范各庄矿南四区域12半煤层开采地质条件分析

摘 要：通过对范各庄矿南四区域地面钻孔资料邻近工程实见地质资料的分析和研究，对范各庄矿南四区域12半煤层开采地质条件进行分析和预测，为该区域工作面的设计和煤层开采提供重要的地质依据。

关键词：南四区域12半煤层 地质条件 煤层厚度 煤层间距

中图分类号：TD8 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（a）-0046-02

1 概论

南四区域12半煤层位于范各庄矿二水平，南翼四石门采区。

1.1 地面位置

地面为耕地，有沟渠、高压线、果园及机井。

1.2 井下位置及四邻采掘情况

此区域上覆1427S采空区（2000年回采完毕）、2421S采空区（1994年回采完毕）、2423S采空区（1996年回采完畢）、2425S采空区（1999年回采完毕）、2427S采空区（2002年回采完毕）、2429S采空区（2005年回采完毕），下部无工程，北部有2433皮带上山及243平石门，南部为毕各庄风井煤柱，西部为2429S采空区（2005年回采完毕），东部无工程。

2 地质构造

2.1 区域构造分布规律：毕各庄向斜区

南翼的南四石门以南的整个区域为毕各庄向斜区。毕各庄向斜及F5大断层是该区的主体构造，对区域内其它褶皱和断裂构造起着控制作用。该区域以褶皱构造和大型断层发育为主要特征。

F5断层：为一巨型断裂构造。断层在本井田内的落差在200 m以上，由开平煤田的东南部边缘一直延伸到唐家庄井田。该断层在井田内的走向已由O5孔、毕44孔控制，倾向NWW，倾角88°。断层上盘的煤系地层与下盘的奥陶纪灰岩对接，成为井田东南部的自然边界。有资料证实，F5断层是喜马拉雅运动中滦县地块相对往北运动而形成的大型剪切构造。F5断层形成过程中派生的构造应力场对该区域的构造起着重要的控制和改造作用。

毕各庄向斜：轴向呈N20～30°E。枢纽呈波状起伏，鞍部位于84—3孔和毕10孔之间，两侧沿轴向形成两个不同形态的小型盆地。两翼地层不对称，东北翼较缓，倾角小于10°，西南翼较陡，倾角可达33°，轴面略向西南倾斜。由于受F5断层的影响，向斜轴自毕36孔以南略有向北偏转。

小西庄背斜：位于毕各庄风井处，是受F5断层影响形成的小型牵引倾伏短轴背斜，背斜的核部比较紧密，顶部较为舒缓。轴向NE向，SW向倾斜，与毕各庄向斜交汇于84—3孔至毕10孔之间，从而造成了毕各庄向斜枢纽起伏呈马鞍状。受F5断层影响，距其1100～1400 m处发育一组断裂构造，位于毕36、84—7钻孔附近，由F4、F11、F12断层组成，落差25～30 m。由于均为单个钻孔控制，未能确定其走向和延展长度。若为F5断层的伴生构造，其走向应为NWW至NEE向，如果是F5断层的派生构造，走向则可能为NW向。该组断层对井田南部采区布置影响甚大，需在以后的生产中投入一定的勘探工程量进一步查明，以指导采区规划设计和生产。

F0断层延伸到毕各庄向斜区域，在2500石门和2591上山落差在20～22 m，至018孔附近尖灭。

2.2 构造发育情况

此区域发育有毕各庄向斜，毕各庄向斜及F5大断层是该区的主体构造，对区域内其它褶皱和断裂构造起着控制作用。该区域以褶皱构造和大型断层发育为主要特征。地质构造较复杂，断层较发育，根据12煤层断层实见资料推测延伸，可得断层对此区域影响较大，此区域不受岩浆岩影响，无陷落柱发育。

