梨园坝井田f3断层探采对比

巫显钧，唐　聪，刘　毅

（重庆松藻煤电有限责任公司，重庆401445）

梨园坝井田f3断层探采对比

巫显钧*，唐聪，刘毅

（重庆松藻煤电有限责任公司，重庆401445）

梨园坝煤矿建井时新发现一条水平地层断距119.4m的隐伏大断层，为弄清该断层的产状、规模、切割煤层的位置，通过井下钻探、石门编录、全面收集分析断层信息、绘制M12煤层底板等高线图、绘制断层面等高线图，确定了f3断层走向53°～60°、倾向323°～330°、倾角62°～77°，证实f3断层切割煤层标高305～581m、断煤交线的方位角为51°～62°，370m大巷控制段f3断层水平地层断距78.1～119.4m；依据水平地层断距沿断层走向和倾向的衰减率，预测f3断层走向延伸长度达4km、发育标高200～600m。f3断层切割煤层位置的确定，对开采水平的合理划分及采面的合理布置具有重要意义。

f3断层；产状；发育空间；断煤交线；探采对比

梨园坝煤矿建井过程中，掘进370大巷时，发现一条水平地层断距119m的隐伏大断层。地勘2-3#钻孔在井深406.88m处揭露f3断层，但因研究与控制程度不足，精查地质报告〔1〕误判为“对煤层无切割破坏”！经井下揭露证实，370大巷揭露的隐伏大断层与2-3#钻孔揭露的f3断层系同一断层，该断层对各煤层的切割破坏较严重，最大水平地层断距达119.4m。重新控制和分析f3断层的产状、规模和切割煤层位置，指导开采水平划分与矿井生产。

1　概况

1.1地质简况

在建梨园坝煤矿设计开采二叠系上统龙潭组（P3l）中的煤层，地层走向40°～85°、倾向北西、倾角30°～55°，为单斜层状构造。f3断层区域由北东到南西煤岩层倾向320°～328°、煤岩层倾角40°～29°。见图1。

与矿井开采相关的地层由老到新依次为：二叠系中统茅口组（P2m）、上统龙潭组、长兴组（P3c），三叠系下统玉龙山组（T1y），地层厚度依次为140～160m、89.48～65.13m、48.10m、136.74m。370大巷等开拓巷道布置在茅口组石灰岩中。

龙潭组煤系地层由灰—黑灰色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、粘土岩、细—中粒砂岩、薄层泥灰岩及煤层组成。可采及局部可采煤层编号由老到新依次为M12、M8、M7、M6，可采区域平均煤厚依次为0.96m、3.37m、 1.06m、0.99m。M8煤层全区可采，下距M12煤层20.9m、上距M7煤层10.4m；M12和M7煤层大部分可采、M6煤层局部可采，M7与M6煤层层间距8.9m。

煤系中标志层5层，由老到新编号为B1-B5，标志层之间平均层间距依次为6.2m、2.5m、3.5m、20.1m。B1标志层位于煤系底部、岩性为灰白色铝土泥岩，其下与茅口组呈假整合接触；B2与B3位于M11与M8煤层之间，岩性为中厚层状泥质石灰岩；B4即为M8煤层，B5为M6煤层直接顶板，岩性为中厚层状泥质石灰岩。

1.2梨园坝井田构造

梨园坝井田位于娄山褶皱带的西北部边缘、处于桑木场背斜北东端之北西翼。精查地质报告〔1〕总结：发现断层61条，其中地表出露断层30条、钻孔发现隐伏断层31条、80%为逆断层；按断层落差分：大于50m 3条、50～30m 2条、30～20m 2条、20～10m 13条、小于10m 41条，切割破坏煤层的断层共29条。断裂总体发育方向以NW-SE向为主、辅以NEE-SWW向，倾向以NW为多，倾角50°～75°。7-4#勘探线之间（f3断层区域）地质勘探时未发现切割煤层的断层。

