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        峻德煤礦“三帶”孔的劃分與總結(jié)

        2014-10-21 01:26:17李金山
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年31期
        關(guān)鍵詞:三帶

        摘 要:通過對(duì)“三帶”鉆孔的施工,可以劃分冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶的高度和邊界,對(duì)煤層安全開采和合理留設(shè)煤巖柱提供了可靠依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:冒落帶;裂隙帶;彎曲下沉帶;沖洗液

        1 施工目的和任務(wù)

        “三帶孔”是指為查清礦井采動(dòng)形成的彎曲下沉帶、導(dǎo)水裂隙帶、冒落帶(簡(jiǎn)稱三帶)的深度、厚度、層位和范圍而施工的鉆孔。通過“三帶孔”施工提交的成果可掌握采煤工作面頂板移動(dòng)情況,對(duì)安全開采和合理留設(shè)煤巖柱提供了可靠依據(jù)。

        峻德礦三水平北17層三四區(qū)一段綜采后“三帶”高度不清,為此,龍煤地質(zhì)勘探公司鶴崗地質(zhì)隊(duì)受鶴崗分公司的委托,于2013年6月至2013年9月在峻德礦12-13號(hào)勘探線間17層北三、四區(qū)一段上方設(shè)計(jì)施工了2013-1號(hào)孔和2013-2號(hào)孔兩個(gè)“三帶”調(diào)查驗(yàn)證孔,其主要目的是驗(yàn)證并查明上述區(qū)域下沉帶、導(dǎo)水裂隙帶和冒落帶的實(shí)際高度。

        2 調(diào)查孔區(qū)域地質(zhì)概況及開采情況

        2.1 調(diào)查區(qū)域井上下位置及開采情況

        2.1.1 井上位置

        施工地區(qū)位于峻德礦區(qū),距興安礦與峻德礦井田邊界約250-320米,本次施工的兩個(gè)“三帶”調(diào)查孔均在哈羅公路西側(cè),2013-1號(hào)孔坐標(biāo):X=104407.218 Y=116253.738 Z=278.10米。2013-2號(hào)孔坐標(biāo):X=104333.504 Y=116244.051 Z=278.424。兩孔相距73.68米。

        2.1.2 井下位置

        2013-1號(hào)孔北至切眼85.78米,上至回風(fēng)道63.07米,下至機(jī)道79.28米;2013-2號(hào)孔北至切眼158.52米,上至回風(fēng)道66.32米,下至機(jī)道77.81米。兩孔水平距離73.68米。

        2.1.3 開采情況

        本工作面位于三水平北17層三、四區(qū)一段,回風(fēng)道標(biāo)高(-221~-231)米,機(jī)道標(biāo)高(-287~-313)米,走向長(zhǎng)1727m,傾斜平均長(zhǎng)160m,面積276320m2,平均煤厚12.1m,可采儲(chǔ)量468萬噸。區(qū)域內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定,走向185°~195°,傾角27°~32°,煤層厚度8.31(9.63)~14.15(15.93)m,平均煤厚為11.2(12.1)m。17層偽頂為0.2~3.33m炭頁巖,直接頂為5.2~14.9m灰白色粉砂巖,老頂為10.2~30.9m中粗砂巖,局部有礫巖(78-5鉆孔)。

        17層煤現(xiàn)開采一分層,采高3.5米,綜采工藝。2012年8月開采,2013年3月15日停采,相對(duì)應(yīng)上部11層2011年~2012年已開采完畢,相對(duì)應(yīng)上部9層由檢順三礦于2010年開采完,9層與11煤層層間距為35米,11層與17層層間距為120米。

        2.2 調(diào)查區(qū)域?qū)嵰姷貙忧闆r

        調(diào)查區(qū)域鉆孔所鉆遇地層自上而下分別為:

        (1)第四系(Q)

        主要由黑色腐植土、黃褐色粘土,亞粘土、及灰白色砂、礫等組成。厚度9.90-29.90米,與下伏地層為不整合接觸。

        (2)白堊系下統(tǒng)樺山群(K1hs)

        東山組(K1d):火山碎屑巖段,主要由灰綠色、灰褐色,由安山質(zhì)角礫巖,火山集塊巖組成。并夾有粉砂巖、泥巖。厚度49.40-60.55米。與下伏地層為不整合接觸。

        (3)白堊系下統(tǒng)鶴崗群

        a.石頭廟子組(K1st)

        南嶺礫巖段(K1st1):本段主要以灰白色礫巖、砂礫巖為主、夾有中粗砂巖、粉砂巖、煤線,厚度為196.92-233.20米。與下伏地層呈角度不整合接觸。

        b.石頭河子組(K1s)

        中部含煤段(K1s2):該段為石頭河子組主要含煤段,以灰白色中粗砂巖為主,夾灰色細(xì)砂巖、粉砂巖,淺灰色凝灰質(zhì)砂巖,共見9層、11層兩個(gè)可采煤層。