2.3 岩浆岩

在井田精查勘探期间仅在范51孔的259.6 m和331.65 m深度发现有岩浆岩侵入。矿井投产后，在采掘开工程和补充勘探钻孔中又陆续揭露多处岩浆岩侵入。到目前井田内已揭露了大量侵入到煤系地层中的岩浆岩体，共揭露三组共六条岩浆岩侵入体呈岩墙式侵入到煤系地层中，总体走向为N5°～15°W。通过已有的资料和巷道揭露情况对比，可以看出本区域不受目前所发现的六条岩浆岩的波及影响。

2.4 陷落柱

本区域受陷落柱影响比较小，目前为止发现的14个陷落柱尚未有证据表明能够对本区域生产造成影响，但要做好防范，防止隐伏陷落柱的出露给生产造成危害。陷落柱作为地质异常体，具有隐伏、孤立随机分布特点。岩溶陷落柱的成因是以奥灰岩层中地下水的强烈交替为条件，岩溶发育为基础，岩体自重重力、地应力集中以及溶洞内的真空负压三重作用为动力，经过迅速垮落、间歇、溶蚀、搬运、塌陷、冒落等周而复始过程，分阶段逐步形成陷落柱。

3 与12半煤层间距变化及顶底板岩性

3.1 南四石门区域12半煤层基本情况

12半煤层为井田内局部可采煤层。由毕6孔、毕3孔、83—5孔、87—1孔线以南与12煤合群。由该线往北至南二道半石门范围内，由于基底的不均衡沉降逐渐分离，只在此范围内为可采煤层。煤厚0.29～4.87 m，平均1.6 m，为单一结构煤层。由于基底起伏变化造成煤层厚度变化较大，局部呈现底鼓，给回采造成很大困难。

煤岩类型为半光亮型和半暗淡型。密度1.38 g/cm3。与下伏14煤的层间距为45～75 m，平均50 m。

3.2 煤厚及与12煤层间距变化规律

通过查阅钻孔顶底板综合柱状图（表1地面钻孔统计表），统计煤层厚度、底板情况及煤层上下关系等，再结合相邻区域掘进、回采和开拓实见煤层厚度及间距，采用内差法在底板等高线图上圈出与12煤层的等间距线。

经统计发现，该区域煤层为简单结构煤层，煤层厚度及倾角变化不大，最厚2.85 m，最薄0.98 m，平均1.75 m。此区域发育有毕各庄向斜，为较稳定中厚煤层。东南区域，局部位置距12煤层底板0.40 m，煤厚0.34 m。但煤层受基底不平影响厚度变化较大，局部的底鼓给生产造成很大影响。

4 水文地质条件及钻孔分布

4.1 条件分析及分布

该区域位于二水平南四石门以南，上覆12煤层有1427S、2421S、2423S、2425S、2427S采空区，区域内有地面钻孔79-1、冲16、J22、74-1、毕1、毕5。

1427S、2421S、2423S、2425S、2427S在回采中均有一定积水空间，但在同层下部区域掘采中均已疏放，为防止形成二次积水，在2431S、2433S、2435S施工过程中应再次对1427S、2421S、2423S、2425S、2427S采空区进行探放。

地面钻孔：79-1、J22、毕1、毕5均已封孔，封孔质量完好，冲16钻孔未封，终孔在6煤底板，距离12煤半较远，不影响掘采。

4.2 开采条件预计及建议

预计：掘进过程中可能会出现顶底板裂隙水，过断层及破碎带可能会出现水量增大现象。建议：（1）在施工过程中提前探放1427S、2421S、2423S、2425S、2427S采空区二次积水。（2）按预计最大涌水量安装排水设备，并保持排水系统完好。最大涌水量：1.5 m3/min，正常涌水量：0.4 m3/min。

参考文献

[1]施龙青，韩进.底板突水机理及预测预报[M].中国矿业大学出版社，2004.

[2]王大纯，张人权，史毅虹，等.水文地质学基础[M].地质出版社，1995.

[3]陈兆炎，郑世书.煤田水文地质学[M].煤炭工业出版社，1989.

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