贵州省赫章县白果煤矿地质构造、煤质特征及开采技术条件.pdf

现代矿业 MODERN MINING 总第717期 2020年8月第8期 Sed c t No . 917 Au g u st . 2020 贵州省赫章县白果煤矿地质构造、煤质 特征及开采技术条件 王云汤立方 （贵州省煤田地质局一四二队） 摘 要 摘 要 赫章县白果煤矿内地形条件中等，结合地表进行地质填图、浅部老窑调查成果以及深部 钻探与测井、采样及样品化验测试数据，首先阐述了区域地层和区域构造特征，井田地质、煤层、煤质 特征，然后对区域岩土工程地质条件及开采技术条件进行了总结，可为矿区进一步部署地质勘探工作 及实现煤炭资源高效开发利用提供有益参考。 关键词关键词煤矿地质构造煤质特征开采技术条件 DOI 10. 3969/j. Osc . 1774-2482. 0020. 48. 413 白果煤矿位于赫章县，属于2万t /a扩能为45 万t /a的矿井。本研究结合贵州吉顺矿业有限 公司赫章县白果镇白果煤矿（预留）资源储量核实及 勘探报告，对赫章县白果煤矿的地质构造、煤质特 征及开采技术条件进行梳理和总结,为该区后续工作 提供可靠依据。 1区域地层和区域构造 该区域地层由老至新有震旦系、寒武系、奥陶系、 泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、下第三系、 第四系，缺失志留系、白垩系。区域大地构造单元位 于扬子（Pt）准地台（一级单元I）、黔北（z-T）台隆 （二级单元I1）、遵义（D-C）断拱（三级单元N A）毕节 NE向构造变形区（四级单元NA1 ）o井田位于毕节 NE向构造变形区（四级单元I1A1）野马川向斜南翼 西端（图1）o p2 b 达 P2 P2 P2 Tt 匕斜 c \河 巴 开曲 备 s 癒号湾2 疗p苗山 珠 巒P2 汕市 图1区域构造特征 地层界线;| 含煤地层; N断层；三向背斜； 一白果煤矿 王 云（1985）,男，工程师,550000贵州省贵阳市小河区香江 路。 46 王云 汤立方贵州省赫章县白果煤矿地质构造、煤质特征及开采技术条件 2020年8月第8期 2井田地质、煤层和煤质特征 2.1地质特征地质特征 （1） 二叠统上统峨眉山玄武岩组（卩30）。出露于 井田南部，沿走向一带，岩性为玄武岩,深灰色、墨绿 色、灰绿色，风化后呈褐灰色，块状,具有气孔、杏状构 造，最大揭露厚度为0.99 m,与上覆龙潭组呈假整合 接触。 （2） 二叠系上统龙潭组（P31）。出露于井田中 部,岩性由灰紫色、深灰色、浅灰色、灰黄色薄至中厚 层状粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、 泥质灰岩、碳质泥岩及煤层组成，含煤4 12层，一般 -层，含可采煤层5层（3、4、5、2、8号煤层）。可采 煤层主要集中在龙潭组上部,下部无可采煤层,仅夹 薄煤层或煤线。龙潭组揭露厚度为253.73 mo （3） 三叠下统飞仙关组（T-）。根据岩性组合自 下而上可分为两段第一段（T、1）分布于井田中部, 岩性由灰绿色、黄绿色薄一中厚层粉砂岩、泥质粉砂 岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及泥质灰岩组成，具有 细水平层理。含瓣鳃类、腹足类等动物化石，夹浅灰 色钙质条带及钙质结核。该段揭露厚度为23. 40 116.09 m,平均为28.00 m。第二段（Tf2）出露于井 田北部，岩性由灰紫色、紫色薄一中厚层状粉砂岩、泥 质粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩组成。下部为紫色泥 岩，夹紫色粉砂岩薄层，以含大量蠕虫状方解石为特 征，为与第一段分界的标志。中部以暗紫色粉砂岩为 主,夹灰绿色细砂岩和紫色泥岩薄层,稀含瓣鳃类、腹 足类等动物化石。上部以暗紫色粉砂岩为主，夹粉砂 岩薄层，含丰富的瓣鳃类、腹足类、海豆芽等动物化 石，并以克氏蛤为主。该段最大揭露厚度为380.25 m。 （4） 第四系（Q）。