摘要：根据大量钻探，探讨了谢桥煤矿A组煤层的赋存特征，通过对A组煤厚度变化分析，认为河流的同生冲刷和构造挤压是影响厚度变化的主要因素。同时针对A组煤赋存特征，圈定出煤层可采边界线，为A组煤开采设计提供参考意见。
关键词：A组煤层；赋存特征；影响因素；谢桥煤矿。
煤层厚度及其赋存特征是影响煤矿生产最基本，也是最重要的地质条件。为配合采前工作面场地选择与设备选型，有针对性的采取相关生产措施，对煤层赋存特征及煤厚变化原因开展研究，就显得十分必要和迫切。根据二水平补充勘探钻孔资料对比分析，A组煤深部出现大面积煤层缺失，重新对其可采性进行研究分析是很有必要的。
1 研究区地质概况
研究区域位于淮北平原西南部、安徽省颍上县境内，地理坐标：东经116°19′36″～116°28′8″，北纬32°45′53″～32°48′40″。矿界西起F5断层与刘庄矿毗邻，东至F209断层与张集矿相接，北起1煤层隐伏露头线，南止17-1煤层-1000m底板等高线或谢桥向斜轴地面投影线。东西走向长约11.5km，南北最大倾斜宽4.3km，面积约38.2km2。
井田内含煤地层为二叠系山西组、上下石盒子组。其中含可采煤层11层，自下而上依次分为A组、B组、C组和D组4个煤层组，可采煤层总厚25.25m，占煤层总厚的75.6%。本文所研究A组煤共包含1煤、2煤、3煤，其中2煤和3煤在本研究区域不发育，不做研究，所叙述A组煤仅指1煤。
井田总体呈一走向近东西，向南倾斜的单斜构造。地层走向呈N70～80°W，南倾，倾角一般8～35°，单斜构造特征明显。
2 A组煤厚度特征及稳定性评价
2.1 厚度特征及分布规律
A组煤二水平补勘钻孔一般揭露1煤为大面积煤层缺失区。根据精查勘探及生产补勘资料，1煤下距太原组1灰顶板12.1～21.4m，平均16.4m；上距4-2煤底板74.9～104.8m，平均88.8m。厚度0～10.74m，平均4.48m。煤层结构简单，局部含炭质泥岩或泥岩夹矸。
二水平1煤层控制钻孔共35个，揭露煤层厚度0～9.55m。-850m以浅煤层稳定可采，煤厚0.69～9.55m，平均4.48m。-720m～-850m由浅入深，煤厚由厚变薄。八-九线至井田西边界及D7线至井田东边界-850m以下不可采，煤层大面积因砂体的冲刷作用而缺失，不可采区约3.2Km2，其中西部1.9 Km2，东部1.3 Km2（图1）。
图1 1煤层厚度等值线图
2.2 稳定性评价
根据《矿井地质规程》，煤层稳定性评价采用两种参数：煤层的可采性指数、煤层厚度的变异系数。1煤层全井田共施工钻孔127 个，其中见煤钻孔110个（表1）。经计算，1煤层可采指数0.65，变异系数57％，属稳定～较稳定煤层。
表1 1煤层稳定程度评价表
3 A组煤水文地质特征
3.1 煤系砂岩裂隙水：
煤系砂岩裂隙水是矿井二水平直接充水源。据八～九3等孔抽水试验，单位涌水量为0.0046～0.0872L/s·m，砂岩含水层富水性弱，补给源贫乏。因此，煤系砂岩含水层（组）虽是二水平直接充水源，对煤层开采威胁并不严重。但在局部坚硬砂岩裂隙发育区段和构造裂隙发育区段，特别是13-1、11-2、8、1煤层顶板砂岩区段富水性较强，导水性较好，井巷工程施工接近时，可能瞬间出水，构成危害。
3.2 太原组灰岩岩溶裂隙水：
太原组灰岩是矿井二水平直接充水源，太原组第一层灰岩距1煤层底板平均距离16.4m，且接受太原组下段灰岩和奥陶系灰岩含水层（组）的补给。据七～八5等孔抽水试验，单位涌水量为0.0174～1.764L/s·m，富水性弱～强。一水平（-720m）和二水平（-1000m）灰岩水水头压力分别以7.35Mpa和10.2MPa作用于1煤底板，自然状态下无水源补给。当开采1煤层时失去水力均衡作用的条件而由1煤底板进水，转化为直接含水层，对1煤层开采构成威胁。
4 A组煤煤层厚度变化原因分析
根据勘探资料及生产中揭露的资料分析，影响煤层厚度变化的原因主要有以下两个方面。
4.1河流的同生冲刷
河流的同生冲刷即煤层顶板形成以前发生的冲刷。据二水平补堪钻孔资料，预计见1煤层位发育含碳膜的砂岩，砂岩与周围煤层为冲刷接触，接触面凹凸不平。对二水平补堪钻孔研究，变薄区内煤层顶板砂岩与周围煤层有共同的泥岩或粉砂岩顶板，因而这些地方的无煤区和薄煤区均是由于河流的同生冲刷所造成的（图2）。
图2 A组煤岩层组合分析图
4.2 构造挤压影响
井田位于谢桥向斜北翼，研究区内煤层变薄缺失区为靠近谢桥向斜轴部处。构造挤压主要表现为压梁、底鼓或二者并存的不协调褶皱。研究区内1煤从-720m至-850煤厚从3.5m变薄至0.7m，-850m至-1000m煤层已全部尖灭，这种明显的带状煤层变薄缺失带印证了构造挤压对其厚度的影响。除此还有断层、层滑构造等也造成煤层厚度的变化。
5 A组煤储量分析
矿井资源储量为9388万吨，可采储量为4750.7万吨。除去永久煤柱，剩余厚煤层（≥3.5m）资源储量为4216.2万吨，占矿井资源储量45%，中厚煤层（1.3～3.5m）资源储量为2084万吨，占矿井资源储量22%，薄煤层（0.7～1.3m）资源储量为136.3万吨，占矿井资源储量1.4%（表2）。
6 结论
① A组煤（1煤）为稳定～较稳定煤层，煤层结构简单，煤层顶底板以粉砂岩、砂岩为主。
② A组煤厚度变化规律明显，总体程北厚南薄，随深度增加，煤层逐渐变薄直至尖灭。引起煤厚变化的主要因素为河流的同生冲刷及构造挤压。
③ 受岩溶陷落柱影响及风井保护煤柱原因，目前A组煤能够进行综采的煤量仅1500万吨。受底板灰岩水影响，暂不具备开采条件。
参考文献：
[1]谢桥煤矿建井地质报告
[2]谢桥煤矿补堪地质报告
[3]谢桥煤矿二水平补充勘探地质报告
[4]下峪口煤矿2号煤层赋存地质特征研究，任秀娟等，2009年
论文作者:孙俊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/22
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