F8上盤童子巖組3段煤層可采性及地質(zhì)找煤前景分析

黃家惠

（福建煤電翠屏山煤礦，福建 新羅 364000）

1 前言

翠屏山煤礦包括溪南井田、塔后井田、東山井田及十字山井田，2012年10月取得煤炭生產(chǎn)許可證（礦井生產(chǎn)能力為51萬t/a），礦井現(xiàn)在實際生產(chǎn)能力為25萬t/a。

礦井目前主要在三水平的301采區(qū)及305采區(qū)等兩個采區(qū)組織生產(chǎn)，主要開采下二疊統(tǒng)童子組1段(P1t1) 37#、38#、38#下、39#等四層煤層，301采區(qū)最低開采水平已至±0m標(biāo)高，305采區(qū)最低開采水平已至-30m。由于F0隱伏斷層斷距大，從童子巖組地層切割至棲霞組地層，一方面使得棲霞組灰?guī)r與童子巖組1段地層在礦井深部直接接觸，另一方面F0斷層局部也成了導(dǎo)水?dāng)鄬?。礦井延深工作因受到導(dǎo)水?dāng)鄬蛹皸蓟規(guī)r水的影響而無法開展，而礦井又面臨資源儲量不足、礦井接替工作十分緊張局面，因此，加強地質(zhì)找煤，尤其是童子巖組3段煤層的地質(zhì)找煤工作、增加礦井的資源儲量、延長礦井的服務(wù)年限是當(dāng)前礦井地質(zhì)工作者的主要任務(wù)。

2 F8上盤三段煤層地質(zhì)概況

2.1 開采范圍

F8上盤童子巖組3段含煤地層位于井田的東南方向，范圍在第11地質(zhì)勘探線至第18地質(zhì)勘探線及東山井田的第4地質(zhì)勘探線至第6地質(zhì)勘探線，南至F4斷層，北至F8斷層，開采標(biāo)高在±0m～+200m之間。

2.2 地層

F8上盤地層為童子巖組第3段(P1t3)，厚約465m。根據(jù)化石組合特征進一步分為上、中、下三個亞段。上亞段(P1t3-3)：標(biāo)Ⅲ3至翠屏山底礫巖，厚180m。巖性以粗細(xì)粉砂巖為主，夾多層根莖，鐵質(zhì)鮞粒成層出現(xiàn)，含煤12層，編號1#～12#。中亞段(P1t3-2)：厚144m，含煤23層，編號13#～22#，為海陸交互相碎屑沉積。巖性以砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖、薄層細(xì)砂巖夾煤，含豐富的動、植物化石，如蕉羊齒、櫛羊齒、帶羊齒以及舌形貝等。22#煤層可采。下亞段(P1t3-1)：厚141m，為海陸交互相碎屑沉積。巖性以粉砂巖、細(xì)砂巖為主，富含植物化石，夾薄～中厚層狀的細(xì)砂巖，含煤12層，編號23#～30#，其中27#、28#煤層可采。

3 翠屏山礦F8上盤地質(zhì)構(gòu)造特征

翠屏山煤礦區(qū)地處閩西南坳陷帶龍永煤田的東部，龍永山字型構(gòu)造脊柱東側(cè)，永福復(fù)背斜和龍巖復(fù)向斜之間。區(qū)內(nèi)斷裂及褶曲構(gòu)造發(fā)育，發(fā)育有一系列的斷裂及褶曲構(gòu)造。F8上盤3段地層基本為一個向東南方向傾斜、走向為北東—南西向的單斜構(gòu)造，主要斷層有F8斷層、F4斷層、F11斷層、F9斷層、F28斷層，還存在大小不等、形態(tài)各異的次一級小斷層。主要斷層見表1。

表1 翠屏山煤礦F8上盤斷層一覽表

（1）F8斷層。出露礦區(qū)中部，上盤為童子巖組第一段地層，下盤為童子巖組地層，在+120m及+80m區(qū)段F8上盤探巷中均有控制。其基本形態(tài)及位置與原地質(zhì)報告提供的相同，走向北東，傾向南東，傾角50°～65°，出露長度約1500m。

（2）F9斷層。位于F8上盤3段含煤地層中部，上盤為童子巖組3段地層，下盤為童子巖組第3段及2段地層，傾向東南，斷距70～100m。

（3）F4斷層。出露礦區(qū)東部，為礦井東部邊界斷層，上盤地層為下二疊統(tǒng)童子巖組3段地層，下盤為文筆山組地層。走向近南北向斷層，傾向西，斷層傾角較陡，75°～85°，破碎帶較寬，出露長度3000m以上。

（4）F28斷層。屬逆斷層，位于第18勘探線至第19勘探線之間，走向北東～南西向，傾向110°～120°，斷層傾角40°～55°，長約1000m，斷距約200m。

另外，在第15勘探線以北，次一級小斷層十分發(fā)育，產(chǎn)狀不同，形態(tài)各異，這些小斷層組合在一起，導(dǎo)致地層破碎，煤層賦存十分不穩(wěn)定。

