加強地質(zhì)構(gòu)造探查分析提高煤炭回收率

摘 要：本文從補探、巷探、收集和編錄四個方面綜合分析入手，主要闡述了構(gòu)造形態(tài)，斷層兩翼煤巖層的產(chǎn)狀要素，層位和巖性的特征，斷層間的相互切割關(guān)系及分布規(guī)律，探明地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展方向為采區(qū)合理劃分提供準確的地質(zhì)資料。

關(guān)鍵詞：煤炭資源回收；構(gòu)造形態(tài)；分布規(guī)律；發(fā)展方向

前言： 煤炭是不可再生資源，隨著開采年限的增加，煤炭資源逐漸萎縮。因此對煤炭資源有效的開采和回收越來越引起人們的關(guān)注。對我們地質(zhì)工作人員如何在越來越復雜的地質(zhì)構(gòu)造中為優(yōu)化合理的巷道布置，減少巷道壓力的影響，減少煤炭損失，有效的提高煤炭資源的回收，降低成本，提高經(jīng)濟效益是一個嚴峻的考驗。因為礦井地質(zhì)是煤礦生產(chǎn)建設(shè)中的一項重要技術(shù)基礎(chǔ)工作，礦井的一切采掘工程都必須以可靠的地質(zhì)資料為依據(jù)。所以必須加強礦井地質(zhì)工作，更好地研究與解決煤礦生產(chǎn)建設(shè)中所存在的各種問題，以適應(yīng)煤礦生產(chǎn)建設(shè)的需要。為此，本人就富力煤礦中部22號層地質(zhì)狀況進行簡要分析與探討。

一、區(qū)域概況

富力煤礦位于黑龍江省鶴崗市火車站南10公里。井田走向長度1.8—2.3公里。傾向?qū)挒?公里，井田面積為10平方公里。本區(qū)位于富力井田中部，南起-530集中石門，北至f4斷層下盤交面線。具體范圍：上部-505標高溜子道，下部F4斷層上盤交面線。本區(qū)內(nèi)-530標高以上已回采完，平均走向長300米左右，傾斜長134米，平面積38575平方米，厚度為5.3米，傾角∠27°，容重為1.35。本區(qū)內(nèi)上覆煤層18-2號層，距22號層間距90米左右，厚度約10.6米，-450標高以上已回采完，-530標高正在回采。距地面垂深約847米（地面標高為+280）。

二、礦區(qū)構(gòu)造情況

富力煤田地處老爺岺隆起的東部鶴佳坳陷西緣，呈單斜構(gòu)造，走向接近南北，向東傾斜一般傾角25°～45°，富力礦區(qū)地層傾角15°～35°，平均23°深部傾角較大，在30°～45°之間。按地質(zhì)力學觀點分析，鶴崗區(qū)域是山字型構(gòu)造的一部分。脊柱在黑龍江北舉俄羅斯境內(nèi)，鶴崗煤田處在馬蹄形地質(zhì)構(gòu)造中部偏東。就鶴崗煤田本身而言，其受力狀況為：東西方向主壓力，南北方向的主張應(yīng)力，北東南西及南東北西為張扭結(jié)構(gòu)面之走向。

富力井田構(gòu)造形態(tài)特點是斷層多、褶皺少，未發(fā)現(xiàn)火成巖侵入體及古河床沖刷現(xiàn)象。落差較大斷層20多條構(gòu)造裂隙比較發(fā)育，裂隙面無水，無次生充填物。走向一般為N65°E到S70°E，傾角∠65°～85°之間，向南西傾斜。富力井田未見較大褶曲，僅大斷層附近有平緩褶曲，表現(xiàn)為地層走向發(fā)生變化，牽引指向斷失翼此類地段均積蓄較大應(yīng)力。開拓及回采場所經(jīng)此地段需要作好巷道維護，以防地應(yīng)力釋放造成工作面冒頂及巷道底鼓側(cè)壓引起的巷道坍塌。由于受力為主張應(yīng)力，故富力井田范圍內(nèi)的斷層多為正斷層，按地質(zhì)力學性質(zhì)應(yīng)為張扭性結(jié)構(gòu)面，其可分為兩組：一組走向N5°-25°E，另一組走向N35°-55°W。前一組斷層多，其傾向為東南；后一組斷層數(shù)目少，多向南西傾斜。

三、地質(zhì)構(gòu)造探查與分析

隨著開采水平的延深，煤層產(chǎn)狀及地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生了很大的變化，地質(zhì)構(gòu)造非常復雜，所以對煤的有效開采與回收也變得困難起來。就富力井田中部6號勘探線剖面附近的F4號斷層來說，從-170標高向深部沒有控制，只是按淺部巷道所揭露的情況及現(xiàn)有鉆孔資料分析、推斷，原F4號斷層向深部逐漸增大。由于原F4號斷層傾角較小在35°-40°之間，水平地層斷距較大，給生產(chǎn)及采區(qū)合理劃分造成了極大的影響。

