集团总工程师
正高级工程师
1、引言
煤峪口井田位于大同煤田东北部边缘,大部分位于轴的东南翼。含煤地层是石炭系上统太原组(C3t)和侏罗系中统大同组(J2d)。太原组正处于资源勘探阶段。而侏罗系大同组煤炭资源是我矿过去和现在主采对象,随着时间的推移,煤炭资源日益减少,濒临枯竭。目前只剩下11#层410盘区和14-2层西部的408、307、410,412四个盘区。11#层410盘区煤厚稳定,钻孔揭露都在7米以上,开采条件较好。而14-2#由于受古河流冲刷影响,煤厚不稳定,在307盘区煤厚变化尤其明显,有些地方变薄至0.8米以下。要想合理布置工作面,提高资源回采率,避免盲目掘巷,减少无效资金投入,有效指导生产。 古冲刷带的准确圈定是摆在我们面前首当其冲的问题。
因地制宜地根据冲刷带的分布,合理安排开采顺序,避免无效进尺,尽量避免盲目掘巷,减少无效资金投入,本文通过对聚煤古构造的分析,简捷、准确的圈定出我矿14-2#煤层冲刷带。
2、聚煤古构造——煤厚分析法原理及其应用
聚煤古构造及煤厚分析法是地质学家K.R约翰逊在“新南威尔斯洲马夸瑞向斜的构造演变与月海滩亚群岛沉积的关系”中首次提到的聚煤古构造研究法,其理论依据是:凡受同沉积构造明显控制的岩石单位的厚度变化,应和反应现代构造形态的构造高程有密切关系。通过比较岩层厚度与现代构造高程的相互关系可以推断煤层的构造演变史和聚煤期的古构造。
我们以该理论为依据,运用聚煤古构造——厚度分析法,对我矿14-2#煤层307、408盘区古冲刷进行圈定,实践证明,随着408盘区工作面的陆续开采,冲刷带也不断揭露,通过对照,实际揭露的冲刷带与我们提前运用聚煤古构造——厚度分析法划分的冲刷范围大致相符。下面我们以408盘区为例,探讨一下如何运用聚煤古构造——厚度分析法划分408盘区的古冲刷范围。
方法和步骤:(1)编制构造等高线图,分析现代构造的主要成分和基本特征:
从14#层408盘区煤层底板等高线图(图A)可以看出,主体构造较简单。基本上为单一倾斜煤层,倾向东。南部除一落差为3米的正断层外,还派生一轴向近东—西向的宽缓小构造。说明:成煤时,煤层底板较为平缓没有凹陷和凸起的地方。
(2)编制煤层等厚线图,进行煤层厚度分析:
从14#层408盘区煤层等厚线图(图B)看,北东部和北西部有两个厚煤区,中部北—南向有一个薄煤带。钻孔资料显示:北西向最厚处为4.17米,北东向最厚处为3.15米,最薄处为0.07米。 似乎是在沉积时有两个沉积凹陷,中间为突起带。
(3)对成果进行比较和综合解释:
煤层底板等高线图说明,该煤层沉积基底为一平缓的平面,证明,沉积凹陷不成立。是什么原因造成这样的厚薄不均呢?煤层上部冲蚀是造成这种情况的唯一可能。 实际揭露证明也确实是由冲蚀引起的,很明显,煤层薄的地方就是受冲蚀严重的地方,薄煤带就是冲蚀带。
盘区巷道的布置应该有机地利用冲蚀带, 而采掘工作面要布置在富煤区内。
同理运用该构造——厚度法可以圈定出14-2#层307盘区同样也有两条横穿南北的古冲刷带。(插入图)
因为307盘区目前正在开拓,而冲刷带的提前划分,为我们下一步如何有机利用冲刷带布置工作面打下基础,也为我们合理估算14-2#层资源储量提供了依据。
3、结语
利用聚煤古构造——厚度分析法推断冲刷范围,这是一个全新的方法。该方法简单易行、准确性高,使我们的工作化被动为主动,由于提前推断出冲刷范围,针对薄厚煤区不同的开采范围,我们可以采用不同的开采方法。富煤区可以考虑综采,而冲刷带及邻近范围(煤厚0.8-1.3米)最好选用适合该块段采高的综采机组,薄厚煤层采用不同的综采机组,有助于提高顶煤回收率。根据经验,如果我们不提前考虑冲刷带的存在,工作面回采时揭露了冲刷带后,煤层突然变薄助(小于0.8米),无法开采,而导致工作面提前拐切,照成掘巷的盲目性。
4.应用情况及经济效益
聚煤古构造——厚度分析法非常适用于我矿14-2#古冲刷范围的圈定,实践证明,该方法简捷准确,特别是408盘区8816、8818工作面古冲刷带的揭露,更是证明了该方法的准确性。因307盘区正准备开采,古冲刷带的提前圈定,可以带来如下经济效益。首先:针对薄厚煤区不同的开采范围,我们可以采用不同的开采方法。富煤区可以考虑综采,而冲刷带及邻近范围(煤厚0.8-1.3米)最好选用适合该块段采高的综采机组,薄厚煤层采用不同的综采机组,有助于提高回采率。其次:根据冲刷带的分布,合理布置工作面和盘区巷道,,避免或减少无效进尺,严格控制盲目掘巷,有效地指导生产。冲刷带的合理圈定,可以使我们更加准确估算出14-2#资源储量,有效实现对资源开采的动态监测,提高煤炭回收率。
参考文献:《矿井地质工作方法及其进展》/赵明鹏编著/北京:地质出版社 2008-5
作者简介:
谭志喜,男,1975年出生,重庆市渝北区人,毕业于太原理工大学,大学本科,学士学位。助理工程师,从事煤矿地质专业技术工作,现就职于大同煤矿集团公司煤峪口矿地质科。