煤層地質(zhì)條件復(fù)雜的探巷布置與開采技術(shù)

劉佩璽

（福能集團(tuán)天湖山能源實(shí)業(yè)有限公司安全監(jiān)察室， 福建 永春 362617）

1 概述

天湖山礦區(qū)主要含煤地層為下二疊統(tǒng)龍巖組（童子巖組），海拔最高為+1205m，區(qū)內(nèi)溝谷為+800 m，高差約400 m 左右，在漫長的成煤過程中，經(jīng)受多次的地質(zhì)運(yùn)動：東吳運(yùn)動的地殼抬升、印支運(yùn)動的褶皺隆起以及受燕山運(yùn)動的影響，使得地質(zhì)構(gòu)造景觀千奇百怪，各類褶曲一應(yīng)俱全。斷層構(gòu)造發(fā)育，光斷層落差＞50 m的就有8 個(gè)，落差30m 的不計(jì)其數(shù)，煤層多為薄至極薄的不穩(wěn)定煤層，厚度變化很大，且分叉、分刺，形狀多種多樣，結(jié)核狀、串珠狀、瓜藤狀、雞窩狀、馬鞍狀、鋸齒狀、飛蝶狀等，其復(fù)雜性，給礦井帶來開采及日常生產(chǎn)的極大困難。

含春煤礦井田位于天湖山礦區(qū)西部，全礦區(qū)受F31 大推覆斷層的影響，F(xiàn)31大推覆斷層通過全礦區(qū)，加上后期構(gòu)造的迭加，使得井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，上下兩盤的構(gòu)造截然不同，上盤為單斜構(gòu)造，下盤為復(fù)式向背斜構(gòu)造。

復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，造成煤層賦存的復(fù)雜多變，給礦井開采帶來極其的困難：煤層走向上、傾向上都不穩(wěn)定，在石門上揭露的較厚的煤層，在布置運(yùn)巷或采準(zhǔn)巷后，走向上的可采長度和可采斜長短、可采塊段少，出現(xiàn)在可采區(qū)內(nèi)有大范圍的不可采塊段，在不可采區(qū)內(nèi)有大范圍的可采塊段，難以進(jìn)行正規(guī)的回采，因而，地質(zhì)探眼（探巷）起著極其重要的意義，在這種地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層賦存多變的地質(zhì)條件下，要提高煤炭資源回收率，必須不斷加強(qiáng)地質(zhì)工作力度，掌握煤層的變化規(guī)律；合理布置采區(qū)巷道；選擇科學(xué)、合理的采煤方法及工藝；并強(qiáng)化現(xiàn)場的技術(shù)管理工作。

而要開采出煤炭，提高煤炭回收率，這對于生產(chǎn)技術(shù)人員尤其重要，現(xiàn)場的生產(chǎn)地質(zhì)又是一項(xiàng)極其重要的、必不可少的工作，只有充分掌握現(xiàn)場的地質(zhì)情況，才能最大地采出煤炭資源，這要求技術(shù)人員應(yīng)經(jīng)常深入現(xiàn)場，收集現(xiàn)場的地質(zhì)資料，并同已掌握的地質(zhì)資料進(jìn)行對比、分析，從中找出規(guī)律，預(yù)測出煤層地質(zhì)構(gòu)造變化情況，才能為生產(chǎn)實(shí)際提供較為準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。

針對天湖山礦區(qū)的地質(zhì)復(fù)雜性，地探工程是摸清地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律的有效和主要手段，探巷工程的安排與布置，既要克服沒有目的的盲目布置探巷，又要避免在認(rèn)真分析該段地質(zhì)構(gòu)造后而認(rèn)為可能存在煤層，但由于考慮掘巷成本而半途而廢，因此，在安排探巷工程時(shí)應(yīng)充分地、認(rèn)真分析該段地質(zhì)情況，做到心中有數(shù)，一步到位，做到目的明確、有計(jì)劃進(jìn)行。

2 正確布置探巷，探明煤層的賦存情況

在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地段，煤層賦存也呈現(xiàn)出復(fù)雜多變，這就要求我們在認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上，借助已經(jīng)掌握的地質(zhì)資料，布置探巷，以探明煤層有可采性，并且尋找出煤層的可采地段，或者借助已知的地質(zhì)構(gòu)造，尋找出“丟失”了的煤層，從而才能進(jìn)行巷道的布置，進(jìn)行回采，從而達(dá)到提高煤炭回采率。例如在我礦的650 片盤一西101 工作面，運(yùn)巷煤層有1.5m 厚，但在布置小井打了5m 后，煤層厚度就壓薄至剩下0.1m，變成不可采煤層，地質(zhì)人員在會同有關(guān)人員對該地段的地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，認(rèn)為在上部還存在著一些煤量，應(yīng)布置探眼進(jìn)行探測，在小井探眼沿煤層傾向上破巖破了20.5m 多，終于見到煤層張厚，后來布置采準(zhǔn)進(jìn)行回采，該地段共計(jì)采出煤量8000 多噸。

