吳衛(wèi)

摘要：2002年在謝橋煤礦東二采區(qū)三維地震勘探工作時(shí)，中間資料解釋發(fā)現(xiàn)了“疑視陷落柱”，由于在淮南礦區(qū)在此之前從沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)陷落構(gòu)造，對(duì)兩處“疑視陷落柱”構(gòu)造未能作肯定的結(jié)論，為此，淮南礦業(yè)集團(tuán)進(jìn)行了地面鉆探，井下打鉆以及巷道驗(yàn)證等工作，最終證實(shí)陷落柱構(gòu)造存在。

關(guān)鍵詞：陷落構(gòu)造;鉆探;特征;分析

一、淮南煤田陷落構(gòu)造的形態(tài)特征

（一）平面形態(tài)

從三維地震資料分析，謝橋礦1#陷落柱頂部發(fā)育到11-2煤，在8煤層的平面形態(tài)為橢園形，長(zhǎng)軸近南北向，直徑280m，短軸近東西向，直徑200m。2#陷落柱呈串珠狀，其延展方向?yàn)镹NW由三個(gè)相對(duì)較寬的陷落區(qū)組合成長(zhǎng)條狀，走向上寬窄不一。

（二）剖面形態(tài)

從三維地震的時(shí)間剖面看，謝橋礦1#陷落柱基巖段為一上小下大的錐形體，T4、T3波由深部的波形散亂，到淺部的不連續(xù)間斷。錐體間T4、T3等波與外不連續(xù)。時(shí)間較錐體外側(cè)明顯滯后，反射波的間距越往深部差值越大。陷落構(gòu)造周圍的煤層由于受牽引作用，均向陷落構(gòu)造中心傾斜，垂直方向上上窄下寬，下陷落差10～30m。

二、鉆探驗(yàn)證情況

在謝橋礦1#陷落柱范圍內(nèi)施工的補(bǔ)Ⅱ5驗(yàn)證孔資料，發(fā)現(xiàn)地層有下掉的現(xiàn)象，11-2煤底板之上地層下掉距離較小，11-2煤底板之下地層下掉距離增大;在孔深378.00～758.10m范圍內(nèi)，隨著深度的增加，巖層的破碎、無(wú)序程度也隨之增強(qiáng);地層與鄰近補(bǔ)Ⅱ2孔相比較，整體下降14～38m。

從補(bǔ)Ⅱ5孔鉆探取芯、簡(jiǎn)易水文觀測(cè)、孔內(nèi)異常情況以及數(shù)字化測(cè)井等方面分析，該陷落構(gòu)造與補(bǔ)Ⅱ線上的補(bǔ)Ⅱ2孔實(shí)際揭露的地層相比，有明顯差異，異常情況突出。在陷落構(gòu)造南部，距陷落構(gòu)造邊界最近距離為120m，和補(bǔ)Ⅱ5孔相距256m;補(bǔ)Ⅱ2孔揭露煤系地層的13-l煤至1煤，終孔層位為1煤底板。補(bǔ)Ⅱ5孔位居陷落構(gòu)造中心部位，揭露煤系地層的11-2煤至1煤及石炭系的C31灰?guī)r，終孔層位為C33灰頂板。兩鉆孔同在一條剖面上，具有很好的地層對(duì)比性。

陷落構(gòu)造內(nèi)泥巖及砂巖等均受力并產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。其強(qiáng)度已大大降低;同時(shí)鉆孔在施工過(guò)程中有掉鉆現(xiàn)象、垮孔及掉塊嚴(yán)重、經(jīng)?？ㄣ@;井徑曲線顯示：35%左右孔段的孔徑大于200mm，5%左右孔段的孔徑大于500mm，并超過(guò)測(cè)井儀器有效施測(cè)范圍。綜和分析陷落構(gòu)造內(nèi)巖石屬極不穩(wěn)定類型。

三、井下巷道實(shí)際揭露陷落柱情況

謝橋2#陷落柱：井下順槽揭露的陷落柱及影響長(zhǎng)度約230米，其中80米為全巖。揭露的陷落柱東邊界陷落柱特征明顯，破碎帶內(nèi)為1米以上的細(xì)砂巖塊、粉細(xì)砂粒及泥土充填，呈松散堆積，且較潮濕。