矿井建设中新发现大中型断层2条，一条为f3断层，另一条是800四石门揭露的落差为20m的逆断层（产状为330°∠30°）。

2　井田地质勘探工作

西南煤田地质勘探局地质七队1957年在本区进行了1∶5万地质填图；四川煤田地质公司地测队1966年在本区进行了1∶5000地质填图，提交了《梨园坝及温水井田地质普查简要说明》；1966年10月169地质队提交《四川省南桐煤田松藻矿区张狮坝、梨园坝井田精查地质报告》，1975年1月经四川省煤炭局审查，将该报告降为详查地质报告；四川煤田地质局一三六地质队1987年9月提交了《四川省松藻矿区梨园坝井田精查地质报告》，四川省矿产储量委员会下达审批决议书。

图1　f3断层平面位置图

3　精查地质报告f3断层信息

精查地质报告出现f3断层信息共3处：

①2-3#钻孔柱状图中，井深406.88～408.19m岩性描述为：“动力破碎角砾岩，为灰色含生物碎屑泥质灰岩破碎而成，岩石被破碎呈大小不等的角砾岩，方解石脉穿插分割”。

②2#勘探线剖面图中，2-3#钻孔标高500m左右长兴组地层中绘制有f3逆断层，图上倾向NW、倾角62°。

③文字报告第97页《断层一览表》〔1〕中，断层编号f3、性质逆断层、起止地点2线2-3#孔、倾向NE（与2#勘探线剖面图不一致）、倾角60°、落差8m、隐伏式、对煤层无切割破坏、P3c重复真厚6.91m、断层角砾岩、方解石脉发育。

4　f3断层井下揭露情况

4.1370运输大巷对f3断层的控制

370运输大巷由北东往南西顺层掘进到转2点+984.4m处，施工层位控制钻孔时，发现巷道两侧都有M12煤层、中间是茅口组石灰岩；随后执行先探后掘继续往南西方向掘进，分别在转2+1048.7m、1111.8m、1173.6m、1235.6m、1299m、1362.2m、1423.1m、1460m8处钻孔查明了类似的地层重复，证实了断层的存在。每一处钻孔的布置方式类似，1#和2#钻孔向掘进前方、3#～6#钻孔布置在倾向剖面上向巷道两帮及顶上钻进；3#钻孔控制上盘M12煤层后终孔，4#钻孔控制下盘M12煤层后终孔；多数位置4#和6#钻孔穿过或进入了f3断层带。见图2。见煤点见下盘M12煤层，见煤点见上盘M12煤层。见图1。

图2　370运输大巷转2+1173.6m处剖面图

370运输大巷掘进到转3点附近时，施工密集钻孔控制了周围的煤层、断层带和巷道掘进方向，随后巷道向底板转向揭露f3断层带（见图3）往转4点掘进。转3和转4点都在茅口组石灰岩中。

图3　370大巷穿层过断层带素描图

4.2370主石门完整揭露了f3断层带

370主石门先由顶板石3点往底板方向掘进，超前钻孔及瓦斯抽采钻孔均发现煤层层位对比困难、层序混乱；在一采区集中运煤上山下部车场施工钻孔控制M12煤层（见图1⑱#～见煤点）后，发现煤系地层水平厚度增加了80m！又证实f3断层从主石门通过。主石门贯通后实测剖面见图4。

图4　370主石门实测f3断层带

5　f3断层特征

f3断层为高角度隐伏式走向逆断层。切割M8煤层附近断层破碎带较宽，370主石门断层破碎带宽度为39.2m；破碎带中较明显的构造面2～3个，构造面起伏明显；两处实测破碎带中常见杂乱无序的构造煤。f3断层两盘煤岩层倾角上盘较下盘大，上盘煤岩层产状较稳定，倾角39°～41°，下盘煤岩层倾角变化明显40°～29°。

5.1f3断层断距

两处实测剖面及370大巷8处钻孔控制的水平地层断距（地层真倾向剖面上的真水平地层断距）、换算相应位置的铅直地层断距和落差（断层真倾向剖面上的真落差）见表1。

表1　f3逆断层断距统计表

5.2f3断层产状

实测f3断层主构造面产状370主石门为329°∠67°、370大巷揭露为323°∠68°，两处断层均从松软的下盘M8煤层附近切过。370主石门、370大巷、2-3#钻孔3个揭露点利用空间解析法［2］计算断层面的产状为329.66° ∠77.08°，3个揭露点控制的范围较大，基本能够代表f3断层面的总体产状。f3断层倾向323°～330°、倾角62°～77°，走向与地层走向接近。

