F8上盘童子岩组3段煤层可采性及地质找煤前景分析.pdf

1442020 年第 8 期 F8 上盘童子岩组 3 段煤层可采性及地质找煤前景分析 黄家惠 （福建煤电翠屏山煤矿，福建 新罗 364000） 摘 要 本文通过对翠屏山煤矿 120m、80m 区段两条探巷所揭露的地质资料进行分析，探讨了 F8 上盘童子组 3 段含 煤地层构造特征、可采煤层的赋存状况及煤质特征，认为 F8 上盘的 22、27、28等煤层存在有稳定的可采块段，并重新 估算了各煤层的储量，为矿井在 F8 上盘地质找煤提供参考。 关键词 翠屏山 3 段 地质构造 可采性 地质找煤 分析 中图分类号 TD163.1 文献标识码 A doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.08.048 Analysis of Coal Seam Admissibility and Geological Coal Prospecting Prospect in No.3 Section of Tongziyan ation of F8 Hanging Wall Huang Jia-hui Fujian Coal Power Cuipingshan Coal Mine, Fujian Xinluo 364000 Abstract Based on the analysis of the geological data revealed by two tunnels in section 120m and 80m of Cuipingshan Coal Mine, this paper discusses the structural characteristics of coal-bearing strata, the occurrence status and coal-quality characteristics of coal seam in No.3 section of Tongzi ation in F8 hanging wall . It is considered that there are stable minable blocks in 22, 27and 28 coal seams in the hanging wall of F8. The reserves of each coal seam are re estimated, which provides a reference for the geological coal prospecting in the hanging wall of F8. Key words Cuipingshan 3 section geological structure admissibility geological coal prospecting analysis 收稿日期 2020-05-11 作者简介 黄家惠（1972-），男，1993 年 6 月毕业于福建煤校矿 山地质专业，地质工程师，主要从事煤矿地质工作。 1 前言 翠屏山煤矿包括溪南井田、塔后井田、东山井 田及十字山井田，2012 年 10 月取得煤炭生产许可 证（矿井生产能力为 51 万 t/a），矿井现在实际生 产能力为 25 万 t/a。 矿井目前主要在三水平的 301 采区及 305 采区 等两个采区组织生产，主要开采下二叠统童子组 1 段 P1t1 37、38、38下、39等四层煤层，301 采 区最低开采水平已至 0m 标高，305 采区最低开 采水平已至 -30m。由于 F0 隐伏断层断距大，从童 子岩组地层切割至栖霞组地层，一方面使得栖霞组 灰岩与童子岩组 1 段地层在矿井深部直接接触， 另一方面 F0 断层局部也成了导水断层。矿井延深 工作因受到导水断层及栖霞灰岩水的影响而无法开 展，而矿井又面临资源储量不足、矿井接替工作十 分紧张局面，因此，加强地质找煤，尤其是童子岩 组 3 段煤层的地质找煤工作、增加矿井的资源储量、 延长矿井的服务年限是当前矿井地质工作者的主要 任务。 2 F8 上盘三段煤层地质概况 2.1 开采范围 F8 上盘童子岩组 3 段含煤地层位于井田的东 南方向，范围在第 11 地质勘探线至第 18 地质勘 探线及东山井田的第 4 地质勘探线至第 6 地质勘 探线，南至 F4 断层，北至 F8 断层，开采标高在 0m ～ 200m 之间。 