安源煤矿探采对比及工作建议

邹爱国

（安源煤业集团股份有限公司，江西 南昌 330028）

1 概述

安源煤矿1898年建矿，至今已经有120 多年的历史，1979～1989年产量达到1.00 Mt/a。目前仍然是江西省主力煤矿，生产规模为0.78 Mt/a。

安源煤矿曾多次进行过地质勘查工作，主要有三次：1953～1955年中南煤田地质勘探局128队在该区勘查，提交了《安源矿井（恢复）设计精查地质报告》；1978～1982年萍乡矿务局地质勘探公司在该区勘查，提交了《安源井田北翼下煤组补充勘探地质报告》；1984-1990年萍乡矿务局地质勘探公司在该区勘查，提交了《萍乡矿务局安源煤矿南翼下煤组四水平（-300 m）延深补勘地质报告》。

安源煤矿开拓方式为平峒、暗立井、暗斜井综合开拓方式，采煤方法采用倾斜分层，走向长壁，人工再生顶板全陷落采煤方法，采煤工艺采用炮采和风镐采煤，工作面采用整体悬移支架和单体液压支柱金属绞接梁支护。

安源煤矿目前南翼下煤组四水平-300 m以浅基本采完，截止2020年累计动用资源储量51.2136 Mt，迫切需要资源接替。通过100 多年的采掘工程控制，该矿地质情况得到较为充分的揭露，为采探对比和寻找资源提供了可靠依据。

2 构造变化对比

矿山开采证实，矿区构造形态与勘查对比变化不大，但主要断层RF2的倾角及规模变化大，且新发现一些次一级褶曲和断层。次一级褶曲位于安3 正断层与安4 逆断层之间，为一背斜，轴向N77°E，轴面倾向NW，延伸长度1.3 km，宽120 m，浅部平缓深部紧闭；由浅至深幅宽增大，构造复杂程度由浅至深，由中等变为复杂。

2.1 RF2走向逆断层

断层西起王坑煤矿，经南木坑、风车坳，往东至高坑煤矿，为一条区域性断裂，纵贯全区。平均走向N40°E，倾向NW，勘查时倾角65°～75°，落差160～380 m，导致主采煤层大槽深部-150～-250 m以深缺失。经开采证实RF2地表出露的位置，除H线附近有较大出入外，其它地段与井下控制的位置基本一致。地表NW盘紫家冲段与SE盘三丘田段呈断层接触。地表+400～±0 m左右断层倾角基本上在65°～75°，为高倾角逆断层，-50 m开始断层倾角变缓，至-450 m变缓为20°～30°，接近煤层倾角，为犁式断层。-450 m以深仍然有希望找到大槽煤层。RF2走向逆断层可能为推覆断层，这也是安源煤矿南翼与北翼地层和煤层差异大的重要原因。

2.2 井下采掘工程控制的断层

（1）F0、F1、F2、F3走向逆断层

4 条断层走向大致平行，间距50～100 m，已被-150 m水平Ⅱ215平石门、三区石门、平石门所控制，断层走向N35°E，倾向NW，倾角50°～60°，F0断距4～14 m，延展长度0.5 km，F1断距6～24 m，延展长度1.5 km，F2断距12～20 m，延展长度1.8 km，F3断距20～90 m，延展长度4 km。

（2）高安逆断层

断层东起H 线，西至Ⅲ线，走向长2.4 km，已被砚子槽、硬子槽、大槽采掘工程控制。断层走向倾向与煤层一致，倾角20°～40°，断距20～90 m，煤层大面积重叠，断层面舒缓波状，控制着断层上盘厚度。隆起时形成薄煤带，下凹时煤层变厚；上盘岩层因受挤压而派生一系列低序次的分枝断裂，形成叠瓦状构造。

（3）安1 至安6 正断层

6 条正断层具有下列特点：

①均以互相平行排列的形式展现，沿走向每隔500 m左右出现一条，具明显的等距性，将煤层切割成台阶状。

②断层落差有从浅部到深部逐渐增大，从西向东逐条递增的规律。

③这些断层均由若干条小断层组成一个断层带的形式出现，断层带延展很长，走向稳定；但每条小断层在平、剖面上延展不长。平面上为右列式，剖面上为左列式。

（4）煤矿构造特征

①断层走向，褶皱轴向与地层走向一致，为N40°E左右，倾向NW。

②它们在走向上互相大致平行，呈舒缓波状展布。

③向斜北翼地层急陡，而向斜南翼地层相对平缓，轴面倾角在60°～80°之间。

④断层都产生在向背斜的衔接处，断层倾角变化大，均为逆冲断层，形成叠瓦状构造。

⑤它们的力学性质均以压性为主兼具扭性，显示了北西-南东向的水平挤压和左行扭动的特征。

RF2断层派生出一系列低级别低序次的构造。

除上述较大断层外，矿井生产还揭露了大量小断层。以小断层最发育的砚子槽为例，三水平采空区面积582 268 m2，实测落差大于0.5 m的小断层98 条，平均168 条/km2，小断层可分为以下四类：

第一类，×型斜交正断层：发育在走向逆断层的两侧，但不切割走向逆断层。一组走向77°左右，倾向NW，沿走向约192 m出现一条，具等距性；另一组走向335°左右，倾向SW，呈×型排列。前者发育，占小断层的61%，后者次之，占12%，断层落差在0.5～5 m之间。这一类断层受走向断层控制。

