梨園壩井田f3斷層探采對比

巫顯鈞，唐　聰，劉　毅

（重慶松藻煤電有限責任公司，重慶401445）

梨園壩井田f3斷層探采對比

巫顯鈞*，唐聰，劉毅

（重慶松藻煤電有限責任公司，重慶401445）

梨園壩煤礦建井時新發(fā)現(xiàn)一條水平地層斷距119.4m的隱伏大斷層，為弄清該斷層的產狀、規(guī)模、切割煤層的位置，通過井下鉆探、石門編錄、全面收集分析斷層信息、繪制M12煤層底板等高線圖、繪制斷層面等高線圖，確定了f3斷層走向53°～60°、傾向323°～330°、傾角62°～77°，證實f3斷層切割煤層標高305～581m、斷煤交線的方位角為51°～62°，370m大巷控制段f3斷層水平地層斷距78.1～119.4m；依據(jù)水平地層斷距沿斷層走向和傾向的衰減率，預測f3斷層走向延伸長度達4km、發(fā)育標高200～600m。f3斷層切割煤層位置的確定，對開采水平的合理劃分及采面的合理布置具有重要意義。

f3斷層；產狀；發(fā)育空間；斷煤交線；探采對比

梨園壩煤礦建井過程中，掘進370大巷時，發(fā)現(xiàn)一條水平地層斷距119m的隱伏大斷層。地勘2-3#鉆孔在井深406.88m處揭露f3斷層，但因研究與控制程度不足，精查地質報告〔1〕誤判為“對煤層無切割破壞”！經井下揭露證實，370大巷揭露的隱伏大斷層與2-3#鉆孔揭露的f3斷層系同一斷層，該斷層對各煤層的切割破壞較嚴重，最大水平地層斷距達119.4m。重新控制和分析f3斷層的產狀、規(guī)模和切割煤層位置，指導開采水平劃分與礦井生產。

1　概況

1.1地質簡況

在建梨園壩煤礦設計開采二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）中的煤層，地層走向40°～85°、傾向北西、傾角30°～55°，為單斜層狀構造。f3斷層區(qū)域由北東到南西煤巖層傾向320°～328°、煤巖層傾角40°～29°。見圖1。

與礦井開采相關的地層由老到新依次為：二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）、上統(tǒng)龍?zhí)督M、長興組（P3c），三疊系下統(tǒng)玉龍山組（T1y），地層厚度依次為140～160m、89.48～65.13m、48.10m、136.74m。370大巷等開拓巷道布置在茅口組石灰?guī)r中。

龍?zhí)督M煤系地層由灰—黑灰色泥巖、粉砂巖、砂質泥巖、粘土巖、細—中粒砂巖、薄層泥灰?guī)r及煤層組成?？刹杉熬植靠刹擅簩泳幪栍衫系叫乱来螢镸12、M8、M7、M6，可采區(qū)域平均煤厚依次為0.96m、3.37m、 1.06m、0.99m。M8煤層全區(qū)可采，下距M12煤層20.9m、上距M7煤層10.4m；M12和M7煤層大部分可采、M6煤層局部可采，M7與M6煤層層間距8.9m。

煤系中標志層5層，由老到新編號為B1-B5，標志層之間平均層間距依次為6.2m、2.5m、3.5m、20.1m。B1標志層位于煤系底部、巖性為灰白色鋁土泥巖，其下與茅口組呈假整合接觸；B2與B3位于M11與M8煤層之間，巖性為中厚層狀泥質石灰?guī)r；B4即為M8煤層，B5為M6煤層直接頂板，巖性為中厚層狀泥質石灰?guī)r。

1.2梨園壩井田構造

梨園壩井田位于婁山褶皺帶的西北部邊緣、處于桑木場背斜北東端之北西翼。精查地質報告〔1〕總結：發(fā)現(xiàn)斷層61條，其中地表出露斷層30條、鉆孔發(fā)現(xiàn)隱伏斷層31條、80%為逆斷層；按斷層落差分：大于50m 3條、50～30m 2條、30～20m 2條、20～10m 13條、小于10m 41條，切割破壞煤層的斷層共29條。斷裂總體發(fā)育方向以NW-SE向為主、輔以NEE-SWW向，傾向以NW為多，傾角50°～75°。7-4#勘探線之間（f3斷層區(qū)域）地質勘探時未發(fā)現(xiàn)切割煤層的斷層。

