峻德煤礦“三帶”孔的劃分與總結(jié)

摘 要：通過對“三帶”鉆孔的施工，可以劃分冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶的高度和邊界，對煤層安全開采和合理留設(shè)煤巖柱提供了可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞：冒落帶；裂隙帶；彎曲下沉帶；沖洗液

1 施工目的和任務(wù)

“三帶孔”是指為查清礦井采動形成的彎曲下沉帶、導(dǎo)水裂隙帶、冒落帶（簡稱三帶）的深度、厚度、層位和范圍而施工的鉆孔。通過“三帶孔”施工提交的成果可掌握采煤工作面頂板移動情況，對安全開采和合理留設(shè)煤巖柱提供了可靠依據(jù)。

峻德礦三水平北17層三四區(qū)一段綜采后“三帶”高度不清，為此，龍煤地質(zhì)勘探公司鶴崗地質(zhì)隊受鶴崗分公司的委托，于2013年6月至2013年9月在峻德礦12-13號勘探線間17層北三、四區(qū)一段上方設(shè)計施工了2013-1號孔和2013-2號孔兩個“三帶”調(diào)查驗證孔，其主要目的是驗證并查明上述區(qū)域下沉帶、導(dǎo)水裂隙帶和冒落帶的實際高度。

2 調(diào)查孔區(qū)域地質(zhì)概況及開采情況

2.1 調(diào)查區(qū)域井上下位置及開采情況

2.1.1 井上位置

施工地區(qū)位于峻德礦區(qū)，距興安礦與峻德礦井田邊界約250-320米，本次施工的兩個“三帶”調(diào)查孔均在哈羅公路西側(cè)，2013-1號孔坐標(biāo)：X=104407.218 Y=116253.738 Z=278.10米。2013-2號孔坐標(biāo)：X=104333.504 Y=116244.051 Z=278.424。兩孔相距73.68米。

2.1.2 井下位置

2013-1號孔北至切眼85.78米，上至回風(fēng)道63.07米，下至機道79.28米；2013-2號孔北至切眼158.52米，上至回風(fēng)道66.32米，下至機道77.81米。兩孔水平距離73.68米。

2.1.3 開采情況

本工作面位于三水平北17層三、四區(qū)一段，回風(fēng)道標(biāo)高（-221～-231）米，機道標(biāo)高（-287～-313）米，走向長1727m，傾斜平均長160m，面積276320m2，平均煤厚12.1m，可采儲量468萬噸。區(qū)域內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，走向185°～195°，傾角27°～32°，煤層厚度8.31（9.63）～14.15（15.93）m，平均煤厚為11.2（12.1）m。17層偽頂為0.2～3.33m炭頁巖，直接頂為5.2～14.9m灰白色粉砂巖，老頂為10.2～30.9m中粗砂巖，局部有礫巖（78-5鉆孔）。

17層煤現(xiàn)開采一分層，采高3.5米，綜采工藝。2012年8月開采，2013年3月15日停采，相對應(yīng)上部11層2011年～2012年已開采完畢，相對應(yīng)上部9層由檢順三礦于2010年開采完，9層與11煤層層間距為35米，11層與17層層間距為120米。

2.2 調(diào)查區(qū)域?qū)嵰姷貙忧闆r

調(diào)查區(qū)域鉆孔所鉆遇地層自上而下分別為：

（1）第四系（Q）

主要由黑色腐植土、黃褐色粘土，亞粘土、及灰白色砂、礫等組成。厚度9.90-29.90米，與下伏地層為不整合接觸。

（2）白堊系下統(tǒng)樺山群（K1hs）

東山組（K1d）：火山碎屑巖段，主要由灰綠色、灰褐色，由安山質(zhì)角礫巖，火山集塊巖組成。并夾有粉砂巖、泥巖。厚度49.40-60.55米。與下伏地層為不整合接觸。

（3）白堊系下統(tǒng)鶴崗群

a.石頭廟子組（K1st）

南嶺礫巖段（K1st1）：本段主要以灰白色礫巖、砂礫巖為主、夾有中粗砂巖、粉砂巖、煤線，厚度為196.92-233.20米。與下伏地層呈角度不整合接觸。

b.石頭河子組（K1s）

中部含煤段（K1s2）：該段為石頭河子組主要含煤段，以灰白色中粗砂巖為主，夾灰色細(xì)砂巖、粉砂巖，淺灰色凝灰質(zhì)砂巖，共見9層、11層兩個可采煤層。

