箭竹坪煤矿一、二采区地质构造特征及找煤研究

宋彦宏

（漳平市箭竹坪矿业投资有限责任公司 福建龙岩 364400）

箭竹坪矿区整体地质构造条件复杂，矿井在采区开拓过程中发现实际地质构造情况与原地质报告对比出现较大变化，严重影响矿井下步的开拓布置。因此，在系统研究矿区地质构造特征及控煤作用的基础上，结合矿井地质实际揭露情况进一步进行综合分析，为矿井开拓布置提供依据，并提出找煤方向。

1 矿区地质构造

箭竹坪矿区位于龙永煤田的北东部，总体为一向斜构造，状如船状，中间低凹，四周渐高，地层走向NE，轴向NE～SW，东翼倾向NW～SW，西翼倾向EN～ES，倾角10°～40°，沿走向、倾向均有宽缓状起伏［1］。断裂发育，全区主要有滑脱断裂F0、F1，近SN 向正断层F9，及NE 向正断层F2、F4等。总体区内南部断裂、褶皱构造相对北部发育［1］。

区内构造主要经历了2 个地壳运动时期：①在印支运动时期，产生了地质体沿相对软弱层由高往低滑动，表现在矿区的是产生了F0断层，即童子岩组地层沿着相对软弱的文笔山组砂质泥岩滑动；②在燕山运动时期，产生了一系列NE 和N向断层，表现在矿区为产生了NE 向的F1断层和N 向的F9断层［1］。在燕山期发生断裂构造的同时，也发生了大规模的岩浆侵入活动，使得矿区构造进一步复杂化，使原来产生的断裂加大，并派生了较多小断裂，产生了EW 向F4、F7、F2、F6断裂，与此同时，少量岩浆顺破裂带呈脉状侵入到煤系地层中，形呈本区目前的构造格局［1］。

2 一、二采区地质构造特征

2.1 断裂构造发育特征及程度分析

箭竹坪煤矿目前在一、二采区+90 m 水平以上生产，对采区影响较大的断裂构造是位于一采区西侧的F9断层及二采区东侧的F1断层。

F9正断层位于一采区西侧，出露在0 线～7 线之间，走向北西，倾向E，倾角50°～70°，断距300 m～450 m。矿井开拓期间，在+283 m 运输巷、一采区+120 m 南石门、+90 m 运输巷实际揭露F9断层带宽0 m～10 m，断层带充填物主要为火成岩、煤屑、断层泥等。F9断层影响范围较大，在一采区F9断层附近煤岩层紊乱、区域构造复杂，分支断层发育。①煤层小波状起伏褶曲发育。在一采区+150 mN 运巷及+120 mN 运巷开切眼时发现，在煤层走向及倾向上小褶曲发育，这些小褶曲起伏波幅为达1 m～3 m，有时造成煤层夹薄，甚至尖灭。②次生或伴生断层发育。在应力作用下，一采区7 线～9 线之间发育有一断距大于200 m 的次生断层，在平面上与F9断层呈“Y”型组合。该次生断层与F9断层共同作用，造成一采区地质条件变差，使一采区主采煤层走向变短，且伴生有许多小断层，造成煤层走向及倾向的上不连续，出现煤层断失、夹薄、尖灭等现象，导致工作面不得不调采或重开切眼跳采，严重影响采掘的接替（详见图1 和图2）。

F1断层为滑脱断层，位于二采区东侧，倾向北东，倾角上部陡底部缓，10°～50°。断层上盘为翠屏山组、童子岩组等地层，下盘为上泥盆系天瓦岽组地层，断距＞1 000 m。F1断层为矿井东侧边界断层，造成主采煤层断失，使28、28 下开采标高上限止于+180 m 水平。F1断层附近煤岩层紊乱、小断层及小褶曲断层发育。如二采区+120 m S 运巷在沿煤掘进及开切眼时发现，煤层在走向及倾向上波状起伏，有时造成煤层夹薄、断失，甚至尖灭等现象（详见图1 和图2）。

2.2 褶曲构造发育特征及程度分析

在挤压应力的作用下，矿区大向斜构造西翼小型褶曲发育，显示为轴向北东的褶曲群，表明地层经历强烈的挤压过程，具体表现为：在一采区F9断层下盘发育有一宽缓的向斜构造，F9断层上盘发育有一组向背斜构造。而矿区大向斜东翼总体呈单斜构造，褶曲构造不甚发育。受褶曲构造影响，导致煤层呈鸡窝状或藕节状赋存。矿井在实际揭露过程中发现，煤层在褶曲构造作用下发生塑性流动，褶曲两翼煤层赋存差，轴部煤层变厚（详见图1 和图2）。

