坑柄礦區(qū)一段地層的研究與地質(zhì)找煤

摘 要：文章首先介紹了坑柄煤礦基本情況，結(jié)合以往的地質(zhì)和地探工作經(jīng)驗(yàn)，探討了坑柄煤礦構(gòu)造與成果，以供同行借鑒參考。

關(guān)鍵詞：坑柄煤礦；地層認(rèn)識(shí)；構(gòu)造；成果

中圖分類號(hào)：P618.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）29-0164-02

1 煤礦概況

坑柄煤礦于1958年建礦，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為21萬t/a，設(shè)計(jì)開采煤層為坑柄井田童子巖組三段2、3、7、13、22、23等六層煤。至今已開采了54a。2006年礦井核定生產(chǎn)能力為15萬t/a。

隨著礦井開采水平的不斷延深，坑柄礦井生產(chǎn)規(guī)模也從2000年的15萬t/a降至12萬t/a，且面臨資源枯竭，2008年末可采儲(chǔ)量不足100萬t，礦井面臨閉坑局面，為確保礦井保持一定的生產(chǎn)規(guī)模，及時(shí)扭轉(zhuǎn)無煤可采面臨閉坑的局面。在認(rèn)真收集分析有關(guān)資料和加強(qiáng)地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，決定將區(qū)域上可采的童子巖組一段39#煤層作為主攻方向，開展一段地層的研究對(duì)比及39#煤層地質(zhì)找煤工作，2009年以來取得了突破性進(jìn)展和實(shí)效。

2 以往的地質(zhì)和地探工作

坑柄北井田位于坑柄井田北部，東以花崗巖體為界，西至文筆山組地層，北以F14斷層為界，南至坑柄井田F6斷層，面積為0.75 km2。

1965年原福建省重工業(yè)廳地勘公司一隊(duì)在坑柄井田工作期間，也在坑柄北井田施工有4線CK3、CK4孔。終孔深分別為323.67 m、316.77 m，層位在文筆山組，棲霞組，其中CK4孔揭露38#、39#煤層，煤層厚度為0.67 m、0.68 m。

1976年7月至1978年11月省煤田地勘公司121隊(duì)一中隊(duì)，在坑柄北井田進(jìn)行普查找煤工作，此次勘探提交了《福建龍巖坑柄煤礦北井田地質(zhì)勘探（普查）報(bào)告》，（下稱《找煤報(bào)告》）。完成探槽剖面5條，短槽2條、鉆孔3個(gè)，總進(jìn)尺3 042 m。從地質(zhì)剖面資料表明，由于受緩斷層多次斷裂破壞。童子巖組一段煤系地層保存不完整，限于投入工程量少，工作程度低，對(duì)一段煤系中可采煤層的研究程度不夠。未進(jìn)行編制一段可采煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖。 1994年5月，礦井開始開展北井田一段地質(zhì)找煤工作，累計(jì)施工探石門794 m，由于當(dāng)時(shí)對(duì)一段地層認(rèn)識(shí)不夠，層位難于確定。2004年6月恢復(fù)地質(zhì)找煤工作，累計(jì)投入探巷工程262 m，因?qū)游徽J(rèn)識(shí)不足，認(rèn)為可采性較低，于2006年度停止施工。2007年12月，礦井調(diào)整施工方案，在+330水平5線剖面西側(cè)，即5線附近，重新布置探一段地層石門，石門和運(yùn)巷累計(jì)施工716 m，見煤厚度不穩(wěn)定為0.06～0.30 m。確定為不可采煤層。

3 地層認(rèn)識(shí)

3.1 加強(qiáng)資料分析，重新認(rèn)識(shí)地層層位

鑒于+330水平39#煤層的成功揭露，礦井組織人員對(duì)330探一段石門進(jìn)行重新編錄整理及層位認(rèn)識(shí)，結(jié)合勘探資料，總結(jié)出39#煤層的頂?shù)装逄卣骷跋噜徝簩?8#、41#煤層相互之間的層間距認(rèn)為，38#煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，直接頂板為粗粉砂巖，線狀水平層理發(fā)育，層面富含炭化植物碎屑真厚為6.5 m，底板薄層狀細(xì)砂巖，矽質(zhì)膠結(jié)，有時(shí)過渡到粗粉砂巖，含根莖化石，下距39#煤層

35 m。39#煤層單一結(jié)構(gòu)為主，局部含不穩(wěn)定夾矸，粉粒狀～細(xì)條帶狀，煤層局部見有偽頂，厚0.05～0.22 m，直接頂板為細(xì)粉砂巖，深灰色，厚層狀，質(zhì)地均勻，層理不清，含有豐富的植物化石碎屑化石，真厚為1～3 m，頂碎易垮。直接底板為細(xì)砂巖（有時(shí)出現(xiàn)0.20 m偽底）或變化為粗粉砂巖，灰黑色，厚層狀，層理不清，含根莖化石，真厚為2.2～5.5 m，在上距39#煤層0.8 m的粗砂巖間有時(shí)出現(xiàn)0～0.3 m厚的不穩(wěn)定煤層，39#煤層下距41#煤層25 m。41#煤層單一結(jié)構(gòu)，直接頂板為石英細(xì)砂巖，厚約2.5 m，底板為細(xì)砂巖，致密堅(jiān)硬。

綜上區(qū)內(nèi)地層為下二疊統(tǒng)童子巖組一段地層（Plt1），厚度271 m，為海退型海陸交互相含煤沉積，含煤14層，其中39#為可采煤層，38#為局部可采煤層。含煤14層，煤層總厚度為9.04m，含煤系數(shù)3%，其中可采煤層39#煤層，平均厚度為1.27 m，38#煤層為局部可采煤層，平均厚度為0.58 m。

