贵州黔山煤矿地质特征及开采技术条件分析

袁学江

（盘江煤电集团公司土城矿，贵州 六盘 553529）

随着我国经济技术的发展和现代化进程加速前进，煤炭资源的使用和开采强度增大，一批老矿山资源已经接近或者即将面临枯竭或者生产能力受到严重的制约。黔山煤矿位于贵州省兴仁县城正北方向，直距约15km，有县级公路，区内交通方便。矿区面积1.29km2，为使黔山煤矿生产规模由原15万t/年扩建为45万t/年，文章在充分利用前人研究资料的基础上，先后开展1：5000 地质填图 10km2，1：5000 水文地质填图 10km2、1：5000勘探线测量10.03km，钻探19孔，物探测井19孔，深入查明黔山煤矿地质特征、煤层发育特征以及开采技术条件，经估算黔山煤矿保有资源储量（111b+122b+333）2211万t，为煤矿后期扩大生产规模提供一定的参考和科学依据。

1 地质概况

1.1 井田地质特征

黔山煤矿位于扬子准地台黔北台窿，六盘水断陷的普安旋扭构造变形区中部，区域上主要发育有北东向断裂及褶皱。矿区范围地层由老至新有：二叠系中统茅口组（P2m）、上统龙潭组（P3l）及长兴组（P3c），三叠系下统飞仙关组（T1f）、永宁镇组（T1yn）和第四系。矿区含煤地层为大面积出露的二叠系上统龙潭组（P3l），岩性以粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩为主，夹细砂岩、钙质泥岩及（泥质）灰岩、灰岩和煤层，厚341.24-372.05m，平均厚度357.42m（温书鹏，2017）。黔山煤矿位于北东向下山向斜、下茅坪背斜中段核部及两翼，翼部主要发育近北东向的F1断层、F2断层、F3断层，其中F2和F3断层对煤层的破坏作用大。矿界范围内无岩浆岩活动。

1.2 可采煤层特征

黔山煤矿矿区煤层层数较多（18～23层），分布广，煤层总厚度约14.13～20.66m，平均17.16m，含煤系数8.10%。层位相对稳定的较复杂地区，根据黔山煤矿含煤岩系的沉积序列，岩性组合特征，煤层赋存状况及煤层自身的特征，顶底板特征等方面选用标志层法，层间距法，煤层的物性特征及煤质特征，煤层顶底板特征及物探测井曲线特征等方面进行对比。经分析认为矿区内 C10、C12、C15、C17 为全区可采煤层，C20 为局部可采煤层，且以矿区范围内沿走向和倾向稳定发育的B1、B2、B3、B4和B5灰岩为直接标志层。矿区可采煤层特征分述如下：C10煤层上距B3标志层73.06～88.18m（均值 80.05m，下同），可采用厚度 0.80～2.69m（均值1.46m），属全区可采中厚煤层。C12煤层上距C10煤层5.47～20.20m（12.58m），可采用厚度 0.81～2.22m（1.49m），属全区可采中厚煤层。C15煤层上距C12煤层15.73～35.49m（25.95m），可采用厚度 0.89～3.42m（1.96m），属全区可采中厚煤层。C17煤层上距B4标志层6.76～17.78m（12.13m），可采用厚度 0.81～2.56m（1.29m），属全区可采薄煤层。C20煤层上距B5标志层2.68～18.47m（7.95m），采用厚度 0.00～1.88m（0.84m），属局部可采薄煤层。

2 煤的开采技术条件分析

2.1 水文地质条件

黔山煤矿区位于北盘江水系新寨河支流西北侧，矿区内水系较发育，大坝溪沟水可沿断层带对煤层顶板直接充水，对矿床造成顶板充水而对正常生产造成威胁。地下水类型主要有岩溶水和基岩裂隙水，补给源主要为大气降水。岩溶含水层主要有T2g、T1yn和P2m，以碳酸盐岩为主，地下水类型主要为岩溶管道型，富水性中等—强；基岩裂隙含水层主要有E、T1f、P3l等，以碎屑岩为主，补给条件差，富水性普遍较弱，具径流途径短，近源排泄特点。地下水运动受局部侵蚀、基准面控制，显示出交替强烈、循环浅、逐流短、受季节性气候条件影响和局部集中排泄等特点。矿床的主要充水含水层为顶板充水含水层P3l，P3c层为顶板间接充水含水层，开采情况下，两含水层地下水可直接或间接进入矿井，而采空区及老窑积水量较大，断裂构造较发育，F2断垂直断距100m左右，该断层切割了矿区内煤层，通过剖面分析，该断层深部已使煤层（C17、C20）局部与岩溶含水层茅口组（P2m）直接接触，可能对矿床构成侧向突水威胁。因此当上述煤层开采至近断层地段时应注意探放水，并应预留防水煤柱，预防岩溶含水层茅口组对矿层进行侧向突水威胁。黔山煤矿床是以直接顶板充水为主，水文地质条件中等复杂的裂隙含水层充水为主充水矿床。

2.2 工程地质条件

黔山煤矿可采煤层直接顶、底板主要以粘土质粉砂岩、粘土岩为主，属软质岩石，抗压强度低，完整性较差。已开采区多有片帮、底鼓等不良地质现象出现。

2.3 其它开采技术条件

在收集前人研究成果的基础上（5件），依照《煤层气测定方法（解析法）》（MT/T77-94）标准，对黔山煤矿5个可采煤层21件样品进行了瓦斯测试与瓦斯煤层气检测工作，测试结果表明，矿区煤层瓦斯成份以氮气（N2）为主，含量普遍为 60～90%，其次为甲烷（CH4），二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）及微量重烃，矿井煤层瓦斯处于氮气-沼气 （C10）、氮气带（C12、C15、C17 和C20）。矿区煤层瓦斯含量普遍较低，各可采煤层空气干燥基瓦斯含量最大值为4.00～12.71ml/g，空气干燥基CH4+C2H6含量最大值为1.17～3.32ml/g，该煤矿为低瓦斯矿井，发生煤与瓦斯突出事故的可能性小。

3 结语

（1）黔山煤矿全区可采煤层共5层，其中C10、C12和C15煤层属全区可采中厚煤层，C17煤层属全区可采薄煤层，C20属局部可采薄煤层。

（2）黔山煤矿床是以直接顶板充水为主，水文地质条件简单的裂隙含水层充水为主充水矿床，工程地质条件中等。矿区煤层瓦斯成份以氮气（N2）为主，为低瓦斯矿井。各可采煤层煤尘无爆炸性，C10和C12煤层自燃倾向性为自燃—不易自燃，C15、C17和C20煤层为自燃，矿区平均地温梯度2.82℃/100m，无地温异常，属地温正常区。