东水坑煤矿地质构造特征与矿井找煤方向_吴茂.pdf

1、能 源 开 发ISSN1672-9064CN35-1272/TK东水坑煤矿地质构造特征与矿井找煤方向吴茂（福建省龙岩市新罗区煤炭管理局 福建龙岩 364000）摘要通过对东水坑煤矿揭露构造特征的研究，分析探讨了矿井内地质构造的形成机制及其对煤层形态、赋存规律的影响，提出了东水坑煤矿的构造组合特征，从而指出煤矿今后的找煤方向，对矿井的地质工作具有一定的现实意义。关键词构造特征 煤层赋存 构造找煤 东水坑煤矿中图分类号：P618.110.2文献标识码：A文章编号：1672-9064(2014)0205003东水坑煤矿地处龙岩市新罗区境内， 隶属岩山乡管辖。 矿井位于龙岩市城区 70°方位

2、，直距约 13km 处。 开采深度+ 650m+100m 标高，矿区面积 4.83km2。 该矿原为新罗区岩山 乡元清村煤矿，生产能力 4 万 t/a。 根据福建省龙岩市新罗 区岩山乡元青煤矿资源储量核实报告（以下称 该报告），主要开采童子岩组第 3 段的 25、28 煤层， 现资源已近枯竭，该报告认为童子岩组第 1 段的 33 煤层不可采煤层 ，而且 认为矿区内没有童子岩组第 1 段的主要开采煤层。该报告 根据原施工 1 线的 2 个钻孔资料认定矿井深部的 F1 推覆断 层下盘为三叠统溪口组 T1x 地层和翠屏山组 P2cp 地层（如图 1）， 因此认定矿区南部受 F1 推覆断层和 F4 断

3、层的影响没有 开采价值，矿井面临关闭的危险。 但根据矿井井巷揭露的地 质构造资料、以及对无证地表小煤窑开采老巷道和采空区的 调查，再结合地层的沉积环境分析和煤岩对比分析，以及岩 山矿区 F1 推覆断层的特征分析，笔者认为，矿区内断裂构造 发育，对煤系地层的赋存状态起了决定性的作用，矿区南部 除了赋存童子岩组第 3 段可采煤层外，还应该存在童子岩组 第 1 段的主要开采煤层，因此建议矿井进一步勘探。在笔者和矿井技术人员的建议下，矿井重新布置 2、3、4勘探线，新施工 7 个钻孔，经钻孔验证，原采区的构造形态在图 1 东水坑煤矿构造纲要图矿区南部有很大变化（如图 2），该矿南部在 F4 断层下盘的

4、确 还存在采童子岩组第 3 段的 28 稳定可采煤层， 而且受原小 煤窑揭露的 F7 推覆断层的影响，矿区南部确实存在童子岩 1段中 33、37、39 的稳定可采煤层，而且煤质优良，开采价值极 高。 进一步建议矿井新建南采区，扩大生产能力为 15 万 t/a，在继续开采童子岩组 3 段 25、27、28 煤层的同时， 主要开采 童子岩组 1 段 33、37、39 主采煤层，对提高资源回收率，延长 矿井服务年限，提高企业的经济效益，具有重大的现实意义。图 2 东水坑煤矿第 1 勘探线地质剖面图1东水坑煤矿区构造特征矿区区域构造位于龙漳向斜的东南翼的南段和小岭顶 断裂上盘的南段，属于一个较大的推覆

5、构造，这一带构造较 复杂。 矿区总体构造形态为 F1 断层上盘的推覆体，推覆体的 构造形态为向南西方向倾伏的背斜， 地层倾向西翼一般为310330°，地层倾角一般在 3555°；东翼一般为 13090°，地层倾角一般在 2035°；同时发育有高角度的正、逆断层，总体构造呈背斜。 岩浆岩不很发育，因此构造类型定位复杂类（类）。煤矿区内出露的地层层序为北东新，向南西方向逐渐变 老，东部地层向东南倾斜，西部地层向西南方向倾斜，地层倾 向常有起伏，构成了本区的主体构造为一背斜。 沿地层走向 和倾向上次级小褶皱均较发育，使岩层产状在走向上和倾向 上均有较大的变化。

