织纳煤田珠藏向斜构造特征对煤矿开采的影响

王 云，胡传文，汤立方

(贵州省煤田地质局一四二队，贵州 贵阳 550000)

0 引言

煤矿安全生产是煤矿开采的第一要务，而煤矿的构造特征影响着煤矿安全生产的诸多方面。研究表明，煤矿的构造特征影响着煤矿后期开采的诸多方面。经查阅资料，煤矿多局限于煤矿本身的构造特征，对煤矿的开采进行影响性分析，而忽略了煤矿所在的构造单元，缺少整体性、系统性分析。系统分析煤矿所在地的构造单元的构造特征对煤矿开采的影响更具有现实意义。

贵州省是我国南部重要的煤炭能源输出基地。作为贵州境内重要煤田的织纳煤田煤炭资源储量丰富，开采技术条件较好。织纳煤田主要构造单元珠藏向斜内有肥田一号井田(肥一井)、肥田二号井田(肥二井)、肥田三号井田(肥三井)和红梅井田(红梅井)。自20世纪60年代起贵州省煤田地质局陆续完成了织纳煤田的普查地质工作，分别完成了肥一井、肥二井、肥三井和红梅井4个井田的详查地质工作，期间获取了大量的地质成果资料。而至今未将肥一井、肥二井、肥三井和红梅井纳入一个总体进行研究。故将4个井田和井田所属的珠藏向斜纳入一体进行研究显得十分必要。

1 区域地层和区域构造

区域内出露的地层由下而上有：青白口系、南华系、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系等地层。

研究区位于羌塘-扬子-华南板块(Ⅳ)—扬子陆块(Ⅳ-4)—上扬子地块(Ⅳ-4-1)—黔北隆起区(Ⅳ-4-1-3)—织金穹盆构造变形区(Ⅳ-4-1-3(1))的南西部。珠藏向斜位于贵州中西部织金县境内的珠藏镇和阿弓乡一带，走向长24 km，宽4.5～5 km，面积约120 km2，如图1所示。

图1 区域构造

2 珠藏向斜构造特征分析

珠藏向斜含煤地层为上二叠统龙潭组，厚度在276.00～346.21 m之间，含煤30～35层，可采煤层为7～10层，平均可采厚度为11.74 m。珠藏向斜属于燕山期初次应力形成的主褶曲。北西向为阿弓向斜，南东向为新华向斜。整体为NE向宽缓的波状向斜，发育一系列次级褶曲和NNE、NE向断层，珠藏向斜被EW向的F2断层切割为南北两部分：北部为红梅井田，南部分为肥一号、肥二号和肥三号共计3个井田。

珠藏向斜西南起于阿弓、向东经老肥田至木吼寨、过F2断层，经石鼓寨、红梅树至腰岩脚向北东向延伸。西南段轴向北东70°，东段至小平寨呈北东40°方向延伸，轴线略有弯曲呈蛇形。向西南端微有倾伏，向北东稍稍翘起。

阿弓至珠藏段：向斜两翼不对称，南东翼陡，倾角10°～40°，一般25°左右，轴部倾角逐渐变缓，地层走向大致与轴线平行，断层和次级褶曲较发育，以顺倾向的逆断层较多，多数延展较远，断距较大，同时亦伴生小型正断层。向斜北西翼为一简单的单斜构造，地层倾角平缓，为5°～20°左右，一般10°左右，向轴部近于水平。断层发育较少，其规模也小。

珠藏至红梅树段：为向斜翘起部分，属复式向斜，两翼不对称，西北翼较陡，轴线为北东40°至北东30°，轴略向西南倾斜，倾斜角南段最大达10°左右，余均5°左右，中间略有起伏。轴部宽缓，地层走向大体与轴线垂直，向南西倾。北西翼为单斜，地层走向与轴线一致，地层倾角20°～30°。南东翼发育次一级波状褶曲，褶曲轴向与向斜轴线一致，伴有规模较大的断裂，地层倾角多为10°左右，局部达20°。