图1 箭竹坪矿区第7 勘探线地质剖面图

图2 箭竹坪煤矿28 煤层底板等高线图

3 一、二采区找煤分析

3.1 原地质报告工程控制分析

原地质报告一、二采区+90 m 水平以上主要开采22、28、28下煤层。通过综合分析一采区已揭露煤层赋存情况、标志层已基本认定，次一级构造与地质报告存在较大出入：地质报告中一采区总体为向南东方向倾斜的单斜构造，但实际揭露，该区域因受F2、F7、F9等断层的共同作用，存在一次级向斜构造，且小断层、小褶曲发育；原地质报告中F9断层只到第7 勘探线与F5断层相交，根据实际揭露分析认为F9断层已切割至第9勘探线，与F7断层相交，该断层上盘造成童子岩组三段地层下降。经分析，推测28 和28下煤层下降至-50 m 水平以下，破坏了煤层的连续性，使一、二采区中部+90 m 水平以上仅能开采22 煤层。目前分析F5断层在一采区无出入，F9断层下盘将童子岩组一段地层抬升，使一采区+90 m 水平可揭露童子岩组一段31、39 主采煤层。二采区已揭露煤层赋存情况、标志层已基本认定，确认二采区构造与地质报告基本相符，总体为北西倾向的单斜构造，但受F1边界断层影响，目前二采区+120 m 水平以上煤层在走向及倾向上波状起伏，煤层厚度变化大。

3.2 矿区钻孔资料综合分析

原地质报告一采区有6 个钻孔控制，在钻探过程中由于小断层等因素影响，有些会导致部分煤层位判断错误，如5-1钻孔受F11断层控制造成17～21 煤层重复出现，但根据现有巷探等资料分析，+150 m～+70 m 标高的17～21 煤层实际为31～35 煤层，转换后5-1 钻孔32 煤层厚1.66 m，35 煤层厚1.77 m。7-2 钻孔位于一、二采区大向斜构造轴部，揭露主采煤层总体较厚，21 煤层厚1.03 m、22 煤层厚1.19 m、28 煤层厚2.29 m、28下煤层厚0.69 m。二采区仅有4 个钻孔控制，9-2、11-3、13-1钻孔位于轴向北东的一条线上，揭露28、28 下煤层总体较厚，为0.7 m～1.93 m，控制标高在-6 m～+90 m 水平区间。

3.3 一、二采区找煤方向分析

通过上述综合分析，总体圈定了3 个稳定可靠的开采块段。

一采区西南块段：一采区受F9断层及构造等影响大，现有+120 m 水平以上已经揭露区域的28、28下煤层稳定性差，F9断层与伴生断层“Y”型组合三角区域内煤层赋存差，构造复杂，可做地探工作价值低。通过一采区+90 m S 运输巷揭露构造情况分析，F9断层下盘揭露童子岩组一段地层总体为向东倾斜的单斜构造，总体构造简单稳定，且5-1 钻孔揭露煤层总体较厚，该块段受F9断层影响小，依据地质构造及钻孔分析该区域煤层赋存稳定，可作为一采区地质找煤主攻方向。

一、二采区中部块段：通过地质构造及钻孔揭露情况分析，一、二采区中部向斜构造在应力作用下煤层向轴部发生塑性流动，向斜构造轴向北东与7-2、9-2、11-3、13-1 钻孔位于轴向北东的一条线上，且钻孔揭露主采煤层赋存情况较好，由此判断在该向斜构造轴部为聚煤区域，可作为-100 m 标高第二水平开拓地探找煤的方向。

二采区东翼块段：二采区总体构造稳定，为向北西倾斜的单斜构造，F1断层对+120 m 水平以下煤系地层影响逐步减弱，结合11-3、13-1 钻孔揭露，发现煤层都在+80 m 水平上下且煤层较厚，可靠程度高。由此，可在+90 m 水平对二采区东翼稳定块段进行找煤。

3.4 圈定块段煤层储量估算

通过勘探钻孔、地质构造及生产开拓等工程揭露情况和资料分析，重新绘制了各主采煤层底板等高线图，以断层为界按圈定块段分别估算各主采煤层资源储量。储量估算结果为：一采区西南块段31 煤层22.46 万t；一、二采区中部块段28 煤层24.79 万t，28下煤层19.56 万t；二采区东翼块段28 煤层20.49 万t，28下煤层18.24 万t（详见表1）。

表1 箭竹坪煤矿圈定块段储量估算表

4 结论

通过以上分析，可得出如下3 点结论。

（1）通过对矿区地质构造特征研究分析，对采区影响较大的断裂构造有位于一采区西侧的F9断层及二采区东侧的F1断层。特别是F9断层与与伴生断层形成的“Y”型组合使得该三角区域内煤层赋存情况变差，经济开采价值低。在构造应力的作用下，矿区内小褶曲和小断层发育，造成煤层夹薄、变厚、断失等现象，特别在褶曲构造作用下煤层发生塑性流动。通过综合分析，认为本矿区一二采区中部的向斜构造轴部煤层变厚，形成聚煤区域。

（2）矿区煤层及构造与原报告存在一定误差，地质报告中一采区总体为向南东方向倾斜的单斜构造，但实际揭露发现，该区域存在一次级向斜构造，且小断层、小褶曲发育。原地质报告中F9断层只到第7 勘探线与F5断层相交，根据实际揭露分析认为F9断层已切割至第9 勘探线，与F7断层相交。原地质报告中5-1 钻孔受F11断层控制造成17～21 煤层重复出现，但根据现有巷探等资料分析，+150 m～+70 m 标高的17～21 煤层实际为31～35 煤层。

（3）通过对矿区地质构造特征、钻孔资料、煤层层位等各种资料进行综合分析，提出新的地质找煤方向，总体圈定了3个稳定可靠的开采块段，估算储量达105.54 万t。