巫顯鈞，唐　聰，劉　毅

（重慶松藻煤電有限責(zé)任公司，重慶401445）

梨園壩井田f3斷層探采對(duì)比

巫顯鈞*，唐聰，劉毅

（重慶松藻煤電有限責(zé)任公司，重慶401445）

梨園壩煤礦建井時(shí)新發(fā)現(xiàn)一條水平地層斷距119.4m的隱伏大斷層，為弄清該斷層的產(chǎn)狀、規(guī)模、切割煤層的位置，通過井下鉆探、石門編錄、全面收集分析斷層信息、繪制M12煤層底板等高線圖、繪制斷層面等高線圖，確定了f3斷層走向53°～60°、傾向323°～330°、傾角62°～77°，證實(shí)f3斷層切割煤層標(biāo)高305～581m、斷煤交線的方位角為51°～62°，370m大巷控制段f3斷層水平地層斷距78.1～119.4m；依據(jù)水平地層斷距沿?cái)鄬幼呦蚝蛢A向的衰減率，預(yù)測f3斷層走向延伸長度達(dá)4km、發(fā)育標(biāo)高200～600m。f3斷層切割煤層位置的確定，對(duì)開采水平的合理劃分及采面的合理布置具有重要意義。

f3斷層；產(chǎn)狀；發(fā)育空間；斷煤交線；探采對(duì)比

梨園壩煤礦建井過程中，掘進(jìn)370大巷時(shí)，發(fā)現(xiàn)一條水平地層斷距119m的隱伏大斷層。地勘2-3#鉆孔在井深406.88m處揭露f3斷層，但因研究與控制程度不足，精查地質(zhì)報(bào)告〔1〕誤判為“對(duì)煤層無切割破壞”！經(jīng)井下揭露證實(shí)，370大巷揭露的隱伏大斷層與2-3#鉆孔揭露的f3斷層系同一斷層，該斷層對(duì)各煤層的切割破壞較嚴(yán)重，最大水平地層斷距達(dá)119.4m。重新控制和分析f3斷層的產(chǎn)狀、規(guī)模和切割煤層位置，指導(dǎo)開采水平劃分與礦井生產(chǎn)。

1　概況

1.1地質(zhì)簡況

在建梨園壩煤礦設(shè)計(jì)開采二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）中的煤層，地層走向40°～85°、傾向北西、傾角30°～55°，為單斜層狀構(gòu)造。f3斷層區(qū)域由北東到南西煤巖層傾向320°～328°、煤巖層傾角40°～29°。見圖1。

與礦井開采相關(guān)的地層由老到新依次為：二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）、上統(tǒng)龍?zhí)督M、長興組（P3c），三疊系下統(tǒng)玉龍山組（T1y），地層厚度依次為140～160m、89.48～65.13m、48.10m、136.74m。370大巷等開拓巷道布置在茅口組石灰?guī)r中。

龍?zhí)督M煤系地層由灰—黑灰色泥巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、粘土巖、細(xì)—中粒砂巖、薄層泥灰?guī)r及煤層組成?？刹杉熬植靠刹擅簩泳幪?hào)由老到新依次為M12、M8、M7、M6，可采區(qū)域平均煤厚依次為0.96m、3.37m、 1.06m、0.99m。M8煤層全區(qū)可采，下距M12煤層20.9m、上距M7煤層10.4m；M12和M7煤層大部分可采、M6煤層局部可采，M7與M6煤層層間距8.9m。

煤系中標(biāo)志層5層，由老到新編號(hào)為B1-B5，標(biāo)志層之間平均層間距依次為6.2m、2.5m、3.5m、20.1m。B1標(biāo)志層位于煤系底部、巖性為灰白色鋁土泥巖，其下與茅口組呈假整合接觸；B2與B3位于M11與M8煤層之間，巖性為中厚層狀泥質(zhì)石灰?guī)r；B4即為M8煤層，B5為M6煤層直接頂板，巖性為中厚層狀泥質(zhì)石灰?guī)r。

