煤田地质分析与对策

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摘要:在改革开放的新形势下,江西的煤炭产业结构发生了较大的变化,原煤产量出现了重点煤矿所占比例逐年下降、而乡镇集体矿山比例逐年上升的情况。文章根据江西省煤炭工业的结构变化和地质资源条件,对今后一个时期内江西省煤田地质勘探工作的策略进行了阐述。

关键词:煤田地质;工程地质;井田勘查;地质灾害防治

中图分类号:P534 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2010)09-0176-02

一、煤田概况

江西开发和利用煤炭的历史悠久,南朝就已经开始采煤,1907年建成的萍乡煤矿成为中国两大煤矿之一。在缺煤的江南九省区中,煤炭资源相对较多,煤炭品种齐全,除褐煤外,其余煤种都有,一半以上为江南稀缺的炼焦煤,集中赋存于萍(乡)乐(平)坳陷带。煤矿地质条件复杂,水、火、瓦斯、煤尘、顶板等自然灾害严重,安全生产技术管理工作难度大,历来是全国煤矿的事故多发省份之一。

煤炭资源埋藏浅、分布广、块段小的特点,决定了煤炭分布点多面广,全省99个县(市、区)中73个有煤炭资源,48个有煤矿。全省共有各类煤矿882处,其中乡镇煤矿777处,全省历史最高年产量2400余万吨,2001年全省煤炭产量1519万吨。目前,省内煤炭的自给率占75%左右,焦煤、电煤同时供应邻近省份,保证了本省和南方部分省份经济建设对煤炭的需求。江西省煤炭集团公司管理省属国有煤炭企业,共有9个煤矿,39处矿井,生产能力778万吨,在建矿井投产后,生产能力将达到900万吨左右。

二、煤田地质

赣西北煤田位于江西省西北部九江、瑞昌、德安及武宁、修水一带,大地构造处于下扬子台褶带早古生代―三叠纪拗陷区。南、北分别与江南地背斜雪峰期褶皱带和武当大别山雪峰期褶皱带毗邻。煤系产出时代为二叠纪,煤组有上二叠统乐平煤组和下二叠统王家铺煤组(煤厚0~25m,1933年由李毓尧命名)。

王家铺煤系赋存于上石炭统黄龙组灰岩之上,下二叠统栖霞组灰岩之下。煤系地层由下到上为灰白色粘土岩、煤层、炭质页岩、石英砂岩,总厚0~25m。

灰白色粘土岩:位于煤层底部,灰白色,土状、腊状光泽,含结核状黄铁矿,产植物化石,厚0~1.50m。

炭质页岩:位于煤层顶部,黑色,含黄铁矿结核,厚0~1.50m;石英砂岩:位于煤层顶部,灰白色,油脂光泽,细粒等粒结构,含少量浸染状黄铁矿,厚0~5.50m。

煤层:属单一煤层,形态变化极大,呈不连续之鸡窝状、透镜状。厚度沿走向、倾向变化极大,厚0~11m。

安源组煤矿主要分布在安源、白源、巨源、高坑、青山等地煤矿面积200 多平方公里。

据岩性组合及含煤情况将其分为三丘田段、爱坡里段、三家冲段、老虎冲段、天子山段、紫家冲段及龙家冲段,其中三丘田段和爱坡里段俗称上煤组,紫家冲段俗称下煤组含煤地层厚300~1200m,主要由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成,含植物化石及少量动物江西蛤化石。主要煤层集中在下煤组,上煤组仅含3 ~5层局部可采或不可采煤层。另外,安源组在萍乡各矿区出露差异较大,高坑、安源等矿区出露较好,而白源矿区出露较差基本上为隐伏煤田。