为残积、坡积、冲积物,岩性为 泥砾、砂砾、黏土及砂、砾石等，分布于地势低洼处,不 整合于井田内各地层表面，主要覆盖含煤地层，钻孔 揭露厚度为013.95 m,般为5.02 m。 2.2井田煤层特征井田煤层特征 含煤地层为二叠系上统龙潭组（P33）,系海陆交 互相含煤地层。龙潭组平均厚度为253.73 m。含煤 8 2层,一般2层，含可米煤层5层（3、4、5、7、8号 煤层），含煤总厚度0.69 -10.32叫平均8.13叫含 煤系数为3.09o含可采煤层5层（3、0、5、2、8号煤 层），可采煤层总厚度为3- 30 8.77 m,平均2. 2 m, 含可采煤系数为9.39o 区内内可采煤层共5层,煤层自上而下编号为 3、4、5、7、8号煤层,3、5、7、8号煤层为全区可米煤层, 0号煤层为大部可采煤层。3号煤层位于P3t上部, 上距B6标志层8.20 - 2.08 m,平均2.92 m。煤层 全层厚度为0. 39 0.60 m平均1.58 m。不含夹矸, 煤层结构简单，点可采率20,面积可采率100。 全区可采，属较稳定煤层。4号煤层位于P3）上部，上 距3号煤层2. 73 13.64 m,平均11.25 m。下距B0 标志层5. 02 -19. 02叫平均9.06 m。煤层全层厚度 0.25 2. 56 m平均1.58 m。煤层含1层碳质泥岩夹 矸，煤层结构较简单，点可采率72 ,面积可采率 81,大部可采，属较稳定煤层。5号煤层位于P3t 上 部，上距B0标志层0. 60 29. 85叫平均12. 43 m。 煤层全层厚度1-13 0. 32 m平均1.62 m。煤层含1 2层碳质泥岩夹矸，煤层结构较简单，点可采率 20 ,面积可采率20，全区可采，属较稳定煤层。 2号煤层位于P3t 上部，上距5号煤层5.45 -20.60 叫平均2.05叫下距8号煤层0.44 2.20叫平均 6.80 m。煤层全层厚度1.00-3.01 m,平均1.86 m。 煤层含1 2层碳质泥岩夹矸，煤层结构较简单，点可 采率20,面积可采率120，全区可采，属较稳定 煤层。4号煤层位于P3）上部，上距2号煤层0.20 8.2 m,平均5.55 m,下距B5铝土质泥岩约24.30 m。煤层全层厚度0. 45 3. 25 m,平均2 63 m。煤 层含0 1层碳质泥岩夹矸，煤层结构较简单,点可采 率100，面积可采率20，全区可采，属较稳定煤 层。 233 井田煤质特征井田煤质特征 除8号煤层个别采样点外，可采煤层煤类为无烟 煤三号（WY3）。各可采煤层的煤属于中一中高灰 分，特低挥发分，中等一中高固定碳，中高一低硫，中 高一高发热量，低磷分，特低氯，特低砷一低砷，中 氟一特低氟，较低软化温度灰,较低一中等流动温度 妃较难磨一中等可磨一极易磨的无烟煤。 3开采技术条件 3.1可采煤层顶底板工程地质特征可采煤层顶底板工程地质特征 区内龙潭组含煤地层含可采煤层5层 8号煤层），本研究现结合地质、工程地质编录及岩石 物理力学性质试验资料,分别对各可采煤层的顶底板 工程地质特征进行分析。 （1）23号煤层顶板。3号煤层直接顶板以中厚 层状细砂岩为主，少见泥岩伪顶；间接顶有薄层状泥 质粉砂岩、粉砂质泥岩、薄煤层等，多数岩石裂隙不甚 发育,少数岩石遇水具有一定的崩解性。岩石（含煤 层）单层厚度为0. 2〜11. 63叫平均0. 60 m；岩石 （含煤层）R0O值为0 83 ,平均72,岩石质量等 级多为皿，岩石质量多中等,岩体完整性多中等;岩石 自然抗压强度为36. 053. 6 MPa ,平均02.5 MPa；岩 石饱和抗压强度为34.4 -45.2 MPa,平均3岩石自然抗压强 度为14. 7 20. 7 MPa,平均23. 9 MPa,岩石饱和抗压 强度为8 4 14. 7 MPa ,平均14. 77 MPa；岩石软化 系数为2. 46 2. 58,平均2. 72由于直接顶底板岩 石单层厚度不大，岩石以半坚硬至软弱为主、抗风化 能力中等偏差，总体上属稳定性差的顶底板。 （3） 3、4号煤层底板及5号煤层顶板。