介休-平遙普查區(qū)左則溝煤業(yè)2#、4#、5#煤層厚度變化研究

閆 亮,李建宙

(1.山西介休鑫峪溝左則溝煤業(yè)有限公司,山西 介休 032000;2.山西介休義棠安益煤業(yè)有限公司,山西 介休 032000)

近年來隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的發(fā)展,智慧應急救援已成為礦山安全生產(chǎn)監(jiān)察的重點需求[1]。隨著煤礦開采技術的自動化、智能化穩(wěn)步提升,煤礦產(chǎn)能也大幅增加。實現(xiàn)智能化礦山的首要條件就是地質保障。因此,提高地質保障已成為煤礦地質工作中的首要任務[2-3]。近年來左則溝煤業(yè)在生產(chǎn)建設過程中遇到很多此類問題,不僅給整體的采掘規(guī)劃部署帶來困難,也給安全、經(jīng)濟管理帶來了諸多不便,嚴重制約了礦井安全高效發(fā)展及自動化、智能化建設推進工作。

殷廣標[4]采用定性和定量分析的方法,對煤層厚度(簡稱煤厚)的穩(wěn)定性進行了綜合評價,為煤礦安全高效生產(chǎn)提供依據(jù);馬明等[5-6]利用地球物理探測手段分析、研究、解析、劃定了礦區(qū)煤厚變化范圍。

本文從沉積和構造作用兩方面對影響煤厚變化進行了分析,總結了煤厚變化的地質成因。

1 煤層賦存情況

左則溝煤業(yè)井田位于沁水煤田的西北部邊緣,介休-平遙普查區(qū)中部,位于介休市東南約13 km的連福鎮(zhèn),現(xiàn)井田面積為7.072 9 km2。含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。

山西組為陸相含煤,由砂巖、砂質泥巖、泥巖及煤層組成。厚20～120 m,從上往下編號01#、02#、03#、1#、1b#、2#、2b#、4#、4b#、5#、5b#共11個層煤,其中2#、4#、5#煤層為穩(wěn)定可采煤層,其余煤層為零星可采或不可采煤層。

2#煤層位于山西組中部,上距K8砂巖底50.50 m,下距4#煤層約17 m，煤厚平均1.62 m,最大厚度2.36 m。煤層結構復雜,一般含1～4層夾矸。

4#煤位于山西組中下部,上距2#煤層約17 m,下距5#煤層約15 m，煤厚平均1.39 m,最大1.70 m。結構簡單,偶含1層約0.25 m的夾矸。

5#煤位于山西組底部,上距4#煤約15 m,下距K7砂巖底約4.5 m，煤厚平均2.42 m,最大3.44 m。結構簡單,偶含1層約0.23 m的夾矸,詳見圖1。

圖1 二采區(qū)綜合柱狀圖Fig.1 Synthetic histogram of the second mining area

各煤層單軸抗壓強度平均值為1.9 MPa、3.86 MPa、5.02 MPa。由于沒有煤層抗拉強度測定資料，本次使用的煤層抗拉強度按抗壓強度平均值六分之一計算,即0.31 MPa、0.64 MPa、0.84 MPa。頂板多為泥巖,局部為炭質泥巖、細砂巖或砂質泥巖;5#煤層局部為粉砂巖,底板以泥巖為主,局部為炭質泥巖、中-細-粉砂巖、砂質泥巖。厚度相對穩(wěn)定,全區(qū)可采,僅在構造附近有斷失現(xiàn)象。3層煤層在宏觀上表現(xiàn)為黑色,條痕為黑褐色,條帶狀結構,玻璃光澤,參差狀斷口,宏觀煤巖類型為半亮型煤。各層煤的有機組分均以鏡質組為主,惰質組次之;無機組分均以黏土類為主,硫化物次之；鏡質組中以均質鏡質體為主,基質鏡質體次之或少量,黏土充填細胞腔或與有機組分摻雜分布,黃鐵礦呈點狀、草莓狀分布;根據(jù)井田內(nèi)施工的鉆孔資料,結合左則溝煤業(yè)生產(chǎn)揭露情況，3層煤層特征見表1所示。

