加强地质构造探查分析提高煤炭回收率

摘 要：本文从补探、巷探、收集和编录四个方面综合分析入手，主要阐述了构造形态，断层两翼煤岩层的产状要素，层位和岩性的特征，断层间的相互切割关系及分布规律，探明地质构造发展方向为采区合理划分提供准确的地质资料。

关键词：煤炭资源回收；构造形态；分布规律；发展方向

前言： 煤炭是不可再生资源，随着开采年限的增加，煤炭资源逐渐萎缩。因此对煤炭资源有效的开采和回收越来越引起人们的关注。对我们地质工作人员如何在越来越复杂的地质构造中为优化合理的巷道布置，减少巷道压力的影响，减少煤炭损失，有效的提高煤炭资源的回收，降低成本，提高经济效益是一个严峻的考验。因为矿井地质是煤矿生产建设中的一项重要技术基础工作，矿井的一切采掘工程都必须以可靠的地质资料为依据。所以必须加强矿井地质工作，更好地研究与解决煤矿生产建设中所存在的各种问题，以适应煤矿生产建设的需要。为此，本人就富力煤矿中部22号层地质状况进行简要分析与探讨。

一、区域概况

富力煤矿位于黑龙江省鹤岗市火车站南10公里。井田走向长度1.8—2.3公里。倾向宽为4公里，井田面积为10平方公里。本区位于富力井田中部，南起-530集中石门，北至f4断层下盘交面线。具体范围：上部-505标高溜子道，下部F4断层上盘交面线。本区内-530标高以上已回采完，平均走向长300米左右，倾斜长134米，平面积38575平方米，厚度为5.3米，倾角∠27°，容重为1.35。本区内上覆煤层18-2号层，距22号层间距90米左右，厚度约10.6米，-450标高以上已回采完，-530标高正在回采。距地面垂深约847米（地面标高为+280）。

二、矿区构造情况

富力煤田地处老爷岺隆起的东部鹤佳坳陷西缘，呈单斜构造，走向接近南北，向东倾斜一般倾角25°～45°，富力矿区地层倾角15°～35°，平均23°深部倾角较大，在30°～45°之间。按地质力学观点分析，鹤岗区域是山字型构造的一部分。脊柱在黑龙江北举俄罗斯境内，鹤岗煤田处在马蹄形地质构造中部偏东。就鹤岗煤田本身而言，其受力状况为：东西方向主压力，南北方向的主张应力，北东南西及南东北西为张扭结构面之走向。

富力井田构造形态特点是断层多、褶皱少，未发现火成岩侵入体及古河床冲刷现象。落差较大断层20多条构造裂隙比较发育，裂隙面无水，无次生充填物。走向一般为N65°E到S70°E，倾角∠65°～85°之间，向南西倾斜。富力井田未见较大褶曲，仅大断层附近有平缓褶曲，表现为地层走向发生变化，牵引指向断失翼此类地段均积蓄较大应力。开拓及回采场所经此地段需要作好巷道维护，以防地应力释放造成工作面冒顶及巷道底鼓侧压引起的巷道坍塌。由于受力为主张应力，故富力井田范围内的断层多为正断层，按地质力学性质应为张扭性结构面，其可分为两组：一组走向N5°-25°E，另一组走向N35°-55°W。前一组断层多，其倾向为东南；后一组断层数目少，多向南西倾斜。

三、地质构造探查与分析

随着开采水平的延深，煤层产状及地质构造发生了很大的变化，地质构造非常复杂，所以对煤的有效开采与回收也变得困难起来。就富力井田中部6号勘探线剖面附近的F4号断层来说，从-170标高向深部没有控制，只是按浅部巷道所揭露的情况及现有钻孔资料分析、推断，原F4号断层向深部逐渐增大。由于原F4号断层倾角较小在35°-40°之间，水平地层断距较大，给生产及采区合理划分造成了极大的影响。

为探明F4号断层的发展方向及产状要素，使采区能合理划分，减少煤炭资源的丢失，为此采取一系列的措施。首先对F4号断层进行了巷探井下观测，收集井下第一手资料。然后又进行补充地质勘探收集，编录综合分析，并研究地质构造和煤层的变化规律。由于本区的勘探资料不足，对地质构造无法控制，因此对井下进行了补钻，根据勘探资料及所揭露的情况，在5号勘探线剖面与6号勘探线剖面之间重新编录一条勘探线剖面，即为5-6号勘探线剖面，从而弥补了勘探线线距过大控制程度不够的空白，增强了对本区的控制程度。巷探过程中先后在-170标高，后补回风石门中的走向返上①及279采煤队回风巷②中已揭露F4号断层，走向返上中所见F4断层的产状要素为走向N30°W，倾角45°，回风巷中所见F4断层的产状要素走向N26°W，倾角45°，两巷道所揭露产状基本相同属张扭性结构面。又在-240标高中22号层—石门下山③中也實见F4断层其产状与以上两次所见完全相同。按地质力学观点分析，其受力状况为：东西方向主压力，南北方向的主张应力，此断层由于受力为主张应力，故应为张扭结构面，为反向正断层。由此可以推断出F4断层在-170标高向深部没有增大的趋势，而是向SW方向发展并且分叉，即为F4-1与F4号断层。F4-1号断层向SW方向发展增大，至2号勘探线与3号勘探线之间变小至尖灭（富力井田南部）； F4号断层向深部SE方向发展变小，到-310标高以下尖灭。实践证明所分析的地质资料是准确的，这样大大的增加了F4-1断层下盘的地质储量，避免了煤炭资源的丢失，使本区能够得到合理划分。现本区-310中22号层（288工作面），-380中22号层（288工作面） ，-450中22号层（275工作面）， -530中22号层（275工作面），-310与-380中18—2层已回采完，-380与-450中18—2层已回采完。

通过对本区构造特征及巷探综合分析，为中部22层增加地质储量为7.38万吨。其计算公式为：Q=S×H×D/cosα，其中：S——煤层的块段平面积，H——块段的平均厚度， D——煤层的容重，α——块段倾角。该区平面积38575平方米，厚度为5.3米，倾角∠27°，煤层的容重为1.35。增加储量=9194×5.3×1.35/cos27° =7.38万吨，回采率按80%计算，则实际采出煤量为7.38×80%=5.90万吨。如按每吨煤520元计算，则直接经济效益为3068.0万元。

四、提高煤炭资源回收率

提高煤炭资源回收率的有效途径，应做到以下几点：

①长期坚持井下现场观测收集掌握第一手资料。对煤系地层观测时，要对一切穿过煤系地层的井巷均应逐层观测其岩性特征和厚度，对煤层、标志层和煤层顶底板需做重点观测。对煤层观测时不论是否可采，都必须进行观测和描述。

②研究地质构造、煤层和煤质的变化规律。

③计算和核实矿井储量，掌握储量动态，提高储量级别，设法扩大矿井储量，及时提出合理开采和利用煤炭资源的意见。

④进行补充矿井地质勘探、巷探，调查研究煤系地层中伴生矿产的赋存情况和能利用价值。只有这样才能有效的判断出断层的构造形态及分布规律和发展方向。才能减少煤炭资源的丢失，提高煤炭的回收率。

作者简介：

王宝峰（1987.07--），男，毕业于鶴岗职工大学，测绘与地质工程技术专业，大专学历，中级工程师，工作于黑龙江龙煤股份有限公司鹤岗分公司富力煤矿地测大队。