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      煤層對(duì)比方法在礦井開采中的應(yīng)用

      2016-12-28 10:01:35李承東華亭煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司山寨煤礦甘肅省平?jīng)鍪?44112
      低碳世界 2016年5期
      關(guān)鍵詞:層位標(biāo)志間距

      李承東(華亭煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司山寨煤礦,甘肅省平?jīng)鍪?44112)

      煤層對(duì)比方法在礦井開采中的應(yīng)用

      李承東(華亭煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司山寨煤礦,甘肅省平?jīng)鍪?44112)

      在礦井開采期間,為了能夠準(zhǔn)確地對(duì)煤層進(jìn)行揭露及開采,減少因盲目揭露而造成的損失,通過(guò)對(duì)已有地質(zhì)資料的分析研究,利用含煤段特征、煤層的標(biāo)志層、結(jié)構(gòu)、間距、厚度、頂?shù)装鍘r性及化石特征等綜合的煤層對(duì)比方法,可以準(zhǔn)確地確定煤層群開采的層位,科學(xué)地指導(dǎo)煤層群開采的層位控制,為礦井開采設(shè)計(jì)提供技術(shù)保障,促進(jìn)礦井的安全高效生產(chǎn)。

      煤層群開采;煤層對(duì)比;標(biāo)志層;頂?shù)装?/p>

      引言

      對(duì)于勘探階段煤層對(duì)比,前人研究的比較多,技術(shù)也比較成熟。如何針對(duì)不同礦井不同情況,尋找適合的煤層對(duì)比方法,是礦井地質(zhì)工作中的非常實(shí)際和重要的問(wèn)題。本文就結(jié)合華亭煤業(yè)集團(tuán)山寨煤礦開采期間煤層對(duì)比方法進(jìn)行探討。

      1 概況

      山寨井田的含煤地層為中侏羅統(tǒng)延安組,總的平均厚度為153.81m。主要賦存5個(gè)煤層(組),共7層煤。自上而下為煤1、煤2-1、煤2-2、煤2-3、煤3、煤4和煤5。煤5層系全區(qū)可采煤層,煤3層屬大部分可采煤層,其它煤層均為零星可采或不可采煤層。

      2 煤層對(duì)比

      2.1 標(biāo)志層對(duì)比

      標(biāo)志層對(duì)比是煤層對(duì)比工作中的最常用,最有效的方法之一。山寨井田標(biāo)志層如下:

      (1)主要標(biāo)志層(K3)-“似鮞狀”砂巖:位于延安組第一段下部,系煤5層底板。主要巖性為灰褐、灰黑色含石英細(xì)礫的砂巖及砂質(zhì)泥巖。具有俗稱的“似鮞狀”結(jié)構(gòu),層位穩(wěn)定,全區(qū)分布,特征明顯,是確定煤5層的可靠標(biāo)志。

      (2)局部標(biāo)志層:系劣質(zhì)油頁(yè)巖,條痕褐色,頁(yè)理較發(fā)育,含油率極低。一般為二層,第一層(K1)位于延安組第二段上部,發(fā)育在距煤1頂板以上5~10m處,厚度0.05~1.60m,平均0.43m,時(shí)而相變?yōu)榛液谏磕鄮r,層位較穩(wěn)定,是確定煤1的良好標(biāo)志;第二層(K2)位于第二段Ⅱ旋回頂部,煤4層之下,厚度較K1大,可達(dá)數(shù)米。在本井田特征明顯,作為對(duì)比煤4層和劃分Ⅱ旋回頂界的局部標(biāo)志層。

      2.2 煤層層間距對(duì)比

      層間距是指上一層煤底板與下一層煤頂板之間的垂直距離。通過(guò)研究,山寨井田內(nèi)發(fā)育的各煤層層間距分別為:煤1與煤2-1以及煤2-1和煤2-2間一般保持在11m左右,而煤2-2與煤2-3及煤2-3和煤3間的間距較小,一般為7m左右;煤1至煤3層的間距也較穩(wěn)定,一般在40m;煤3層與煤4層的間距由北向南明顯增大,一般兩者相距10m左右;煤4與煤5間距變化大,平均38m??傮w講各煤層層間距相對(duì)較穩(wěn)定,但由北向南、自西向東有增大的趨勢(shì),差異性較明顯,有利于煤層對(duì)比。

      2.3 煤層本身特征對(duì)比

      煤層本身特征對(duì)比法,是根據(jù)煤層的厚度、穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、煤的物理性質(zhì)、煤巖特征和煤質(zhì)資料等不同及其共有的組合關(guān)系等進(jìn)行煤層對(duì)比的一種方法。

      山寨井田煤層的發(fā)育特征及其組合規(guī)律極為明顯,因此利用煤層厚度,結(jié)合煤層所處的剖面位置及整體變化趨勢(shì),亦是區(qū)內(nèi)煤層對(duì)比的主要方法之一。

      山寨井田從含煤巖系垂向沉積的宏觀方面看,因煤系沉積環(huán)境的演變,使主要含煤段、復(fù)含煤段以及不含煤段截然分離,自成體系,加之局部標(biāo)志層相映,涇渭分明,互不混淆。這給段與旋回的劃分和各煤層的對(duì)比提供了較好的地質(zhì)依據(jù)。