3 簡易水文觀測

2013-1號孔，當(dāng)鉆至36米時，水位下降0.1米，沖洗液消耗量0.40m3/h；當(dāng)鉆至431.90米時，水位下降2.0米，沖洗液消耗量1.5m3/h；當(dāng)鉆至468.4米時，水位下降2.3米，沖洗液消耗量2.2m3/h。

2013-2號孔，當(dāng)鉆至33米時，水位下降1.90米，沖洗液消耗量2.8m3/h；當(dāng)鉆至477米時，水位下降無法觀測，沖洗液消耗量3.68m3/h。

4 對“三帶”位置的判定依據(jù)及總結(jié)

4.1 “三帶”位置的判定依據(jù)

（1）2013-1號孔地表復(fù)測標(biāo)高為278.10米，與原地表標(biāo)高279.85米相差-1.75米，下沉較明顯。當(dāng)鉆至孔深36米處，孔內(nèi)泥漿發(fā)生漏失，判斷為東山組火山集塊巖界面；當(dāng)鉆至431.90米起，沖洗液發(fā)生漏失，相應(yīng)深度的巖芯為細(xì)粒砂巖，具斜向張開裂隙，因此，可以判斷該孔進(jìn)入裂隙帶，實際該位置距17層頂板距離（法向）94.71米，推斷裂隙帶高度為94.71*sin29=45.92米；當(dāng)鉆至468.40米，沖洗液再次發(fā)生漏失，467.90米至468.40之間孔段，沖洗液消耗量為2.20米3/小時，從取芯上看，475.10-477.10米之間均為細(xì)粒砂巖具張開裂隙，但沒有明顯掉鉆現(xiàn)象。因此，可以判斷該孔可能進(jìn)入冒落帶頂部，實際該位置距17層頂板距離（法向）63.55米，判斷冒落帶高度為63.55*sin29=30.81米。

（2）2013-2號孔地表復(fù)測標(biāo)高為278.424米，與原地表標(biāo)高279.85米相差-1.43米，下沉較明顯。當(dāng)孔深度為33.00米時漏孔判斷東山組火山集塊巖界面；該孔從33米至476米之間，鉆進(jìn)過程中未發(fā)現(xiàn)沖洗液漏失現(xiàn)象，導(dǎo)水裂隙帶位置無法確定。當(dāng)孔深在476-477米之間孔段，沖洗液消耗量為3.68m3/h，鉆至477.00米起沖洗液發(fā)生漏失，至488.30米均在漏層里，但沒有明顯掉鉆現(xiàn)象，因此，可以判斷該孔可能進(jìn)入冒落帶頂部，實際該位置距17層頂板距離（法向）48.26米，推斷冒落帶高度為48.26*sin29=23.4米。但該孔實際看裂隙帶不明顯。

4.2 總結(jié)

通過對本次兩孔施工的觀察與分析認(rèn)為：該區(qū)域地表下沉較明顯，裂隙帶高度：1號孔等于45.92米，而2號孔無裂隙顯示；判斷冒落帶高度：1號孔等于30.81米，2號孔等于23.4米。17號煤層現(xiàn)已開采一分層，開采高度為3.5米。裂隙帶：45.92/3.5=13.1（倍）；冒落帶：23.4（30.81）/3.5=6.68-8.8（倍）。因此，在該區(qū)域可以看出導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育不均一性，高度與以往經(jīng)驗值相符；冒落帶發(fā)育有一定的區(qū)域變化，高度比以往經(jīng)驗值略大。

本次調(diào)查施工以17#煤層為觀察對象，依據(jù)17#煤層頂板工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，研究主采煤層“三帶”發(fā)育特征和覆巖破壞規(guī)律，為三水平大巷設(shè)計布置及未開煤柱的留設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，避免了煤炭資源的浪費，同時也大大減小了地表和環(huán)境的破壞，為礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[3]龍煤集團(tuán)鶴崗分公司關(guān)于“二帶”高度的計算公式[Z].

[4]煤礦水文手冊[M].煤炭工業(yè)出版社.

作者簡介：李金山，男，畢業(yè)于遼源煤炭工業(yè)學(xué)校，現(xiàn)從事煤田地質(zhì)勘探工作，助理工程師，工作單位：鶴崗市龍煤地勘公司鶴崗地質(zhì)隊地質(zhì)科。