1.2梨園壩井田構(gòu)造

梨園壩井田位于婁山褶皺帶的西北部邊緣、處于桑木場背斜北東端之北西翼。精查地質(zhì)報(bào)告〔1〕總結(jié)：發(fā)現(xiàn)斷層61條，其中地表出露斷層30條、鉆孔發(fā)現(xiàn)隱伏斷層31條、80%為逆斷層；按斷層落差分：大于50m 3條、50～30m 2條、30～20m 2條、20～10m 13條、小于10m 41條，切割破壞煤層的斷層共29條。斷裂總體發(fā)育方向以NW-SE向?yàn)橹?、輔以NEE-SWW向，傾向以NW為多，傾角50°～75°。7-4#勘探線之間（f3斷層區(qū)域）地質(zhì)勘探時(shí)未發(fā)現(xiàn)切割煤層的斷層。

礦井建設(shè)中新發(fā)現(xiàn)大中型斷層2條，一條為f3斷層，另一條是800四石門揭露的落差為20m的逆斷層（產(chǎn)狀為330°∠30°）。

2　井田地質(zhì)勘探工作

西南煤田地質(zhì)勘探局地質(zhì)七隊(duì)1957年在本區(qū)進(jìn)行了1∶5萬地質(zhì)填圖；四川煤田地質(zhì)公司地測隊(duì)1966年在本區(qū)進(jìn)行了1∶5000地質(zhì)填圖，提交了《梨園壩及溫水井田地質(zhì)普查簡要說明》；1966年10月169地質(zhì)隊(duì)提交《四川省南桐煤田松藻礦區(qū)張獅壩、梨園壩井田精查地質(zhì)報(bào)告》，1975年1月經(jīng)四川省煤炭局審查，將該報(bào)告降為詳查地質(zhì)報(bào)告；四川煤田地質(zhì)局一三六地質(zhì)隊(duì)1987年9月提交了《四川省松藻礦區(qū)梨園壩井田精查地質(zhì)報(bào)告》，四川省礦產(chǎn)儲(chǔ)量委員會(huì)下達(dá)審批決議書。

圖1　f3斷層平面位置圖

3　精查地質(zhì)報(bào)告f3斷層信息

精查地質(zhì)報(bào)告出現(xiàn)f3斷層信息共3處：

①2-3#鉆孔柱狀圖中，井深406.88～408.19m巖性描述為：“動(dòng)力破碎角礫巖，為灰色含生物碎屑泥質(zhì)灰?guī)r破碎而成，巖石被破碎呈大小不等的角礫巖，方解石脈穿插分割”。

②2#勘探線剖面圖中，2-3#鉆孔標(biāo)高500m左右長興組地層中繪制有f3逆斷層，圖上傾向NW、傾角62°。

③文字報(bào)告第97頁《斷層一覽表》〔1〕中，斷層編號(hào)f3、性質(zhì)逆斷層、起止地點(diǎn)2線2-3#孔、傾向NE（與2#勘探線剖面圖不一致）、傾角60°、落差8m、隱伏式、對(duì)煤層無切割破壞、P3c重復(fù)真厚6.91m、斷層角礫巖、方解石脈發(fā)育。

4　f3斷層井下揭露情況

4.1370運(yùn)輸大巷對(duì)f3斷層的控制

370運(yùn)輸大巷由北東往南西順層掘進(jìn)到轉(zhuǎn)2點(diǎn)+984.4m處，施工層位控制鉆孔時(shí)，發(fā)現(xiàn)巷道兩側(cè)都有M12煤層、中間是茅口組石灰?guī)r；隨后執(zhí)行先探后掘繼續(xù)往南西方向掘進(jìn)，分別在轉(zhuǎn)2+1048.7m、1111.8m、1173.6m、1235.6m、1299m、1362.2m、1423.1m、1460m8處鉆孔查明了類似的地層重復(fù)，證實(shí)了斷層的存在。每一處鉆孔的布置方式類似，1#和2#鉆孔向掘進(jìn)前方、3#～6#鉆孔布置在傾向剖面上向巷道兩幫及頂上鉆進(jìn)；3#鉆孔控制上盤M12煤層后終孔，4#鉆孔控制下盤M12煤層后終孔；多數(shù)位置4#和6#鉆孔穿過或進(jìn)入了f3斷層帶。見圖2。見煤點(diǎn)見下盤M12煤層，見煤點(diǎn)見上盤M12煤層。見圖1。

