織納煤田珠藏向斜構造特征對煤礦開采的影響

王 云，胡傳文，湯立方

(貴州省煤田地質局一四二隊，貴州 貴陽 550000)

0 引言

煤礦安全生產是煤礦開采的第一要務，而煤礦的構造特征影響著煤礦安全生產的諸多方面。研究表明，煤礦的構造特征影響著煤礦后期開采的諸多方面。經查閱資料，煤礦多局限于煤礦本身的構造特征，對煤礦的開采進行影響性分析，而忽略了煤礦所在的構造單元，缺少整體性、系統性分析。系統分析煤礦所在地的構造單元的構造特征對煤礦開采的影響更具有現實意義。

貴州省是我國南部重要的煤炭能源輸出基地。作為貴州境內重要煤田的織納煤田煤炭資源儲量豐富，開采技術條件較好。織納煤田主要構造單元珠藏向斜內有肥田一號井田(肥一井)、肥田二號井田(肥二井)、肥田三號井田(肥三井)和紅梅井田(紅梅井)。自20世紀60年代起貴州省煤田地質局陸續完成了織納煤田的普查地質工作，分別完成了肥一井、肥二井、肥三井和紅梅井4個井田的詳查地質工作，期間獲取了大量的地質成果資料。而至今未將肥一井、肥二井、肥三井和紅梅井納入一個總體進行研究。故將4個井田和井田所屬的珠藏向斜納入一體進行研究顯得十分必要。

1 區域地層和區域構造

區域內出露的地層由下而上有：青白口系、南華系、震旦系、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系等地層。

研究區位于羌塘-揚子-華南板塊(Ⅳ)—揚子陸塊(Ⅳ-4)—上揚子地塊(Ⅳ-4-1)—黔北隆起區(Ⅳ-4-1-3)—織金穹盆構造變形區(Ⅳ-4-1-3(1))的南西部。珠藏向斜位于貴州中西部織金縣境內的珠藏鎮和阿弓鄉一帶，走向長24 km，寬4.5～5 km，面積約120 km2，如圖1所示。

圖1 區域構造

2 珠藏向斜構造特征分析

珠藏向斜含煤地層為上二疊統龍潭組，厚度在276.00～346.21 m之間，含煤30～35層，可采煤層為7～10層，平均可采厚度為11.74 m。珠藏向斜屬于燕山期初次應力形成的主褶曲。北西向為阿弓向斜，南東向為新華向斜。整體為NE向寬緩的波狀向斜，發育一系列次級褶曲和NNE、NE向斷層，珠藏向斜被EW向的F2斷層切割為南北兩部分：北部為紅梅井田，南部分為肥一號、肥二號和肥三號共計3個井田。

珠藏向斜西南起于阿弓、向東經老肥田至木吼寨、過F2斷層，經石鼓寨、紅梅樹至腰巖腳向北東向延伸。西南段軸向北東70°，東段至小平寨呈北東40°方向延伸，軸線略有彎曲呈蛇形。向西南端微有傾伏，向北東稍稍翹起。

阿弓至珠藏段：向斜兩翼不對稱，南東翼陡，傾角10°～40°，一般25°左右，軸部傾角逐漸變緩，地層走向大致與軸線平行，斷層和次級褶曲較發育，以順傾向的逆斷層較多，多數延展較遠，斷距較大，同時亦伴生小型正斷層。向斜北西翼為一簡單的單斜構造，地層傾角平緩，為5°～20°左右，一般10°左右，向軸部近于水平。斷層發育較少，其規模也小。

珠藏至紅梅樹段：為向斜翹起部分，屬復式向斜，兩翼不對稱，西北翼較陡，軸線為北東40°至北東30°，軸略向西南傾斜，傾斜角南段最大達10°左右，余均5°左右，中間略有起伏。軸部寬緩，地層走向大體與軸線垂直，向南西傾。北西翼為單斜，地層走向與軸線一致，地層傾角20°～30°。南東翼發育次一級波狀褶曲，褶曲軸向與向斜軸線一致，伴有規模較大的斷裂，地層傾角多為10°左右，局部達20°。