三、工程地质特点

煤田的地层多为半露至全露出地表,地形陡峻,坡度大,地形变化起伏大,冲沟切割强烈,悬崖峭壁较多;岩性组合复杂,岩体易风化,灰岩地层岩溶发育,石灰岩垂直裂隙发育,受开采影响,地面变形和沉降会使石灰岩层的裂隙和风化地层进一步发展,遇暴雨有发生滑坡和岩体崩塌垮落的可能。矿井开采后采空区上方将发生一定的地表变形与沉降,易发生山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害,会在一定范围内对村庄、地面建筑、公路、管线等设施产生影响。

四、采取对策

(一)井田勘查

《煤、泥炭地质勘查规范》(规范6.1条)“合理选择和使用地质填图、物探、钻探、采样测试等勘查手段”,指为了完成某一项地质任务,通过比较后,选择使用找矿评价效果、技术经济效益最好的勘查技术手段,并且不重复使用,已经过证实为有效的其它勘查手段去完成同一项地质任务;同时每一项勘查工程应力求获得尽可能多的资料和数据,即“一项工程、多种用途”。

勘察技术可以根据勘察程度与精度做出调整,如果提高勘查程度和勘查精度,在500m×500 m网格基础上增加中心孔或者减小孔间距,增加了非常规瓦斯化验测试和钻孔中瓦斯压力测试项目,可以对煤井结构与地质构造有个较为详细的描述理解,地质工作较为完善,生成的地质报告可以满足矿井的采煤或建设的需要。但由于受勘探阶段已有钻孔布置影响,给补勘插孔带来一定困难。

如果地质较为简单,勘查规范规定以250~500 m布设钻探工程基本线距,针对煤田的地质构造特点和煤层赋存状况,从节约投资和满足勘查需要2个方面考虑,选取375m×375m网格圈定331类资源量是比较适宜的。

三维地震勘探技术是一项集物理学、数学、计算机学为一体的综合性应用技术,其应用目的是为了使地下目标的图像更加清晰、位置预测更加可靠。三维地震勘探技术是从二维地震勘探逐步发展起来的,是地球物理勘探中最重要的方法,也是当前全球石油、天然气、煤炭等地下天然矿产的主要勘探技术。与二维地震勘探相比,三维地震勘探不仅能获得一张地震剖面图,还能获得一个三维空间上的数据体。三维数据体的信息点的密度可达12.5m×12.5m(即在12.5m×12.5m的面积内便采集一个数据),由于三维地震勘探获得信息量丰富,地震剖面分辨率高,地下的古河流、古湖泊、古高山、古喀斯特地貌、断层等均可直接或间接反映出来。

(二)矿井地质

1.预测预报和隐患排查。落实矿井水文地质,特别是采空区、相邻矿井及废弃矿井老空(窑)积水防治措施;承压水及含水层下开采要制定安全技术措施及地表水监控防范措施。认真开展预测预报和监测监控工作,投入资金按要求配齐配足传感器,做到现场有东西可看,有台账可查,有效果对比分析资料备案,必须按规定配备好打印机。

2.煤层对比。煤层对比是以具一定特征的岩层、煤层、岩性组合、旋回结构或一定动植物化石或化石群的岩层作为标志进行的,研究对比煤层,正确判定煤层。必要时采取井下钻探方法予以查明,杜绝错判煤层。

3.构造分析。及时分析矿井和采掘工作面地质构造发育情况,煤层厚度、产状、顶底板岩性及其变化情况,总结其规律性,用以指导生产。

(三)加强地质灾害防治管理

牢固树立法纪观念,做到依法办矿,合法经营。认真贯彻执行 “安全第一,预防为主,综合治理”的安全生产方针;认真贯彻落实国家《安全法》、《煤炭法》和《煤矿安全规程》等法律法规,从“要我安全”转变到“我要安全”、“不安全不生产”的观念上来。认真完善落实煤矿安全生产责任制,做到全员、全方位、全过程抓安全;认真抓好当前的安全隐患整改,尽快消除煤矿存在的重大隐患,做到矿矿实现安全生产。在国务院赋予的地质环境保护管理职能范围内,采用法律经济、技术、行政、教育等手段或措施,对地质环境保护、治理活动中的社会公共事务进行管理。

参考文献

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