表1 各煤層特征Table 1 Coal seam characteristics

2 地質成因分析

2.1 斷層對煤層厚度的影響

煤層的賦存狀態(tài)和煤厚變化受斷層的產(chǎn)狀、空間密集程度影響,在不同區(qū)域、不同深度表現(xiàn)出來的形式也千差萬別。斷裂構造的活躍,使得斷層帶兩側地層(煤層)的沉降幅度不同。由此,煤厚的變化也不同。受斷層影響,原生煤層的連續(xù)與一致性被變化的煤厚破壞,給采掘活動帶來了很多困難。在實際操作中，單一方法尋找斷失翼煤層往往比較困難,通常需要結合多種方法進行比較分析,才能做出準確判斷[6]。一般來說,斷層錯開煤層時,上下盤煤層的厚度會有明顯的增減現(xiàn)象。從斷層的性質和形成機制出發(fā),逆斷層由于煤層的逆掩重疊或者擠壓集聚導致煤層變厚;正斷層由于拉張導致厚度變薄[3]。從上下盤具體來看,煤厚變化表現(xiàn)為上盤大于下盤,受影響的范圍在橫向上較小。沿斷層走向展布的煤層厚度呈條帶狀的形態(tài),下盤較厚,上盤較薄。頂板全部斷開時,斷層上下盤的巖性差異更大,在斷裂帶附近的煤層中,常出現(xiàn)分叉現(xiàn)象。

然而在左則溝煤業(yè)實際采掘作業(yè)中發(fā)現(xiàn),近距離煤層群開采,小型斷層構造對煤層的影響很大。研究發(fā)現(xiàn)，受小斷層構造影響,煤層厚度變化明顯。甚至落差小于0.3 m的斷層即可導致煤厚變薄至正常厚度的二分之一,煤質和有害氣體含量會有明顯變化。局部還發(fā)育有低傾角、小落差正斷層(傾角小于20°),甚至傾角小于10°、落差小于1個煤厚,形成煤層變薄區(qū)域或無煤區(qū)。一旦判斷失誤可導致誤工浪費、采掘接替緊張等一系列隱患。

由于左則溝煤業(yè)屬近距離煤層群開采,目前開采的2#、4#、5#煤層頂、底板巖性又大致相同,沒有明顯標志性層位,遇到此類斷層即使利用鉆探方法有時也無法弄清煤層的空間位置,因此研究斷層對煤層的影響很有必要,特別是在低傾角、小落差斷層區(qū)域。

左則溝煤業(yè)2201綜采工作面采掘實際揭露煤層厚度局部變化較大,結合圖2可以看出煤厚在0.3～1.8 m之間。并且主要變化區(qū)域集中在回風順槽110～360 m處。通過圖3可以看出有兩段走向長度約24 m和60 m的煤層變薄帶,傾向方向最大影響范圍約20 m左右。觀測發(fā)現(xiàn)此范圍內(nèi)小斷層較發(fā)育,落差在0.01～0.3 m之間不等,最多時僅在20 m范圍就發(fā)育有20余條,并且隨著斷層的尖滅,煤厚也隨之恢復正常。

圖2 2201綜采工作面局部煤厚等值線圖Fig.2 Thickness contour diagram of local coal seams of 2201 fully mechanized mining face

圖3 2201綜采工作面局部地質剖面圖Fig.3 Local geological profile of 2201 fully mechanized mining face

2204綜采工作面煤厚在1.2～2 m之間,開口位置煤厚較薄為1.2 m。隨著掘進的不斷推進煤厚逐漸增加,煤層1.2 m處直接頂板泥巖缺失,煤厚恢復正常后直接頂板逐漸恢復；而受14°低傾角小落差斷層影響，工作面運輸順槽被迫后退幾十米提前開掘切眼,為了避讓該斷層影響和避免資源浪費，切眼設計為刀把形狀。