5号煤层 直接顶底板以薄层状粉砂质泥岩、粉砂岩、泥质粉砂 岩为主，少见泥岩伪底，间接顶底板也为粉砂质泥岩、 粉砂岩、泥质粉砂岩、薄煤层、局部细砂岩等,岩石裂 隙不甚发育,少数岩石遇水具有一定的崩解性。岩石 （含煤层）单层厚度为2.74-7. 21 m,平均4 79 m；岩 石（含煤层）ROD值为2 92 ,平均97 ,岩石质量 等级多为皿,岩石质量多中等,岩体完整性多中等;岩 石自然抗压强度为26. 7 56. 3 MPa ,平均42. 1 MPa, 岩石饱和抗压强度为4.4 -49.4 MPa ,平均34.8 MPa；岩石软化系数为2.75 2.89,平均2.84岩石 以半坚硬为主、抗风化能力中等以上,总体上属稳定 性中等的顶底板。 （4） 4、5号煤层底板及7号煤层顶板。7号煤层 直接顶底板以薄层状泥质粉砂岩、粉砂岩为主，少见 泥岩伪顶，间接顶底有粉砂质泥岩、细砂岩、石灰岩、 薄煤层等,多数岩石裂隙不甚发育,少数岩石遇水具 表1 有一定的崩解性。岩石（含煤层）单层厚度为2.49 6. 36 m,平均2. 44 m；岩石（含煤层）ROD值为35 -93 ,平均66 ；岩石质量等级多为皿,岩石质量 多中等，岩体完整性多中等；岩石自然抗压强度为 2岩石自然抗压强度为24.5 30.4 MPa ,平均 27.3 MPa；岩石饱和抗压强度为14.618.7 MPa ,平 均16.6 MPa；岩石软化系数为2.61 2. 61,总体上属 稳定性中等的底板。区内工程地质条件为三类二型, 即为层状结构类型、工程地质条件复杂程度中等。 3.2瓦斯非常规及瓦斯压力测试瓦斯非常规及瓦斯压力测试 勘探工作在161孔、42孔、005孔中采集了 9件 煤样（对应可采煤层8件），分别测试了煤的瓦斯放 散初速度指标（AP（AP）、煤的坚固性系数（/）、煤样瓦斯 吸附常数（4等参数，结果见表1依据防治煤与 瓦斯突出规定，进行突出煤层鉴定时，应当首先根 据煤层实际发生的瓦斯动力现象进行鉴定。当动力 现象特征不明显或没有动力现象时，应当根据测定的 煤层瓦斯压力P、煤的破坏类型、煤的瓦斯放散初速 度A AP、煤的坚固性系数/等指标进行鉴定。当每一 项指标均达到了表2所列的临界值时即为突出煤层。 瓦斯增项测试结果 煤样瓦斯吸附常数 a b 瓦斯压力/MPa 破坏类型煤层编号 孔隙率/ 煤的坚固系数/瓦斯放散初速度 54.010.354839.7991.1440.44 〜9.44叭IV 44.30-5.497.18-1.5020-0539.979 〜40. 3770.966 〜7.9730.41 〜9.55n、in、iv 55.33 〜5.777.55-1.9910-1833.446 〜43.3497. H 〜1.7977.34-0.74n 75.45 〜5.321.44 〜1.0710-1621.876 28.8387.818 〜1.1477.33-0.07n 85.501.874341.17407908 表2煤层突出危险性鉴定单项指标临界值 煤层突出 危险性 坚固性 系数/ 瓦斯放散初 速度（△◎◎ 瓦斯压力 （表压）/MPa 破坏类型 突出危险W0.55170.74叭V、V类 由表4表2可知由于井田内 m75号煤 层采样点瓦斯压力未达到或超过临界值，因此，判断 井田内 m75号煤层不具有煤与瓦斯突出危险 性。但是，井田各可采煤层的瓦斯放散初速度（AP） 超过临界值，且井田处于黔西北矿区，属于“黔安监 管办2007] 325号”文划定的煤与瓦斯突出危险矿 区。因此,为保证矿井安全建设、生产，在井巷建设及 采掘过程中，有必要继续收集资料以验证所有开采煤 48 王云 汤立方贵州省赫章县白果煤矿地质构造、煤质特征及开采技术条件 2020年8月第8期 层的煤与瓦斯突出危险性;应经常分析煤层的瓦斯地 质条件，在局部瓦斯富集区和煤厚变化剧烈地带采取 必要的探测、释放瓦斯措施。 3.3煤尘爆炸和煤的自燃倾向煤尘爆炸和煤的自燃倾向 井田范围内3、0、5、2、8号煤层煤尘均无爆炸性 危险。井田内3号煤层煤的自燃倾向性为皿类（不 易自燃），0、5、2、8号煤层煤的自燃倾向性为n n皿 类（自燃一不易自燃）。 