4 翠屏山煤礦F8上盤3段煤層可采性分析

4.1 F8上盤3段煤層井巷掘進施工情況

截至目前，翠屏山礦F8上盤完成平巷掘進工程量3650m、反眼（小眼）565m、+80m至+120m通風(fēng)上山90m。其中：+120m區(qū)段平巷工程量1881m，反眼225m；+80m區(qū)段平巷工程量1769m，反眼340m。

4.2 F8上盤3段煤層賦存情況

4.2.1 揭露的斷層情況

翠屏山煤礦F8上盤從已掘進工程揭露的地質(zhì)構(gòu)造來看，第12勘探線至第16勘探線之間地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜，小斷層眾多。這些小斷層傾向、斷層不同，形態(tài)各異，造成該段巖性十分破碎。第16勘探線以南巖性穩(wěn)定，巖層傾向80°～100°，南北走向，單斜構(gòu)造，斷層少，只揭露兩條近似煤層走向的小斷層，斷距小，對煤層的破壞較小。

4.2.2 揭露的煤層情況

翠屏山煤礦F8上盤+120m區(qū)段第16勘探線以南探巷揭露27#煤層見煤點1處、28#煤層見煤點3處、28#煤層反眼見煤點5處；+80m區(qū)段第16勘探線以南探巷揭露27#煤層見煤點6處、28#煤層見煤點5處、反眼27#煤層見煤點6處、28#煤層見煤點5處。詳見表2。

4.2.3 F8上盤圈定的資源儲量及煤層回采情況

（1）圈定的資源儲量

F8上盤3段煤層+120m及+80m區(qū)段探巷掘進工程已至第18勘探線附近，第16勘探線以南近500m范圍內(nèi)揭露的煤層見煤點均為可采煤層。通過計算，該穩(wěn)定塊段已圈定的資源儲量為27.13萬t，詳見表3。

（2）煤層回采情況

從2018年5月開始，翠屏山煤礦在+120m及+80m區(qū)段各布置一個采煤隊對28#煤層進行探煤性開采。截至2019年7月末，共采出煤炭17800t，其中+120m區(qū)段7800t、+80m區(qū)段10000t。

4.3 F8上盤主采煤層可采性分析

（1）28#煤層：上距Ⅲ2標(biāo)志層約60m，煤層結(jié)構(gòu)簡單。直接頂板為砂質(zhì)泥巖，含豐富的植物化石，如單網(wǎng)羊齒、櫛羊齒等，接近煤層處巖層水平層理或脈狀層理較發(fā)育；底板為粗粉砂巖與薄～中厚層狀的細(xì)砂巖互層，層面上含較多白云母片，呈油毛氈狀。根據(jù)+120m水平探巷第16線以南水平探巷及反眼揭露煤層來看，28#煤層平巷揭露4個點，除1個點受走向小斷層影響變得不可采外，其余3個點均為可采；28#反眼揭露5個點，煤厚均為可采。+120-28#煤層平均煤厚為1.26m，地層構(gòu)造穩(wěn)定簡單，煤層賦存條件好，煤層可采性指數(shù)Km=8/9=0.89。+80m水平探巷28#平巷揭露5個點及反眼揭露4個點的煤厚均為可采。+80-28#煤層平均煤厚為1.65m，該塊段地層構(gòu)造穩(wěn)定簡單，煤層賦存條件好，煤層可采性指數(shù)Km=9/9=1。2018年4月，福建省197地質(zhì)大隊提交的《福建省龍巖市新羅區(qū)翠屏山煤礦2018年資源儲量核實報告》（以下稱儲量核實報告）中認(rèn)為28#煤層屬較穩(wěn)定可采煤層，為三類二型。綜合以上地質(zhì)資料來看，認(rèn)為28#煤層屬較穩(wěn)定可采煤層。

（2）27#煤層：下距28#煤層25～30m，結(jié)構(gòu)簡單。直接頂板為細(xì)粉砂巖，含豐富櫛羊齒、大羽羊齒、苛達、蕉羊齒、中朝楔葉等植物化石；底板粗粉砂巖夾砂質(zhì)條帶，含植物根莖化石及白云母片。根據(jù)+120m水平探巷及反眼揭露煤層來看，27#煤層平均煤厚為0.7m，地層構(gòu)造穩(wěn)定簡單，煤層賦存條件好，煤層可采性指數(shù)Km=1/1=1，因見煤點較少，可采性指數(shù)不可靠。+80m水平探巷27#煤層平巷揭露6個點，3個點的煤厚在0.75m以下，3個點的煤厚在1.76m以上。+80-27#煤層反眼揭露2個點，煤厚在0.96m以上。+80-27#煤層平均煤厚為1.13m，煤層可采性指數(shù)Km=8/8=1。另根據(jù)2018年儲量核實報告中認(rèn)定27#煤層為不穩(wěn)定型不可采煤層。綜合以上地質(zhì)資料分析認(rèn)為，翠屏山礦F8上盤塊段27#煤層在第16勘探線以南屬不穩(wěn)定可采煤層。