        3 簡(jiǎn)易水文觀測(cè)

        2013-1號(hào)孔,當(dāng)鉆至36米時(shí),水位下降0.1米,沖洗液消耗量0.40m3/h;當(dāng)鉆至431.90米時(shí),水位下降2.0米,沖洗液消耗量1.5m3/h;當(dāng)鉆至468.4米時(shí),水位下降2.3米,沖洗液消耗量2.2m3/h。

        2013-2號(hào)孔,當(dāng)鉆至33米時(shí),水位下降1.90米,沖洗液消耗量2.8m3/h;當(dāng)鉆至477米時(shí),水位下降無法觀測(cè),沖洗液消耗量3.68m3/h。

        4 對(duì)“三帶”位置的判定依據(jù)及總結(jié)

        4.1 “三帶”位置的判定依據(jù)

        (1)2013-1號(hào)孔地表復(fù)測(cè)標(biāo)高為278.10米,與原地表標(biāo)高279.85米相差-1.75米,下沉較明顯。當(dāng)鉆至孔深36米處,孔內(nèi)泥漿發(fā)生漏失,判斷為東山組火山集塊巖界面;當(dāng)鉆至431.90米起,沖洗液發(fā)生漏失,相應(yīng)深度的巖芯為細(xì)粒砂巖,具斜向張開裂隙,因此,可以判斷該孔進(jìn)入裂隙帶,實(shí)際該位置距17層頂板距離(法向)94.71米,推斷裂隙帶高度為94.71*sin29=45.92米;當(dāng)鉆至468.40米,沖洗液再次發(fā)生漏失,467.90米至468.40之間孔段,沖洗液消耗量為2.20米3/小時(shí),從取芯上看,475.10-477.10米之間均為細(xì)粒砂巖具張開裂隙,但沒有明顯掉鉆現(xiàn)象。因此,可以判斷該孔可能進(jìn)入冒落帶頂部,實(shí)際該位置距17層頂板距離(法向)63.55米,判斷冒落帶高度為63.55*sin29=30.81米。

        (2)2013-2號(hào)孔地表復(fù)測(cè)標(biāo)高為278.424米,與原地表標(biāo)高279.85米相差-1.43米,下沉較明顯。當(dāng)孔深度為33.00米時(shí)漏孔判斷東山組火山集塊巖界面;該孔從33米至476米之間,鉆進(jìn)過程中未發(fā)現(xiàn)沖洗液漏失現(xiàn)象,導(dǎo)水裂隙帶位置無法確定。當(dāng)孔深在476-477米之間孔段,沖洗液消耗量為3.68m3/h,鉆至477.00米起沖洗液發(fā)生漏失,至488.30米均在漏層里,但沒有明顯掉鉆現(xiàn)象,因此,可以判斷該孔可能進(jìn)入冒落帶頂部,實(shí)際該位置距17層頂板距離(法向)48.26米,推斷冒落帶高度為48.26*sin29=23.4米。但該孔實(shí)際看裂隙帶不明顯。

        4.2 總結(jié)

        通過對(duì)本次兩孔施工的觀察與分析認(rèn)為:該區(qū)域地表下沉較明顯,裂隙帶高度:1號(hào)孔等于45.92米,而2號(hào)孔無裂隙顯示;判斷冒落帶高度:1號(hào)孔等于30.81米,2號(hào)孔等于23.4米。17號(hào)煤層現(xiàn)已開采一分層,開采高度為3.5米。裂隙帶:45.92/3.5=13.1(倍);冒落帶:23.4(30.81)/3.5=6.68-8.8(倍)。因此,在該區(qū)域可以看出導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育不均一性,高度與以往經(jīng)驗(yàn)值相符;冒落帶發(fā)育有一定的區(qū)域變化,高度比以往經(jīng)驗(yàn)值略大。

        本次調(diào)查施工以17#煤層為觀察對(duì)象,依據(jù)17#煤層頂板工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件,研究主采煤層“三帶”發(fā)育特征和覆巖破壞規(guī)律,為三水平大巷設(shè)計(jì)布置及未開煤柱的留設(shè)提供科學(xué)依據(jù),避免了煤炭資源的浪費(fèi),同時(shí)也大大減小了地表和環(huán)境的破壞,為礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]峻德礦礦井地質(zhì)報(bào)告[Z].

        [2]煤田地質(zhì)及勘探[M].煤炭工業(yè)出版社.

        [3]龍煤集團(tuán)鶴崗分公司關(guān)于“二帶”高度的計(jì)算公式[Z].

        [4]煤礦水文手冊(cè)[M].煤炭工業(yè)出版社.

        作者簡(jiǎn)介:李金山,男,畢業(yè)于遼源煤炭工業(yè)學(xué)校,現(xiàn)從事煤田地質(zhì)勘探工作,助理工程師,工作單位:鶴崗市龍煤地勘公司鶴崗地質(zhì)隊(duì)地質(zhì)科。

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