通過+330水平39#煤層層位的認(rèn)識(shí)，礦井組織專業(yè)人員對(duì)+485探一段石門進(jìn)行重新編錄及地層對(duì)比，最終確認(rèn)石門710 m處所見層位為39#煤層。往南施工運(yùn)巷，煤層厚度增大，賦存漸趨穩(wěn)定。由此，礦井通過采區(qū)建設(shè)，有計(jì)劃地開展北井田39#煤層開采工作，成功實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)找煤成果轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)成果，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.2 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)分析，合理布置探眼

礦井在+485、450、410等水平沿煤施工39#煤層運(yùn)巷，煤層厚度變化較大，厚度0～2.34 m，煤層頂板較完好，未受到斷裂、褶曲等構(gòu)造的影響，綜合分析認(rèn)為礦井39#煤層由于受原生沉積基底不穩(wěn)定影響，導(dǎo)致煤層厚度變化較大并出現(xiàn)較大面積壓薄。通過加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)分析，結(jié)合39#煤層賦存不穩(wěn)定的原因，合理布置小眼和探煤上山，以增加39#煤層可采見煤點(diǎn)，最大限度為提高資源回收率創(chuàng)造條件。

3.3 敢于否定前人認(rèn)識(shí)，積極拓展找煤空間

在北井田勘探報(bào)告中，對(duì)6線以南無任何勘探工程控制，在+485南翼運(yùn)巷過6線后揭露了一輝綠巖墻，其厚度約55 m，屬大型輝綠巖墻侵入現(xiàn)象，且工程已逼近南界F6斷層，在施工過程中，曾經(jīng)動(dòng)搖過是否繼續(xù)施工，經(jīng)過認(rèn)真分析，結(jié)合西井田勘探資料分析，認(rèn)為有必要繼續(xù)往南施工運(yùn)巷，以進(jìn)一步探清南翼煤層賦存狀況，當(dāng)巷道掘進(jìn)過輝綠巖墻后，再次揭露39#煤層并往南施工運(yùn)巷至勘探報(bào)告所述南界F6斷層區(qū)域時(shí)，出現(xiàn)多條斷層，且出現(xiàn)圍巖變差，破碎現(xiàn)象，礦地質(zhì)人員立即組織會(huì)診，認(rèn)真分析地層層位和構(gòu)造，認(rèn)為迎頭所揭露地層為41#底部粗粉砂巖層位，距41#煤層>18 m，所揭露斷層并非報(bào)告所述南界F6斷層，決定迎頭方向往左拐施工探石門，石門施工63 m處成功39#煤層，并續(xù)繼往南施工運(yùn)巷180 m后才揭露南界F6斷層，從而證實(shí)了我礦地質(zhì)人員分析的正確性。下水平的開采也證實(shí)了南界F6斷層往南平移近200 m，大大拓展了地質(zhì)找煤空間。

3.4 區(qū)內(nèi)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)以斷裂構(gòu)造為主，總體構(gòu)造為東南向傾斜的單斜構(gòu)造，傾向100°～140°，傾角25°～40°。褶皺構(gòu)造不發(fā)育，靠近F9、F10、F13、F6等斷層時(shí)，由于受擠壓局部會(huì)出現(xiàn)小型牽引褶皺。區(qū)內(nèi)小斷層較發(fā)育，對(duì)煤層的破壞性較大的斷層主要有F9、F10、F14、F6、F13、F5等斷層，見表1。

3.5 巖漿巖

從勘探資料及小煤調(diào)查情況分析，區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，主要在3線剖面F13斷層帶及4線剖面31孔F10斷層帶出現(xiàn)輝綠巖以巖墻和巖脈形式侵入，對(duì)煤層以無明顯的侵蝕破壞。6線附近的輝綠巖巖墻為生產(chǎn)期揭露，厚度達(dá)50 m，對(duì)煤層穩(wěn)定性和連續(xù)性產(chǎn)生了較大的破壞。

4 找煤成果

通過地質(zhì)找煤所取得的成果，礦井對(duì)39#煤層賦存狀況和可采性有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，根據(jù)規(guī)范進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算，共獲得資源儲(chǔ)量96萬t（見表1），其中，控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（122b）52萬t，推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）44萬t，可采儲(chǔ)量按（122b+333K）×0.85估算（K為可信度系數(shù)，取0.7），為70.4萬t。另38#為局部可采煤層計(jì)算經(jīng)濟(jì)資源量為26萬t。

截止2012年9月末，礦井累計(jì)采出39#煤層19.8萬t，若按平均售價(jià)600.0元計(jì)算，已取得了1.18億元產(chǎn)值，這極大地延緩了礦井接替緊張局面，為延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，穩(wěn)定礦井生產(chǎn)規(guī)模，提高礦井經(jīng)濟(jì)效益，起到了積極的作用。

5 今后工作重點(diǎn)

坑柄北井田地質(zhì)找煤的成功，為開展礦井西井田一段地質(zhì)找煤提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)借鑒，為此，礦井在2011年著手開展西井田一段地質(zhì)找煤工作，截止目前，330探石門已取得初步成果，成功揭露39#煤層，485探石門地層也在抓緊施工中，預(yù)計(jì)見煤后，礦井將獲得新增資源量117萬t，為礦井的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了寶貴的資源基礎(chǔ)，也為礦井避免接替脫節(jié)和生產(chǎn)規(guī)模萎縮起到了極其重要的作用。

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