（3）22#煤層：下距Ⅲ2標(biāo)志層約10m，結(jié)構(gòu)簡單。直接頂板為砂質(zhì)泥巖，含腕足類動物化石；底板泥質(zhì)砂巖，含植物根莖化石。22#煤層在F8上盤探巷施工過程中尚未揭露和控制。資源儲量核實報告中認(rèn)定22#煤層全區(qū)基本可采，平均厚度1.21m，可采系數(shù)0.80，為較穩(wěn)定可采煤層，為三類二型。

4.4 F8上盤3段可采煤層煤質(zhì)分析

F8上盤主要煤層的煤質(zhì)均屬無煙煤，煤層呈鋼灰黑色，半金屬光澤，參差狀斷口。煤巖組分以亮煤、鏡煤條帶為主，少量絲炭，細(xì)條帶至線理狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。其中，22#煤層為低灰、中硫、中磷、中高發(fā)熱量的二號無煙煤；27#煤層為低灰、中硫、中磷、高發(fā)熱量的一號無煙煤；28#煤層為低灰、低硫、低磷、中高發(fā)熱量的一號無煙煤。各化驗分析成果見表4。

表2 翠屏山煤礦F8上盤16勘探線以南見煤點統(tǒng)計表

表3 翠屏山煤礦F8上盤27#、28#資源儲量表

4.5 F8上盤3段可采煤層資源儲量估算

儲量計算要素：

走向長、傾斜長度：根據(jù)煤層底板等高線圖及各剖面圖量取其長度。

煤層厚度：根據(jù)探巷實際揭露煤層厚度及東山井田資料計算其厚度平均值。

容重：根據(jù)地質(zhì)報告提供。

通過估算，該區(qū)資源儲量共計106.81萬t，可采儲量為62.52萬t（見表5）。

表4 翠屏山煤礦F8上盤各主要可采煤層煤質(zhì)特征一覽表

表5 翠屏山煤礦F8上盤3段可采煤層資源儲量估算表

5 翠屏山煤礦F8上盤3段地質(zhì)找煤前景分析

翠屏山煤礦F8上盤屬童子巖組3段地層，位于礦井東南部，南至F3斷層，北至F8斷層，東以Y=57507100為界，西以Y=57505900為界，面積約為2.4km2。資源儲量核實報告核定22#、28#保有資源儲量500萬t。歷年來，翠屏山煤礦在+200m以上區(qū)段均有投入大量的巷探工程對3段含煤地層進行勘探，揭露的地質(zhì)情況均為構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存不理想不可采。但根據(jù)2012年～2014年補充勘探施工的 ZK6-1、ZK8-1、ZK10-1 、ZK12-1鉆孔取得的成果及小煤窯調(diào)查所收集的開采資料等基礎(chǔ)上，分析認(rèn)為 F8上盤存在面積較大的三段含煤地層。2016年起，礦井重新布置+120m及+80m區(qū)段F8上盤3段煤層地質(zhì)探巷，探明第16勘探線以南有穩(wěn)定可采塊段，已圈定資源儲量27.13萬t，估算塊段資源儲量106.81萬t。針對該塊段所揭露的地質(zhì)構(gòu)造特征及煤層賦存狀況，礦井接下來主要的地質(zhì)找煤方向為+120m、+80m水平22#煤層以及+120m水平第17勘探線以南28#、27#煤層。

6 結(jié)論

（1）翠屏山煤礦F8上盤3段煤層構(gòu)造特征為一單斜構(gòu)造，主要受F8、F4、F7、F11、F28等大斷層及數(shù)量較多的次一級小斷層影響。

（2）翠屏山煤礦F8上盤三段22#、27#、28#等煤層資源儲量估算量106.81萬t。

（3）翠屏山煤礦F8上盤3段地層可采煤層賦存情況及構(gòu)造特征與儲量報告提供的資料有一定的差異。儲量報告提供認(rèn)為3段地層22#、28#兩層煤層可采，但通過+120m區(qū)段、+80m區(qū)段探巷揭露的地質(zhì)資料，結(jié)合地表小窯調(diào)查情況及新補勘的鉆孔資料分析表明，27#煤層也有較穩(wěn)定可采塊段。另外，12#煤層也可能存在穩(wěn)定可采塊段。隨著F8上盤3段地層的開拓展開及開采延伸，也可能發(fā)現(xiàn)有穩(wěn)定塊段的其他可采煤層，翠屏山煤礦F8上盤3段地質(zhì)找煤還是有很大潛力的。在當(dāng)前礦井資源緊缺、生產(chǎn)接替緊張的情況下，應(yīng)積極尋找F8上盤3段22#、27#、28#煤層，礦井資源儲量的新增對緩解礦井接替緊張局面、合理布置井巷開拓工程，對礦井安全生產(chǎn)、增加效益、延長服務(wù)年限都有著十分重大的意義。