北井田北塊段童子巖組一段地質(zhì)特征分析

PAGE北井田北塊段童子巖組一段地質(zhì)特征分析摘要：本文通過××北井田北塊段，一九九二至一九九七年一段煤層開采資料的總結(jié)分析，對井田的地質(zhì)特征得出了一些新的認(rèn)識及結(jié)論，為礦井今后的開采設(shè)計(jì)及生產(chǎn)布局提供了相對可靠、準(zhǔn)確的地質(zhì)依據(jù)。關(guān)鍵詞：地質(zhì)特征分析0、前言由于××北井田（北塊段詳終及南塊段普終）地質(zhì)報(bào)告，提交的北塊段（0-6線）童子巖組一段的地質(zhì)資料，與實(shí)際情況差異較大，為了給礦井今后的采區(qū)設(shè)計(jì)及日常生產(chǎn)布局提供相對可靠的地質(zhì)依據(jù)，現(xiàn)對本礦2023-20采掘揭露的地質(zhì)特征、煤層賦存規(guī)律作一些簡要的總結(jié)。主要從0-6線童子巖組一段煤層賦存及可采性、構(gòu)造特征、水文地質(zhì)、煤層自燃等方面進(jìn)行分析。1、礦井開發(fā)簡史該礦于一九九二年十二月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力6萬噸/年，采用斜井開拓方式，設(shè)計(jì)開采北井田童子巖組一段37#、、38#、39#三個主采煤層。礦井在開采過程中發(fā)現(xiàn)37號煤層普遍低于最低可采厚度，38號煤層賦存不穩(wěn)定，厚度變化大，與地質(zhì)報(bào)告提供的資料有較大出入，屬于經(jīng)濟(jì)不可采煤層，因此基本沒有開采，只進(jìn)行39號煤層單層開采，礦井最高年產(chǎn)量為7萬噸，但因礦井涌水量大（最小涌水量26.8m3/h，最大涌水量為377m3/h，平均達(dá)到226m3/h）經(jīng)營狀況不好。20初，原××煤礦為扭轉(zhuǎn)礦井生產(chǎn)能力低，效益不好的被動局面，提出了白沙南礦井與礦聯(lián)合集中生產(chǎn)方案，并報(bào)準(zhǔn)省煤炭集團(tuán)公司批準(zhǔn)后組織實(shí)施，20底，礦一段煤層因礦井涌水量大，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)可采量較少而暫停關(guān)閉，并全面轉(zhuǎn)入白沙南礦井三段煤層開采。2、原報(bào)告提供的北井田北塊段一段煤層原始能利用儲量情況（單位：萬噸）煤層A+B+C+DA+B+CD37#61.136.324.838#228.3140.38839#176.3176.30計(jì)465.8353112.83、北井田一段各煤層開采情況礦井一段煤層于20暫停生產(chǎn)時，主副井均已延深至+70m水平，最低生產(chǎn)區(qū)段為+70m區(qū)段，+70m區(qū)段在主斜井南翼有一小下山開采39號煤層，因此最低開采水平為+40m水平。各煤層特征及開采情況如下：37號煤層：其頂?shù)装寰鶠樯皫r，下距38#煤層42米，煤質(zhì)好，從實(shí)際巷道揭露情況看，煤層薄、穩(wěn)定性差，厚度一般在1.0米以下，平均厚度0.45米。該煤層在+295區(qū)段有100米生產(chǎn)巷道揭露，未進(jìn)行開采；在+260區(qū)段有200米巷道揭露，進(jìn)行了小范圍開采；在+225區(qū)段有260米生產(chǎn)巷道揭露，但沒有進(jìn)行開采；+190區(qū)段有100米生產(chǎn)巷道揭露并進(jìn)行了小范圍的開采；+145區(qū)段有220米巷道揭露，進(jìn)行了小范圍開采；+145水平以下全區(qū)未進(jìn)行開采，該煤層在4線附近的F119斷層下盤沒有生產(chǎn)巷道揭露。對37號煤層儲量動用情況進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)，其累計(jì)結(jié)果為：動用塊段地質(zhì)儲量采出率為1%；損失率為4%；地質(zhì)儲量注銷率為94%；累計(jì)掘進(jìn)生產(chǎn)主巷880m，萬噸掘進(jìn)率為3259米。