浅谈上姚井田构造及相关地质找煤方法

黄庆建

摘 要：文章通过对上姚井田找煤的实践，阐述了可采煤层的分布规律，结合探巷、探眼布置的实践指出地质找煤的方法和途径，找出上区段遗漏的煤层，从而延长矿井的服务年限。

关键词：地质构造特征；可采煤层；控煤作用；找煤

中图分类号：P618.11 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）08-0179-02

曲斗二号井位于福建省永春县下洋镇上姚村境内，于2006年开始建井。

矿井设计生产能力为15×104 t/a。本区基本构造形态为一复式的向、背斜，具体表现为：井田东部为一个大向斜与井田西部为一个较复杂的背斜，煤岩层总的走向为NE40 ？觷-SW220 ？觷，倾角一般为15 ？觷～35 ？觷。因受断层及岩浆岩破坏，致使井田构造形态随深浅不同而有所差别，地表较为简单，深部则小褶皱频繁、地层产状陡缓变化较大，一般背斜西翼宽而缓，东翼窄而陡，井田内主要褶曲有上姚向斜和古峰背斜。经前几年的开采，探明525以上區段的含煤性较差，煤层顶板岩性较差，可采煤层较少，造成上姚生产接替紧张。下水平经2013年的开采及探明，发现含煤性比525以上区段较好，59#、60#煤层局部开采，并从开采过程中取得一定成果。

1 概 述

1.1 井田含煤地层

矿区含煤地层为二叠系下统童子岩组第一段（P1t1）。井田内含煤地层为二叠系下统童子岩组，因受断层切割、影响，地层厚度保存不全。根据以往地表及现有钻孔控制资料，控制到的煤系地层厚度为：P1t1厚度310 m，含煤42层，局部可采煤层5层43，53，54，59，60。顶底板岩性基本相同：煤层顶板性主要为细粉砂岩、泥岩、薄层状炭质泥岩；煤层底板岩性主要为细粉砂岩、泥岩、夹粗粉砂岩、细砂岩。可采煤层的连续性和稳定性差，煤层形态各异有倒转、平卧、透镜状、马鞍状、串珠状等压薄、增厚、尖灭、分叉、现象出现，给正常生产带来诸多不便。

2 各种构造的含煤规律性

2.1 褶皱控煤规律

①井田内的主要富煤带赋存于上姚向斜轴部及东南翼（7线以南），其展布方向应为NE30 ？觷左右。因小褶皱频繁，造成煤层倒转重复，增加了煤层的开采难度，同时也造成煤层在走向和倾向上不稳定，往往会造成运巷不到位，形成空白区。如400E3-03S巷，煤层受挤压压薄迎头停掘，而后在掘探井时发现煤层只是局部受压，走向上煤还是往南。

②寻找褶曲轴部在倾向上变缓呈波浪起伏的煤包。这一类型一般是上下区段均有压薄带隔开，有的是压薄带之外煤包，在回采过程中丢失，有的则是经过地质分析以为轴部分叉或尖灭现象等。如：400E1-01N巷，煤层在倾向上形成几个压薄带，经探井布置和掘进12 m后，煤层张厚，见煤标高至+439，形成可采条带。

2.2 断层控煤规律

井田内局部可采煤层43、53、54、59、60号煤层均赋存于童子岩组一段地层中，而童子岩组一段地层的顶部和底部受限于F4、F1滑覆断层之间，而F4、F1滑覆断层又呈波状起伏状态，因此，童子岩组一段地层保存的厚度与断层的形态紧密相关。一般来说，F4断层呈向斜出现时，童子岩组一段上部地层被断失较多，43号煤层就有可能被断失；呈背斜出现时，保留的地层较厚。而F1断层却相反，当断层呈向斜出现时，保留童子岩组一段底部地层较完整，59、60号煤层就有可能被保留下来；当呈背斜出现时，底部地层保留较不完整，59、60号煤层常被断失。F1断层在425E3石门尾部有揭露，可以看出，F1滑覆断层总体向北抬升，造成6线以北煤系地层保留厚度较薄，59、60号煤层大部份被断失，岩层挤压、破碎较历害，主要可采煤层整体变薄。

2.2.1 断层对主要可采煤层厚度的影响

加剧煤层的褶曲形态致使复杂化，常不协调。煤层的原生结构常受破坏，围岩混入；煤层穿刺厉害，形态多样并复杂。主要有穿顶的“槽沟煤”，“尖子煤”，“羊角煤”，“倒钩煤”。穿底的“三角煤”，“串珠状”，“透镜状”等；断层在煤层附近常拖煤、挤压煤或在断带充煤，给煤层对比增加了许多困难和难度；煤层的稳定性较差，煤层可采性低，压薄、增厚带变化急剧，对煤炭的开采造成不利影响。