5.3f3断层发育空间

根据水平地层断距沿断层走向和倾向的衰减率，预测f3断层走向发育长度约4km（370主石门北东2250m、南西1750m）、发育标高200～600m。最大水平地层断距119.41m（对应位置在370大巷转3点至北东165m段）。切割茅口组、龙潭组、长兴组地层。

5.4f3断层切割煤层位置

图5　2#勘探线剖面与实测对比图

f3断层切割煤层位置在370主石门北东2250m至南西1750m段，切割煤层标高305～581m。

采用局部煤层产状及断层产状计算的上盘断煤交线方位角为51°～55°、下盘断煤交线方位角为59°～62°［3］，断煤交线的总体方位角为57°～60°，也与煤层走向接近。

6　f3断层探采对比

从370运输大巷转2点南西984.4m起到370主石门，f3断层实际揭露段长度已达1360m。精查地质报告分析判定“对煤层无切割破坏”，实际切割煤层长度达4km、且水平地层断距达119.41m！

6.12#勘探线探采对比

2#勘探线位于一采区中部，垂直于地层走向布置，共施工2-1#、2-2#、2-3#地勘钻孔3个。370主石门位于2#勘探线南西74m处，也垂直于地层走向布置；梨园坝煤矿副立井位于2#勘探线北东43m处，见图1。将370主石门和副立井按走向投影到2#勘探线上，见图5。

2-3#钻孔与副立井的地层分组界线修改后见图5中蓝色线，修改后副立井以上的地层倾角与浅部一致；370主石门实际编录的M12煤层上下盘位置以及图切M12煤层底界线（图1中所有M12煤层见煤点绘制的底板等高线图上图切）修改后见图5中蓝色线，370主石门附近M12煤层位置与精查地质报告差距较大。为方便对比，其他地层界线及煤层位置未做修绘。

6.28#勘探线探采对比

8#勘探线位于一采区北东部，垂直于地层走向布置，由浅到深共施工549、550、Ⅷ-2、548#地勘钻孔4个，控制煤层最低标高到±0以下。从370运输大巷转2点南西1203m处通过。见图6。

南西段3#和4#勘探线深部无地勘钻孔，因而未控制到f3断层；5#勘探线与8#勘探线类似，高角度f3断层从2个钻孔中间通过（图幅受限，4#和5#勘探线未绘制到图1中）。

6.3地勘2-3#钻孔见M12煤层位置探采对比

地勘2-3#钻孔见M12煤层的位置及标高（401.90）与井下钻孔（见图1⑱#～钻孔见煤点）及370主石门实际编录的M12煤层上下盘位置［见图1（标高374.16）、（标高373.68）见煤点］出入较大，导致的原因除了孔斜误差外，断层破碎带构造煤及多个构造面影响，2-3#钻孔未施工到深部下盘的M12煤层。

图6　8#勘探线剖面与实测对比图

7　结论

f3断层不是“对煤层无切割破坏”，其切割煤层标高305～581m，切割煤层走向长度4km。

f3断层为高角度隐伏式走向逆断层，其倾向323°～330°、倾角62°～77°，发育标高200～600m，切割茅口组、龙潭组、长兴组地层。断层破碎带宽度为39.2m，最大水平地层断距119.41m。

分析研究f3断层产状、重新绘制了煤层底板等高线、修编了2#和8#勘探线剖面图，确定了断煤交线的空间位置，为开采水平划分、采面布置及隔离煤柱留设提供了地质依据。

370主石门南西段目前无f3断层控制点，待今后生产过程中逐步控制查明。

［1］四川煤田地质局一三六地质队.四川省松藻矿区梨园坝井田精查地质报告［R］.1987：88-97.

［2］巫显钧.层面产状与岩柱厚度的严密计算［J］.西部探矿工程，2013，25（4）：131-132.

［3］巫显钧.确定断煤交线位置的几种方法［J］.西部探矿工程，2011，23（10）：161.

P53

A

1004-5716（2016）07-0175-05

2016-03-16

2016-03-18

巫显钧（1966-），男（汉族），四川泸州人，高级工程师，现从事矿井地质、矿井水文地质、资源储量及矿权管理工作。