貴州黔山煤礦地質(zhì)特征及開采技術條件分析

袁學江

（盤江煤電集團公司土城礦，貴州 六盤 553529）

隨著我國經(jīng)濟技術的發(fā)展和現(xiàn)代化進程加速前進，煤炭資源的使用和開采強度增大，一批老礦山資源已經(jīng)接近或者即將面臨枯竭或者生產(chǎn)能力受到嚴重的制約。黔山煤礦位于貴州省興仁縣城正北方向，直距約15km，有縣級公路，區(qū)內(nèi)交通方便。礦區(qū)面積1.29km2，為使黔山煤礦生產(chǎn)規(guī)模由原15萬t/年擴建為45萬t/年，文章在充分利用前人研究資料的基礎上，先后開展1：5000 地質(zhì)填圖 10km2，1：5000 水文地質(zhì)填圖 10km2、1：5000勘探線測量10.03km，鉆探19孔，物探測井19孔，深入查明黔山煤礦地質(zhì)特征、煤層發(fā)育特征以及開采技術條件，經(jīng)估算黔山煤礦保有資源儲量（111b+122b+333）2211萬t，為煤礦后期擴大生產(chǎn)規(guī)模提供一定的參考和科學依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

1.1 井田地質(zhì)特征

黔山煤礦位于揚子準地臺黔北臺窿，六盤水斷陷的普安旋扭構(gòu)造變形區(qū)中部，區(qū)域上主要發(fā)育有北東向斷裂及褶皺。礦區(qū)范圍地層由老至新有：二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）、上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）及長興組（P3c），三疊系下統(tǒng)飛仙關組（T1f）、永寧鎮(zhèn)組（T1yn）和第四系。礦區(qū)含煤地層為大面積出露的二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l），巖性以粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥巖為主，夾細砂巖、鈣質(zhì)泥巖及（泥質(zhì)）灰?guī)r、灰?guī)r和煤層，厚341.24-372.05m，平均厚度357.42m（溫書鵬，2017）。黔山煤礦位于北東向下山向斜、下茅坪背斜中段核部及兩翼，翼部主要發(fā)育近北東向的F1斷層、F2斷層、F3斷層，其中F2和F3斷層對煤層的破壞作用大。礦界范圍內(nèi)無巖漿巖活動。

1.2 可采煤層特征

黔山煤礦礦區(qū)煤層層數(shù)較多（18～23層），分布廣，煤層總厚度約14.13～20.66m，平均17.16m，含煤系數(shù)8.10%。層位相對穩(wěn)定的較復雜地區(qū)，根據(jù)黔山煤礦含煤巖系的沉積序列，巖性組合特征，煤層賦存狀況及煤層自身的特征，頂?shù)装逄卣鞯确矫孢x用標志層法，層間距法，煤層的物性特征及煤質(zhì)特征，煤層頂?shù)装逄卣骷拔锾綔y井曲線特征等方面進行對比。經(jīng)分析認為礦區(qū)內(nèi) C10、C12、C15、C17 為全區(qū)可采煤層，C20 為局部可采煤層，且以礦區(qū)范圍內(nèi)沿走向和傾向穩(wěn)定發(fā)育的B1、B2、B3、B4和B5灰?guī)r為直接標志層。礦區(qū)可采煤層特征分述如下：C10煤層上距B3標志層73.06～88.18m（均值 80.05m，下同），可采用厚度 0.80～2.69m（均值1.46m），屬全區(qū)可采中厚煤層。C12煤層上距C10煤層5.47～20.20m（12.58m），可采用厚度 0.81～2.22m（1.49m），屬全區(qū)可采中厚煤層。C15煤層上距C12煤層15.73～35.49m（25.95m），可采用厚度 0.89～3.42m（1.96m），屬全區(qū)可采中厚煤層。C17煤層上距B4標志層6.76～17.78m（12.13m），可采用厚度 0.81～2.56m（1.29m），屬全區(qū)可采薄煤層。C20煤層上距B5標志層2.68～18.47m（7.95m），采用厚度 0.00～1.88m（0.84m），屬局部可采薄煤層。

