新疆维吾尔自治区煤田灭火工程局 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830063
摘要:作为目前所有国家的基础能源物质,煤炭起到了重要的作用,无论是国家的建设还是经济的发展,乃至国防建设都建立在煤矿产业的发展基础之上。在煤炭井田地质勘探中钻探工程布置间距是控制程度硬指标,井田地质构造复杂程度和煤层稳定性是选择钻探工程间距的依据。通过实例对煤炭井田地质构造复杂程度和煤层稳定性评价作为钻探工程间距进行选择.并依此提出建议。
关键词:井田地质勘探;煤层稳定性钻探工程
目前在对深层资源开发的过程中,主要采用的方式是地球物理方式为主,其余的物探方法为辅的综合性的开采方式,并在实际的工作操作中,不断的结合新技术、新设备,以便实时掌握申城的地质动态信息,从而为深层煤炭资源的开采提供便利。
一、传统勘探方法
1.勘探方式。一般情况下,煤矿的矿区周围的井田非常容易受到岩溶承载水威胁,在常见的煤矿病害中突水是最常见的事故,其主要的发生原因包括:一、地下的岩溶裂隙水发育网络仍旧活跃,在外力的作用下极易发生突水;二、岩溶性质以及特性影响下加之隔水层厚度不足就会造成井田发生突水现象;三、开采的过程中的操作失误会对井田地面造成破坏,这种发生在开采过程中的问题也会导致突水产生;四、矿压、水压以及地质构造耦合都会造成突水现象的出现。因此,在实际的操作中,工作人员对于水文地质条件要全面详细的进行考察,对地下水脉的发育状况以及隔水层的厚度等信息进行相信的站我,对岩溶的性质以及特征进行了解,对地质构造进行明确,了解地下水位的变化以及水层的运动规律等,最大程度的避免突水问题的出现,对后期的开采作业提供安全的工作环境。
2.传统勘探中的问题。对于矿区地质的勘查工作开展中,若是仅仅只是用一种方式,那么在勘探时就会引发由于勘探不全面造成的突水现象,或者仅仅能够对一处岩溶发育具体情况进行了解,而对于矿区的整体则是无法全面的掌握其信息,这样对于后期的整体资源把握和开采工作的开展就会造成不利影响。虽然突水现象在煤矿的开采工作中经常出现,是较为普通的病害,但是由于引发的原因较为复杂,因此需要得到工作人员的重视。突水现象的出现没有统一的规律可循,因此根据发生的空间以及时间的差异,突水现象会在地质结构的改变作用下而发生。因此,为了避免井田底板出现突水现象,我们必须要采取有效的措施来对其突水原因进行全面勘察,然后针对各种不同的原因采取有效的措施进行治理,这样才能够从根本上避免突水之间的发生,从而保证人们的安全。
二、采用综合方式进行地质勘探
1.采区地面地震勘探。采区设计前,通过采用地面地震勘探手段,查明采区构造形态和断层发育规律,查明煤层赋存状况及底板起伏形态,对影响开采的含水层富水性进行评价,并提出水害防治措施,为采区设计提供可靠的地质资料。
2.微动测深勘查。微动是一种在时间域和空间域都极不规则的震动现象。根据波动理论,微动记录既包含有体波也包含有面波。由于在大多数情况下,微动的震源是在地表面或海底面,在微动中的面波成分相对于体波成分来说占绝对优势,微动测深勘查方法就是利用这一占绝对优势的面波来反演地下地质结构的方法。
3.井下钻探及综合物探。在放水试验对主要含水层的富水性达到宏观控制(矿井、采区)的基础上,对富水区的每一工作面,针对不同的条件,采用各种物探手段,探明局部导水构造、隔水层变薄带及局部富水带,再用少量的钻探手段进一步验证,有针对性的重点布置注浆改造、疏水降压等治水工程。
三、煤炭井田地质勘探中钻探工程间距选择