2.1 与珠藏向斜相关的次级褶曲

与珠藏向斜相关的次级褶曲肥一井田内发育地贵背斜、肥二井田内发育普戛背斜、红梅井田内发育老帮寨向斜、屯上背斜、腰冲背斜等。其中以地贵背斜、老帮寨向斜、屯上背斜对煤层的赋存情况影响最大，普戛背斜、腰冲背斜次之。

褶皱呈长条形紧密排列，两翼开阔紧凑不对称，向斜如老帮寨向斜平缓开阔，而背斜如屯上背斜和腰冲背斜紧闭。地层倾角为10°～45°，近向斜轴部变缓至10°～15°，轴线走向有一定变化。

2.2 与珠藏向斜相关的断裂

珠藏向斜北西向和南东向的区域性大断裂对珠藏向斜内的成煤作用和矿井的划分都有直接影响。区内总体上北东向断裂形迹发育。断层平行排列呈带状产出，走向北东，倾向南东或北西，倾角较大，平面延伸较为平直。

断裂与褶皱伴生发育，次级褶皱的区域断裂也较发育。老帮寨向斜和屯上向斜附近的断层要相对于地贵背斜和腰冲背斜附近的断层要多。

主要断裂方向与褶皱平行一致，多为高角度(60°～70°)的正、逆断层。正断层多分布于背斜轴部或背斜两翼，多数规模较小，延伸不远，破坏作用也不大。逆断层相对正断层延伸较远，落差较大，对煤层的赋存破坏作用大，致使一些向斜的一翼或一段切割零碎，如图2所示。

图2 珠藏向斜构造特征

3 珠藏向斜构造特征对煤矿开采的影响

3.1 地质构造本身对煤矿开采的影响

珠藏向斜控煤模式属于构造控煤，包括褶皱控煤和断裂控煤。完整的褶皱被断裂改造后，严重破坏了含煤地层层序及连续性，降低了煤炭的开发利用价值。珠藏向斜构造条件优劣先后顺序为肥一、肥二、肥三和红梅井田，在肥一、肥二、肥三和红梅井田范围内进一步划分构造复杂类型中等或复杂区域。

褶皱发育的区域，比如煤层的走向、倾向、倾角会表现出不稳定，变化大的特点。

关于地温，靠近向斜轴煤层埋藏深度比靠近背斜轴深，未来开采通风降温成本高。

向背斜集中发育区域，特别是背斜轴部断裂发育，不利于煤层气的富集。

3.2 对与地质构造相关的水文地质条件的影响

珠藏向斜内次级褶曲向、背斜呈长条状、次级断裂正逆断层近平行或交错展布，导致珠藏向斜属于一个开放-半开放且局部伴随自封闭型的煤系含水系统。

断层集中区域，特别是正断层较逆断层会形成导水断层，导致煤层与承压含水层之间存在水力联系，后续巷道掘进靠近断层的区域会有突水的可能性。如发生导水陷落柱、导水断层，顶底板导水裂隙等现象。

3.3 对与地质构造相关的工程和环境地质影响

煤矿瓦斯是煤矿安全生产的重要危害之一。褶曲和断裂集中发育区域为瓦斯汇集提供了场所。

采煤沉陷是煤矿采矿区最大安全隐患之一。煤矿开采沉降与地质构造密切相关。

构造复杂区域导致了地表水丰富，地理落差大，导致地表地面崩塌、滑坡等地质灾害。

4 结论

(1)珠藏向斜构造条件优劣先后顺序为肥一、肥二、肥三和红梅井田，在肥一、肥二、肥三和红梅井田范围内进一步划分构造复杂类型中等或复杂区域。

(2)珠藏向斜多期构造特征影响着后期的煤矿开采技术条件：水文地质条件、工程地质条件和环境地质条件。