摘要:为了满足煤矿工作的需要,煤层厚度和地质结构的综合分析是必要的。在工程实践中,影响煤矿正常发展的因素很多,需要科学的辩证,细致的分析,良好的煤层厚度和地质结构的关系分析,以满足现阶段煤矿勘察工作的要求 如果不能深入分析这一方面,难以得出煤层厚度的有效结论,这不利于实现项目成本控制,不利于提高工作效率。本文以糯东煤矿多煤层开采情况为例,通过糯东煤矿巷道实际揭露情况浅析影响煤层厚度的地质成因,说明了煤层厚度变化是制约糯东煤矿经济发展的重要原因之一,矿井开采过程中加强煤层厚度的探测与分析具有重要的指导意义。
关键词:煤层;地质构造;厚度;糯东煤矿
1.矿井慨况
贵州兴安煤业有限公司糯东煤矿井田位于贵州省普安县南部,行政区划属普安县楼下镇、青山镇及雪浦乡管辖,矿井工业场地距楼下镇约13km。井田范围南北长8~10km,东西宽约5~8km,矿区面积约67.2961km2。开采深度由+1500m至+400m标高,矿井主要开采煤层为二叠系龙潭组,龙潭组平均厚度295.36m,含煤14至29层,一般18层,总厚度19.10~26.10m,平均25.88m,含煤系数 8.76%,含可采煤层4层,可采煤层总厚度11.23m,可采含煤系数3.80%。在垂向上,中段含煤性较好,主要煤层17、19、20煤层均在中段,另含零星可采煤层(18号)一层;下段含煤性较差,含有可采煤层一层(26煤层);上段含煤性差,无可采煤层。井田共含4层可采煤层,分别为17、19、20、26煤层。糯东煤矿开拓方式为平硐斜井开拓,在巷道掘进及回采工作面常出现煤层变薄的状况,煤层变薄对巷道掘进及工作面回采影响较大,一般需加强支护,严重时影响采掘部署。通过对采掘揭露的资料分析,影响煤厚的主要因素为构造基地不平,河流同生冲蚀,河流的后生冲蚀,地质构造变动(断裂构造、层间滑动)等造成的。
2 关于褶皱构造影响状况的分析
(1)由于地壳运动的影响,地表以下岩层会产生一系列塑性变化的情况,我们称这种结构是波状弯曲状态,这种折叠结构对煤层厚度的影响相对较大。煤层本身也比较松软,受结构应力影响,容易发生塑性流动状况,造成局部煤层厚度变化。
在地表的垂直压力的影响下,折叠结构的变化导致褶曲轴部的压力增大,导致两翼煤层的增厚。在这种情况下,背斜轴煤层的厚度较薄。受水平挤压的影响,双翼的受力相对较大。在煤层褶皱形成期间,煤层内的压力差异很大。这种压力差会产生一系列塑性流动条件,导致煤层更薄。一般来说,一些坚固的煤田将有更大的煤层厚度构造变化,一系列不协调,不对称等折叠,这不利于煤矿工作的有效发展。
(2)受到地质构造褶皱的影响,煤层会出现一系列的塑性流动状况,比如镜面滑动状况、搓碎状况等,这些情况都导致煤层厚度的分布不均匀,在其剖面图上会出现弯曲状况,其走向上也存在一系列的不规则变化,构造轴部的煤层厚度增加,其两翼煤层厚度变小,不利于煤层开采工作的有效开展。
2.主要煤系地层:
以糯东煤矿为例:主要煤系地层二叠系龙潭组,主要煤层17、19、20煤层均在中段,另含零星可采煤层(18号)一层;下段含煤性较差,含有可采煤层一层(26煤层);上段含煤性差,无可采煤层。煤系地层假整合于二叠统茅口组之上,含煤地层为一套海陆交互相沉积,岩性主要由灰、深灰色,薄至中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩、泥岩组成,中夹石灰岩及煤层。
3.地质构造对煤层厚度影响的分析
煤层厚度变化是影响矿井矿开采的主要因素之一,严重影响采掘工作面的正常进行,造成采掘失调,采煤方法难以选择,资源减少,经济投入加大等影响。因此加强煤层厚变化因素的分析至关重要。巷道地质变化形式多样,主要表现为以下几点
3.1沉积基地不平:
工作面底部层面起伏不定,顶层面产状平稳较为平坦,煤层变薄范围内底板起伏不平,呈波浪形状,煤层厚度变化不均,畸变大。煤层层理或底部呈不连续状。
如我矿一采区南翼11702综采工作面在回采过程中出现“底鼓”底部岩石出现连续不规则波浪形状,影响回采范围走向144米,倾向80米。
3.4地质构造变动:
受地质构造影响煤层顶底板岩层破碎,裂隙增多,且煤层产状变化明显,顶底板不平整,煤层结构发生变化,滑面增多,工作面掘进时出现顶板下降或底板上升,更严重时突然成为全岩巷道。
如一采区11701回风顺槽在掘进过程中顶板突然下降进入工作面,使掘进工作面变为半煤岩,通过对工作面观测及探煤判断其为斜交正断层要求下扎撵煤:
4地质构造简析:
1.泥炭沼泽基地不平形成机理:
通常在泥炭堆积时期,基底不可能完全水平,常有起伏。在泥炭沼泽发育初期,植物残骸堆积在低洼处,所形成的泥炭层彼此隔绝,形成煤层的变薄以致歼灭,随着泥炭层不断堆积加厚,便又逐渐练成一片。
2.古河流冲蚀:
煤层在形成过程中常受到一些古河流的冲蚀,有些是在煤层形成的过程中受到冲蚀,有些是在煤层顶板形成之前称之为同生冲蚀。
3.地质构造变动:
煤系和煤层形成之后,在地壳运动的影响下,受到构造挤压时,由于煤层比其上下岩层软的多,因在巨大压力作用下,煤层就会发生塑性流变,向压力小的地方集中,因而引起每层厚度变化。
5.结论
引起煤层厚度变化的原因是多方面的,煤层厚度变化是多重因素复合作用的结果,只是某种因素起主导作用。在褶皱及断层发育地段,煤层厚度受构造应力等影响,增厚、变薄、分叉、尖灭现象频繁。对同一矿区来说,地质构造运动影响煤层厚度变化基本规律变化,可根据已经开采的厚度变化和地质构造的关系,来推测深部未开采的煤层遭遇同样地质构造的煤层厚度变化规律,对有效地组织生产,合理底布局井下采掘生产巷道,提高采掘效率有一定指导意义。
参考文献
[1]刘程,李向东,杨守国等.地质构造对煤层厚度的影响研究[J].煤矿安全,2008,39(5):14-16.
[3]樊怀仁.葛泉煤矿地质构造研究[J].西安科技学院学报,2002,22(3):284-287.
[4]张礼平.复合煤层单一回采综放工作面的煤质管理探讨[J].煤质技术,2008,(1):6-7.
[5]邓洪菱,张长厚,李海龙等.褶皱相关断裂构造及其地质意义[C].//中国地质学会第四届全国构造会议论文集.2008:521-522.
论文作者:康平华,唐永劲,赵琼祥
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/12/7
标签:煤层论文; 厚度论文; 地质论文; 工作面论文; 煤矿论文; 巷道论文; 可采论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;