2 煤的開采技術條件分析

2.1 水文地質(zhì)條件

黔山煤礦區(qū)位于北盤江水系新寨河支流西北側(cè)，礦區(qū)內(nèi)水系較發(fā)育，大壩溪溝水可沿斷層帶對煤層頂板直接充水，對礦床造成頂板充水而對正常生產(chǎn)造成威脅。地下水類型主要有巖溶水和基巖裂隙水，補給源主要為大氣降水。巖溶含水層主要有T2g、T1yn和P2m，以碳酸鹽巖為主，地下水類型主要為巖溶管道型，富水性中等—強；基巖裂隙含水層主要有E、T1f、P3l等，以碎屑巖為主，補給條件差，富水性普遍較弱，具徑流途徑短，近源排泄特點。地下水運動受局部侵蝕、基準面控制，顯示出交替強烈、循環(huán)淺、逐流短、受季節(jié)性氣候條件影響和局部集中排泄等特點。礦床的主要充水含水層為頂板充水含水層P3l，P3c層為頂板間接充水含水層，開采情況下，兩含水層地下水可直接或間接進入礦井，而采空區(qū)及老窯積水量較大，斷裂構(gòu)造較發(fā)育，F(xiàn)2斷垂直斷距100m左右，該斷層切割了礦區(qū)內(nèi)煤層，通過剖面分析，該斷層深部已使煤層（C17、C20）局部與巖溶含水層茅口組（P2m）直接接觸，可能對礦床構(gòu)成側(cè)向突水威脅。因此當上述煤層開采至近斷層地段時應注意探放水，并應預留防水煤柱，預防巖溶含水層茅口組對礦層進行側(cè)向突水威脅。黔山煤礦床是以直接頂板充水為主，水文地質(zhì)條件中等復雜的裂隙含水層充水為主充水礦床。

2.2 工程地質(zhì)條件

黔山煤礦可采煤層直接頂、底板主要以粘土質(zhì)粉砂巖、粘土巖為主，屬軟質(zhì)巖石，抗壓強度低，完整性較差。已開采區(qū)多有片幫、底鼓等不良地質(zhì)現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.3 其它開采技術條件

在收集前人研究成果的基礎上（5件），依照《煤層氣測定方法（解析法）》（MT/T77-94）標準，對黔山煤礦5個可采煤層21件樣品進行了瓦斯測試與瓦斯煤層氣檢測工作，測試結(jié)果表明，礦區(qū)煤層瓦斯成份以氮氣（N2）為主，含量普遍為 60～90%，其次為甲烷（CH4），二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）及微量重烴，礦井煤層瓦斯處于氮氣-沼氣 （C10）、氮氣帶（C12、C15、C17 和C20）。礦區(qū)煤層瓦斯含量普遍較低，各可采煤層空氣干燥基瓦斯含量最大值為4.00～12.71ml/g，空氣干燥基CH4+C2H6含量最大值為1.17～3.32ml/g，該煤礦為低瓦斯礦井，發(fā)生煤與瓦斯突出事故的可能性小。

3 結(jié)語

（1）黔山煤礦全區(qū)可采煤層共5層，其中C10、C12和C15煤層屬全區(qū)可采中厚煤層，C17煤層屬全區(qū)可采薄煤層，C20屬局部可采薄煤層。

（2）黔山煤礦床是以直接頂板充水為主，水文地質(zhì)條件簡單的裂隙含水層充水為主充水礦床，工程地質(zhì)條件中等。礦區(qū)煤層瓦斯成份以氮氣（N2）為主，為低瓦斯礦井。各可采煤層煤塵無爆炸性，C10和C12煤層自燃傾向性為自燃—不易自燃，C15、C17和C20煤層為自燃，礦區(qū)平均地溫梯度2.82℃/100m，無地溫異常，屬地溫正常區(qū)。