【摘 要】本文通過對吉新煤礦主采煤層的巖性和厚度、地質(zhì)構(gòu)造條件、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，以及瓦斯地質(zhì)特征的分析，研究了地質(zhì)條件對煤礦開采帶來的問題，為礦區(qū)今后的建設(shè)及安全生產(chǎn)提供參考性建議。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)條件；吉新煤礦；開采；地質(zhì)構(gòu)造

0 引言

吉新煤礦位于吉木薩爾縣城西南約20km處，是兗礦集團在新疆地區(qū)規(guī)劃建設(shè)的第一座現(xiàn)代化礦井，合理分析該礦的地質(zhì)條件對布置井巷工程和主采工作面有指導意義。

1 地質(zhì)概況

吉新煤礦位于天山東段北麓、準噶爾盆地南緣，主要為構(gòu)造剝蝕低山丘陵地形?；鶐r出露較好，井田內(nèi)出露地層主要有中生界下侏羅統(tǒng)八道灣組（J1b），中生界下侏羅統(tǒng)三工河組（J1s）和第四系沖洪積物（Q3-4pal）。

2 主采煤層厚度特征及煤質(zhì)

2.1 主采煤層

礦井含煤地層為下侏羅統(tǒng)八道灣組，該組地層屬濱湖-泥炭沼澤相沉積，是井田主要的含煤巖系。井田含煤層8層，主要可采及大部可采煤層四層，分別為A3+4、A6、A7、A8，其中A6煤層為特厚煤層，平均厚13.45米；A7煤層為厚煤層，平均厚度為4.81米；A3+4、A8煤層為中厚煤層，平均厚度分別為4.93、1.35米。

2.2 煤質(zhì)

以往勘探工作在主要可采煤層中采取了煤巖樣，煤巖組成以亮煤-半亮型煤為主，其次為暗煤和絲炭。暗煤多為薄層狀、不規(guī)則分布。煤的無機組分含量較低。主要成分為浸染狀或薄層狀的粘土類礦物，其次為少量碳酸鹽礦物、氧化硅類礦物。礦區(qū)內(nèi)可采及大部可采煤層有四層，主采煤層A6厚度大，結(jié)構(gòu)簡單，屬穩(wěn)定-較穩(wěn)定煤層。煤層煤質(zhì)變化較小，發(fā)熱量較高，有害元素含量較低，是優(yōu)質(zhì)、氣化，發(fā)電用煤。也可做工作鍋爐配煤及民用煤。另外本區(qū)煤層大部分地段焦油產(chǎn)率較高，屬高油煤，可也作為低溫干餾用煤之原料。

3 地質(zhì)構(gòu)造特征

井田大地構(gòu)造位置屬準噶爾凹陷南緣烏魯木齊山前凹陷之泉子街凹陷，水溪溝向斜與石場溝向斜北翼，煤系地層整體表現(xiàn)為一走向NW、傾向SW的單斜構(gòu)造。根據(jù)三維地震資料在井田中南部發(fā)育有軸向近EW的褶曲。分別敘述I號向斜和II號背斜。

井田內(nèi)斷層較發(fā)育，根據(jù)三維物探資料查出井田內(nèi)斷層45條。其中正斷層13條，逆斷層32條。落差大于20m的斷層有6條；落差大于10～20m的有7條；落差5～10m的有21條；落差0～5m的有11條。 可靠斷層23條；較可靠斷層18條；控制程度較差斷層4條。

礦井地質(zhì)構(gòu)造的分布規(guī)律：

井田內(nèi)斷層的展布方向，受I號向斜和II號背斜制約，斷層多發(fā)生在地層的向斜與背斜處，且受擠壓現(xiàn)象明顯，應力相對集中，根據(jù)實際揭露礦井依然分為構(gòu)造簡單區(qū)（DF16以北，構(gòu)造中等區(qū)（DF16與DF32之間）和簡單區(qū)（DF32斷層以東）。

4 工程地質(zhì)特征

以往勘探采用數(shù)字測井技術(shù)在鉆孔中測得聲速資料和室內(nèi)巖體力學性質(zhì)指標，求得不同巖石的物理力學性質(zhì)數(shù)據(jù)，取得了較多的有關(guān)煤層及其頂?shù)装鍘r石物理力學性質(zhì)的資料。

