1、引言
煤峪口井田位于大同煤田東北部邊緣,大部分位于軸的東南翼。含煤地層是石炭系上統(tǒng)太原組(C3t)和侏羅系中統(tǒng)大同組(J2d)。太原組正處于資源勘探階段。而侏羅系大同組煤炭資源是我礦過去和現在主采對象,隨著時間的推移,煤炭資源日益減少,瀕臨枯竭。目前只剩下11#層410盤區(qū)和14-2層西部的408、307、410,412四個盤區(qū)。11#層410盤區(qū)煤厚穩(wěn)定,鉆孔揭露都在7米以上,開采條件較好。而14-2#由于受古河流沖刷影響,煤厚不穩(wěn)定,在307盤區(qū)煤厚變化尤其明顯,有些地方變薄至0.8米以下。要想合理布置工作面,提高資源回采率,避免盲目掘巷,減少無效資金投入,有效指導生產。 古沖刷帶的準確圈定是擺在我們面前首當其沖的問題。
因地制宜地根據沖刷帶的分布,合理安排開采順序,避免無效進尺,盡量避免盲目掘巷,減少無效資金投入,本文通過對聚煤古構造的分析,簡捷、準確的圈定出我礦14-2#煤層沖刷帶。
2、聚煤古構造——煤厚分析法原理及其應用
聚煤古構造及煤厚分析法是地質學家K.R約翰遜在“新南威爾斯洲馬夸瑞向斜的構造演變與月海灘亞群島沉積的關系”中首次提到的聚煤古構造研究法,其理論依據是:凡受同沉積構造明顯控制的巖石單位的厚度變化,應和反應現代構造形態(tài)的構造高程有密切關系。通過比較巖層厚度與現代構造高程的相互關系可以推斷煤層的構造演變史和聚煤期的古構造。
我們以該理論為依據,運用聚煤古構造——厚度分析法,對我礦14-2#煤層307、408盤區(qū)古沖刷進行圈定,實踐證明,隨著408盤區(qū)工作面的陸續(xù)開采,沖刷帶也不斷揭露,通過對照,實際揭露的沖刷帶與我們提前運用聚煤古構造——厚度分析法劃分的沖刷范圍大致相符。下面我們以408盤區(qū)為例,探討一下如何運用聚煤古構造——厚度分析法劃分408盤區(qū)的古沖刷范圍。
方法和步驟:(1)編制構造等高線圖,分析現代構造的主要成分和基本特征:
從14#層408盤區(qū)煤層底板等高線圖(圖A)可以看出,主體構造較簡單。基本上為單一傾斜煤層,傾向東。南部除一落差為3米的正斷層外,還派生一軸向近東—西向的寬緩小構造。說明:成煤時,煤層底板較為平緩沒有凹陷和凸起的地方。
(2)編制煤層等厚線圖,進行煤層厚度分析:
從14#層408盤區(qū)煤層等厚線圖(圖B)看,北東部和北西部有兩個厚煤區(qū),中部北—南向有一個薄煤帶。鉆孔資料顯示:北西向最厚處為4.17米,北東向最厚處為3.15米,最薄處為0.07米。 似乎是在沉積時有兩個沉積凹陷,中間為突起帶。
(3)對成果進行比較和綜合解釋:
煤層底板等高線圖說明,該煤層沉積基底為一平緩的平面,證明,沉積凹陷不成立。是什么原因造成這樣的厚薄不均呢?煤層上部沖蝕是造成這種情況的唯一可能。 實際揭露證明也確實是由沖蝕引起的,很明顯,煤層薄的地方就是受沖蝕嚴重的地方,薄煤帶就是沖蝕帶。
盤區(qū)巷道的布置應該有機地利用沖蝕帶, 而采掘工作面要布置在富煤區(qū)內。
同理運用該構造——厚度法可以圈定出14-2#層307盤區(qū)同樣也有兩條橫穿南北的古沖刷帶。(插入圖)
因為307盤區(qū)目前正在開拓,而沖刷帶的提前劃分,為我們下一步如何有機利用沖刷帶布置工作面打下基礎,也為我們合理估算14-2#層資源儲量提供了依據。
3、結語
利用聚煤古構造——厚度分析法推斷沖刷范圍,這是一個全新的方法。該方法簡單易行、準確性高,使我們的工作化被動為主動,由于提前推斷出沖刷范圍,針對薄厚煤區(qū)不同的開采范圍,我們可以采用不同的開采方法。富煤區(qū)可以考慮綜采,而沖刷帶及鄰近范圍(煤厚0.8-1.3米)最好選用適合該塊段采高的綜采機組,薄厚煤層采用不同的綜采機組,有助于提高頂煤回收率。根據經驗,如果我們不提前考慮沖刷帶的存在,工作面回采時揭露了沖刷帶后,煤層突然變薄助(小于0.8米),無法開采,而導致工作面提前拐切,照成掘巷的盲目性。
4.應用情況及經濟效益
聚煤古構造——厚度分析法非常適用于我礦14-2#古沖刷范圍的圈定,實踐證明,該方法簡捷準確,特別是408盤區(qū)8816、8818工作面古沖刷帶的揭露,更是證明了該方法的準確性。因307盤區(qū)正準備開采,古沖刷帶的提前圈定,可以帶來如下經濟效益。首先:針對薄厚煤區(qū)不同的開采范圍,我們可以采用不同的開采方法。富煤區(qū)可以考慮綜采,而沖刷帶及鄰近范圍(煤厚0.8-1.3米)最好選用適合該塊段采高的綜采機組,薄厚煤層采用不同的綜采機組,有助于提高回采率。其次:根據沖刷帶的分布,合理布置工作面和盤區(qū)巷道,,避免或減少無效進尺,嚴格控制盲目掘巷,有效地指導生產。沖刷帶的合理圈定,可以使我們更加準確估算出14-2#資源儲量,有效實現對資源開采的動態(tài)監(jiān)測,提高煤炭回收率。
參考文獻:《礦井地質工作方法及其進展》/趙明鵬編著/北京:地質出版社 2008-5
作者簡介:
譚志喜,男,1975年出生,重慶市渝北區(qū)人,畢業(yè)于太原理工大學,大學本科,學士學位。助理工程師,從事煤礦地質專業(yè)技術工作,現就職于大同煤礦集團公司煤峪口礦地質科。