以上2個工作面受斷層影響煤厚變化明顯,受巖層影響導致工作面推進速度緩慢,被迫開松動炮。在此種情況下不僅導致工作面設備消耗、損壞現(xiàn)象嚴重，也使得頂板管控難度增加、風險劇增。

2.2 沉積環(huán)境對煤層厚度的影響

2.2.1沉積環(huán)境和古地形的影響

在煤層沉積過程中,沼澤堆積的泥炭層的賦存形態(tài)和厚度變化受其古地理位置和古地形變化影響較大。古地形的起伏、沼澤基底的起伏不平都導致了煤層在泥炭堆積時的厚薄變化或者尖滅現(xiàn)象。具體來講,泥炭層堆積初始,大量的成煤植物堆疊在沼澤低洼的區(qū)域,此時形成的泥炭層是隔離開的。隨著時間的推移,逐漸變厚的泥炭層開始相連,鑒于此,古地形的起伏變化,沉積基底的凹凸不平是最初

煤厚變化的根源。這樣一個填平補齊的過程經(jīng)歷的時間漫長而且?guī)淼挠绊懸?guī)模也較大。一方面，由于泥炭層與基底直接接觸,所以煤層底板的形態(tài)也是起伏不平,煤層下部常表現(xiàn)為藕節(jié)狀和倒圓錐形,產(chǎn)狀上也有很大的變化。另一方面,頂板卻表現(xiàn)的正常平整,煤厚變化較小,也從側面反映了這樣一種沉積環(huán)境對煤厚的影響原因[7-8]。根據(jù)圖4可以看出,4#煤層厚度明顯變化區(qū)域有一處,在0.65～1.2 m之間。根據(jù)觀測資料發(fā)現(xiàn)，僅煤層直接底板厚度有小幅度變化，由1 m減小至0.9 m；煤層恢復正常后,直接底板厚度也恢復正常。通過多年來采掘揭露和探查4#煤層情況,該煤層賦存情況屬全區(qū)穩(wěn)定煤層,但煤厚變化較大,從0.6～1.7 m不等。正常情況在1.3～1.4 m之間,頂板為泥巖底板為砂巖;煤層厚度小于1.2 m時直接頂板泥巖將缺失,煤厚大于1.4 m時煤層下部會出現(xiàn)1層夾矸，夾矸下方發(fā)育1層約0.3 m左右的煤層。總結規(guī)律為一旦煤厚大于1.4 m,那么煤層下部就會發(fā)育有1層夾矸,煤厚變薄的同時直接頂板就會缺失。觀察發(fā)現(xiàn)，在同一斷層影響下2#煤層受斷層影響煤厚變薄,但該煤層受斷層影響煤厚變化較小。

圖4 5202工作面上覆4#煤層煤厚等值線圖Fig.4 Thickness contour diagram of No.4 coal seam of 5202 working face

2.2.2河流沖蝕作用的影響

煤層沉積的沼澤屬于靜水環(huán)境,水動力較弱,但如果在煤層的沉積前后受到河流這樣的強水動力環(huán)境影響時,煤層厚度也會發(fā)生變化,主要表現(xiàn)為煤層的厚度變薄。所謂的同生沖蝕,是指在泥炭層堆積形成的過程中,受到河流或者海浪的沖刷侵蝕。從當時的環(huán)境來說,規(guī)模較小的河流從泥炭沼澤中發(fā)育,動力較弱但分支較多,在平面上表現(xiàn)為條帶狀的彎曲流轉,剖面上則為透鏡狀或者眼球狀。由于其發(fā)源于沼澤,水動力不強,從邊緣向內(nèi)部逐漸消逝,處于沼澤邊緣的煤層,串珠狀的砂礫石等河流沉積物較為常見;處于沼澤中心煤層中的沉積物多表現(xiàn)為單個的透鏡體或眼球狀特征。同生沖蝕所帶來的結果就是在煤層厚度上受沖蝕局部區(qū)域變薄,砂石等河流沉積物變多，且在不同的區(qū)域表現(xiàn)為不同的特征，沉積物多為砂礫石或者砂質巖石。從化學特征上來看,受影響的煤層光澤上暗淡,組分中灰分增高,這是由于其長期遭受原始氧化的原因。