工作面揭露陷落柱內(nèi)部堆積物特征：

①柱內(nèi)巖石破碎，多具有棱角大。

②柱內(nèi)巖層均為上覆巖層，在柱邊常見8煤頂板巖石。

③充填無(wú)多于泥、砂物或煤泥，充填于巖塊之間。

④柱內(nèi)壓實(shí)程度較密實(shí)，半固結(jié)。

⑤巖塊表面或充填物空隙間之間常見水銹痕跡。

⑥孔隙間常見黃鐵礦結(jié)晶體。

⑦含水性弱，基本不導(dǎo)水。

四、陷落構(gòu)造內(nèi)異常情況分析

第一、從巖性特征分析：淮南地區(qū)陷落構(gòu)造內(nèi)整體巖層受力擠壓現(xiàn)象明顯，泥巖松軟，砂巖呈短柱狀或卵石狀，但未見斷層角礫巖，井下揭露柱內(nèi)巖層均為上覆巖層，在柱邊常見8煤頂板巖石，故不是斷層構(gòu)造引起的。

第二、從發(fā)育層位和地質(zhì)剖面上分析：目前淮南地區(qū)發(fā)現(xiàn)的陷落構(gòu)造，發(fā)育層位一般從11-2～1煤以下，陷落構(gòu)造基巖段地層整體“塌陷”趨勢(shì)明顯，“塌陷”深度為14.25～38.15m。隨著深度的變化，由于“塌陷”的面積不一樣，其對(duì)巖石的影響程度不一樣。根據(jù)目前地面鉆孔資料將其“塌陷”從下至上分為三個(gè)區(qū)帶：

第一區(qū)帶：孔深為758.10m（1灰）以下巖層，屬較大面積的整體“塌陷”，因此巖石基本保持原巖的面貌，層理清晰，巖石完整?！八荨鄙疃?4m左右。

第二區(qū)帶：孔深為11-2煤底板至758.10m的巖層，因整體“塌陷”面積相對(duì)縮小，陷落構(gòu)造內(nèi)所有巖層受力擠壓，造成巖石變形破壞，泥巖變形失去原巖面貌，砂巖破碎非常嚴(yán)重，而煤層具有緩沖外界作用力的特點(diǎn)，除煤質(zhì)上稍有變化外，其層位、層間距基本正常?！八荨鄙疃?4m左右。井下揭露：柱內(nèi)巖石破碎，多具有棱角大，巖性均為上覆巖層，在柱邊常見本煤層頂板巖石，巖塊之間為泥、砂物或煤泥充填，巖塊表面或充填物空隙間之間常見水銹痕跡，孔隙間或砂巖塊表面常見黃鐵礦結(jié)晶體。柱內(nèi)壓實(shí)程度較密實(shí)，半固結(jié)。

第三區(qū)帶：孔深387.00（基巖面）～11-2煤底板的巖層，“塌陷”柱體面積較小，由于允許“塌陷”空間體積的縮小，因此其“塌陷”深度僅為14.25m左右，這和該陷落構(gòu)造內(nèi)風(fēng)氧化帶相對(duì)較厚基本統(tǒng)一起來(lái)。

第三、從陷落構(gòu)造內(nèi)所取巖石的裂隙分布、裂隙發(fā)育程度、裂隙產(chǎn)狀上分析，并和其它正常巖石比較，其接受外界作用力的性質(zhì)是不一樣的。

第四、水文地質(zhì)特征分析：見C31灰?guī)r前（孔深378.00～ 755.35m）煤系地層，孔內(nèi)干燥無(wú)水，說(shuō)明其為一獨(dú)立的水文地質(zhì)單元。水平上與附近煤系砂巖含水層不產(chǎn)生水力聯(lián)系;垂向上各砂巖之間的煤與軟泥巖具有隔水作用。見C31灰?guī)r后，孔內(nèi)水位上升至485.00m后穩(wěn)定，說(shuō)明陷落構(gòu)造內(nèi)太原群灰?guī)r又是一個(gè)水文地質(zhì)單元，其水文地質(zhì)情況不清。（灰?guī)r含水層向上涌水，而煤系砂巖含水層吸水，在孔深485.00m左右水位形成動(dòng)態(tài)平衡，只是一種說(shuō)法）。

五、結(jié)束語(yǔ)

三維勘探在淮南礦區(qū)首次發(fā)現(xiàn)陷落柱，對(duì)研究淮南礦區(qū)的構(gòu)造發(fā)展史、防治水工作以及安全生產(chǎn)等具有重要的意義。在鉆探驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，淮南礦區(qū)潘三礦12318工作面也揭露了陷落構(gòu)造，進(jìn)一步證實(shí)淮南礦區(qū)存在陷落構(gòu)造。