6、 煤矿内断裂构造发育，高角度正断层、逆冲断层、推覆断层均有，对煤系地层的赋存状态起了决定性 的作用。断层线在北部较为密集，向南方向逐渐撒开。主要构 造特征如表 1。区内发育有各种性质的断层，根据断层性质、产状、组合作者简介：吴茂（1967），男，福建宁德人，1989 年毕业于淮南矿业学院煤田地质与勘探专业，地质工程师，长期从事矿井地质工作。2014NO2 50能 源 开 发ISSN1672-9064CN35-1272/TK表摇东水坑煤矿主要断层控制情况表名称性质产 状 °出露情况控制情况钻孔控制 个倾向倾角 推覆断层 运巷、 运巷推覆断层 石门、 煤巷推覆断层 运巷、 运巷滑脱断层西

7、翼西翼东翼东翼正断层正断层正断层逆断层逆断层 平硐形态及成因联系， 基本可分为 3 种性质： 第 1 种由 F1、F7、F9 等推覆断层组成；第 2 种为 F2 滑脱断层；第 3 种由 F3、F4、F5、 F6、F8 等正、逆断层组成。 具体特征如下：（1）推覆断层。 F1 断层：为推覆断层，上盘为上二叠统 翠屏山组地层和下二叠统童子岩组地层，下盘为下三叠统溪 口组、上二叠统翠屏山组和下二叠统童子岩组地层。 断层面 为平缓，倾角 1525°左右，地表未出露。 F7 断层：为推覆断层 ，断层面倾向西 ，断层面平缓 ，倾角 1530°左右 ，上 、下盘 均为下二叠统童子岩组地层

8、。 地表出露大于 450m。 F9 断层 ：为推覆断层，上盘为上二叠统翠屏山组地层和下二叠统童子岩组地层，下盘为下三叠统溪口组、上二叠统翠屏山组 和下二叠统童子岩组地层。 断层面为平缓， 倾角 1525°左右，地表未出露。（2）滑脱断层。 F2 断层：纵贯矿井南北，是矿井西部边界 断层。 上盘为上二叠统翠屏山组地层，下盘为下二叠统童子 岩组地层，断面为背形， 西翼倾向 290°， 倾角 56°东翼倾向130°，倾角 36°，地表出露大于 3500m。（3）正断层。 F3 断层：断层面倾向 100°，倾角 80°，上、下 盘均

9、为下二叠统童子岩组地层。 地表出露大于 500m。F4 断层：从矿井东西中部穿过，断层面倾向 348°，倾角 66°，上、下盘均为下二叠统童子岩组地层。 地表出露大于 1160m。 F5断层：断层面倾向 200°，倾角 60°，上、下盘均为下二叠统童 子岩组地层。 地表出露大于 450m。（4）逆断层。 F6 断层：纵贯矿井南北，是矿井东部边界 断层，断层面倾向西，倾角 45°，上盘为上二叠统翠屏山组地 层和童子岩组第一段地层， 下盘为下溪口组和翠屏山组地 层，出露长度大于 2500m。 F8 断层：从矿井中部纵贯矿井东西 ，可为矿井南北采区的

10、分界线。 断层面倾向北，倾角 70°，上 、下盘均为下二叠统童子岩组地层。出露长度大于 3000m。2 东水坑煤矿原矿区煤层赋存状况东 水坑煤矿原含煤地层主要是下二叠统童子岩组第 3段 ，由于构造复杂，主要可采煤层是 25、28 等煤层，煤层倾角2055°之间，平均倾角 38°。（1）25 煤层 ：测量原北采区煤巷长度 500m，可采长度380m，可采率达 75，钻孔和巷道揭露煤层最大煤厚 1.80m，最小厚度 0.45m，平均厚度 0.60m，结构简单，煤层相对稳定。顶板为灰黑色砂质泥岩，见硅、铁质结核，产瓣赛腮类动物化 石，底板为砂质泥岩，有时变泥质砂岩，伪底