礦井建設中新發(fā)現(xiàn)大中型斷層2條，一條為f3斷層，另一條是800四石門揭露的落差為20m的逆斷層（產狀為330°∠30°）。

2　井田地質勘探工作

西南煤田地質勘探局地質七隊1957年在本區(qū)進行了1∶5萬地質填圖；四川煤田地質公司地測隊1966年在本區(qū)進行了1∶5000地質填圖，提交了《梨園壩及溫水井田地質普查簡要說明》；1966年10月169地質隊提交《四川省南桐煤田松藻礦區(qū)張獅壩、梨園壩井田精查地質報告》，1975年1月經四川省煤炭局審查，將該報告降為詳查地質報告；四川煤田地質局一三六地質隊1987年9月提交了《四川省松藻礦區(qū)梨園壩井田精查地質報告》，四川省礦產儲量委員會下達審批決議書。

圖1　f3斷層平面位置圖

3　精查地質報告f3斷層信息

精查地質報告出現(xiàn)f3斷層信息共3處：

①2-3#鉆孔柱狀圖中，井深406.88～408.19m巖性描述為：“動力破碎角礫巖，為灰色含生物碎屑泥質灰?guī)r破碎而成，巖石被破碎呈大小不等的角礫巖，方解石脈穿插分割”。

②2#勘探線剖面圖中，2-3#鉆孔標高500m左右長興組地層中繪制有f3逆斷層，圖上傾向NW、傾角62°。

③文字報告第97頁《斷層一覽表》〔1〕中，斷層編號f3、性質逆斷層、起止地點2線2-3#孔、傾向NE（與2#勘探線剖面圖不一致）、傾角60°、落差8m、隱伏式、對煤層無切割破壞、P3c重復真厚6.91m、斷層角礫巖、方解石脈發(fā)育。

4　f3斷層井下揭露情況

4.1370運輸大巷對f3斷層的控制

370運輸大巷由北東往南西順層掘進到轉2點+984.4m處，施工層位控制鉆孔時，發(fā)現(xiàn)巷道兩側都有M12煤層、中間是茅口組石灰?guī)r；隨后執(zhí)行先探后掘繼續(xù)往南西方向掘進，分別在轉2+1048.7m、1111.8m、1173.6m、1235.6m、1299m、1362.2m、1423.1m、1460m8處鉆孔查明了類似的地層重復，證實了斷層的存在。每一處鉆孔的布置方式類似，1#和2#鉆孔向掘進前方、3#～6#鉆孔布置在傾向剖面上向巷道兩幫及頂上鉆進；3#鉆孔控制上盤M12煤層后終孔，4#鉆孔控制下盤M12煤層后終孔；多數(shù)位置4#和6#鉆孔穿過或進入了f3斷層帶。見圖2。見煤點見下盤M12煤層，見煤點見上盤M12煤層。見圖1。

圖2　370運輸大巷轉2+1173.6m處剖面圖

370運輸大巷掘進到轉3點附近時，施工密集鉆孔控制了周圍的煤層、斷層帶和巷道掘進方向，隨后巷道向底板轉向揭露f3斷層帶（見圖3）往轉4點掘進。轉3和轉4點都在茅口組石灰?guī)r中。

圖3　370大巷穿層過斷層帶素描圖

4.2370主石門完整揭露了f3斷層帶

370主石門先由頂板石3點往底板方向掘進，超前鉆孔及瓦斯抽采鉆孔均發(fā)現(xiàn)煤層層位對比困難、層序混亂；在一采區(qū)集中運煤上山下部車場施工鉆孔控制M12煤層（見圖1?#～見煤點）后，發(fā)現(xiàn)煤系地層水平厚度增加了80m！又證實f3斷層從主石門通過。主石門貫通后實測剖面見圖4。

圖4　370主石門實測f3斷層帶

5　f3斷層特征

f3斷層為高角度隱伏式走向逆斷層。切割M8煤層附近斷層破碎帶較寬，370主石門斷層破碎帶寬度為39.2m；破碎帶中較明顯的構造面2～3個，構造面起伏明顯；兩處實測破碎帶中常見雜亂無序的構造煤。f3斷層兩盤煤巖層傾角上盤較下盤大，上盤煤巖層產狀較穩(wěn)定，傾角39°～41°，下盤煤巖層傾角變化明顯40°～29°。

5.1f3斷層斷距

兩處實測剖面及370大巷8處鉆孔控制的水平地層斷距（地層真傾向剖面上的真水平地層斷距）、換算相應位置的鉛直地層斷距和落差（斷層真傾向剖面上的真落差）見表1。

表1　f3逆斷層斷距統(tǒng)計表

5.2f3斷層產狀

實測f3斷層主構造面產狀370主石門為329°∠67°、370大巷揭露為323°∠68°，兩處斷層均從松軟的下盤M8煤層附近切過。370主石門、370大巷、2-3#鉆孔3個揭露點利用空間解析法［2］計算斷層面的產狀為329.66° ∠77.08°，3個揭露點控制的范圍較大，基本能夠代表f3斷層面的總體產狀。f3斷層傾向323°～330°、傾角62°～77°，走向與地層走向接近。

