箭竹坪煤礦一、二采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征及找煤研究

宋彥宏

（漳平市箭竹坪礦業(yè)投資有限責任公司 福建龍巖 364400）

箭竹坪礦區(qū)整體地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜，礦井在采區(qū)開拓過程中發(fā)現(xiàn)實際地質(zhì)構(gòu)造情況與原地質(zhì)報告對比出現(xiàn)較大變化，嚴重影響礦井下步的開拓布置。因此，在系統(tǒng)研究礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征及控煤作用的基礎(chǔ)上，結(jié)合礦井地質(zhì)實際揭露情況進一步進行綜合分析，為礦井開拓布置提供依據(jù)，并提出找煤方向。

1 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

箭竹坪礦區(qū)位于龍永煤田的北東部，總體為一向斜構(gòu)造，狀如船狀，中間低凹，四周漸高，地層走向NE，軸向NE～SW，東翼傾向NW～SW，西翼傾向EN～ES，傾角10°～40°，沿走向、傾向均有寬緩狀起伏［1］。斷裂發(fā)育，全區(qū)主要有滑脫斷裂F0、F1，近SN 向正斷層F9，及NE 向正斷層F2、F4等。總體區(qū)內(nèi)南部斷裂、褶皺構(gòu)造相對北部發(fā)育［1］。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要經(jīng)歷了2 個地殼運動時期：①在印支運動時期，產(chǎn)生了地質(zhì)體沿相對軟弱層由高往低滑動，表現(xiàn)在礦區(qū)的是產(chǎn)生了F0斷層，即童子巖組地層沿著相對軟弱的文筆山組砂質(zhì)泥巖滑動；②在燕山運動時期，產(chǎn)生了一系列NE 和N向斷層，表現(xiàn)在礦區(qū)為產(chǎn)生了NE 向的F1斷層和N 向的F9斷層［1］。在燕山期發(fā)生斷裂構(gòu)造的同時，也發(fā)生了大規(guī)模的巖漿侵入活動，使得礦區(qū)構(gòu)造進一步復(fù)雜化，使原來產(chǎn)生的斷裂加大，并派生了較多小斷裂，產(chǎn)生了EW 向F4、F7、F2、F6斷裂，與此同時，少量巖漿順破裂帶呈脈狀侵入到煤系地層中，形呈本區(qū)目前的構(gòu)造格局［1］。

2 一、二采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征

2.1 斷裂構(gòu)造發(fā)育特征及程度分析

箭竹坪煤礦目前在一、二采區(qū)+90 m 水平以上生產(chǎn)，對采區(qū)影響較大的斷裂構(gòu)造是位于一采區(qū)西側(cè)的F9斷層及二采區(qū)東側(cè)的F1斷層。

F9正斷層位于一采區(qū)西側(cè)，出露在0 線～7 線之間，走向北西，傾向E，傾角50°～70°，斷距300 m～450 m。礦井開拓期間，在+283 m 運輸巷、一采區(qū)+120 m 南石門、+90 m 運輸巷實際揭露F9斷層帶寬0 m～10 m，斷層帶充填物主要為火成巖、煤屑、斷層泥等。F9斷層影響范圍較大，在一采區(qū)F9斷層附近煤巖層紊亂、區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜，分支斷層發(fā)育。①煤層小波狀起伏褶曲發(fā)育。在一采區(qū)+150 mN 運巷及+120 mN 運巷開切眼時發(fā)現(xiàn)，在煤層走向及傾向上小褶曲發(fā)育，這些小褶曲起伏波幅為達1 m～3 m，有時造成煤層夾薄，甚至尖滅。②次生或伴生斷層發(fā)育。在應(yīng)力作用下，一采區(qū)7 線～9 線之間發(fā)育有一斷距大于200 m 的次生斷層，在平面上與F9斷層呈“Y”型組合。該次生斷層與F9斷層共同作用，造成一采區(qū)地質(zhì)條件變差，使一采區(qū)主采煤層走向變短，且伴生有許多小斷層，造成煤層走向及傾向的上不連續(xù)，出現(xiàn)煤層斷失、夾薄、尖滅等現(xiàn)象，導(dǎo)致工作面不得不調(diào)采或重開切眼跳采，嚴重影響采掘的接替（詳見圖1 和圖2）。