（具體分析數(shù)據(jù)見附表1）。據(jù)以上數(shù)據(jù)表明37號煤層屬于不可采煤層。38號煤層：其頂板為砂質(zhì)泥巖，有偽頂，偽頂破碎，不規(guī)則，給支護(hù)工作帶來很大困難，頂板含動物化石，直接底板為根土巖，厚1.5米，間接底為砂巖，下距39號煤層45米，煤質(zhì)差，灰分高，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾矸層厚度大，呈透鏡體、玻璃光澤。從實(shí)際開采揭露情況看，煤層極不穩(wěn)定，厚度變化極大，0.1~3.0m不等，平均1.2m；其賦存形態(tài)呈雞窩狀，槽溝狀，一般不連續(xù)，采面開采一般碰到一溝或一窩煤，頂?shù)装瀹a(chǎn)狀不一致，較難找出規(guī)律，可采區(qū)分布零星，可采面積小。該煤層施工生產(chǎn)巷道為：+295區(qū)段180m；+260區(qū)段560m，+225區(qū)段740m；+190區(qū)段720m；+145區(qū)段1160m；+110區(qū)段200m。從開采情況看,在+260~+295區(qū)段煤層較正常，已采出一定的煤量，而+260水平以下煤層變化較大，+110、+145、+190、+225區(qū)段雖然均布置了生產(chǎn)巷道，但均只進(jìn)行了局部開采。該煤層在F119斷層下盤+145及+225區(qū)段以上已布置了生產(chǎn)巷道，且進(jìn)行了少量開采；+190區(qū)段及+145以下沒有生產(chǎn)巷道揭露。對38號煤層儲量動用情況進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)，其累計(jì)結(jié)果如下：動用塊段地質(zhì)儲量采出率為10%；損失率為7%；地質(zhì)儲量注銷率為79%；掘進(jìn)主巷為3360米，萬噸掘進(jìn)率為625米（見附表1）。據(jù)以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明38號煤層屬于局部可采煤層。39號煤層：其頂板泥巖，含動物化石，底板為砂巖，下距41號煤層15米，煤質(zhì)好。從巷道揭露實(shí)際情況看，煤層較穩(wěn)定，厚度在1.0~2.5米，平均厚度1.2米，全區(qū)可采或大部分可采，可采區(qū)內(nèi)煤層厚度變化不大。該煤層施工主巷情況為：+295區(qū)段300米；+260區(qū)段500米；+225區(qū)段900米；+190區(qū)段900米；+145區(qū)段740米；+110區(qū)段880米；+70區(qū)段440米；+45區(qū)段100米。以上巷道開采證實(shí)，+70~+295米水平全區(qū)開采較正常，煤炭回收比較干凈；該煤層在F119斷層下盤+70區(qū)段以上已有布置生產(chǎn)巷道，且開采較正常，但F120斷層下盤全區(qū)沒有生產(chǎn)巷道揭露和開采。對39號煤層儲量動用情況進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)，其累計(jì)結(jié)果如下：動用塊段地質(zhì)儲量采出率為24%；損失率為21%；地質(zhì)儲量注銷率為25%；掘進(jìn)主巷4760米，萬噸掘進(jìn)率為219米（見附表1）。以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明39號煤層為北塊段0—6線范圍一段煤層的主要可采煤層。礦井一段煤層儲量動用情況，動用塊段地質(zhì)儲量采出率為17%,損失率為15%,注銷率為51%,掘進(jìn)主巷9000米,萬噸掘進(jìn)率為329米；礦井各煤層采出量、損失量、注銷量占各項(xiàng)目總量的百分比如下表：煤層采出量占總采出量（%）損失量占總損失量（%）注銷量占總注銷量（%）3713213820175239798027以上數(shù)據(jù)表明北塊段一段煤層地質(zhì)儲量利用率低，煤層賦存條件變化大，煤層原始儲量注銷量大、可采率低，只有39號煤層屬較穩(wěn)定煤層，但在回采過程中，損失量過大。 