F8上盤童子巖組3段煤層可采性及地質找煤前景分析

黃家惠

（福建煤電翠屏山煤礦，福建 新羅 364000）

1 前言

翠屏山煤礦包括溪南井田、塔后井田、東山井田及十字山井田，2012年10月取得煤炭生產許可證（礦井生產能力為51萬t/a），礦井現在實際生產能力為25萬t/a。

礦井目前主要在三水平的301采區及305采區等兩個采區組織生產，主要開采下二疊統童子組1段(P1t1) 37#、38#、38#下、39#等四層煤層，301采區最低開采水平已至±0m標高，305采區最低開采水平已至-30m。由于F0隱伏斷層斷距大，從童子巖組地層切割至棲霞組地層，一方面使得棲霞組灰巖與童子巖組1段地層在礦井深部直接接觸，另一方面F0斷層局部也成了導水斷層。礦井延深工作因受到導水斷層及棲霞灰巖水的影響而無法開展，而礦井又面臨資源儲量不足、礦井接替工作十分緊張局面，因此，加強地質找煤，尤其是童子巖組3段煤層的地質找煤工作、增加礦井的資源儲量、延長礦井的服務年限是當前礦井地質工作者的主要任務。

2 F8上盤三段煤層地質概況

2.1 開采范圍

F8上盤童子巖組3段含煤地層位于井田的東南方向，范圍在第11地質勘探線至第18地質勘探線及東山井田的第4地質勘探線至第6地質勘探線，南至F4斷層，北至F8斷層，開采標高在±0m～+200m之間。

2.2 地層

F8上盤地層為童子巖組第3段(P1t3)，厚約465m。根據化石組合特征進一步分為上、中、下三個亞段。上亞段(P1t3-3)：標Ⅲ3至翠屏山底礫巖，厚180m。巖性以粗細粉砂巖為主，夾多層根莖，鐵質鮞粒成層出現，含煤12層，編號1#～12#。中亞段(P1t3-2)：厚144m，含煤23層，編號13#～22#，為海陸交互相碎屑沉積。巖性以砂質泥巖、泥質砂巖、薄層細砂巖夾煤，含豐富的動、植物化石，如蕉羊齒、櫛羊齒、帶羊齒以及舌形貝等。22#煤層可采。下亞段(P1t3-1)：厚141m，為海陸交互相碎屑沉積。巖性以粉砂巖、細砂巖為主，富含植物化石，夾薄～中厚層狀的細砂巖，含煤12層，編號23#～30#，其中27#、28#煤層可采。

3 翠屏山礦F8上盤地質構造特征

翠屏山煤礦區地處閩西南坳陷帶龍永煤田的東部，龍永山字型構造脊柱東側，永福復背斜和龍巖復向斜之間。區內斷裂及褶曲構造發育，發育有一系列的斷裂及褶曲構造。F8上盤3段地層基本為一個向東南方向傾斜、走向為北東—南西向的單斜構造，主要斷層有F8斷層、F4斷層、F11斷層、F9斷層、F28斷層，還存在大小不等、形態各異的次一級小斷層。主要斷層見表1。

表1 翠屏山煤礦F8上盤斷層一覽表

（1）F8斷層。出露礦區中部，上盤為童子巖組第一段地層，下盤為童子巖組地層，在+120m及+80m區段F8上盤探巷中均有控制。其基本形態及位置與原地質報告提供的相同，走向北東，傾向南東，傾角50°～65°，出露長度約1500m。

（2）F9斷層。位于F8上盤3段含煤地層中部，上盤為童子巖組3段地層，下盤為童子巖組第3段及2段地層，傾向東南，斷距70～100m。

（3）F4斷層。出露礦區東部，為礦井東部邊界斷層，上盤地層為下二疊統童子巖組3段地層，下盤為文筆山組地層。走向近南北向斷層，傾向西，斷層傾角較陡，75°～85°，破碎帶較寬，出露長度3000m以上。

（4）F28斷層。屬逆斷層，位于第18勘探線至第19勘探線之間，走向北東～南西向，傾向110°～120°，斷層傾角40°～55°，長約1000m，斷距約200m。