      煤1層:系全區(qū)層位穩(wěn)定煤層,無(wú)論其它煤層存在與否,煤1層或?qū)游豢偸谴嬖诘?,這為對(duì)比其它煤層起了提綱攜領(lǐng)的作用。煤1層厚度較小,僅零星可采,含2~3層夾矸,最多達(dá)4層,特征明顯易對(duì)比。

      煤2層(組):雖稱煤組,但以三層單獨(dú)煤層出現(xiàn),從上到下為煤2-1、煤2-2、煤2-3,其穩(wěn)定性依次變好,厚度也有增大之趨勢(shì)。煤2-2與煤2-3多相伴出現(xiàn)。

      煤3層:為第二段中厚度最大,層位最穩(wěn)定的一層煤。除4勘探線以南尖滅外,基本可見及。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,且煤層上下多發(fā)育炭質(zhì)泥巖。系復(fù)合含煤段的主干煤層,也極易對(duì)比。

      煤4層:厚度小,層位較穩(wěn)定,有時(shí)分層較多,位于煤3和煤5之間,亦較易確定其層位。

      煤5層:層位穩(wěn)定,厚度大,一般為特厚煤層,屬基本遍及全區(qū)的較穩(wěn)定煤層,上部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,下部相對(duì)較簡(jiǎn)單,且居于煤系地層之下部,其本身特征就是良好的對(duì)比標(biāo)志。

      3 煤層對(duì)比方法的綜合應(yīng)用

      以上煤層對(duì)比方法都是礦井開采期間的常用方法,在山寨煤礦煤5層開采及煤3層的首次揭露過(guò)程中都得到了應(yīng)用。尤其是在煤3層的首次揭露上,效果非常明顯。

      在煤3層首次揭露期間,由于揭露區(qū)距周邊鉆孔比較遠(yuǎn)(均在200m以上)。在該區(qū)附近的巷道掘進(jìn)過(guò)程中就已經(jīng)揭露了煤4層及其底板K2標(biāo)志層(如圖1)。通過(guò)對(duì)周邊鉆孔資料對(duì)比,發(fā)現(xiàn)煤4與煤3的間距均在10~12m之間。通過(guò)計(jì)算,兩者的水平距離應(yīng)在30~35m之間。而該區(qū)域煤3層底板等高線資料顯示,該段煤4與煤3層的水平距離在85m左右,兩者相差太大,為巷道設(shè)計(jì)及施工帶來(lái)困難。為了消除疑慮,在該處打了一組探煤孔進(jìn)行驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn),在距離煤4層底板10.5m處有一厚度2.5m在煤層。故對(duì)原設(shè)計(jì)的25°上山揭露改為水平石門揭露,結(jié)果在水平距離32.5m處揭露了一層真厚度為2.2m的煤層。為了進(jìn)一步證實(shí)該煤層為煤3層,采用了如下幾種煤層對(duì)比方法:通過(guò)對(duì)煤層間距對(duì)比,水平距離32.5m與之前預(yù)測(cè)的30~35m基本相符;揭露煤層的厚度與周邊鉆孔的平均厚度基本相符;煤3層的底板巖性為細(xì)砂巖,與周邊鉆孔一致;煤層中夾矸及其煤層的煤巖特征與地質(zhì)報(bào)告一直;煤4層底板K2標(biāo)志層是一典型的劣質(zhì)油頁(yè)巖,可以作為煤層對(duì)比的重要依據(jù)。通過(guò)以上方法的綜合應(yīng)用,最后確定已揭露的煤層為目的層煤3層,從而避免了設(shè)計(jì)上的一次較大的失誤,也為今后煤層揭露及對(duì)比提供了有力的技術(shù)支撐。

      4 結(jié)論

      圖1 煤3層原設(shè)計(jì)巷道與實(shí)際施工巷道示意圖

      (1)從礦井地質(zhì)條件及煤層賦存狀況分析,通過(guò)利用含煤段特征、煤層的標(biāo)志層、結(jié)構(gòu)、間距、厚度、頂?shù)装鍘r性及化石特征等煤層對(duì)比方法,可以準(zhǔn)確地確定煤層群開采的層位。

      (2)通過(guò)煤層綜合對(duì)比,能夠科學(xué)地指導(dǎo)煤層群開采的層位控制,為礦井開采設(shè)計(jì)提供技術(shù)保障,促進(jìn)礦井的安全高效生產(chǎn)。

      (3)礦井開采期間的煤層對(duì)比,應(yīng)因礦井的不同,開采區(qū)域的不同,而采用不同的對(duì)比方法,不能一概而論,但總體來(lái)說(shuō)必須盡可能地對(duì)比準(zhǔn)確、可靠。

      [1]鄒常璽,張培礎(chǔ).煤田地質(zhì)學(xué)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1989:224~244.

      [2]趙鵬大,李萬(wàn)亨.礦床勘查與評(píng)價(jià)[M].北京:地質(zhì)出版社,1995:206~208.

      [3]何光強(qiáng).煤田地質(zhì)勘查中煤層對(duì)比方法探討[T].煤田科學(xué)技術(shù),2009,37(6):106~107.

      TD822

      A

      2095-2066(2016)05-0107-02

      2016-1-20

      李承東(1973-),男,工程師,本科,主要從事煤礦地質(zhì)、防治水等方面的工作。

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