔北臺窿，六盤水斷陷的普安旋扭構造變形區中部，區域上主要發育有北東向斷裂及褶皺。礦區范圍地層由老至新有：二疊系中統茅口組（P2m）、上統龍潭組（P3l）及長興組（P3c），三疊系下統飛仙關組（T1f）、永寧鎮組（T1yn）和第四系。礦區含煤地層為大面積出露的二疊系上統龍潭組（P3l），巖性以粉砂巖、粉砂質泥巖及泥巖為主，夾細砂巖、鈣質泥巖及（泥質）灰巖、灰巖和煤層，厚341.24-372.05m，平均厚度357.42m（溫書鵬，2017）。黔山煤礦位于北東向下山向斜、下茅坪背斜中段核部及兩翼，翼部主要發育近北東向的F1斷層、F2斷層、F3斷層，其中F2和F3斷層對煤層的破壞作用大。礦界范圍內無巖漿巖活動。

1.2 可采煤層特征

黔山煤礦礦區煤層層數較多（18～23層），分布廣，煤層總厚度約14.13～20.66m，平均17.16m，含煤系數8.10%。層位相對穩定的較復雜地區，根據黔山煤礦含煤巖系的沉積序列，巖性組合特征，煤層賦存狀況及煤層自身的特征，頂底板特征等方面選用標志層法，層間距法，煤層的物性特征及煤質特征，煤層頂底板特征及物探測井曲線特征等方面進行對比。經分析認為礦區內 C10、C12、C15、C17 為全區可采煤層，C20 為局部可采煤層，且以礦區范圍內沿走向和傾向穩定發育的B1、B2、B3、B4和B5灰巖為直接標志層。礦區可采煤層特征分述如下：C10煤層上距B3標志層73.06～88.18m（均值 80.05m，下同），可采用厚度 0.80～2.69m（均值1.46m），屬全區可采中厚煤層。C12煤層上距C10煤層5.47～20.20m（12.58m），可采用厚度 0.81～2.22m（1.49m），屬全區可采中厚煤層。C15煤層上距C12煤層15.73～35.49m（25.95m），可采用厚度 0.89～3.42m（1.96m），屬全區可采中厚煤層。C17煤層上距B4標志層6.76～17.78m（12.13m），可采用厚度 0.81～2.56m（1.29m），屬全區可采薄煤層。C20煤層上距B5標志層2.68～18.47m（7.95m），采用厚度 0.00～1.88m（0.84m），屬局部可采薄煤層。

2 煤的開采技術條件分析

2.1 水文地質條件

黔山煤礦區位于北盤江水系新寨河支流西北側，礦區內水系較發育，大壩溪溝水可沿斷層帶對煤層頂板直接充水，對礦床造成頂板充水而對正常生產造成威脅。地下水類型主要有巖溶水和基巖裂隙水，補給源主要為大氣降水。巖溶含水層主要有T2g、T1yn和P2m，以碳酸鹽巖為主，地下水類型主要為巖溶管道型，富水性中等—強；基巖裂隙含水層主要有E、T1f、P3l等，以碎屑巖為主，補給條件差，富水性普遍較弱，具徑流途徑短，近源排泄特點。地下水運動受局部侵蝕、基準面控制，顯示出交替強烈、循環淺、逐流短、受季節性氣候條件影響和局部集中排泄等特點。礦床的主要充水含水層為頂板充水含水層P3l，P3c層為頂板間接充水含水層，開采情況下，兩含水層地下水可直接或間接進入礦井，而采空區及老窯積水量較大，斷裂構造較發育，F2斷垂直斷距100m左右，該斷層切割了礦區內煤層，通過剖面分析，該斷層深部已使煤層（C17、C20）局部與巖溶含水層茅口組（P2m）直接接觸，可能對礦床構成側向突水威脅。因此當上述煤層開采至近斷層地段時應注意探放水，并應預留防水煤柱，預防巖溶含水層茅口組對礦層進行側向突水威脅。黔山煤礦床是以直接頂板充水為主，水文地質條件中等復雜的裂隙含水層充水為主充水礦床。

2.2 工程地質條件

黔山煤礦可采煤層直接頂、底板主要以粘土質粉砂巖、粘土巖為主，屬軟質巖石，抗壓強度低，完整性較差。已開采區多有片幫、底鼓等不良地質現象出現。

2.3 其它開采技術條件

在收集前人研究成果的基礎上（5件），依照《煤層氣測定方法（解析法）》（MT/T77-94）標準，對黔山煤礦5個可采煤層21件樣品進行了瓦斯測試與瓦斯煤層氣檢測工作，測試結果表明，礦區煤層瓦斯成份以氮氣（N2）為主，含量普遍為 60～90%，其次為甲烷（CH4），二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）及微量重烴，礦井煤層瓦斯處于氮氣-沼氣 （C10）、氮氣帶（C12、C15、C17 和C20）。礦區煤層瓦斯含量普遍較低，各可采煤層空氣干燥基瓦斯含量最大值為4.00～12.71ml/g，空氣干燥基CH4+C2H6含量最大值為1.17～3.32ml/g，該煤礦為低瓦斯礦井，發生煤與瓦斯突出事故的可能性小。

3 結語

（1）黔山煤礦全區可采煤層共5層，其中C10、C12和C15煤層屬全區可采中厚煤層，C17煤層屬全區可采薄煤層，C20屬局部可采薄煤層。

（2）黔山煤礦床是以直接頂板充水為主，水文地質條件簡單的裂隙含水層充水為主充水礦床，工程地質條件中等。礦區煤層瓦斯成份以氮氣（N2）為主，為低瓦斯礦井。各可采煤層煤塵無爆炸性，C10和C12煤層自燃傾向性為自燃—不易自燃，C15、C17和C20煤層為自燃，礦區平均地溫梯度2.82℃/100m，無地溫異常，屬地溫正常區。