為探明F4號斷層的發(fā)展方向及產(chǎn)狀要素，使采區(qū)能合理劃分，減少煤炭資源的丟失，為此采取一系列的措施。首先對F4號斷層進行了巷探井下觀測，收集井下第一手資料。然后又進行補充地質(zhì)勘探收集，編錄綜合分析，并研究地質(zhì)構(gòu)造和煤層的變化規(guī)律。由于本區(qū)的勘探資料不足，對地質(zhì)構(gòu)造無法控制，因此對井下進行了補鉆，根據(jù)勘探資料及所揭露的情況，在5號勘探線剖面與6號勘探線剖面之間重新編錄一條勘探線剖面，即為5-6號勘探線剖面，從而彌補了勘探線線距過大控制程度不夠的空白，增強了對本區(qū)的控制程度。巷探過程中先后在-170標高，后補回風石門中的走向返上①及279采煤隊回風巷②中已揭露F4號斷層，走向返上中所見F4斷層的產(chǎn)狀要素為走向N30°W，傾角45°，回風巷中所見F4斷層的產(chǎn)狀要素走向N26°W，傾角45°，兩巷道所揭露產(chǎn)狀基本相同屬張扭性結(jié)構(gòu)面。又在-240標高中22號層—石門下山③中也實見F4斷層其產(chǎn)狀與以上兩次所見完全相同。按地質(zhì)力學觀點分析，其受力狀況為：東西方向主壓力，南北方向的主張應(yīng)力，此斷層由于受力為主張應(yīng)力，故應(yīng)為張扭結(jié)構(gòu)面，為反向正斷層。由此可以推斷出F4斷層在-170標高向深部沒有增大的趨勢，而是向SW方向發(fā)展并且分叉，即為F4-1與F4號斷層。F4-1號斷層向SW方向發(fā)展增大，至2號勘探線與3號勘探線之間變小至尖滅（富力井田南部）； F4號斷層向深部SE方向發(fā)展變小，到-310標高以下尖滅。實踐證明所分析的地質(zhì)資料是準確的，這樣大大的增加了F4-1斷層下盤的地質(zhì)儲量，避免了煤炭資源的丟失，使本區(qū)能夠得到合理劃分?，F(xiàn)本區(qū)-310中22號層（288工作面），-380中22號層（288工作面） ，-450中22號層（275工作面）， -530中22號層（275工作面），-310與-380中18—2層已回采完，-380與-450中18—2層已回采完。

通過對本區(qū)構(gòu)造特征及巷探綜合分析，為中部22層增加地質(zhì)儲量為7.38萬噸。其計算公式為：Q=S×H×D/cosα，其中：S——煤層的塊段平面積，H——塊段的平均厚度， D——煤層的容重，α——塊段傾角。該區(qū)平面積38575平方米，厚度為5.3米，傾角∠27°，煤層的容重為1.35。增加儲量=9194×5.3×1.35/cos27° =7.38萬噸，回采率按80%計算，則實際采出煤量為7.38×80%=5.90萬噸。如按每噸煤520元計算，則直接經(jīng)濟效益為3068.0萬元。

四、提高煤炭資源回收率

提高煤炭資源回收率的有效途徑，應(yīng)做到以下幾點：

①長期堅持井下現(xiàn)場觀測收集掌握第一手資料。對煤系地層觀測時，要對一切穿過煤系地層的井巷均應(yīng)逐層觀測其巖性特征和厚度，對煤層、標志層和煤層頂?shù)装逍枳鲋攸c觀測。對煤層觀測時不論是否可采，都必須進行觀測和描述。

②研究地質(zhì)構(gòu)造、煤層和煤質(zhì)的變化規(guī)律。

③計算和核實礦井儲量，掌握儲量動態(tài)，提高儲量級別，設(shè)法擴大礦井儲量，及時提出合理開采和利用煤炭資源的意見。

④進行補充礦井地質(zhì)勘探、巷探，調(diào)查研究煤系地層中伴生礦產(chǎn)的賦存情況和能利用價值。只有這樣才能有效的判斷出斷層的構(gòu)造形態(tài)及分布規(guī)律和發(fā)展方向。才能減少煤炭資源的丟失，提高煤炭的回收率。

作者簡介：

王寶峰（1987.07--），男，畢業(yè)于鶴崗職工大學，測繪與地質(zhì)工程技術(shù)專業(yè)，大專學歷，中級工程師，工作于黑龍江龍煤股份有限公司鶴崗分公司富力煤礦地測大隊。