复杂构造区域地质找煤方法探讨.pdf
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1、传源卤环境能源开发ISSN1672-9064CN35-1272/TK复杂构造区域地质找煤方法探讨黄盛维(福建煤电股份有限公司龙潭煤矿福建龙岩364000)摘要该文以龙潭煤矿30 3采区为例,旨在探究复杂地质条件下找煤的实践方法。通过综合分析采区地质构造、煤层上下分布和采掘历史等方面的情况,圈定了可能存在煤层的区域,并结合后期探巷以及各类数据资料和地质平剖面图,明确了目标煤层的存在,并制定了详细的探采方案。为类似复杂地质条件下的找煤工作提供了有益的经验和启示。关键词复杂区域地质找煤中图分类号:TD822;P618.11方法探讨文献标识码:A文章编号:16 7 2-90 6 4(2 0 2 3)0
2、 5-0 38-0 40引言龙潭煤矿为了降低生产成本、优化采掘接续和延长矿井服务年限,需要加强对复杂地质构造空白区域的找煤突破,提高生产效率。经过对相关资料的综合分析和深入研究,推断认为30 3采区深部2 0#、2 3#煤层具有可开发利用价值,且开发该区块段可有效延长矿井的服务年限、支持资源的可持续发展和推动企业经济的稳健发展。因此,对该块段进行资源再回收是一项必要的、前瞻的决策,可以实现资源更加高效、环保、经济的利用。1矿井开发现状龙潭煤矿位于福建省龙岩市永定区培丰镇、龙潭镇2 镇交界处。矿井于1998 年10 月投产,设计产能为2 1万t/a,核定产能为30 万t/a。龙潭煤矿布置有5个井
3、口,分别为+412 m主平碉、+416 m皮带斜井、+516 m回风平碉、+516 m抽风井和+52 3m排研井。矿井开拓方式为平碉暗斜井、水平集中运输大巷、集中上山、阶段石门,采煤方法为走向长壁(短壁)爆破落煤采煤法。30 2 采区及30 6 采区为目前正常生产采区,30 3采区地质构造极其复杂,长期处于矿井找煤攻坚阶段。经技术论证,选择有效找煤方法后,实现了龙潭煤矿30 3采区生产规模9万t/a的采区达产。2303采区地质找煤方法实践2.1303采区地质构造背景2.1.1采区开采史采区上部为延三采区,已于2 0 11年开采结束,最低开采标高为+50 m水平,并有留设安全保安煤柱。30 3采
4、区为延三延伸采区,开采范围为+50 m-150m水平。采区在预想状态设计资源储量为55万t,服务年限为8 a。采区中部钻孔深度只到+50 m,且2 0#、2 3#煤层的揭露情况不理想而未对其开采,对钻深以下采区中部地质资料不清,并未预测到F,断层出现对整个采区可采煤层造成的影响。所以在实际生产过程中呈现构造复杂,伴生众多大小断层,煤层赋存不稳定,而未对西翼收稿日期:2 0 2 3-0 3-30作者简介:黄盛维(198 7 一),男,本科,地质工程师,从事煤矿地质及管理工作。3820#、2 3#煤层进行开发,导致采区工作面提前结束,该采区并在后期成为矿井排水系统的缓冲过度区。因30 6 采区深部
5、水平的开拓及通风设计要求需要2 1,30 3采区上部重新打开,并对遗留空白区作进一步找煤规划设计。2.1.2采区地层及特征303采区所处童子岩组第三段(Pt),为1套主要由陆相环境和海退作用交互形成的地层。该地层的岩性主要由泥岩和砂质泥岩、细砂岩以及煤层组成。该段地层含有大型动植物化石,其中煤层数量较为丰富,大小煤层超过30 层。童子岩组第三段地层可分为下、中、上3个亚段,自下而上逐渐变化,各亚段具体特征见表1。本段地层是本煤矿中主要的含煤层段之一。2.1.3采区可采煤层主要特征303采区开采的主要煤层为童子岩组第三段的6#下、2 0#、23#、2 8#局部可采不稳定型煤层(Ib 型)和2 9
6、#大部可采较稳定型煤层(型)等5层煤见表2。2.1.4采区构造及特征303采区呈单斜构造,缺乏明显的大型褶皱,倾向有区域性差异。东侧的34线倾向195,西侧则转向2 35,倾角为40,整个区域沿倾向呈波状起伏。采区内主要存在FoFi、F。和F。等断层。Fo、FI、F。和F4构成1组,倾向由南东转向南西,自北西向南东呈阶梯状下降;F断层与中井田的F3同期产生,并受到大洋岩体自东北向西南不均匀的挤压力影响,使中井田向西南推移形成剪性断层;分支旁侧断层为Fs、F2、Fi s 5、Fu、Fs F,和F,组成。由于构造属于复杂类,向深部断层发育,围岩稳定性差,地压大。通过巷道揭露和钻孔施工,在深部地段F
