劉佩璽
(福能集團天湖山能源實業(yè)有限公司安全監(jiān)察室, 福建 永春 362617)
天湖山礦區(qū)主要含煤地層為下二疊統(tǒng)龍巖組(童子巖組),海拔最高為+1205m,區(qū)內(nèi)溝谷為+800 m,高差約400 m 左右,在漫長的成煤過程中,經(jīng)受多次的地質(zhì)運動:東吳運動的地殼抬升、印支運動的褶皺隆起以及受燕山運動的影響,使得地質(zhì)構(gòu)造景觀千奇百怪,各類褶曲一應(yīng)俱全。斷層構(gòu)造發(fā)育,光斷層落差>50 m的就有8 個,落差30m 的不計其數(shù),煤層多為薄至極薄的不穩(wěn)定煤層,厚度變化很大,且分叉、分刺,形狀多種多樣,結(jié)核狀、串珠狀、瓜藤狀、雞窩狀、馬鞍狀、鋸齒狀、飛蝶狀等,其復(fù)雜性,給礦井帶來開采及日常生產(chǎn)的極大困難。
含春煤礦井田位于天湖山礦區(qū)西部,全礦區(qū)受F31 大推覆斷層的影響,F(xiàn)31大推覆斷層通過全礦區(qū),加上后期構(gòu)造的迭加,使得井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜,上下兩盤的構(gòu)造截然不同,上盤為單斜構(gòu)造,下盤為復(fù)式向背斜構(gòu)造。
復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造,造成煤層賦存的復(fù)雜多變,給礦井開采帶來極其的困難:煤層走向上、傾向上都不穩(wěn)定,在石門上揭露的較厚的煤層,在布置運巷或采準巷后,走向上的可采長度和可采斜長短、可采塊段少,出現(xiàn)在可采區(qū)內(nèi)有大范圍的不可采塊段,在不可采區(qū)內(nèi)有大范圍的可采塊段,難以進行正規(guī)的回采,因而,地質(zhì)探眼(探巷)起著極其重要的意義,在這種地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,煤層賦存多變的地質(zhì)條件下,要提高煤炭資源回收率,必須不斷加強地質(zhì)工作力度,掌握煤層的變化規(guī)律;合理布置采區(qū)巷道;選擇科學(xué)、合理的采煤方法及工藝;并強化現(xiàn)場的技術(shù)管理工作。
而要開采出煤炭,提高煤炭回收率,這對于生產(chǎn)技術(shù)人員尤其重要,現(xiàn)場的生產(chǎn)地質(zhì)又是一項極其重要的、必不可少的工作,只有充分掌握現(xiàn)場的地質(zhì)情況,才能最大地采出煤炭資源,這要求技術(shù)人員應(yīng)經(jīng)常深入現(xiàn)場,收集現(xiàn)場的地質(zhì)資料,并同已掌握的地質(zhì)資料進行對比、分析,從中找出規(guī)律,預(yù)測出煤層地質(zhì)構(gòu)造變化情況,才能為生產(chǎn)實際提供較為準確的地質(zhì)資料。
針對天湖山礦區(qū)的地質(zhì)復(fù)雜性,地探工程是摸清地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律的有效和主要手段,探巷工程的安排與布置,既要克服沒有目的的盲目布置探巷,又要避免在認真分析該段地質(zhì)構(gòu)造后而認為可能存在煤層,但由于考慮掘巷成本而半途而廢,因此,在安排探巷工程時應(yīng)充分地、認真分析該段地質(zhì)情況,做到心中有數(shù),一步到位,做到目的明確、有計劃進行。