2.2 地层 F8 上盘地层为童子岩组第 3 段 P1t3，厚约 465m。根据化石组合特征进一步分为上、中、下三 个亚段。上亚段 P1t3-3标Ⅲ 3 至翠屏山底砾岩， 厚 180m。岩性以粗细粉砂岩为主，夹多层根茎， 铁质鲕粒成层出现，含煤 12 层，编号 112。中亚 段 P1t3-2厚 144m，含煤 23 层，编号 1322，为 1452020 年第 8 期 海陆交互相碎屑沉积。岩性以砂质泥岩、泥质砂岩、 薄层细砂岩夹煤， 含丰富的动、 植物化石， 如蕉羊齿、 栉羊齿、带羊齿以及舌形贝等。22煤层可采。下 亚段 P1t3-1厚 141m，为海陆交互相碎屑沉积。岩 性以粉砂岩、 细砂岩为主， 富含植物化石， 夹薄～中 厚层状的细砂岩，含煤 12 层，编号 2330，其中 27、28煤层可采。 3 翠屏山矿 F8 上盘地质构造特征 翠屏山煤矿区地处闽西南坳陷带龙永煤田的东 部，龙永山字型构造脊柱东侧，永福复背斜和龙岩 复向斜之间。区内断裂及褶曲构造发育，发育有一 系列的断裂及褶曲构造。F8 上盘 3 段地层基本为一 个向东南方向倾斜、走向为北东南西向的单斜构 造，主要断层有 F8 断层、F4 断层、F11 断层、F9 断层、F28 断层，还存在大小不等、形态各异的次 一级小断层。主要断层见表 1。 表 1 翠屏山煤矿 F8 上盘断层一览表 要素 名称 性质倾向 /倾角 /断距 /m F8正断层 13 线以北倾向 160 14 线以南倾向 110 6065500800 F4正断层走向南北，倾向西7585100200 F11正断层倾向 120150507080120 F9 隐伏 断层 倾向 110120405070100 F28逆断层倾向 1101204055约 200 （1）F8 断层。出露矿区中部，上盘为童子岩 组第一段地层，下盘为童子岩组地层，在 120m 及 80m 区段 F8 上盘探巷中均有控制。其基本形态及 位置与原地质报告提供的相同，走向北东，倾向南 东，倾角 50 65，出露长度约 1500m。 （2）F9 断层。位于 F8 上盘 3 段含煤地层中部， 上盘为童子岩组 3 段地层，下盘为童子岩组第 3 段 及 2 段地层，倾向东南，断距 70100m。 （3）F4 断层。出露矿区东部，为矿井东部边 界断层，上盘地层为下二叠统童子岩组 3 段地层， 下盘为文笔山组地层。走向近南北向断层，倾向西， 断层倾角较陡，75 85，破碎带较宽，出露长 度 3000m 以上。 （4）F28 断层。属逆断层，位于第 18 勘探 线至第 19 勘探线之间，走向北东 南西向，倾 向 110～ 120，断层倾角 40 55，长约 1000m，断距约 200m。 另外，在第 15 勘探线以北，次一级小断层十 分发育，产状不同，形态各异，这些小断层组合在 一起，导致地层破碎，煤层赋存十分不稳定。 4 翠屏山煤矿 F8 上盘 3 段煤层可采性分析 4.1 F8 上盘 3 段煤层井巷掘进施工情况 截至目前，翠屏山矿 F8 上盘完成平巷掘进 工 程 量 3650m、 反 眼（ 小 眼）565m、80m 至 120m 通风上山 90m。其中120m 区段平巷工 程量 1881m，反眼 225m；80m 区段平巷工程量 1769m，反眼 340m。 4.2 F8 上盘 3 段煤层赋存情况 4.2.1 揭露的断层情况 翠屏山煤矿 F8 上盘从已掘进工程揭露的地质 构造来看，第 12 勘探线至第 16 勘探线之间地质构 造极其复杂，小断层众多。这些小断层倾向、断层 不同，形态各异，造成该段岩性十分破碎。第 16 勘探线以南岩性稳定，岩层倾向 80～ 100，南 北走向，单斜构造，断层少，只揭露两条近似煤层 走向的小断层，断距小，对煤层的破坏较小。 4.2.2 揭露的煤层情况 翠屏山煤矿 F8 上盘 120m 区段第 16 勘探线以 南探巷揭露 27煤层见煤点 1 处、28煤层见煤点 3 处、28煤层反眼见煤点 5 处；80m 区段第 16 勘 探线以南探巷揭露 27煤层见煤点 6 处、28煤层见 煤点 5 处、反眼 27煤层见煤点 6 处、28煤层见煤 点 5 处。详见表 2。 4.2.3 F8 上盘圈定的资源储量及煤层回采情况 （1）圈定的资源储量 F8 上盘 3 段煤层 120m 及 80m 区段探巷掘 进工程已至第 18 勘探线附近，第 16 勘探线以南近 500m 范围内揭露的煤层见煤点均为可采煤层。