反觀后生沖蝕,則是在泥炭堆積形成煤層以后,受地殼等大規(guī)模地質造山運動的影響,形成了部分長期內(nèi)流向固定的大型河流的沖刷、切割和侵蝕。這種成因下所形成的薄煤帶和無煤帶規(guī)模較大,延伸較長,和同生沖蝕有明顯的區(qū)別。不同于同生沖蝕,正常平整的頂板受到較強水動力河流的沖刷、剝蝕、再沉積,出現(xiàn)一些河流二元沉積的砂礫巖,粒度上表現(xiàn)為粗碎屑巖,與河流流向成一致性的定向排列。受沖刷的煤層中充填了方解石、石膏等礦物,底部包含了各種泥質包裹體等沖刷物,從化學特征上來看,受影響的煤層光澤上暗淡,組分中灰分也同樣增高。總之,煤層的后生沖蝕變薄帶或者沖刷帶與河流的走向、形態(tài)基本一致,表現(xiàn)為曲流河、辮狀河的條帶狀特征,這種通過地面三維地震屬性技術,在平面上極為明顯。

2202綜采工作面煤層厚度在0.9～1.8 m之間,基本處于穩(wěn)定狀態(tài),如圖5所示。根據(jù)實際采掘活動地質觀測記錄,煤厚變薄的同時煤層直接頂板也同時缺失。底板下約1.3 m發(fā)育的2b#煤層處于穩(wěn)定階段,層間距局部會有所減小。究其原因可能為在煤層頂板生成過程中受沖刷影響導致煤層變薄,直接頂板缺失。

圖5 2202綜采工作面局部煤厚等值線圖Fig.5 Thickness contour diagram of local coal seams of 2202 fully mechanized mining face

2203綜采準備工作面運輸順槽煤厚在1.3～2.5 m,平均1.8 m。通過圖6可以看出，煤層小于1.5 m區(qū)域只有1層夾矸,頂板為泥巖、砂質泥巖,其他區(qū)域為2層夾矸,頂板為砂巖,直接頂板缺失。煤厚大于2.2 m區(qū)域主要變化規(guī)律是煤層夾矸由2～3層變?yōu)?層。

圖6 2203掘進地質觀測斷面對比圖Fig.6 Comparison of geological observation sections of 2203 mining face

2.3 煤厚變化認識

綜合分析左則溝煤業(yè)礦區(qū)內(nèi)2#、4#、5#煤層厚度的變化主要是受后生變化的影響。根據(jù)多年來開采5#煤層情況,煤厚在1.5～2.9 m之間,正常情況下煤層厚度在2.3～2.6 m之間。煤層直接頂板為泥巖,多數(shù)情況下煤層直接頂板缺失后煤厚會有所減小,相反煤層直接頂板增厚的同時煤層厚度會有所增加。除了上述情況下煤厚會有所變化,其他情況較穩(wěn)定。因此認為該煤層屬全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。在斷層構造附近受斷層影響煤厚變化較小。

另外根據(jù)煤層單軸抗拉強度可以看出3層煤層強度由小到大,4#、5#煤層強度可達2#煤層的2～3倍。受煤層強度影響，在構造應力影響下,2#煤在構造附近煤層變薄帶范圍較大,相反4#、5#煤受其影響煤厚變薄范圍較小,甚至沒有明顯的變化。