某井田地理坐标东经106050’30”--106055’00”,北纬28027’3∥一28。30’00”.面积25kmz。详查地质工作查明煤炭资源储量约8000万t。属于中型井田,规划建设中型煤矿(60万t/a),需要进一步实施勘探工作。为了在符合规范前提下科学合理地使用勘探经费,对井田进行地质构造复杂程度和煤层稳定性评价,以评价结果作为勘探工作中钻探工程间距选择的依据。
1.井田地质构造复杂程度评价。(1)煤层产状变化情况。上覆地层总体倾向南东1500—1700,倾角70—150,一般80—100:为走向上、倾向上变化极小的缓倾斜地层。煤层倾角变化情况。经普查、详查阶段钻探工程揭示,C3煤层倾角见表1。从表1数据得出结论:煤矿C3煤层倾角6—260,一般8—120,平均9.90,为缓倾角煤层;从走向上自28—287线向东至4—4’线逐渐变小:从倾向(同一勘探线上)C3煤层倾角变化极小、稳定。煤矿范围内煤系地层产状变化极小;C3煤层倾角稳定;属缓倾斜煤层。(2)构造发育情况。井田范围内仅发育有1条断层(即倒流水断层F5),为高角度压扭性逆断层,区内沿北东东向展布,延长约2.2km,落差小于30m.对煤层的破坏较小。因此,煤矿范围内断裂稀少,地层产状稳定,属缓倾斜地层,构造不发育。(3)构造复杂程度评价结论。井田范围内:煤系地层沿走向、倾向的产状变化极小;断裂稀少;没有受岩浆及陷落柱影响。根据规范规定.大竹坝煤矿构造复杂程度评价为:构造简单。
2.煤层厚度稳定程度评价。煤矿范围内煤系地层含C2、C3、C4煤层,因C2、C4为零星局部可采,C3煤层为全区可采。C3煤层是勘探设计和预备开采的煤层,故需对C3煤层进行厚度稳定程度评价。(1)煤层厚度稳定程度评价计算公式。
根据《矿井地质规程》,在定量评定煤层厚度稳定性时,中厚及厚煤层以变异系数(y)为主要指标,煤层可采率(Km)为辅助目标。煤层可率km。煤层可率Km是表示评定区可采煤层所占比例的参数,计算公式为:
式中:Km厂煤层可率:n一评定区内所有参加评定的见煤点数:n一见煤点总数n中煤厚大于或等于最低可采厚度的见煤点数。煤层厚度变异系数Y。煤层厚度Y是反映评定区内煤层厚度变化偏离平均厚度程度的参数:计算公式为:
(2)煤层厚度稳定程度评价计算结果。煤矿煤层平均厚度、变异系数Y和可采率Km,如煤层平均厚度为2.08m,变异系数v为22.64%,煤层可采率K。为100%。(3)煤层厚度稳定程度评价结论。根据《矿井地质规程》;中厚和厚煤层当y≤25%,K。/>95%的煤层评价为稳定,大竹坝煤矿煤层平均厚度为2.08m.为中厚煤层,其变异系数v=22.64%≤25%,可采率Km=100%>195%。因此:煤矿C,煤层厚度稳定程度定量评价为:全区可采.厚度稳定。
3.勘探工程布置建议。根据现行规范要求,结合大竹坝煤矿构造为简单类型、煤层为稳定类型的特点,建议勘探阶段在首采区范围内在走向上以1000m为线距,在倾向上以500m为孔距,即以500X1000m网度布置钻探工程进行勘探工作。
结合煤矿具体情况,进行地质构造复杂程度和煤层稳定性评价,并以地质构造复杂程度和煤层稳定性为依据,对照现行规范要求,提出科学合理的煤矿勘探钻探工程网度建议,达到符合规范要求又能合理使用勘探工程投入的目的。
参考文献:
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[2]赵建.综合地质勘探方法在煤矿生产中的应用[J].煤矿现代化,2018,4:49-50.