通 过计算， 该稳定块段已圈定的资源储量为27.13万t， 详见表 3。 （2）煤层回采情况 从 2018 年 5 月开始，翠屏山煤矿在 120m 及 80m 区段各布置一个采煤队对 28煤层进行探煤性 开采。截至 2019 年 7 月末，共采出煤炭 17800t， 其中 120m 区段 7800t、80m 区段 10000t。 4.3 F8 上盘主采煤层可采性分析 （1）28煤层上距Ⅲ 2 标志层约 60m，煤层 1462020 年第 8 期 结构简单。直接顶板为砂质泥岩，含丰富的植物化 石，如单网羊齿、栉羊齿等，接近煤层处岩层水平 层理或脉状层理较发育；底板为粗粉砂岩与薄～中 厚层状的细砂岩互层，层面上含较多白云母片，呈 油毛毡状。根据 120m 水平探巷第 16 线以南水平 探巷及反眼揭露煤层来看，28煤层平巷揭露 4 个 点，除 1 个点受走向小断层影响变得不可采外，其 余 3 个点均为可采；28反眼揭露 5 个点，煤厚均 为可采。120-28煤层平均煤厚为 1.26m，地层构 造稳定简单，煤层赋存条件好，煤层可采性指数 Km8/90.89。80m 水平探巷 28平巷揭露 5 个点 及反眼揭露 4 个点的煤厚均为可采。80-28煤层平 均煤厚为 1.65m，该块段地层构造稳定简单，煤层 赋存条件好，煤层可采性指数 Km9/91。2018 年 4 月，福建省 197 地质大队提交的福建省龙岩市新 罗区翠屏山煤矿 2018 年资源储量核实报告（以 下称储量核实报告）中认为 28煤层属较稳定可采 煤层，为三类二型。综合以上地质资料来看，认为 28煤层属较稳定可采煤层。 （2）27煤层下距 28煤层 2530m，结构简 单。直接顶板为细粉砂岩，含丰富栉羊齿、大羽羊 齿、苛达、蕉羊齿、中朝楔叶等植物化石；底板粗 粉砂岩夹砂质条带，含植物根茎化石及白云母片。 根据 120m 水平探巷及反眼揭露煤层来看，27煤 层平均煤厚为 0.7m，地层构造稳定简单，煤层赋存 条件好，煤层可采性指数 Km1/11，因见煤点较少， 可采性指数不可靠。80m 水平探巷 27煤层平巷揭 露 6 个点，3 个点的煤厚在 0.75m 以下，3 个点的 煤厚在 1.76m 以上。80-27煤层反眼揭露 2 个点， 煤厚在 0.96m 以上。80-27煤层平均煤厚为 1.13m， 煤层可采性指数 Km8/81。另根据 2018 年储量核 实报告中认定 27煤层为不稳定型不可采煤层。综 合以上地质资料分析认为，翠屏山矿 F8 上盘块段 27煤层在第 16 勘探线以南属不稳定可采煤层。 （3）22煤层下距Ⅲ 2 标志层约 10m，结构 简单。直接顶板为砂质泥岩，含腕足类动物化石； 底板泥质砂岩，含植物根茎化石。22煤层在 F8 上 盘探巷施工过程中尚未揭露和控制。资源储量核实 报告中认定22煤层全区基本可采， 平均厚度1.21m， 可采系数 0.80，为较稳定可采煤层，为三类二型。 4.4 F8 上盘 3 段可采煤层煤质分析 F8 上盘主要煤层的煤质均属无烟煤，煤层呈钢 灰黑色，半金属光泽，参差状断口。煤岩组分以亮 煤、镜煤条带为主，少量丝炭，细条带至线理状结 构，层状构造。其中，22煤层为低灰、中硫、中磷、 中高发热量的二号无烟煤；27煤层为低灰、中硫、 中磷、高发热量的一号无烟煤；28煤层为低灰、 低硫、低磷、中高发热量的一号无烟煤。各化验分 析成果见表 4。 表 2 翠屏山煤矿 F8 上盘 16 勘探线以南见煤点统计表 项目 煤层井巷工程项目见煤点煤厚（m） 平均煤厚 （m） F8 上 盘 探 巷 27 120m 水平探巷0.70.7 120m 反眼 80m 水平探巷 0.75，0.72，0.65，1.88， 2.05，1.76 1.30 80m 反眼1.03，0.960.96 28 120 水平探巷2.55，1.22，1.35，0.51.41 120m 反眼1.15， 1.22， 1.15， 0.80， 1.251.11 80m 水平探巷 2.25， 0.86， 2.05， 1.85， 2.251.85 80m 反眼1.35，1.42，1.16，1.851.45 表 3 翠屏山煤矿 F8 上盘 27、28资源储量表 采区区段 煤层 走向 /m 倾向长 /m 煤厚 /m 容重 （t/m3） 圈定的资 源储量 （万 t） F8 上盘 120 27500650.71.62 3.69 28500671.301.6 6.97 合计 10.66 F8 上盘80 27500651.31.62 6.85 28500651.851.6 9.62 合计 16.47 总计 27.13 4.5 F8 上盘 3 段可采煤层资源储量估算 储量计算要素 走向长、倾斜长度根据煤层底板等高线图及 各剖面图量取其长度。 