11、根土岩，根茎化 石丰富。该煤层在矿区南部通过+357 水平、+392 水平井巷的 揭露及深部 ZK3、ZK6、ZK9 等钻孔证实， 平均厚度只有0.3m，该煤层在矿区南部不可采。（2）28 煤层 ：为童子岩组第 3 段主要可采煤层 ，测量煤 巷长度 500m，可采长度 400m，可采率达 80，钻孔和巷道揭 露煤层最大煤厚 2.95m，最小厚度 0.55m，平均厚度 1.32m，结构简单，为较稳定煤层。 顶板为灰黑色砂质泥岩，细致均一， 富含植物化石，底板为深灰色细砂岩，层面含较多云母片。3 东水坑煤矿南部找煤分析东水坑煤矿原开采矿区北部童子岩组第 3 段地层的25、28 煤层，采区边界东北均

12、以断层为界，东以 F6 断层为界， 西北以 F2 断层控制的三角形地段，原 2006 年提交的储量核 实报告中只有 25、28 等可采煤层，33 煤层为局部可采，没有 童子岩组第 1 段可采煤层，矿井储量不足，服务年限短。 从2008 年起，通过对周边小窑揭露工程的地层及煤层分析 ，针对性的寻找童子岩组第 1 段可采煤层。（1）原地质报告工程控制分析 。 2006 年提交的地质报告 只施工 2 个钻孔，主要针对矿区北部地层的勘探，从其资料 分析，矿井只有童子岩组 3 段 25、28 可采，童子岩组 1 段的33 局部可采，没有童子岩组 1 段的稳定可采煤层。 F1 推覆断 层下盘为三叠纪溪口组

13、 T1X 地层和翠屏山组 P2cp 地层，认 定矿井+100m 以下无可开采的童子岩组地层， 且受 F4 段层 影响矿区南部地层无开采价值。（2）原生产巷道资料及小煤窑调查分析。 经原矿区生产巷 道资料分析，在 F4 断层上盘的 28 稳定可采，为东南走向，走 向长度约 700m，平均厚度 1.3m，25 煤层也相对稳定，但井巷 揭露的 33 煤层局部可采。 矿区内地表小煤窑较多，特别是矿 区南部原有无证小煤窑多个，经走访调查及部分井巷资料和 老采空区分析，这些小煤窑揭露的 33、37 煤存在稳定可采块 段。（3）矿区南部钻孔资料调查分析。 在分析调查的基础上补 充勘探，补充施工钻孔 7 个，

14、从钻孔资料分析，矿区内构造十 分复杂，特别是断层比原报告的更加发育，其中深部 F1、F6 断层破坏了矿井深部煤层的连续性和稳定性。 虽然在 4 线 6 号2014NO2. 51能 源 开 发ISSN1672-9064CN35-1272/TK孔-225m 揭露 25 号煤， 厚度为 0.28m；4 线 9 号孔-120m 揭露 25 号煤，厚度为 0.27m；均为不可采煤层，但揭露的 38 煤层稳定可采， 而且在 23 附近的采区+357 石门揭露的 F7 上 盘的 33 煤层也稳定可采，出露于矿区西南部地表的 F7 断层 在 2 线 1 号孔及 3 线 2 号孔、3 号孔均有揭露， 其上、 下

15、盘 从+400-100m 都存在童子岩组 1 段的稳定块段， 赋存着33、37、39 可采煤层。 煤层平均厚1.1m，其中井巷揭露的原 被定为局部可采的 33 号煤可采率平均 85%，属较稳定煤层。 从 4 线 6 号孔揭露的情况看，F8 断层同时也造成深部童子岩 组地层的反复出现。 特别是原认为正断层的 F8 经论证其实 为逆断层，造成其下盘的童子岩组第 1 段地层的台升。 4 线 9 号孔揭露的 F1 推覆断层受 F8 逆断层的影响在 -300m 才揭 露， 其实为受逆断层影响造成童子岩组地层的反复出现，从4 线 6 号孔揭露看，童子岩组地层可延伸到-500m，增加了矿 井的可采储量。（4