3.4 地温地温 本研究在井田内布设了 1个钻孔（102号孔）进 行了简易测温工作。结果表明测温是从孔深320 m 开始，无明显恒温带迹象，因此以一般恒温带深度 （32 m）及温度（2 C）作为矿区的恒温带深度及温 度进行计算，得出102钻孔的地温梯度为1.61 C/ 20 mo另外，根据区域地温资料，矿区地温梯度为 2.42.5 C/100m,本研究以 0. 5 C/100 m 估计。 区域煤层最大埋深约600 m,若依据该区域地温梯度 （0.5 OC/100 m）、一般恒度带深度（32 m）以及该区 恒度带温度（以多年年平均气温10 C加0 C估计）, 可估算得区域矿床埋藏处的最大地温约28.25 C,初 步判断该区不存在高温区。此外，根据野马川井田地 温资料，该区地温正常,煤层分布范围内未发现高温 区。 根据本研究测温结果、区域地温资料估算及野马 川井田地温资料，本区不存在高温区。但为了确保矿 井安全生产，建议未来采煤时,均应进行地温测量。 4结语 赫章县白果煤矿井田大地构造位于扬子准地 台一黔北台隆一遵义断拱一毕节NE向构造变形 区一野马川向斜南翼西端，构造复杂程度为中等。含 煤地层为二叠系上统龙潭组（P3t）,含煤一般2层, 含可采煤层5层（3、0、5、2、8号煤层），富集在含煤地 层的中上部。详细分析了矿区煤质特征及开采技术 条件，认为矿区煤类单一，为无烟煤三号（WY3）,工 程地质条件为三类二型;3、0、5、2、8号煤层不具有煤 与瓦斯突出危险性，无爆炸性危险;3号煤层煤的自 燃■倾向性为皿类（不易自燃）,、5、2、8号煤层煤的自 燃倾向性为n n皿类;地温正常，煤层分布范围内未 发现高温区。 参考文献 [1]徐彬彬，何明德.贵州煤田地质[M].徐州中国矿业大学出版 社，22230 [0]贵州省地质调查院.中国区域地质志贵州志[M].北京地质出 版社,2012. [5]贵州省煤田地质局.贵州省赫章县野马川井田煤炭勘探报告 [R].贵阳贵州省煤田地质局,2012. [4] 贵州省煤田地质勘探公司一四二队.贵州吉顺矿业有限公司赫 章县白果镇白果煤矿（预留）资源储量核实及勘探报告[R]贵 阳贵州省煤田地质局，2018. （收稿日期2020-60-60） （上接第45页） 7盲小矿体勘探成果 （1）通过二期边部盲小矿体投入3 450 m的探矿 工作，对基建探矿时主矿体南部、边部未控制到的矿 岩边界进行了控制，对侵入体边界进行了修订，提高 了矿体边部控制程度，为矿山增加了资源储备。 （0）通过坑道和钻孔揭露，新发现近NE向次级 断层一组,在主矿体南部断层破碎带有大量辉长辉绿 岩侵入，对南部矿体破坏影响较大。在A25E〜A34 线之间侵入体边界整体南移约72 mo （3） 详细查明了 280 20 m分段A25E〜A34线 之间n n 1-2矿体的地质特征矿体形态、产状、规模，矿 体连续性变化及延伸情况。南部矿体在A29 A32 线间250 - 20 m分段受断层构造切割破坏,矿体变 得零星不连续。 （4） 往南延伸的矿体在280〜180 m分段A28E A31线之间，储量升级后共增加了矿石储量（111b 333） 120.26 万 y 平均 TFe 品位为 42.76。在 250 - 180 m分段A30〜A34线之间新发现嵌入辉长 辉绿岩中的透镜体状小富矿体两条，共探获矿石储量 （111b 333）95.32 万 y 平均 TFe 品位为 53.95。 8结语 对云南大红山铁矿盲小矿体的地质勘探技术思 路进行了详细总结，认为对于矿床中盲小矿体的勘探 要综合分析成矿地质规律，结合矿山生产建设全面研 究，合理确定，最大限度摸清盲小矿体的空间分布特 点，为矿山开采提供可靠的地质资料，实现矿山可持 续发展。 参考文献 [1] 陈运勃，王道铭.大红山矿区东段铁矿详细勘探及铜矿初步勘 探地质报告[R].昆明云南省地质矿产局第一地质大队,235. [0] 陆宝成，王 峰.昆钢集团玉溪大红山矿业有限公司400万t a 基建地质报告[R]昆明玉溪大红山矿业有限公司，2002. 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