2.2.2 在倾向上次一级褶曲构造寻找煤层

随着矿井生产的不断开拓，随着邻近煤层的回采各种次一级构造逐渐被揭露与认识。次一级煤层褶曲在形态上大都呈“Z”字形构造，在向斜的轴部聚集成煤包，由于正常翼受强烈构造力的作用，而正常翼的厚度往往变薄。这给开采上带来一定的困难，在矿井地质找煤上也要加以分析。如400E1-01S巷的59#煤层，在向斜轴部形成煤包，而在倾向上形成一个压薄带，经过分析、研究和地质探井的布设，地质找煤在此区域取得一定的效果。

3 井田现在开采情况

①上姚井田目前主要开拓在+400、+4252个区段，其中+400区段掘3对石门E1、E2、E3石门，E1石门掘380 m见煤8次，见煤点为局部可采煤层为43#，53#，54#，59#，60#，石门都有揭露到出来，其中54#，59#，60#见煤被火成岩侵蚀。运巷有E1-01S、E1-02S、E1-01。其中E1-01N运巷内有往S掘探井见煤标高+439 m，煤厚约1 m，煤层为59号煤，E1-01S运巷内有往S掘探井见煤标高+429 m，煤厚约1.5 m，煤层为59号煤，E1-02S掘小井贯通425E1-03S，煤层为60#。400E3石门掘130 m，运巷有E3-01S、E3-03S；03S运巷沿59#煤掘进80 m，运巷赋煤较好，有3个往S掘探井其见煤标高+432 m，煤厚约1.2 m，煤层为59号煤。400E2石门掘进180 m，见煤5次，见煤点为局部可采煤层为59#，60#；运巷有E2-01N、E2-03N、E2-01S；E2-01S沿60#煤掘进140 m，平均煤厚1.5 m。E2-01N沿60#煤掘进160 m，平均煤厚0.8 m，运巷迎头沿煤倾向掘探井1个，见煤效果差（开口时煤厚1.2m，掘进2 m后仅为层位）E2-03N沿59#煤掘进130 m，平均煤厚0.7 m。

②+425区段现已掘E1、E3、E4、三对石门及S集运；425E1石门总掘320 m，见煤6次，见煤厚度大都为不可采煤（厚度约0.1～0.5 m）煤层为53#、54#、59#、60#煤层。其中54#煤层被火成岩侵蚀。运巷有E1-03S、E1-05S、E1-03N，E1-03N运巷沿60#煤掘进200 m，平均煤厚1.2 m，运巷内有往S掘探井8个，有3个见煤标高超过上水平，为+458；煤厚约1.2 m。425E1-03S沿60#煤掘进100 m，运巷内小井采60#煤层已掘至+458 m，煤层相对稳定，厚度在0.8 m左右。425S集掘250 m，主要是沿煤层走向掘进，当时采取边掘边探的方式来探明煤层的可采性。

③+450区段现已掘E1石门210 m，见煤4次，见煤点为局部可采煤层为54#，59#，60#。

4 上下水平煤层分析及下一步找煤方案

从目前矿井揭露的地质构造来看，+400-+425区段59#、60#煤层在E2石门以南，E3石门往北，在南北走向500 m，高程400-450区段内59#、60#存在局部可采，井分析及论证，要找出450-500区段在此区域的含煤情况。

4.1 以往地质资料

3线东部有3-3孔，终孔标高为+239.68 m，孔深为512.72 m，450区段59#煤层见煤厚度为1.56 m，60#煤层见煤厚度为1.46 m。500区段均有见到59#、60#煤层。

4线东部有4-1孔，终孔标高为+348.92 m，孔深为367.77 m，500区段59#煤层见煤厚度为0.16 m，60#煤层见煤厚度为0.23 m。450区段均有见到该两层煤。

2线东部有2-3孔，终孔标高为+347.22 m，孔深为418.01 m，500区段59#煤层见煤厚度为0.26 m，60#煤层见煤厚度为0.52 m。450区段均有见到该两层煤。

4.2 区内主要构造

基本构造形态为一南北走向的单斜构造。倾向总体上往西，走向上在3线附近发生变化，走向近东西方向。在3线往北方向往南倾伏，往北抬高。3线往南方向往南倾伏，往北抬高。

4.3 450区段找煤方案

从450一东石门59#煤层顶板处往南掘450南集运305 m，在集运基础之上往东掘450三东石门110 m；在l车场往南10 m处掘450N集200 m，在集运基础之上往东掘450二东石门100 m。

4.4 500区段找煤方案

从500南集运尾部掘500一东石门220 m，在500一东石门59#煤层顶板处增开500南集运1 200 m和500南集运2 265 m，在集运基础上往东掘500二东石门120 m和500三东石门220 m。

5 结 语

经过以上地质构造特征及控煤作用规律的认识、分析、研究及地质找煤实践经验，只有不断认识和重新掌握井田内地质构造规律，了解煤岩层的变化规律，才能有效地指导地质找煤方向，才能以最小的巷道投入獲取更大的地质找煤效果。

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