圖2　370運(yùn)輸大巷轉(zhuǎn)2+1173.6m處剖面圖

370運(yùn)輸大巷掘進(jìn)到轉(zhuǎn)3點(diǎn)附近時(shí)，施工密集鉆孔控制了周圍的煤層、斷層帶和巷道掘進(jìn)方向，隨后巷道向底板轉(zhuǎn)向揭露f3斷層帶（見圖3）往轉(zhuǎn)4點(diǎn)掘進(jìn)。轉(zhuǎn)3和轉(zhuǎn)4點(diǎn)都在茅口組石灰?guī)r中。

圖3　370大巷穿層過斷層帶素描圖

4.2370主石門完整揭露了f3斷層帶

370主石門先由頂板石3點(diǎn)往底板方向掘進(jìn)，超前鉆孔及瓦斯抽采鉆孔均發(fā)現(xiàn)煤層層位對(duì)比困難、層序混亂；在一采區(qū)集中運(yùn)煤上山下部車場施工鉆孔控制M12煤層（見圖1?#～見煤點(diǎn)）后，發(fā)現(xiàn)煤系地層水平厚度增加了80m！又證實(shí)f3斷層從主石門通過。主石門貫通后實(shí)測剖面見圖4。

圖4　370主石門實(shí)測f3斷層帶

5　f3斷層特征

f3斷層為高角度隱伏式走向逆斷層。切割M8煤層附近斷層破碎帶較寬，370主石門斷層破碎帶寬度為39.2m；破碎帶中較明顯的構(gòu)造面2～3個(gè)，構(gòu)造面起伏明顯；兩處實(shí)測破碎帶中常見雜亂無序的構(gòu)造煤。f3斷層兩盤煤巖層傾角上盤較下盤大，上盤煤巖層產(chǎn)狀較穩(wěn)定，傾角39°～41°，下盤煤巖層傾角變化明顯40°～29°。

5.1f3斷層斷距

兩處實(shí)測剖面及370大巷8處鉆孔控制的水平地層斷距（地層真傾向剖面上的真水平地層斷距）、換算相應(yīng)位置的鉛直地層斷距和落差（斷層真傾向剖面上的真落差）見表1。

表1　f3逆斷層斷距統(tǒng)計(jì)表

5.2f3斷層產(chǎn)狀

實(shí)測f3斷層主構(gòu)造面產(chǎn)狀370主石門為329°∠67°、370大巷揭露為323°∠68°，兩處斷層均從松軟的下盤M8煤層附近切過。370主石門、370大巷、2-3#鉆孔3個(gè)揭露點(diǎn)利用空間解析法［2］計(jì)算斷層面的產(chǎn)狀為329.66° ∠77.08°，3個(gè)揭露點(diǎn)控制的范圍較大，基本能夠代表f3斷層面的總體產(chǎn)狀。f3斷層傾向323°～330°、傾角62°～77°，走向與地層走向接近。

5.3f3斷層發(fā)育空間

根據(jù)水平地層斷距沿?cái)鄬幼呦蚝蛢A向的衰減率，預(yù)測f3斷層走向發(fā)育長度約4km（370主石門北東2250m、南西1750m）、發(fā)育標(biāo)高200～600m。最大水平地層斷距119.41m（對(duì)應(yīng)位置在370大巷轉(zhuǎn)3點(diǎn)至北東165m段）。切割茅口組、龍?zhí)督M、長興組地層。

5.4f3斷層切割煤層位置

圖5　2#勘探線剖面與實(shí)測對(duì)比圖

f3斷層切割煤層位置在370主石門北東2250m至南西1750m段，切割煤層標(biāo)高305～581m。

采用局部煤層產(chǎn)狀及斷層產(chǎn)狀計(jì)算的上盤斷煤交線方位角為51°～55°、下盤斷煤交線方位角為59°～62°［3］，斷煤交線的總體方位角為57°～60°，也與煤層走向接近。