而2#煤層雖然賦存情況穩(wěn)定,但煤厚變化較大,在0.8～2.16 m之間,一般情況下在1.60～2.16 m；并且煤厚變薄的同時,直接頂板同時會缺失,在煤層中上部發(fā)育的3層夾矸也會尖滅。局部區(qū)域揭露發(fā)現(xiàn),受構造影響以最頂部夾矸為界線,煤厚發(fā)生變化的同時煤層有分岔現(xiàn)象,分岔后上部含3層夾矸的煤層與2#煤層主煤層層間距可達3～8 m,并且煤質也會有所變化,煤層厚度越薄煤質越好,構造附近除外。

結合3層煤層變薄的同時，煤層直接頂板有明顯變化特征,分析認為是河流后生沖蝕對煤層厚度造成影響。受沖刷影響不僅煤層厚度變薄,正常的直接頂板也受到影響，甚至出現(xiàn)直接頂板缺失。受其影響，煤層從光澤、灰分等方面有明顯變化,并且裂隙較發(fā)育。在實際揭露中,煤層的直接頂板缺失,取而代之的是中細粒砂巖。

依據(jù)頂板巖性、巖相特征和沖刷接觸關系,識別后生沖蝕是比較容易的。然而想要圈定沖刷帶的分布范圍,卻有一定的難度,因為在各種煤礦勘探和采掘中僅有一些不連續(xù)的點,難以在平面上形成一定的規(guī)律。古河流可以粗略地根據(jù)沉積物的巖性、粒度、接觸關系判斷,流向可以根據(jù)層理、層面等構造以及河流夾帶的一些其他沉積物排列方向判斷。在構造及造山運動的影響下,古地形也在不斷地變化,河流的產(chǎn)生和消滅以及流向和規(guī)模都在不斷地變化。煤層沉積前后的古地理環(huán)境與地殼運動的歷史，需要進一步去研究和探索,三維地震勘探在研究河流的平面展布和構造運動上有一定的優(yōu)勢。

同理,在直接頂板增大的情況下,即泥巖、砂質泥巖變厚的情況下,煤厚會有所增大,說明在沼澤等穩(wěn)定的成煤環(huán)境下,不受后生變化的影響,煤層和直接頂?shù)暮穸容^大且穩(wěn)定。

3 煤層穩(wěn)定性評價

3.1 定性分析

評定煤層穩(wěn)定性,首要因素是煤層厚度變化,煤層厚度變化很大,且發(fā)生尖滅、增厚、變薄、分叉等,直接影響煤層的穩(wěn)定性[9]。在多年的開采過程中，除受斷裂構造影響外，未發(fā)現(xiàn)2#、4#、5#煤層有尖滅現(xiàn)象。根據(jù)《煤礦地質規(guī)定》第十二條,以煤層變化規(guī)律和可采性劃分[10],采用定性和定量結合的方法確定2#煤層為較穩(wěn)定煤層,煤層厚度有一定變化,但規(guī)律較明顯,煤層結構為復雜類型,煤質變化不大,全區(qū)可采;4#煤層為較穩(wěn)定煤層,煤層厚度有一定變化,但規(guī)律較明顯,煤層結構為簡單類型,煤質變化不大,全區(qū)大部分可采;5#煤層為穩(wěn)定煤層,煤層厚度變化很小,變化規(guī)律明顯,煤層結構為簡單類型,煤質變化不大,全區(qū)可采。

煤層穩(wěn)定性以煤層變化規(guī)律和可采性劃分,采用定性和定量結合的方法確定。以下對2#、4#、5#煤層穩(wěn)定性分別描述。

1)2#煤層。井田內(nèi)2#煤層厚度0～2.50 m,平均1.62 m,煤層厚度變化不大,變化有規(guī)律。根據(jù)2#煤層2201、2202厚度等值線圖(圖2、圖5)和2203掘進地質觀測斷面對比圖(圖6)可以看出,總體上2#煤層厚度多在1 m左右。煤層含1～4層夾矸,結構復雜。煤類為焦煤,比較單一。除局部區(qū)域受構造等影響外,其余大部分可采。由此評價2#煤層為較穩(wěn)定煤層。