通過對礦區(qū)內(nèi)的各主采煤層頂、底板巖石物理力學樣的綜合對比分析，可知礦區(qū)各煤層的頂、底板巖石飽和抗壓強度值大多小于20Mpa，屬軟巖，其抗剪強度值在4.1-11.1Mpa之間，抗拉強度在0.88-4.2Mpa之間，RQD在70%-90%之間，其力學指標均很差，總體上說明礦區(qū)內(nèi)各煤層的頂、底板巖石穩(wěn)固性屬不穩(wěn)定的類別，工程地質(zhì)條件屬中等的類型。需特別強調(diào)的是礦區(qū)內(nèi)各煤層的頂、底板巖石主要結(jié)構(gòu)形式為薄層狀、碎塊狀及片狀，層理和節(jié)理等結(jié)構(gòu)面發(fā)育，巖石內(nèi)部聚合力較小，層間結(jié)合力較弱，且主要可采煤層標高均位于礦區(qū)地下水位以下，在此狀態(tài)下區(qū)內(nèi)各煤層的頂、底板巖石因受地下水的影響，強度降低，且極易軟化，甚至崩解。而通過鉆探獲取的煤芯樣品多為粉末狀，少量碎塊狀，亦屬不穩(wěn)定巖層。

5 瓦斯地質(zhì)特征

在以往勘探施工的見煤鉆孔中共采集瓦斯煤樣28個，主要對A8、A7、A6、A3+4號煤層的瓦斯成分和瓦斯含量進行了測試，詳見表1。

表1 瓦斯成果分析表（兩極值）

由分析結(jié)果看出，該煤礦瓦斯含量一般在0.028-2.368ml/g之間；平均0.73ml/g。底部煤層一般瓦斯含量略高于頂部。礦井瓦斯等級為低瓦斯等級。

6 水文地質(zhì)條件

通過井田內(nèi)以往資料可知，煤礦井下主要是頂板進水，其次是煤層中滲水，由此說明基巖裂隙水為礦床充水的重要因素之一。除上述兩種礦床充水的重要因素之外，火燒層中孔隙潛水和老窯積水的亦有可能對礦床充水。

礦井涌水量最大值3945m3/d（164.38m3/h）作為礦井最大涌水量，平均值2144m3/d（89.33m3/h）作為礦井正常涌水量。區(qū)內(nèi)大部分含水層均為弱含水層，礦區(qū)火燒區(qū)部分為燒變巖透水含水層，礦井煤礦床為裂隙充水礦床，水文地質(zhì)類型為中等類型、含煤巖層通過地表火燒區(qū)、裂隙與地表水聯(lián)系較強，礦井2005年曾經(jīng)發(fā)生過透水事故，故礦水患影響較大。

7 結(jié)論

1）本區(qū)煤層開采歷史悠久，原紅山洼煤礦及小煤窯對A6煤層開采，對其他未被火燒煤層部分開采。由于A6號煤層的先期開采，因其厚度較大，采空冒落帶和裂隙帶影響較大，上部A8、A7號煤層受到火燒區(qū)的因素，正常開采利用受到影響，可能造成資源浪費，故在今后開采過程中，應及時調(diào)整采礦方案，按照先上后下、厚薄煤層兼顧開采的原則，合理利用資源，避免資源浪費。在未來的開采中，應盡可能采用先進的采煤方法，提高回采率，保證煤炭資源的有效利用，延長礦井的服務年限。

2）由于礦區(qū)內(nèi)的各主采煤層頂、底板巖石穩(wěn)固性屬不穩(wěn)定類別，在今后的開采過程中，應采取有效措施，加強煤層頂板及其煤層自身的管理力度，在施工中做到短掘短砌，防止圍巖的移動，特別在采區(qū)跨度大于5米時，及時支護和襯砌，嚴防頂板坍塌冒頂，同時還應防止煤層底板底鼓現(xiàn)象的發(fā)生，注意加強排水。

【參考文獻】

[1]兗礦新疆礦業(yè)有限公司吉新煤礦勘探報告[R].

[2]兗礦新疆礦業(yè)有限公司吉新煤礦初步設(shè)計[R].2009.

[3]兗礦新疆礦業(yè)有限公司吉新煤礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)報告[R].2012.

[4]中華人民共和國國土資源部.煤泥炭地質(zhì)勘察規(guī)范[S].DZ/T02105-2002.

[責任編輯：陳雙芹]