4、影響一段煤層可采性的成因分析4.1沉積環(huán)境影響37#煤層：分析37#煤層及其頂?shù)装宓某练e環(huán)境，應(yīng)該屬于三角洲相內(nèi)的沼澤和泥炭沼澤，并有沙洲或沙壩造成一定的水體隔離。其煤層厚度變化明顯地表現(xiàn)為由南頂板泥巖相向北頂板砂巖相變薄，其厚度接近臨界可采點(diǎn)，只在北塊的淺部保存較好且厚度穩(wěn)定。38#煤層：38#煤層及其頂?shù)装宓南喹h(huán)境應(yīng)該是在濱海湖泊相之后形成的沼澤和泥炭沼澤的沉積煤相，其頂板的形成應(yīng)當(dāng)是新的海侵所造成的濱海泥巖相。其在較廣闊的范圍基本保持穩(wěn)定，其原始沉積厚度無明顯變化，影響煤層可采性的主要因素并非原始沉積環(huán)境造成。39#煤層：39#煤層從底板沉積特征分析，下層砂巖及其上的砂質(zhì)泥巖應(yīng)屬濱海三角洲的砂巖相及泥巖相，反映出39#煤的基礎(chǔ)是一個比較廣闊而平坦的環(huán)境，煤層沉積后的覆蓋環(huán)境也是相對比較廣闊的海侵，因此，其厚度比較穩(wěn)定，可采性較好。4.2構(gòu)造影響井田內(nèi)構(gòu)造的發(fā)生、發(fā)展具有多期性，破壞煤層連續(xù)性、賦存條件好壞，以及煤層厚度變化的主要因素是斷層構(gòu)造。在斷層上下盤相對運(yùn)動的過程中，由于牽引形成的褶曲不但可以局部改變煤層走向，而且對煤層厚度產(chǎn)生明顯影響。在各煤層中具體表現(xiàn)為：37#煤層：主要是頂壓致使原始沉積厚度臨界可采點(diǎn)的塊段變?yōu)椴豢刹桑换夭蛇^程中遇小斷層，使工作面無法推過。鉆孔控制表明，其受構(gòu)構(gòu)造破壞較嚴(yán)重，可采點(diǎn)與不可采點(diǎn)為14：16，見煤點(diǎn)與斷失和火成巖侵蝕點(diǎn)為30：23。38#煤層：由于38#煤層頂?shù)装鍛?yīng)力強(qiáng)度較低，受構(gòu)造影響不但煤層厚度變化大，而且頂板常穿進(jìn)入煤層，開采時不易分開，頂板破碎處，煤層厚度則多變，形態(tài)也變得復(fù)雜。鉆孔控制結(jié)果是，見煤點(diǎn)與斷失和火成巖侵蝕點(diǎn)之比為33：26，可采點(diǎn)與不可采點(diǎn)為26：7，實(shí)際開采證實(shí)其可采率要比鉆孔控制差。39#煤層：鉆孔中控制的厚度變薄、加厚屬構(gòu)造原因，多數(shù)是頂板的小錯動造成的破碎以及傾角的突然變化；開采過程中損失量過大亦是由于斷層造成的三角塊段開采困難，及采面中部遇斷層致使上部煤層無法開采引起；見煤點(diǎn)與斷失和火成巖侵蝕點(diǎn)為39：21，可采點(diǎn)與不可采點(diǎn)為29：10，該煤層所受構(gòu)造破壞程度總體比較小。煤層A+B+C+DA+B+CD期末可采儲量37#48.925.723.31838#1.3101.3887139#85.0485.04059.5計(jì)323.24212.04111.2148.55、至一九九七年末礦井一段煤層保有儲量情況及建議儲量處理方法：5.1、保有儲量(單位：萬噸)5.2、建議儲量處理方法統(tǒng)計(jì)結(jié)果及上述可采性分析：37號煤層地質(zhì)儲量注銷率達(dá)94%，38號煤層注銷率為79%；39號煤層注銷率為25%。建議對37號煤層的48.9萬噸地質(zhì)儲量申請注銷處理，不作為采區(qū)生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)及服務(wù)年限估算的儲量依據(jù)；對38號煤層的101.3萬噸工業(yè)儲量按21%計(jì)算可采儲量為21.3萬噸，作為設(shè)計(jì)的儲量依據(jù)，對其88萬噸遠(yuǎn)景儲量暫作保留待進(jìn)一步探明后看能否升級；對39號煤層的85.04萬噸工業(yè)儲量按70%計(jì)算可采儲量為59.5萬噸，作為設(shè)計(jì)的儲量依據(jù)。