2)4#煤層。井田內(nèi)4#煤層厚度0～1.60 m,平均1.39 m,井田北部及中南部有不可采范圍,除局部區(qū)域受構造等影響煤層厚度變化較小。根據(jù)4#煤層厚度等值線圖4可以看出,4#煤層厚度多在1.2 m左右。煤層不含夾矸,結構簡單，大部可采?？刹煞秶鷥?nèi)煤類為焦煤,比較單一。由此評價4#煤層為穩(wěn)定煤層。

3)5#煤層。井田內(nèi)5#煤層厚度0～5.30 m,平均2.42 m,煤層厚度變化較小,變化規(guī)律明顯?？傮w上5#煤層厚度多在2～3 m之間,煤層厚度總的趨勢為井田東部向西部逐漸變薄,一般不含夾矸，結構簡單。煤類為焦煤,比較單一。由此評價5#煤層為穩(wěn)定煤層。

3.2 定量分析

《煤礦地質工作規(guī)定》對煤礦各可采煤層穩(wěn)定程度的定量劃，分有具體定量標準,詳見表2。

煤層的可采性指數(shù)Km可通過式(1)計算得到。

Km=n′/n.

(1)

式中:Km為煤層的可采性指數(shù);n為參與煤層厚度評價的見煤點總數(shù)(要求分布均一,有代表性);n′為其中煤層厚度大于或等于可采厚度的見煤點數(shù)。

表2 評價煤層穩(wěn)定程度的定量指標表Table 2 Quantitative indicators for stability evaluation of coal seams

煤層厚度變異系數(shù)γ可通過式(2)計算得到。

(2)

根據(jù)上述對煤層穩(wěn)定性的定量計算公式,分別對井田內(nèi)2#、4#、5#煤層進行了計算,計算結果詳見表3、表4。

表3 各可采煤層可采性指數(shù)統(tǒng)計表Table 3 Workability index of minable coal seams

表4 各可采煤層厚度變異系數(shù)統(tǒng)計表Table 4 Thickness variation coefficients of minable coal seams

1)2#煤層。井田內(nèi)2#煤層厚度0～2.50 m,平均1.62 m,為中厚煤層,以煤厚變異系數(shù)為主，可采性指數(shù)為輔進行評定。2#煤層厚度變異系數(shù)γ=34%，可采性指數(shù)Km=0.9,根據(jù)標準評價2#煤層為較穩(wěn)定煤層。但是礦井地質報告因2#煤層多數(shù)見煤點厚度在1 m以上,極少數(shù)個別見煤點煤層厚度相差較大,使所計算的定量分析可采性指數(shù)數(shù)據(jù)較大,不能夠作為代表2#煤層的穩(wěn)定性評價指標為由,將2#煤層評價為穩(wěn)定煤層。通過本次評價認為不太合理,因此本次將2#煤層評價為較穩(wěn)定煤層。

2)4#煤層。4#煤層厚度0～1.60 m,平均1.39 m,由于二采區(qū)實際探查厚度一般在1.2 m左右,多數(shù)小于1.3 m，因此本次按薄煤層進行評定,以可采性指數(shù)為主、變異系數(shù)為輔進行評定?？刹尚灾笖?shù)Km=0.96,厚度變異系數(shù)γ=39%，根據(jù)標準評價4#煤層為穩(wěn)定煤層。與地質報告評價結果一致。

3)5#煤層。井田內(nèi)5#煤層厚度0～5.30 m,平均2.42 m,為中厚煤層,以變異系數(shù)為主，可采性指數(shù)為輔進行評定。5#煤層厚度變異系數(shù)γ=36%,可采性指數(shù)Km=0.97,本次將5#煤層評價為穩(wěn)定煤層。