另外，在第15勘探線以北，次一級小斷層十分發育，產狀不同，形態各異，這些小斷層組合在一起，導致地層破碎，煤層賦存十分不穩定。

4 翠屏山煤礦F8上盤3段煤層可采性分析

4.1 F8上盤3段煤層井巷掘進施工情況

截至目前，翠屏山礦F8上盤完成平巷掘進工程量3650m、反眼（小眼）565m、+80m至+120m通風上山90m。其中：+120m區段平巷工程量1881m，反眼225m；+80m區段平巷工程量1769m，反眼340m。

4.2 F8上盤3段煤層賦存情況

4.2.1 揭露的斷層情況

翠屏山煤礦F8上盤從已掘進工程揭露的地質構造來看，第12勘探線至第16勘探線之間地質構造極其復雜，小斷層眾多。這些小斷層傾向、斷層不同，形態各異，造成該段巖性十分破碎。第16勘探線以南巖性穩定，巖層傾向80°～100°，南北走向，單斜構造，斷層少，只揭露兩條近似煤層走向的小斷層，斷距小，對煤層的破壞較小。

4.2.2 揭露的煤層情況

翠屏山煤礦F8上盤+120m區段第16勘探線以南探巷揭露27#煤層見煤點1處、28#煤層見煤點3處、28#煤層反眼見煤點5處；+80m區段第16勘探線以南探巷揭露27#煤層見煤點6處、28#煤層見煤點5處、反眼27#煤層見煤點6處、28#煤層見煤點5處。詳見表2。

4.2.3 F8上盤圈定的資源儲量及煤層回采情況

（1）圈定的資源儲量

F8上盤3段煤層+120m及+80m區段探巷掘進工程已至第18勘探線附近，第16勘探線以南近500m范圍內揭露的煤層見煤點均為可采煤層。通過計算，該穩定塊段已圈定的資源儲量為27.13萬t，詳見表3。

（2）煤層回采情況

從2018年5月開始，翠屏山煤礦在+120m及+80m區段各布置一個采煤隊對28#煤層進行探煤性開采。截至2019年7月末，共采出煤炭17800t，其中+120m區段7800t、+80m區段10000t。

4.3 F8上盤主采煤層可采性分析

（1）28#煤層：上距Ⅲ2標志層約60m，煤層結構簡單。直接頂板為砂質泥巖，含豐富的植物化石，如單網羊齒、櫛羊齒等，接近煤層處巖層水平層理或脈狀層理較發育；底板為粗粉砂巖與薄～中厚層狀的細砂巖互層，層面上含較多白云母片，呈油毛氈狀。根據+120m水平探巷第16線以南水平探巷及反眼揭露煤層來看，28#煤層平巷揭露4個點，除1個點受走向小斷層影響變得不可采外，其余3個點均為可采；28#反眼揭露5個點，煤厚均為可采。+120-28#煤層平均煤厚為1.26m，地層構造穩定簡單，煤層賦存條件好，煤層可采性指數Km=8/9=0.89。+80m水平探巷28#平巷揭露5個點及反眼揭露4個點的煤厚均為可采。+80-28#煤層平均煤厚為1.65m，該塊段地層構造穩定簡單，煤層賦存條件好，煤層可采性指數Km=9/9=1。2018年4月，福建省197地質大隊提交的《福建省龍巖市新羅區翠屏山煤礦2018年資源儲量核實報告》（以下稱儲量核實報告）中認為28#煤層屬較穩定可采煤層，為三類二型。綜合以上地質資料來看，認為28#煤層屬較穩定可采煤層。

（2）27#煤層：下距28#煤層25～30m，結構簡單。直接頂板為細粉砂巖，含豐富櫛羊齒、大羽羊齒、苛達、蕉羊齒、中朝楔葉等植物化石；底板粗粉砂巖夾砂質條帶，含植物根莖化石及白云母片。根據+120m水平探巷及反眼揭露煤層來看，27#煤層平均煤厚為0.7m，地層構造穩定簡單，煤層賦存條件好，煤層可采性指數Km=1/1=1，因見煤點較少，可采性指數不可靠。+80m水平探巷27#煤層平巷揭露6個點，3個點的煤厚在0.75m以下，3個點的煤厚在1.76m以上。+80-27#煤層反眼揭露2個點，煤厚在0.96m以上。+80-27#煤層平均煤厚為1.13m，煤層可采性指數Km=8/8=1。另根據2018年儲量核實報告中認定27#煤層為不穩定型不可采煤層。綜合以上地質資料分析認為，翠屏山礦F8上盤塊段27#煤層在第16勘探線以南屬不穩定可采煤層。