再例如含一625 片盤三東309 南運(yùn)巷工作面，石門素描時(shí)煤層只有一個(gè)層位，厚度只有0.2-0.3 米，運(yùn)巷開口后，煤層厚度都一直在0.5 米—0.8 米，打了70 米后工作面迎頭煤層成0.2-0.3 米，屬不可采，隨即在運(yùn)巷迎頭退出5 米進(jìn)行探眼，布置探眼打了8 米多后，發(fā)現(xiàn)煤層逐漸變厚，才發(fā)現(xiàn)這一層煤屬于打“丟”了，運(yùn)巷應(yīng)向右拐，隨即布置運(yùn)巷向右拐，煤層果然慢慢張厚，而運(yùn)巷向右拐后煤層厚度在2.5—3.5 米之間，這一層煤層現(xiàn)在正在布置回采中。（圖1）

對于該區(qū)段有斷層的，煤層也會突然“丟失”，要尋找出丟失了的煤層就要現(xiàn)場根據(jù)斷層的情況，才能做具體掘進(jìn)方向，就是根據(jù)斷層在其破裂面的兩側(cè)巖體或巖層產(chǎn)生的滑動、產(chǎn)生的位移、產(chǎn)生的擦痕的痕跡，綜合判斷出巷道的掘進(jìn)方向，否則，不對現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行分析、判斷，而盲目在布置巷道，勢必會造成白白地浪費(fèi)進(jìn)尺，又尋找不出“丟失了”的煤層。例如：在我礦675 四西11401工作面，運(yùn)巷打了一段后發(fā)現(xiàn)煤層“突然不見”，在對石門素描進(jìn)行比對、分析后認(rèn)為：59#煤層在此區(qū)域受到F68 斷層的影響，被斷層切為上下兩盤，為了尋找出丟失了的另一盤煤層，應(yīng)布置探眼進(jìn)行探測，結(jié)果，很快地尋找出另外的丟失了的煤層，根據(jù)地質(zhì)計(jì)算，在該區(qū)段探明地質(zhì)儲量為11200 噸，可采出煤量6846 噸。

圖1 含一625 三東309S 工作面示意圖

3 深挖潛力，尋找空白點(diǎn)

在采區(qū)片盤之間、采區(qū)與采區(qū)之間、礦井與礦井之間，由于現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件的限制和劃分上的需要，受到斷層、褶曲以及煤層傾角或厚度的急劇變化等自然因素的影響，因此，往往在采區(qū)片盤之間、采區(qū)與采區(qū)之間、礦井與礦井之間存在空白，而在這中間就有可能存在“遺漏了”的煤層。這就要求我們在經(jīng)有關(guān)部門同意后，同樣采用探巷進(jìn)行探測煤層，尋找出丟失了的煤層。在兩個(gè)水平中間，有時(shí)由于煤層構(gòu)造的特殊性，煤層呈現(xiàn)出背斜或向斜，剛好水平劃分時(shí)，不能揭露出其構(gòu)造，這也往往造成“丟失”了煤層，天湖山范圍地質(zhì)的復(fù)雜性，煤層地質(zhì)構(gòu)造變化大，屬于復(fù)雜不穩(wěn)定的煤層，再加上技術(shù)管理水平落后，上述這種情況更加經(jīng)常在井下看到，這要求我們要認(rèn)真對該地段已經(jīng)揭露出的、已經(jīng)掌握了的進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)分析，然后才能做出判斷，只有這樣，才不會浪費(fèi)不必要的無效進(jìn)尺。

從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，天湖山礦區(qū)開采片盤后期找煤復(fù)采的重點(diǎn)位置應(yīng)放在構(gòu)造復(fù)雜區(qū)、特厚煤和薄煤舊巷以及采區(qū)內(nèi)的空白區(qū)。

我礦在含一+700 水平，在對+700 的開采后，認(rèn)為在+700—+762 之間還存在一些煤量，應(yīng)該對這些區(qū)域進(jìn)行布置回采，在有關(guān)的部門協(xié)作下，對該區(qū)段進(jìn)行設(shè)計(jì)，從2000 年2 月開始設(shè)計(jì)施工，到現(xiàn)在還在生產(chǎn)中，已經(jīng)采出的產(chǎn)量有2 萬多噸。