2.1 與珠藏向斜相關的次級褶曲

與珠藏向斜相關的次級褶曲肥一井田內發育地貴背斜、肥二井田內發育普戛背斜、紅梅井田內發育老幫寨向斜、屯上背斜、腰沖背斜等。其中以地貴背斜、老幫寨向斜、屯上背斜對煤層的賦存情況影響最大，普戛背斜、腰沖背斜次之。

褶皺呈長條形緊密排列，兩翼開闊緊湊不對稱，向斜如老幫寨向斜平緩開闊，而背斜如屯上背斜和腰沖背斜緊閉。地層傾角為10°～45°，近向斜軸部變緩至10°～15°，軸線走向有一定變化。

2.2 與珠藏向斜相關的斷裂

珠藏向斜北西向和南東向的區域性大斷裂對珠藏向斜內的成煤作用和礦井的劃分都有直接影響。區內總體上北東向斷裂形跡發育。斷層平行排列呈帶狀產出，走向北東，傾向南東或北西，傾角較大，平面延伸較為平直。

斷裂與褶皺伴生發育，次級褶皺的區域斷裂也較發育。老幫寨向斜和屯上向斜附近的斷層要相對于地貴背斜和腰沖背斜附近的斷層要多。

主要斷裂方向與褶皺平行一致，多為高角度(60°～70°)的正、逆斷層。正斷層多分布于背斜軸部或背斜兩翼，多數規模較小，延伸不遠，破壞作用也不大。逆斷層相對正斷層延伸較遠，落差較大，對煤層的賦存破壞作用大，致使一些向斜的一翼或一段切割零碎，如圖2所示。

圖2 珠藏向斜構造特征

3 珠藏向斜構造特征對煤礦開采的影響

3.1 地質構造本身對煤礦開采的影響

珠藏向斜控煤模式屬于構造控煤，包括褶皺控煤和斷裂控煤。完整的褶皺被斷裂改造后，嚴重破壞了含煤地層層序及連續性，降低了煤炭的開發利用價值。珠藏向斜構造條件優劣先后順序為肥一、肥二、肥三和紅梅井田，在肥一、肥二、肥三和紅梅井田范圍內進一步劃分構造復雜類型中等或復雜區域。

褶皺發育的區域，比如煤層的走向、傾向、傾角會表現出不穩定，變化大的特點。

關于地溫，靠近向斜軸煤層埋藏深度比靠近背斜軸深，未來開采通風降溫成本高。

向背斜集中發育區域，特別是背斜軸部斷裂發育，不利于煤層氣的富集。

3.2 對與地質構造相關的水文地質條件的影響

珠藏向斜內次級褶曲向、背斜呈長條狀、次級斷裂正逆斷層近平行或交錯展布，導致珠藏向斜屬于一個開放-半開放且局部伴隨自封閉型的煤系含水系統。

斷層集中區域，特別是正斷層較逆斷層會形成導水斷層，導致煤層與承壓含水層之間存在水力聯系，后續巷道掘進靠近斷層的區域會有突水的可能性。如發生導水陷落柱、導水斷層，頂底板導水裂隙等現象。

3.3 對與地質構造相關的工程和環境地質影響

煤礦瓦斯是煤礦安全生產的重要危害之一。褶曲和斷裂集中發育區域為瓦斯匯集提供了場所。

采煤沉陷是煤礦采礦區最大安全隱患之一。煤礦開采沉降與地質構造密切相關。

構造復雜區域導致了地表水豐富，地理落差大，導致地表地面崩塌、滑坡等地質災害。

4 結論

(1)珠藏向斜構造條件優劣先后順序為肥一、肥二、肥三和紅梅井田，在肥一、肥二、肥三和紅梅井田范圍內進一步劃分構造復雜類型中等或復雜區域。

(2)珠藏向斜多期構造特征影響著后期的煤礦開采技術條件：水文地質條件、工程地質條件和環境地質條件。