（3）22#煤層：下距Ⅲ2標志層約10m，結構簡單。直接頂板為砂質泥巖，含腕足類動物化石；底板泥質砂巖，含植物根莖化石。22#煤層在F8上盤探巷施工過程中尚未揭露和控制。資源儲量核實報告中認定22#煤層全區基本可采，平均厚度1.21m，可采系數0.80，為較穩定可采煤層，為三類二型。

4.4 F8上盤3段可采煤層煤質分析

F8上盤主要煤層的煤質均屬無煙煤，煤層呈鋼灰黑色，半金屬光澤，參差狀斷口。煤巖組分以亮煤、鏡煤條帶為主，少量絲炭，細條帶至線理狀結構，層狀構造。其中，22#煤層為低灰、中硫、中磷、中高發熱量的二號無煙煤；27#煤層為低灰、中硫、中磷、高發熱量的一號無煙煤；28#煤層為低灰、低硫、低磷、中高發熱量的一號無煙煤。各化驗分析成果見表4。

表2 翠屏山煤礦F8上盤16勘探線以南見煤點統計表

表3 翠屏山煤礦F8上盤27#、28#資源儲量表

4.5 F8上盤3段可采煤層資源儲量估算

儲量計算要素：

走向長、傾斜長度：根據煤層底板等高線圖及各剖面圖量取其長度。

煤層厚度：根據探巷實際揭露煤層厚度及東山井田資料計算其厚度平均值。

容重：根據地質報告提供。

通過估算，該區資源儲量共計106.81萬t，可采儲量為62.52萬t（見表5）。

表4 翠屏山煤礦F8上盤各主要可采煤層煤質特征一覽表

表5 翠屏山煤礦F8上盤3段可采煤層資源儲量估算表

5 翠屏山煤礦F8上盤3段地質找煤前景分析

翠屏山煤礦F8上盤屬童子巖組3段地層，位于礦井東南部，南至F3斷層，北至F8斷層，東以Y=57507100為界，西以Y=57505900為界，面積約為2.4km2。資源儲量核實報告核定22#、28#保有資源儲量500萬t。歷年來，翠屏山煤礦在+200m以上區段均有投入大量的巷探工程對3段含煤地層進行勘探，揭露的地質情況均為構造復雜、煤層賦存不理想不可采。但根據2012年～2014年補充勘探施工的 ZK6-1、ZK8-1、ZK10-1 、ZK12-1鉆孔取得的成果及小煤窯調查所收集的開采資料等基礎上，分析認為 F8上盤存在面積較大的三段含煤地層。2016年起，礦井重新布置+120m及+80m區段F8上盤3段煤層地質探巷，探明第16勘探線以南有穩定可采塊段，已圈定資源儲量27.13萬t，估算塊段資源儲量106.81萬t。針對該塊段所揭露的地質構造特征及煤層賦存狀況，礦井接下來主要的地質找煤方向為+120m、+80m水平22#煤層以及+120m水平第17勘探線以南28#、27#煤層。

6 結論

（1）翠屏山煤礦F8上盤3段煤層構造特征為一單斜構造，主要受F8、F4、F7、F11、F28等大斷層及數量較多的次一級小斷層影響。

（2）翠屏山煤礦F8上盤三段22#、27#、28#等煤層資源儲量估算量106.81萬t。

（3）翠屏山煤礦F8上盤3段地層可采煤層賦存情況及構造特征與儲量報告提供的資料有一定的差異。儲量報告提供認為3段地層22#、28#兩層煤層可采，但通過+120m區段、+80m區段探巷揭露的地質資料，結合地表小窯調查情況及新補勘的鉆孔資料分析表明，27#煤層也有較穩定可采塊段。另外，12#煤層也可能存在穩定可采塊段。隨著F8上盤3段地層的開拓展開及開采延伸，也可能發現有穩定塊段的其他可采煤層，翠屏山煤礦F8上盤3段地質找煤還是有很大潛力的。在當前礦井資源緊缺、生產接替緊張的情況下，應積極尋找F8上盤3段22#、27#、28#煤層，礦井資源儲量的新增對緩解礦井接替緊張局面、合理布置井巷開拓工程，對礦井安全生產、增加效益、延長服務年限都有著十分重大的意義。