F1斷層為滑脫斷層，位于二采區(qū)東側(cè)，傾向北東，傾角上部陡底部緩，10°～50°。斷層上盤為翠屏山組、童子巖組等地層，下盤為上泥盆系天瓦崠組地層，斷距＞1 000 m。F1斷層為礦井東側(cè)邊界斷層，造成主采煤層斷失，使28、28 下開采標高上限止于+180 m 水平。F1斷層附近煤巖層紊亂、小斷層及小褶曲斷層發(fā)育。如二采區(qū)+120 m S 運巷在沿煤掘進及開切眼時發(fā)現(xiàn)，煤層在走向及傾向上波狀起伏，有時造成煤層夾薄、斷失，甚至尖滅等現(xiàn)象（詳見圖1 和圖2）。

2.2 褶曲構(gòu)造發(fā)育特征及程度分析

在擠壓應(yīng)力的作用下，礦區(qū)大向斜構(gòu)造西翼小型褶曲發(fā)育，顯示為軸向北東的褶曲群，表明地層經(jīng)歷強烈的擠壓過程，具體表現(xiàn)為：在一采區(qū)F9斷層下盤發(fā)育有一寬緩的向斜構(gòu)造，F(xiàn)9斷層上盤發(fā)育有一組向背斜構(gòu)造。而礦區(qū)大向斜東翼總體呈單斜構(gòu)造，褶曲構(gòu)造不甚發(fā)育。受褶曲構(gòu)造影響，導(dǎo)致煤層呈雞窩狀或藕節(jié)狀賦存。礦井在實際揭露過程中發(fā)現(xiàn)，煤層在褶曲構(gòu)造作用下發(fā)生塑性流動，褶曲兩翼煤層賦存差，軸部煤層變厚（詳見圖1 和圖2）。

圖1 箭竹坪礦區(qū)第7 勘探線地質(zhì)剖面圖

圖2 箭竹坪煤礦28 煤層底板等高線圖

3 一、二采區(qū)找煤分析

3.1 原地質(zhì)報告工程控制分析

原地質(zhì)報告一、二采區(qū)+90 m 水平以上主要開采22、28、28下煤層。通過綜合分析一采區(qū)已揭露煤層賦存情況、標志層已基本認定，次一級構(gòu)造與地質(zhì)報告存在較大出入：地質(zhì)報告中一采區(qū)總體為向南東方向傾斜的單斜構(gòu)造，但實際揭露，該區(qū)域因受F2、F7、F9等斷層的共同作用，存在一次級向斜構(gòu)造，且小斷層、小褶曲發(fā)育；原地質(zhì)報告中F9斷層只到第7 勘探線與F5斷層相交，根據(jù)實際揭露分析認為F9斷層已切割至第9勘探線，與F7斷層相交，該斷層上盤造成童子巖組三段地層下降。經(jīng)分析，推測28 和28下煤層下降至-50 m 水平以下，破壞了煤層的連續(xù)性，使一、二采區(qū)中部+90 m 水平以上僅能開采22 煤層。目前分析F5斷層在一采區(qū)無出入，F(xiàn)9斷層下盤將童子巖組一段地層抬升，使一采區(qū)+90 m 水平可揭露童子巖組一段31、39 主采煤層。二采區(qū)已揭露煤層賦存情況、標志層已基本認定，確認二采區(qū)構(gòu)造與地質(zhì)報告基本相符，總體為北西傾向的單斜構(gòu)造，但受F1邊界斷層影響，目前二采區(qū)+120 m 水平以上煤層在走向及傾向上波狀起伏，煤層厚度變化大。

3.2 礦區(qū)鉆孔資料綜合分析

原地質(zhì)報告一采區(qū)有6 個鉆孔控制，在鉆探過程中由于小斷層等因素影響，有些會導(dǎo)致部分煤層位判斷錯誤，如5-1鉆孔受F11斷層控制造成17～21 煤層重復(fù)出現(xiàn)，但根據(jù)現(xiàn)有巷探等資料分析，+150 m～+70 m 標高的17～21 煤層實際為31～35 煤層，轉(zhuǎn)換后5-1 鉆孔32 煤層厚1.66 m，35 煤層厚1.77 m。7-2 鉆孔位于一、二采區(qū)大向斜構(gòu)造軸部，揭露主采煤層總體較厚，21 煤層厚1.03 m、22 煤層厚1.19 m、28 煤層厚2.29 m、28下煤層厚0.69 m。二采區(qū)僅有4 個鉆孔控制，9-2、11-3、13-1鉆孔位于軸向北東的一條線上，揭露28、28 下煤層總體較厚，為0.7 m～1.93 m，控制標高在-6 m～+90 m 水平區(qū)間。