在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地段,煤層賦存也呈現(xiàn)出復(fù)雜多變,這就要求我們在認真分析的基礎(chǔ)上,借助已經(jīng)掌握的地質(zhì)資料,布置探巷,以探明煤層有可采性,并且尋找出煤層的可采地段,或者借助已知的地質(zhì)構(gòu)造,尋找出“丟失”了的煤層,從而才能進行巷道的布置,進行回采,從而達到提高煤炭回采率。例如在我礦的650 片盤一西101 工作面,運巷煤層有1.5m 厚,但在布置小井打了5m 后,煤層厚度就壓薄至剩下0.1m,變成不可采煤層,地質(zhì)人員在會同有關(guān)人員對該地段的地質(zhì)情況進行詳細的分析,認為在上部還存在著一些煤量,應(yīng)布置探眼進行探測,在小井探眼沿煤層傾向上破巖破了20.5m 多,終于見到煤層張厚,后來布置采準進行回采,該地段共計采出煤量8000 多噸。
再例如含一625 片盤三東309 南運巷工作面,石門素描時煤層只有一個層位,厚度只有0.2-0.3 米,運巷開口后,煤層厚度都一直在0.5 米—0.8 米,打了70 米后工作面迎頭煤層成0.2-0.3 米,屬不可采,隨即在運巷迎頭退出5 米進行探眼,布置探眼打了8 米多后,發(fā)現(xiàn)煤層逐漸變厚,才發(fā)現(xiàn)這一層煤屬于打“丟”了,運巷應(yīng)向右拐,隨即布置運巷向右拐,煤層果然慢慢張厚,而運巷向右拐后煤層厚度在2.5—3.5 米之間,這一層煤層現(xiàn)在正在布置回采中。(圖1)
對于該區(qū)段有斷層的,煤層也會突然“丟失”,要尋找出丟失了的煤層就要現(xiàn)場根據(jù)斷層的情況,才能做具體掘進方向,就是根據(jù)斷層在其破裂面的兩側(cè)巖體或巖層產(chǎn)生的滑動、產(chǎn)生的位移、產(chǎn)生的擦痕的痕跡,綜合判斷出巷道的掘進方向,否則,不對現(xiàn)場的實際情況進行分析、判斷,而盲目在布置巷道,勢必會造成白白地浪費進尺,又尋找不出“丟失了”的煤層。例如:在我礦675 四西11401工作面,運巷打了一段后發(fā)現(xiàn)煤層“突然不見”,在對石門素描進行比對、分析后認為:59#煤層在此區(qū)域受到F68 斷層的影響,被斷層切為上下兩盤,為了尋找出丟失了的另一盤煤層,應(yīng)布置探眼進行探測,結(jié)果,很快地尋找出另外的丟失了的煤層,根據(jù)地質(zhì)計算,在該區(qū)段探明地質(zhì)儲量為11200 噸,可采出煤量6846 噸。
圖1 含一625 三東309S 工作面示意圖
在采區(qū)片盤之間、采區(qū)與采區(qū)之間、礦井與礦井之間,由于現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件的限制和劃分上的需要,受到斷層、褶曲以及煤層傾角或厚度的急劇變化等自然因素的影響,因此,往往在采區(qū)片盤之間、采區(qū)與采區(qū)之間、礦井與礦井之間存在空白,而在這中間就有可能存在“遺漏了”的煤層。這就要求我們在經(jīng)有關(guān)部門同意后,同樣采用探巷進行探測煤層,尋找出丟失了的煤層。在兩個水平中間,有時由于煤層構(gòu)造的特殊性,煤層呈現(xiàn)出背斜或向斜,剛好水平劃分時,不能揭露出其構(gòu)造,這也往往造成“丟失”了煤層,天湖山范圍地質(zhì)的復(fù)雜性,煤層地質(zhì)構(gòu)造變化大,屬于復(fù)雜不穩(wěn)定的煤層,再加上技術(shù)管理水平落后,上述這種情況更加經(jīng)常在井下看到,這要求我們要認真對該地段已經(jīng)揭露出的、已經(jīng)掌握了的進行詳細的地質(zhì)分析,然后才能做出判斷,只有這樣,才不會浪費不必要的無效進尺。
從實踐經(jīng)驗來看,天湖山礦區(qū)開采片盤后期找煤復(fù)采的重點位置應(yīng)放在構(gòu)造復(fù)雜區(qū)、特厚煤和薄煤舊巷以及采區(qū)內(nèi)的空白區(qū)。
我礦在含一+700 水平,在對+700 的開采后,認為在+700—+762 之間還存在一些煤量,應(yīng)該對這些區(qū)域進行布置回采,在有關(guān)的部門協(xié)作下,對該區(qū)段進行設(shè)計,從2000 年2 月開始設(shè)計施工,到現(xiàn)在還在生產(chǎn)中,已經(jīng)采出的產(chǎn)量有2 萬多噸。