6　f3斷層探采對(duì)比

從370運(yùn)輸大巷轉(zhuǎn)2點(diǎn)南西984.4m起到370主石門，f3斷層實(shí)際揭露段長度已達(dá)1360m。精查地質(zhì)報(bào)告分析判定“對(duì)煤層無切割破壞”，實(shí)際切割煤層長度達(dá)4km、且水平地層斷距達(dá)119.41m！

6.12#勘探線探采對(duì)比

2#勘探線位于一采區(qū)中部，垂直于地層走向布置，共施工2-1#、2-2#、2-3#地勘鉆孔3個(gè)。370主石門位于2#勘探線南西74m處，也垂直于地層走向布置；梨園壩煤礦副立井位于2#勘探線北東43m處，見圖1。將370主石門和副立井按走向投影到2#勘探線上，見圖5。

2-3#鉆孔與副立井的地層分組界線修改后見圖5中藍(lán)色線，修改后副立井以上的地層傾角與淺部一致；370主石門實(shí)際編錄的M12煤層上下盤位置以及圖切M12煤層底界線（圖1中所有M12煤層見煤點(diǎn)繪制的底板等高線圖上圖切）修改后見圖5中藍(lán)色線，370主石門附近M12煤層位置與精查地質(zhì)報(bào)告差距較大。為方便對(duì)比，其他地層界線及煤層位置未做修繪。

6.28#勘探線探采對(duì)比

8#勘探線位于一采區(qū)北東部，垂直于地層走向布置，由淺到深共施工549、550、Ⅷ-2、548#地勘鉆孔4個(gè)，控制煤層最低標(biāo)高到±0以下。從370運(yùn)輸大巷轉(zhuǎn)2點(diǎn)南西1203m處通過。見圖6。

南西段3#和4#勘探線深部無地勘鉆孔，因而未控制到f3斷層；5#勘探線與8#勘探線類似，高角度f3斷層從2個(gè)鉆孔中間通過（圖幅受限，4#和5#勘探線未繪制到圖1中）。

6.3地勘2-3#鉆孔見M12煤層位置探采對(duì)比

地勘2-3#鉆孔見M12煤層的位置及標(biāo)高（401.90）與井下鉆孔（見圖1?#～鉆孔見煤點(diǎn)）及370主石門實(shí)際編錄的M12煤層上下盤位置［見圖1（標(biāo)高374.16）、（標(biāo)高373.68）見煤點(diǎn)］出入較大，導(dǎo)致的原因除了孔斜誤差外，斷層破碎帶構(gòu)造煤及多個(gè)構(gòu)造面影響，2-3#鉆孔未施工到深部下盤的M12煤層。

圖6　8#勘探線剖面與實(shí)測對(duì)比圖

7　結(jié)論

f3斷層不是“對(duì)煤層無切割破壞”，其切割煤層標(biāo)高305～581m，切割煤層走向長度4km。

f3斷層為高角度隱伏式走向逆斷層，其傾向323°～330°、傾角62°～77°，發(fā)育標(biāo)高200～600m，切割茅口組、龍?zhí)督M、長興組地層。斷層破碎帶寬度為39.2m，最大水平地層斷距119.41m。

分析研究f3斷層產(chǎn)狀、重新繪制了煤層底板等高線、修編了2#和8#勘探線剖面圖，確定了斷煤交線的空間位置，為開采水平劃分、采面布置及隔離煤柱留設(shè)提供了地質(zhì)依據(jù)。

370主石門南西段目前無f3斷層控制點(diǎn)，待今后生產(chǎn)過程中逐步控制查明。

［1］四川煤田地質(zhì)局一三六地質(zhì)隊(duì).四川省松藻礦區(qū)梨園壩井田精查地質(zhì)報(bào)告［R］.1987：88-97.

［2］巫顯鈞.層面產(chǎn)狀與巖柱厚度的嚴(yán)密計(jì)算［J］.西部探礦工程，2013，25（4）：131-132.

［3］巫顯鈞.確定斷煤交線位置的幾種方法［J］.西部探礦工程，2011，23（10）：161.

P53

A

1004-5716（2016）07-0175-05

2016-03-16

2016-03-18

巫顯鈞（1966-），男（漢族），四川瀘州人，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事礦井地質(zhì)、礦井水文地質(zhì)、資源儲(chǔ)量及礦權(quán)管理工作。