3.3 一、二采區(qū)找煤方向分析

通過上述綜合分析，總體圈定了3 個穩(wěn)定可靠的開采塊段。

一采區(qū)西南塊段：一采區(qū)受F9斷層及構(gòu)造等影響大，現(xiàn)有+120 m 水平以上已經(jīng)揭露區(qū)域的28、28下煤層穩(wěn)定性差，F(xiàn)9斷層與伴生斷層“Y”型組合三角區(qū)域內(nèi)煤層賦存差，構(gòu)造復(fù)雜，可做地探工作價值低。通過一采區(qū)+90 m S 運輸巷揭露構(gòu)造情況分析，F(xiàn)9斷層下盤揭露童子巖組一段地層總體為向東傾斜的單斜構(gòu)造，總體構(gòu)造簡單穩(wěn)定，且5-1 鉆孔揭露煤層總體較厚，該塊段受F9斷層影響小，依據(jù)地質(zhì)構(gòu)造及鉆孔分析該區(qū)域煤層賦存穩(wěn)定，可作為一采區(qū)地質(zhì)找煤主攻方向。

一、二采區(qū)中部塊段：通過地質(zhì)構(gòu)造及鉆孔揭露情況分析，一、二采區(qū)中部向斜構(gòu)造在應(yīng)力作用下煤層向軸部發(fā)生塑性流動，向斜構(gòu)造軸向北東與7-2、9-2、11-3、13-1 鉆孔位于軸向北東的一條線上，且鉆孔揭露主采煤層賦存情況較好，由此判斷在該向斜構(gòu)造軸部為聚煤區(qū)域，可作為-100 m 標高第二水平開拓地探找煤的方向。

二采區(qū)東翼塊段：二采區(qū)總體構(gòu)造穩(wěn)定，為向北西傾斜的單斜構(gòu)造，F(xiàn)1斷層對+120 m 水平以下煤系地層影響逐步減弱，結(jié)合11-3、13-1 鉆孔揭露，發(fā)現(xiàn)煤層都在+80 m 水平上下且煤層較厚，可靠程度高。由此，可在+90 m 水平對二采區(qū)東翼穩(wěn)定塊段進行找煤。

3.4 圈定塊段煤層儲量估算

通過勘探鉆孔、地質(zhì)構(gòu)造及生產(chǎn)開拓等工程揭露情況和資料分析，重新繪制了各主采煤層底板等高線圖，以斷層為界按圈定塊段分別估算各主采煤層資源儲量。儲量估算結(jié)果為：一采區(qū)西南塊段31 煤層22.46 萬t；一、二采區(qū)中部塊段28 煤層24.79 萬t，28下煤層19.56 萬t；二采區(qū)東翼塊段28 煤層20.49 萬t，28下煤層18.24 萬t（詳見表1）。

表1 箭竹坪煤礦圈定塊段儲量估算表

4 結(jié)論

通過以上分析，可得出如下3 點結(jié)論。

（1）通過對礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征研究分析，對采區(qū)影響較大的斷裂構(gòu)造有位于一采區(qū)西側(cè)的F9斷層及二采區(qū)東側(cè)的F1斷層。特別是F9斷層與與伴生斷層形成的“Y”型組合使得該三角區(qū)域內(nèi)煤層賦存情況變差，經(jīng)濟開采價值低。在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，礦區(qū)內(nèi)小褶曲和小斷層發(fā)育，造成煤層夾薄、變厚、斷失等現(xiàn)象，特別在褶曲構(gòu)造作用下煤層發(fā)生塑性流動。通過綜合分析，認為本礦區(qū)一二采區(qū)中部的向斜構(gòu)造軸部煤層變厚，形成聚煤區(qū)域。

（2）礦區(qū)煤層及構(gòu)造與原報告存在一定誤差，地質(zhì)報告中一采區(qū)總體為向南東方向傾斜的單斜構(gòu)造，但實際揭露發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域存在一次級向斜構(gòu)造，且小斷層、小褶曲發(fā)育。原地質(zhì)報告中F9斷層只到第7 勘探線與F5斷層相交，根據(jù)實際揭露分析認為F9斷層已切割至第9 勘探線，與F7斷層相交。原地質(zhì)報告中5-1 鉆孔受F11斷層控制造成17～21 煤層重復(fù)出現(xiàn)，但根據(jù)現(xiàn)有巷探等資料分析，+150 m～+70 m 標高的17～21 煤層實際為31～35 煤層。

（3）通過對礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征、鉆孔資料、煤層層位等各種資料進行綜合分析，提出新的地質(zhì)找煤方向，總體圈定了3個穩(wěn)定可靠的開采塊段，估算儲量達105.54 萬t。