3.3 探查與防范措施

3.3.1地球物理手段探查

左則溝煤業(yè)近年來使用福州華虹智能科技有限公司研發(fā)的YDT88型礦用無線電波坑道透視儀。以2201綜采工作面為例,使用YDT88型礦用無線電波坑道透視儀“一發(fā)雙收”工作方法，采用定點法觀測,交叉探測,覆蓋工作面所回采區(qū)域,發(fā)射點間距采用50 m一組,接收點距采用10 m一組。共布置222個觀測點,42個發(fā)射點。

通過CT層析成像圖探測分析，主要3個異常區(qū)域位于2201回風順槽165～185 m、315～335 m、365～385 m,如圖7所示。圖中，藍色代表低阻異常區(qū)域,橫軸表示工作面走向長度,縱軸表示工作面傾向長度。

結合2201綜采工作面上下兩巷實測場強曲線圖(圖中上巷表示運輸順槽,下巷表示回風順槽),如圖8和圖9所示。下巷即回風順槽148～210 m和300～405 m處實測場強值有明顯減弱現(xiàn)象。

圖7 CT層析成像圖Fig.7 CT tomography plot

圖8 上巷實測場強曲線圖(發(fā)射巷:上巷,接收巷:下巷)Fig.8 Measured field intensity curves of the upper lane

圖9 下巷實測場強曲線圖(發(fā)射巷:下巷,接收巷:上巷)Fig.9 Measured field intensity curves of the lower lane

經(jīng)過對比該物探探測結果，與2201綜采實際采掘揭露基本相符,因此建議探查環(huán)境相類似的礦井可考慮使用該儀器進行探查。根據(jù)現(xiàn)場不同條件物探探測數(shù)據(jù)會有所變化,因此在日常使用過程中需要根據(jù)實際總結規(guī)律。

3.3.2近距離輕便型鉆機鉆探探查

左則溝煤業(yè)2#、4#、5#煤層屬近距離中厚煤層開采,因此在開拓掘進過程中利用小功率輕便式風動鉆機、錨桿鉆機等提前對鄰近層的煤層賦存情況進行超前探查。此方法可實現(xiàn)快捷、準確判別煤厚變化,并且通過探查可圈定無煤區(qū)、構造影響區(qū)、修正煤層厚度等厚線圖。使用此探查手段時需考慮其他對安全生產(chǎn)的不利因素,如瓦斯等有害有毒氣體增加、人為判層失誤等,因此建議安排有經(jīng)驗的工人,并在施工前定制針對礦井現(xiàn)狀可操作性的安全技術措施。

3.3.3綜合探查

根據(jù)探查條件可利用綜合探查手段進行分項探查、相互驗證、相互彌補缺陷,達到綜合探查的目的。同時在本區(qū)煤厚變化相對復雜的情況下,應避免直接利用鉆孔深度的方法預測煤厚,在綜合探查的基礎上,結合物探成果和地質規(guī)律,預測煤厚變化趨勢[5]。

4 結論

1)通過對左則溝煤業(yè)上組煤3層煤層煤厚變化統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),小斷層對煤層厚度的影響比較明顯,并且影響范圍較大。另外受各煤層抗壓強度的影響,近距離開采煤層受影響程度也不盡相同,同時在煤層厚度變化時煤質、有害氣體含量等也有著明顯的變化。

2)受沉積環(huán)境中河流沖蝕作用的影響,煤層變薄現(xiàn)象明顯、直接頂板缺失并被粒度較粗的砂巖替代,應加強對古地理環(huán)境、古河流的認識研究,進一步總結規(guī)律。

3)在同一區(qū)域的同一組地層近距離煤層厚度變化規(guī)律不盡相同,煤層厚度變化可受單個或多個因素造成,因此需要在總結地區(qū)地質規(guī)律的基礎上具體問題具體分析。

4)為確保煤炭資源的合理開采與充分利用,在總結認識的基礎上,需要認真開展日常地質觀測工作,研究查找規(guī)律,并且要充分結合地球物理探查、鉆探探查等綜合探查手段,分析研究選擇適合本礦井的探測儀器、探測參數(shù)等。