5.3f3斷層發(fā)育空間

根據(jù)水平地層斷距沿斷層走向和傾向的衰減率，預測f3斷層走向發(fā)育長度約4km（370主石門北東2250m、南西1750m）、發(fā)育標高200～600m。最大水平地層斷距119.41m（對應位置在370大巷轉3點至北東165m段）。切割茅口組、龍?zhí)督M、長興組地層。

5.4f3斷層切割煤層位置

圖5　2#勘探線剖面與實測對比圖

f3斷層切割煤層位置在370主石門北東2250m至南西1750m段，切割煤層標高305～581m。

采用局部煤層產狀及斷層產狀計算的上盤斷煤交線方位角為51°～55°、下盤斷煤交線方位角為59°～62°［3］，斷煤交線的總體方位角為57°～60°，也與煤層走向接近。

6　f3斷層探采對比

從370運輸大巷轉2點南西984.4m起到370主石門，f3斷層實際揭露段長度已達1360m。精查地質報告分析判定“對煤層無切割破壞”，實際切割煤層長度達4km、且水平地層斷距達119.41m！

6.12#勘探線探采對比

2#勘探線位于一采區(qū)中部，垂直于地層走向布置，共施工2-1#、2-2#、2-3#地勘鉆孔3個。370主石門位于2#勘探線南西74m處，也垂直于地層走向布置；梨園壩煤礦副立井位于2#勘探線北東43m處，見圖1。將370主石門和副立井按走向投影到2#勘探線上，見圖5。

2-3#鉆孔與副立井的地層分組界線修改后見圖5中藍色線，修改后副立井以上的地層傾角與淺部一致；370主石門實際編錄的M12煤層上下盤位置以及圖切M12煤層底界線（圖1中所有M12煤層見煤點繪制的底板等高線圖上圖切）修改后見圖5中藍色線，370主石門附近M12煤層位置與精查地質報告差距較大。為方便對比，其他地層界線及煤層位置未做修繪。

6.28#勘探線探采對比

8#勘探線位于一采區(qū)北東部，垂直于地層走向布置，由淺到深共施工549、550、Ⅷ-2、548#地勘鉆孔4個，控制煤層最低標高到±0以下。從370運輸大巷轉2點南西1203m處通過。見圖6。

南西段3#和4#勘探線深部無地勘鉆孔，因而未控制到f3斷層；5#勘探線與8#勘探線類似，高角度f3斷層從2個鉆孔中間通過（圖幅受限，4#和5#勘探線未繪制到圖1中）。

6.3地勘2-3#鉆孔見M12煤層位置探采對比

地勘2-3#鉆孔見M12煤層的位置及標高（401.90）與井下鉆孔（見圖1?#～鉆孔見煤點）及370主石門實際編錄的M12煤層上下盤位置［見圖1（標高374.16）、（標高373.68）見煤點］出入較大，導致的原因除了孔斜誤差外，斷層破碎帶構造煤及多個構造面影響，2-3#鉆孔未施工到深部下盤的M12煤層。

圖6　8#勘探線剖面與實測對比圖

7　結論

f3斷層不是“對煤層無切割破壞”，其切割煤層標高305～581m，切割煤層走向長度4km。

f3斷層為高角度隱伏式走向逆斷層，其傾向323°～330°、傾角62°～77°，發(fā)育標高200～600m，切割茅口組、龍?zhí)督M、長興組地層。斷層破碎帶寬度為39.2m，最大水平地層斷距119.41m。

分析研究f3斷層產狀、重新繪制了煤層底板等高線、修編了2#和8#勘探線剖面圖，確定了斷煤交線的空間位置，為開采水平劃分、采面布置及隔離煤柱留設提供了地質依據(jù)。

370主石門南西段目前無f3斷層控制點，待今后生產過程中逐步控制查明。

［1］四川煤田地質局一三六地質隊.四川省松藻礦區(qū)梨園壩井田精查地質報告［R］.1987：88-97.

［2］巫顯鈞.層面產狀與巖柱厚度的嚴密計算［J］.西部探礦工程，2013，25（4）：131-132.

［3］巫顯鈞.確定斷煤交線位置的幾種方法［J］.西部探礦工程，2011，23（10）：161.

P53

A

1004-5716（2016）07-0175-05

2016-03-16

2016-03-18

巫顯鈞（1966-），男（漢族），四川瀘州人，高級工程師，現(xiàn)從事礦井地質、礦井水文地質、資源儲量及礦權管理工作。