第二类，走向逆断层：发育在高安逆断层的上盘，为高安逆断层的分枝断层。该走向逆断层与高安逆断层组成“入字型”构造，断层走向40°，倾向NW，落差2～8 m，走向延伸1 000 m左右。沿倾向约200 m出现一条，具等距性，往深部落差、倾角增大。这一类断层占小断层的11%。

第三类，斜切正断层：走向310°，倾向SW，少量倾向SE，落差一般2 m左右，走向延伸不长，突然出现又很快消逝。这一类断层占小断层的9%。

第四类，其它断层：主要产生在背斜的轴部的纵张裂面和横张裂面。断层规模小，数量占7%。

3 煤层变化对比

经过矿山多年开采，矿区内煤层的可采层数、可采性、煤层的结构、稳定性以及煤质与勘查成果差别不是很大，南翼的四煤层仍以高灰分煤为主，南、北翼的下煤组中可采煤层的特征因矿山工程的揭露而得到进一步证实。

3.1 南翼上煤组煤层

四煤层结构极复杂，开采后由于部分煤分层发热量小于12.5 MJ/kg，致使煤层平均厚度变薄，新0线两侧发热量小于12.5 MJ/kg，导致大范围不可采。

3.2 南翼下煤组煤层

（1）砚子槽：煤层结构复杂，有夹矸1～9 层，多为黑色泥岩及炭质泥岩。开采后发现在新Ⅱ线以西煤分层及夹矸无法对比，渐变为碳质泥岩夹煤，灰份明显增高，渐渐变为不可采。新Ⅱ线以东为煤夹碳质泥岩，含夹矸1～3 层，厚约0.1～0.5 m，靠近顶板处为亮煤，厚0.3～0.8 m，其下夹黑色泥岩0.1～0.4 m，夹矸下为亮煤及半亮型煤1.0～1.5 m，偶夹1～2 层薄层碳质泥岩。

（2）硬子槽：开采后发现煤层在第Ⅲ勘探线以东发育较稳定，煤质较佳；第Ⅲ勘探线以西渐变为碳质泥岩和煤互层，一般分为三个小分层：

第一分层：由碳质泥岩、薄层粉砂岩及煤线组成，厚0.6～1.4 m，灰份57%左右，其下为0.25～0.8 m之砂岩，向东渐变为黑色泥岩。

第二分层：由碳质泥岩、镜煤条带及薄层粉砂岩组成，厚1.0～1.6 m，灰份53%左右，其下为0.2～0.4 m之灰色薄层状粉砂岩。

第三分层：主要为亮煤及半亮型煤，结构简单，厚度0.8～1.99 m，上部夹薄层碳质泥岩，下部夹0.05～0.1 m鲕状砂岩透镜体,底部为0.2 m左右的坚硬暗煤。

（3）大槽：煤层开采后发现所含夹矸多为灰色粉砂岩及细砂岩，煤层及夹矸厚度变化大：煤分层厚度最大为5.76 m，最小0.07 m；夹矸厚最大8.6 m，最小0.05 m。一般顶板下有一层0.3～0.6 m之半亮型煤，其下有0.4 m左右之粉砂岩，普遍发育，俗称伪顶，中下部煤层的煤质较好，主要由半亮型及暗煤组成。计量厚度含夹矸0～4 层。

3.3 北翼下煤组煤层

（1）列皮槽：煤层结构较复杂，由炭质页岩夹煤和软页岩组成伪顶，计量区煤分层为1～3 层，煤层灰份22%～38%。可采范围较小。

（2）一号大槽：煤层结构较简单，基本上由伪顶及煤层两部分组成。伪顶岩性为灰黑色薄层状软页岩，厚度在0.1～0.5 m之间，平均厚度0.3 m左右。煤层以半亮煤为主，夹少量炭页岩。煤层灰份14.87%，为本区煤质最好的煤层。

（3）二号大槽：煤层结构较复杂，精查报告认为此煤层与北翼大槽层位相当，导致北翼钻孔终孔层位有误。开采后煤层厚度变薄，灰份26.69%。

（4）四页槽：煤层结构较复杂，1956年和1982年地质报告没有此煤层，为在开采过程中新发现的煤层。上部煤质欠佳以炭质页岩夹煤为主，有少量软页岩；下部煤质较好，为煤夹少量炭页岩。

4 结论

1）安源煤矿通过采探对比，2018年与2008年两次资源储量核实报告相比，大槽煤层新增资源储量8.189 2 Mt；2018年与1955年 《安源矿井（恢复）设计精查地质报告》相比，各煤层新增资源储量44.029 4 Mt。

2）上煤组四煤层2008年与2000年相比，资源储量探采减少4.126 8 Mt，其原因为新1 线与新0线之间，经巷道控制的发热量小于12.5 MJ/kg的煤层储量不能计量，煤层结构复杂，煤层厚度变薄。

3）安源煤矿构造复杂程度，1955年地质报告为中等，开采后-100 m以深断层增多，构造变化至复杂，增加了采煤难度；RF2断层在深部派生出一系列低级别低序次的构造，并且导致深部大槽煤层顶部、底部均为茅口灰岩，需要加强水文地质和防治水工作。

4）由于深部构造复杂，笔者分析南翼大槽煤层-450 m以下可能仍有资源储量赋存；且砚子槽、硬子槽煤层-300 m以下基本没有控制，建议进一步开展采探对比工作，提高地质保障程度，扩大资源规模。