7、4断层向南偏移了30 6 0 m,并派生出F4-断层,影响该地段煤层的连续性。在33线深部,F,断层也向南偏移了2 0 8 0 m。井田内6#下、20#、2 3#、2 8#2 9#煤层厚度有时变为局部可采,可采走向变短。火成岩主要在中井田F1o等大断层带上发育,西井田并未发现较大规模人侵1.3。2023.NO.5.表2 主要可采煤层特征能源开发传源南环境1SSN1672-9064CN35-1272/TK表1童子岩组第三段各亚段特征亚段厚度/m下亚段143中亚段95上亚段247煤层煤层厚度/(m/m)间距/m均厚编号0 1.956#下0.860.14 2.2720#14923#2528#3729
8、#282.2采区主要构造形成机制及控煤作用2.2.1断层构造采区内存在数条重要断层3-4,其中包括滑脱正断层Fo、正断层F4、正断层F、平移逆断层F和正断层F7。主要特征见表3和图1。表3采区主要断层情况表倾向/倾角/走向长度/名称性质)mF。正85F4正20570F正18975整个采区F。127F正23335F17040Fh正32038F正26043Fa正23539F。是该矿区的主要断层,出露于矿区的西部和北部,始于F,延伸长度为2 8 50 m。该断层的北部倾向18 5,西部折向135,倾角为42。它沿倾向较为平缓,在中部略显陡峭,南部则稍显平缓。其地层断距在西部和北部达到555m,而在东
9、南部较小,仅为17 5m,此处Piw地层缺失,形成了西部和北部边界。F4为该矿井的南部边界断层,始于Fo,终于F延伸长度为2 450 m。该断层的倾向为18 6 2 38 倾角为53。其地层断距为8 3m,缺失P,L31-3和P2cp的部分地层,构成了南部边界。特征描述下起,标志层底界,上至,标志层的底界,由细砂岩、泥质砂岩砂质泥岩、煤层组成,含煤7 层以上,编号2 4 30,其中2 9煤层可采、2 8 煤层局部可采下起2 底界,上至3底界,由泥质砂岩、细砂岩、砂质泥岩、煤层组成,含煤11层以上,编号13 2 3。其中2 0、2 3煤层可采下起3标志层底界,上至翠屏山组底砾岩,为1套三角洲滨岸
10、湖泊相为主的沉积。上部以灰黑色中厚层状,硅质胶结的石英细砂岩,灰黑色的砂质泥岩、泥质砂岩交替出现,含煤12 层以上,其中6 下煤层可采倾角范围(/)平均值35554735500.80420 1.4135500.85420 1.6335500.8440.16 2.8935500.943控制点42整个采区整个采区75整个采区500260130450140煤层顶底板特征位于童子岩组第三段上亚段中部,为薄煤层,煤岩结构简单。煤层直接顶板为0.5m的砂质泥岩,有时相变成5m厚的石英细砂岩,富含大量二叠系枝脉蕨和基缩蕉羊齿及少量单网羊齿化石;底板为泥质砂岩,间接底板为薄层细砂岩位于童子岩组第三段中亚段,上
11、距,53m,为薄煤层,煤岩结构简单。煤层顶板砂质泥岩,底板为泥质砂岩或砂质泥岩,顶底板水平层理发育,煤层结构简单,为较稳定型煤位于童子岩组第三段中亚段,上距2 0#煤层2 5m,下距2 16 m。为薄煤层,煤岩结构简单。煤层顶板3m厚的泥岩,有时相变为泥岩;底板为泥质砂岩或细砂岩位于童子岩组第三段下亚段,上距,53m。为薄煤层,煤岩结构简单。煤层顶板3m厚的砂质泥岩,富含丰富的单网羊齿、栉羊齿等植物化石,底板为石英细砂岩位于童子岩组第三段下亚段,上距2 8#煤层2 8 m,下距,55m。为薄煤层,煤岩结构简单。煤层顶板10 m厚的泥岩,矿区往34线上变薄,厚5m,富含丰富的园星茎、古尼罗蛤、小
12、花蛤等动物化石;直接底板为砂质泥岩或泥质砂岩,间接底板为12 m厚的富含白云母片的石英细砂岩F。出露于矿区的中部,将 PL3-1 和P,L3-2 断开,破坏了主采煤层的连续性,构成了2 8#、2 9#煤层的北部储量边界。该断层始于F,复合于西部F4出露长度为1km。它的倾向为18 9,倾角为7 5,地层断距为38 2 50 m。该断层拉近了童子岩组一段和三段地层,在深部对2 8#、2 9#煤层影响较大。F,为该矿井的东部边界断层,是1条受大洋岩体自东北向西南的不均匀挤压力作用而形成的剪性断层。其延伸长度为2 7 0 0 m,倾向为12 7,倾角为7 5,地层断距为30 0 48 0 m,钻孔水
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