峻德煤矿“三带”孔的划分与总结

摘 要：通过对“三带”钻孔的施工，可以划分冒落带、裂隙带和弯曲下沉带的高度和边界，对煤层安全开采和合理留设煤岩柱提供了可靠依据。

关键词：冒落带；裂隙带；弯曲下沉带；冲洗液

1 施工目的和任务

“三带孔”是指为查清矿井采动形成的弯曲下沉带、导水裂隙带、冒落带（简称三带）的深度、厚度、层位和范围而施工的钻孔。通过“三带孔”施工提交的成果可掌握采煤工作面顶板移动情况，对安全开采和合理留设煤岩柱提供了可靠依据。

峻德矿三水平北17层三四区一段综采后“三带”高度不清，为此，龙煤地质勘探公司鹤岗地质队受鹤岗分公司的委托，于2013年6月至2013年9月在峻德矿12-13号勘探线间17层北三、四区一段上方设计施工了2013-1号孔和2013-2号孔两个“三带”调查验证孔，其主要目的是验证并查明上述区域下沉带、导水裂隙带和冒落带的实际高度。

2 调查孔区域地质概况及开采情况

2.1 调查区域井上下位置及开采情况

2.1.1 井上位置

施工地区位于峻德矿区，距兴安矿与峻德矿井田边界约250-320米，本次施工的两个“三带”调查孔均在哈罗公路西侧，2013-1号孔坐标：X=104407.218 Y=116253.738 Z=278.10米。2013-2号孔坐标：X=104333.504 Y=116244.051 Z=278.424。两孔相距73.68米。

2.1.2 井下位置

2013-1号孔北至切眼85.78米，上至回风道63.07米，下至机道79.28米；2013-2号孔北至切眼158.52米，上至回风道66.32米，下至机道77.81米。两孔水平距离73.68米。

2.1.3 开采情况

本工作面位于三水平北17层三、四区一段，回风道标高（-221～-231）米，机道标高（-287～-313）米，走向长1727m，倾斜平均长160m，面积276320m2，平均煤厚12.1m，可采储量468万吨。区域内煤层赋存稳定，走向185°～195°，倾角27°～32°，煤层厚度8.31（9.63）～14.15（15.93）m，平均煤厚为11.2（12.1）m。17层伪顶为0.2～3.33m炭页岩，直接顶为5.2～14.9m灰白色粉砂岩，老顶为10.2～30.9m中粗砂岩，局部有砾岩（78-5钻孔）。

17层煤现开采一分层，采高3.5米，综采工艺。2012年8月开采，2013年3月15日停采，相对应上部11层2011年～2012年已开采完毕，相对应上部9层由检顺三矿于2010年开采完，9层与11煤层层间距为35米，11层与17层层间距为120米。

2.2 调查区域实见地层情况

调查区域钻孔所钻遇地层自上而下分别为：

（1）第四系（Q）

主要由黑色腐植土、黄褐色粘土，亚粘土、及灰白色砂、砾等组成。厚度9.90-29.90米，与下伏地层为不整合接触。

（2）白垩系下统桦山群（K1hs）

东山组（K1d）：火山碎屑岩段，主要由灰绿色、灰褐色，由安山质角砾岩，火山集块岩组成。并夹有粉砂岩、泥岩。厚度49.40-60.55米。与下伏地层为不整合接触。

（3）白垩系下统鹤岗群

a.石头庙子组（K1st）

南岭砾岩段（K1st1）：本段主要以灰白色砾岩、砂砾岩为主、夹有中粗砂岩、粉砂岩、煤线，厚度为196.92-233.20米。与下伏地层呈角度不整合接触。

b.石头河子组（K1s）

中部含煤段（K1s2）：该段为石头河子组主要含煤段，以灰白色中粗砂岩为主，夹灰色细砂岩、粉砂岩，浅灰色凝灰质砂岩，共见9层、11层两个可采煤层。

3 简易水文观测

2013-1号孔，当钻至36米时，水位下降0.1米，冲洗液消耗量0.40m3/h；当钻至431.90米时，水位下降2.0米，冲洗液消耗量1.5m3/h；当钻至468.4米时，水位下降2.3米，冲洗液消耗量2.2m3/h。

2013-2号孔，当钻至33米时，水位下降1.90米，冲洗液消耗量2.8m3/h；当钻至477米时，水位下降无法观测，冲洗液消耗量3.68m3/h。

4 对“三带”位置的判定依据及总结

4.1 “三带”位置的判定依据

（1）2013-1号孔地表复测标高为278.10米，与原地表标高279.85米相差-1.75米，下沉较明显。当钻至孔深36米处，孔内泥浆发生漏失，判断为东山组火山集块岩界面；当钻至431.90米起，冲洗液发生漏失，相应深度的岩芯为细粒砂岩，具斜向张开裂隙，因此，可以判断该孔进入裂隙带，实际该位置距17层顶板距离（法向）94.71米，推断裂隙带高度为94.71*sin29=45.92米；当钻至468.40米，冲洗液再次发生漏失，467.90米至468.40之间孔段，冲洗液消耗量为2.20米3/小时，从取芯上看，475.10-477.10米之间均为细粒砂岩具张开裂隙，但没有明显掉钻现象。因此，可以判断该孔可能进入冒落带顶部，实际该位置距17层顶板距离（法向）63.55米，判斷冒落带高度为63.55*sin29=30.81米。

（2）2013-2号孔地表复测标高为278.424米，与原地表标高279.85米相差-1.43米，下沉较明显。当孔深度为33.00米时漏孔判断东山组火山集块岩界面；该孔从33米至476米之间，钻进过程中未发现冲洗液漏失现象，导水裂隙带位置无法确定。当孔深在476-477米之间孔段，冲洗液消耗量为3.68m3/h，钻至477.00米起冲洗液发生漏失，至488.30米均在漏层里，但没有明显掉钻现象，因此，可以判断该孔可能进入冒落带顶部，实际该位置距17层顶板距离（法向）48.26米，推断冒落带高度为48.26*sin29=23.4米。但该孔实际看裂隙带不明显。

4.2 总结

通过对本次两孔施工的观察与分析认为：该区域地表下沉较明显，裂隙带高度：1号孔等于45.92米，而2号孔无裂隙显示；判断冒落带高度：1号孔等于30.81米，2号孔等于23.4米。17号煤层现已开采一分层，开采高度为3.5米。裂隙带：45.92/3.5=13.1（倍）；冒落带：23.4（30.81）/3.5=6.68-8.8（倍）。因此，在该区域可以看出导水裂隙带发育不均一性，高度与以往经验值相符；冒落带发育有一定的区域变化，高度比以往经验值略大。

本次调查施工以17#煤层为观察对象，依据17#煤层顶板工程地质条件和水文地质条件，研究主采煤层“三带”发育特征和覆岩破坏规律，为三水平大巷设计布置及未开煤柱的留设提供科学依据，避免了煤炭资源的浪费，同时也大大减小了地表和环境的破坏，为矿区经济的发展做出了贡献。

参考文献

[1]峻德矿矿井地质报告[Z].

[2]煤田地质及勘探[M].煤炭工业出版社.

[3]龙煤集团鹤岗分公司关于“二带”高度的计算公式[Z].

[4]煤矿水文手册[M].煤炭工业出版社.

作者简介：李金山，男，毕业于辽源煤炭工业学校，现从事煤田地质勘探工作，助理工程师，工作单位：鹤岗市龙煤地勘公司鹤岗地质队地质科。