作以上處理后礦井保有可采儲量為80.8萬噸，按6萬噸/年的礦井生產(chǎn)能力，1.5的儲量備用系數(shù)計(jì)算，北塊段尚可服務(wù)年限為9年。6、構(gòu)造情況××北井田北塊段范圍（0-6線），一段煤層總體呈單斜構(gòu)造，局部、主要為深部塊段沿走向有發(fā)育較舒緩的褶皺構(gòu)造；工程控制和分析研究表明，塊段范圍內(nèi)突出的構(gòu)造特點(diǎn)是斷裂發(fā)育，F(xiàn)102為塊段北部邊界；F101為南部邊界；F103為東部邊界；塊段中部斷層發(fā)育主要有F0、F121、、F135、F118，對37號、38號、39號煤層均造成不同程度的缺失，另外在4線與F101之間發(fā)育有F119、F120、、F129傾向正斷層，以上斷層原報(bào)告均有控制與敘述。除此之外，經(jīng)生產(chǎn)巷道揭露證實(shí)，地層斷距20米的傾向正斷層相當(dāng)發(fā)育，對煤層的連續(xù)性及可采性造成了較為嚴(yán)重的破壞，如前所述，一段煤層可采率下降與這些斷層的發(fā)育有直接關(guān)系。北塊段經(jīng)生產(chǎn)巷道揭露在3線附近有輝綠巖呈巖墻侵入39號煤體，其平面吞蝕范圍沿煤層走向?qū)?0米，傾向長300米；該巖漿巖未對37#、38#煤層造成侵蝕；其余塊段未揭露有巖漿巖侵入。7、水文地質(zhì)情況及開采后的變化原報(bào)告確定的井田水文地質(zhì)類型屬裂隙類簡單型。預(yù)測礦坑涌水量：北塊段+150水平以上，Q平均為24.3米3/時,Q最大為97.2米3/時。經(jīng)開采后觀測證實(shí),其涌水量比報(bào)告預(yù)計(jì)涌水量大，主要原因是,巖層傾角大,受采動影響,地表大氣降水對礦坑充水的滲入補(bǔ)給力度加強(qiáng)；另外，斷層與地表水體的水力，隨采動影響亦有所加強(qiáng)。據(jù)一九九零年至二零零三年觀測統(tǒng)計(jì)結(jié)果，礦正常涌水量為226米3/時，最大涌水量為377米3/時，一九九七年末北井田一段停采并轉(zhuǎn)入白沙南開采，其井巷及采空區(qū)暫時淹沒，水位穩(wěn)定后正常涌水量為110米3/時，最大涌水量為190米3/時。（歷年涌水量統(tǒng)計(jì)表見附表2）。8、煤的自燃性分析××煤礦1960年至19年，發(fā)生過38號煤堆自燃；206月22日礦+260石門38#煤層發(fā)生自燃，檢測CO濃度為0.012%；206月25日-206月采用隔離火區(qū)阻斷供氧滅火；206月中旬與礦火區(qū)相通的李斯興小窯38號煤層發(fā)火，CO濃度為2%；另外，在××東井四、西井田均有過38號煤層自燃?xì)v史，其自燃原因是煤中礦物氧化而導(dǎo)致熱量積聚。從歷次發(fā)生的煤層自燃來看，38#煤有自燃傾向，37#、39#煤層未發(fā)生過自燃。9、結(jié)論及建議9.1、××北井田北塊段童子巖組一段構(gòu)造類別從北至南為復(fù)雜到極復(fù)雜構(gòu)造；煤層型別39號屬較穩(wěn)定型，38號屬極不穩(wěn)定型，37號屬不穩(wěn)定型。今后礦井采掘部門在開采設(shè)計(jì)，生產(chǎn)能力核定，及成本測算等方面均要考慮到以上因素的影響。建議在進(jìn)行生產(chǎn)布局時，應(yīng)以39號煤層為主采煤層；對于38號煤層，在經(jīng)濟(jì)可采的條件下進(jìn)行一定比例的配采；對于37號煤層，在局部鉆孔見煤較好的塊段，可以布置一些探巷工程給予揭露并進(jìn)行開采，以增加可采儲量，從而延長礦井服務(wù)年限。9.2、礦井地質(zhì)工作要加強(qiáng)對地質(zhì)構(gòu)造，特別是斷層的研究。9.3、對于38號煤層要進(jìn)行采煤方法及回采工藝的研究，合理、科學(xué)地