煤层厚度根据探巷实际揭露煤层厚度及东山 井田资料计算其厚度平均值。 容重根据地质报告提供。 通过估算，该区资源储量共计 106.81 万 t，可 采储量为 62.52 万 t（见表 5）。 1472020 年第 8 期 表 4 翠屏山煤矿 F8 上盘各主要可采煤层煤质特征一览表 煤层 编号 Mad /v Ad / Vdaf / Fcad / Qnet,dMJ /kg St,d / Pd / Hdaf / ARD t/m3 ST /℃ 224.9413.523.7073.0826.031.260.0532.331.621360 275.1214.783.9571.1726.051.190.492.311.611356 287.1216.783.3466.1726.650.890.0191.311.601336 表 5 翠屏山煤矿 F8 上盘 3 段可采煤层资源储量估算表 采区区段煤层 走向 （m） 倾斜 （m） 煤厚 （m） 容重 （t/m3） 储量 （万 t） 可采储量 （万 t） F8 上盘200 221050700.91.6210.72 5.42 270650.651.620.00 0.00 280671.11.60.00 0.00 合计10.72 5.42 F8 上盘160 22906700.91.629.25 4.68 27763500.651.624.02 2.03 28783501.11.66.89 3.48 合计20.15 10.19 F8 上盘120 22727680.91.627.21 3.65 27890680.651.626.37 4.60 281275661.31.617.50 12.65 合计31.08 20.90 F8 上盘80 22467700.91.624.77 2.41 27760650.651.625.20 3.76 28718681.31.610.16 7.34 合计20.12 13.51 F8 上盘40 220680.91.620.00 0.00 27750640.651.625.05 2.56 28654651.11.67.48 3.78 合计12.54 6.34 F8 上盘0 220710.91.620.00 0.00 27653680.651.624.68 2.36 28647661.11.67.52 3.80 合计12.19 6.17 总计106.81 62.52 5 翠屏山煤矿 F8 上盘 3 段地质找煤前景分析 翠屏山煤矿 F8 上盘属童子岩组 3 段地层，位 于矿井东南部，南至 F3 断层，北至 F8 断层，东以 Y57507100 为界，西以 Y57505900 为界，面积 约为 2.4km2。资源储量核实报告核定 22、28保有 资源储量 500 万 t。历年来，翠屏山煤矿在 200m 以上区段均有投入大量的巷探工程对 3 段含煤地层 进行勘探，揭露的地质情况均为构造复杂、煤层赋 存不理想不可采。但根据 2012 年 2014 年补充勘 探施工的 ZK6-1、ZK8-1、ZK10-1 、ZK12-1 钻孔 取得的成果及小煤窑调查所收集的开采资料等基础 上，分析认为 F8 上盘存在面积较大的三段含煤地 层。2016 年起，矿井重新布置 120m 及 80m 区 段 F8 上盘 3 段煤层地质探巷，探明第 16 勘探线以 南有稳定可采块段，已圈定资源储量 27.13 万 t，估 算块段资源储量 106.81 万 t。针对该块段所揭露的 地质构造特征及煤层赋存状况，矿井接下来主要的 （下转第 154 页） 1542020 年第 8 期 ［1］ 周超，王富奇，姜福兴，等 . 原岩应力和构造应 力耦合型矿震发生机理研究[J].矿业研究与开发， 2019，39（11）43-46. ［2］ 李伟 . 鲍店煤矿矿震规律初探 [J]. 山东煤炭科技， 【参考文献】 ［1］ 吴中海．活断层的术语、研究进展及问题思考 [J] ．地球科学与环境学报，2018，40（06）706- 726． ［2］ SLEMMONS D B, MCKINNEY R. 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