16、）33、37、39 煤层特征。 33 煤层：测量煤巷长度 830m，可采长度 580m，可采率达 70，钻孔和巷道揭露煤层最大煤 厚 1.24m，最小厚度 0.53m，平均厚度 0.82m，结构简单，为较 稳定煤层。 顶板为灰黑色砂质泥岩，细致均一，富含植物化石，底板为深灰色细砂岩。 37 煤层：钻孔和巷道揭露煤层最 大煤厚 2.11m， 最小厚度 0.38m， 平均厚度 1.37m， 结构简 单，为较稳定煤层。 顶板为灰黑色砂质泥岩，含动物化石等。层理不明显，岩性均一，直接底板为富含植物根茎化石的泥 质砂岩，间接底板为薄层状细砂岩。 39 煤层：为童子岩组 第 1 段主要可采煤层， 钻孔和巷

17、道揭露煤层最大煤厚5.49m，最小厚度 0.70m，平均厚度 1.56m，结构简单 ，为较稳 定煤层。 顶板为灰黑色砂质泥岩，含动物化石舌形贝、矮小戟 贝等。 层理不明显，岩性均一，直接底板为富含植物根茎化石 的泥质砂岩，间接底板为薄层状细砂岩，层面含较多的云母 片和炭屑。（5）33、37、39 煤层的煤质分析。 矿井 33、37、39 等 4 层可 采煤层属较稳定型二型，煤层为灰黑色，似金属光泽的无烟 煤，比较硬，煤的结构多为条带状。 宏观煤岩类型为光亮型和 半亮型。 内生裂隙不发育或不明显，外生裂隙发育但不规则， 节理发育，节理面光滑如镜。 煤层均为低灰、特低硫、低磷、高熔灰分、中高发热量

18、的优质煤。4 矿井煤层储量估算通过地质勘探钻孔和生产矿井巷等工程揭露情况的资料分析，+650+100m 水平保有资源量 （122b+333） 为 360.2万 t，其中 122b 类 147.8 万 t，333 类为 212.4 万 t。 另外预测334？ 资源量 39.40 万 t。 特别是原认为+100m 以下没有开采价值的区域， 经重新核实储量结果为，28 煤层控制储量 333为 68.7 万 t，334 为 4.4 万 t；33 煤层控制储量（122b）为 5.4 万 t，333 为 29.4 万 t；37 煤层控制储量 333 为 37.9 万 t，334 为 6.8 万 t；39

19、煤层控制储量 333 为 39.3 万 t。 矿井+100m 以下 共求得资源储量 191.9 万 t。 以上通过矿井地质构造特征和 煤层赋存性分析，为东水坑煤矿延伸矿井开采深度，今后开 采+100m 以下资源提供可靠的地质依据。5 结论通过以上分析，可得出如下结论：（1）东水坑煤矿主要地质构造特征：属于一个较大的推 覆构造，这一带构造较复杂。 矿区总体构造形态为 F1 断层上 盘的推覆体为一复式向斜构造，主要受 F1、F7、F9 等推覆断层 及 F2 滑脱断层和 F3、F4、F5、F6、F8 等正、逆断层组成影响。（2）原报告中 F8 为正断层 ，其下盘无稳定开采块段 ，但 经井巷和钻孔揭露，其实为受逆断层，其下盘存在童子岩组 第一段稳定开采块段。（3）矿区煤层及构造赋存情况与原储量核实报告较大差 异，原报告仅提供 25、28 煤层为可采煤层，但从矿井探巷揭 露的地质构造资料、地表小煤窑开采情况及结合其沉积环境 和煤岩对比分析表明，33、37、39 煤层在矿区南部存在着较 稳定可采块段，而且煤质优良，开采价值极高，经本次核实为552.1 万 t，比原报告增加 30.40 万 t。 建议矿井在南部建立新 采区，矿井开采规模可为