影響煤層厚度因素

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1、影響煤層厚度變化的因素趙超[銅川礦務(wù)局金華山煤礦陜西銅川]摘要：本文通過對銅川礦區(qū)石炭二疊紀(jì)煤層通過揭露的地質(zhì)構(gòu)造淺析其原因。關(guān)鍵詞：煤層地質(zhì)構(gòu)造厚度銅川礦區(qū)本文所指地質(zhì)構(gòu)造是存在于石炭二疊紀(jì)煤層在掘進(jìn)與回采過程中揭露地質(zhì)變化。銅川礦業(yè)有限公司金華山煤礦位于渭北煤田南部，屬陜西省銅川市東部的印臺(tái)區(qū)紅土鎮(zhèn)，距銅川市區(qū)約20km，井田長約5.1km，寬約4.1km，面積21.7664km2，礦井主要開采煤層為石炭紀(jì)太原群5號煤層，10號煤層僅局部可采；開采5號煤層頂部受二疊紀(jì)下石盒子組與二疊紀(jì)山西組承壓水層影響，開采深度遠(yuǎn)離于煤系地層基

2、地奧陶系石灰?guī)r承壓水高程。金華山煤礦礦開拓巷道布置于石灰?guī)r中利用斜巷與回采巷道相聯(lián)系。在準(zhǔn)備巷道及回采工作面常出現(xiàn)煤層變薄的狀況，煤層變薄對巷道掘進(jìn)及工作面回采影響較大，一般需加強(qiáng)支護(hù)，嚴(yán)重時(shí)影響采掘部署。通過對采掘揭露的資料分析，影響煤厚的主要因素為構(gòu)造基地不平，河流同生沖蝕，河流的后生沖蝕，地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)（斷裂構(gòu)造、層間滑動(dòng)）等造成的。1、主要煤系地層：銅川礦業(yè)有限公司金華山煤礦主要煤系地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，主要含煤地層中5號煤及10號煤可采（如綜合柱狀圖所示）；煤系地層假整合于奧陶紀(jì)石灰?guī)r之上，礦區(qū)大部分地區(qū)

3、奧陶紀(jì)石灰?guī)r上覆含根土泥巖的灰色鋁土泥巖為井田K1標(biāo)志層。2、地質(zhì)構(gòu)造對煤層的影響：礦井準(zhǔn)備巷道及回采巷道地質(zhì)變化形式多樣，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)2.1泥炭沼澤基地不平：工作面底部層面起伏不定，頂層面產(chǎn)狀平穩(wěn)較為平坦，煤層變薄的方向整好與煤層底板凸的方向相同，煤層厚度的變化是逐漸的，在煤層與底板的接觸界面上，可以看出煤層的層理或底部的夾矸被截?cái)?，呈不連續(xù)狀。5/5如我礦東一采區(qū)3603綜采工作面在回采過程中出現(xiàn)“底鼓”底部夾矸不連續(xù)被截?cái)?，回采影響范圍走?0米，傾向30米。如圖所示：2.2.河流的同生沖蝕：工作面中煤層中出現(xiàn)透鏡狀沖蝕

4、帶巖體，煤層相對變薄，局部夾石層增多，夾石層多為砂質(zhì)泥巖，或粉砂巖煤與沖刷物相混，煤層中有沖刷物，沖刷物中還有煤；且煤層和沖刷物共用一層頂板。如我礦西二采區(qū)3208工作面回采初期，工作面夾矸層數(shù)增多，煤層變薄俗稱“漢堡包煤層”夾矸層含有黃鐵礦結(jié)核。2.3煤系內(nèi)的后生沖蝕：變化呈現(xiàn)為條帶狀，薄化規(guī)模較大，常有定向分布的薄煤區(qū)，5號煤上分層和上層炭質(zhì)泥巖夾矸被沖蝕巖體攔截破壞，但煤層頂板不受影響。沖蝕面剖面形似“鍋底”且沖蝕帶邊緣小的斷層及揉搓較為發(fā)育。如我礦東一下山采區(qū)3603綜采工作面回采至180m處，工作面35—80架頂板進(jìn)入工作

5、面，誤認(rèn)為頂板“壓梁”5/5但具跟蹤觀察發(fā)現(xiàn)煤層上部夾矸出現(xiàn)中斷，且下降段巖性與直接頂巖性區(qū)別很大為砂質(zhì)，并與煤層共用頂板。走向60米，平面圖上為橢圓狀。2.4地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)：2.4.1斷裂構(gòu)造：煤層頂?shù)装鍘r層中裂隙增多，且煤層產(chǎn)狀發(fā)生顯著變化，頂?shù)装宄霈F(xiàn)不平行狀態(tài)，煤層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化滑面增多，工作面掘進(jìn)時(shí)出現(xiàn)頂板下降或底板上升，更嚴(yán)重時(shí)突然成為全巖巷道。如西一采區(qū)3101上順槽在掘進(jìn)過程中頂板突然下降進(jìn)入工作面，使掘進(jìn)工作面變?yōu)榘朊簬r，地質(zhì)工下井通過對工作面觀測及探煤判斷其為斜交正斷層要求下扎攆煤：再如東一采區(qū)3604通風(fēng)巷掘進(jìn)時(shí)僅一

6、個(gè)班工作面為全巖，地質(zhì)工下井觀測工作面為灰色砂質(zhì)泥巖，含云母碎片，判斷為5號煤層頂板巖性，根據(jù)與綜合柱狀圖層位對比，確定該斷層為上盤下降之正斷層，地層斷距15米，斷失煤層在巷道下方：5/52.4.2層間滑動(dòng)：煤層原始結(jié)構(gòu)受到破壞，裂隙發(fā)育，在裂隙面上出現(xiàn)擦痕，有時(shí)煤質(zhì)松軟，甚至呈粉末狀，變化呈條帶狀沿構(gòu)造延展的方向延伸；如西二采區(qū)3209綜采工作面，回采初期出現(xiàn)“薄煤帶”影響范圍30架—90架，在30架處發(fā)現(xiàn)煤層揉搓面，受構(gòu)造應(yīng)力影響煤層酥軟，在90架處頂板傾角突然增大進(jìn)入工作面，走向長度60米：3.地質(zhì)構(gòu)造簡析：3.1泥炭沼澤基地

7、不平形成機(jī)理：通常在泥炭堆積時(shí)期，基底不可能完全水平，常有起伏。在泥炭沼澤發(fā)育初期，植物殘骸堆積在低洼處，所形成的泥炭層彼此隔絕，形成煤層的變薄以致殲滅，隨著泥炭層不斷堆積加厚，便又逐漸練成一片。3.2古河流沖蝕：煤層在形成過程中常受到一些古河流的沖蝕，有些是在煤層形成的過程中受到?jīng)_蝕，有些是在煤層頂板形成之前稱之為同生沖蝕。3.3地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)：5/5煤系和煤層形成之后，在地殼運(yùn)動(dòng)的影響下，受到構(gòu)造擠壓時(shí)，由于煤層比其上下巖層軟的多，因在巨大壓力作用下，煤層就會(huì)發(fā)生塑性流變，向壓力小的地方集中，因而引起每層厚度變化。4、結(jié)論：煤厚變

8、化往往不是單一因素造成的，而常常是幾種因素綜合作用的結(jié)果，在同一礦井中的不同煤層，或同一煤層的不同部位，引起煤厚變化的原因也可能不同。有些地方以原生變化為主，而另一些地方則可能以后發(fā)生沖蝕或構(gòu)造擠壓引起，因此，在實(shí)際工作中，只有全面分