肥城煤田白莊井田北部邊界地區地質特征及評價

1煤-巖-震對比及北部邊界研究肥城油田白莊煤礦主要生產兩個生產水平。-150m水平上組煤三層煤已基本回采完畢;七層煤基本無正規面,生產能力低;八、九層煤受水威脅嚴重,需底板注漿改造后方能回采。-250m水平三層煤村莊壓煤嚴重,給設計和生產接續都帶來了不利的影響。目前,主要采場集中在-250m水平三層煤沒有村莊壓煤的區域。隨著礦井生產能力的加大,三層煤資源正逐漸枯竭,用來接續的采區大部分集中在煤田深部和邊界地區。該地區的勘探、構造控制程度非常低,儲量級別大部分為C級和D級,根本無法指導生產。由于北部邊界F1斷層空間展布特征一直沒有定量分析,儲量不能準確確定。經過多年的地質工作,發現北部邊界地層存在重復現象,推斷可能有推覆構造。1998年掘進證實,原報告推斷的深部大斷層F2(H=60～110m)、F2-1(H=45～70m)不存在。地層產狀也有較大變化,北部邊界不是向北傾斜的單斜構造,可能為南緩北陡的向斜構造,其邊界構造比預計的要復雜。因此必須對煤田北部邊界大斷層及煤層賦存條件進行系統勘探和研究,摸清地質構造和煤層賦存條件,提高儲量級別,才能進行指導采區合理布局,保證生產正常接續。2改進儲量級別的方法和方法通過井下巷探和鉆探,并利用速度快、周期短、地質效果好、投資省的地面電法物探方法,是提高儲量級別的途徑。2.1地面地震勘探作業在二、三、四和六采區控制為探查礦井深部地質條件和解決井田邊界問題,分別對二、三、四和六采區進行了三次二維地面地震勘探,物探面積7.2km2。初步查清了井田淺部的地質構造情況。2.2逆推構造的范圍在該礦3500采區共施工了三個地質孔,均揭露寒武系灰巖超覆于石盒子組以上。寒武系灰巖均與上覆第四系沖積層呈不整合接觸,據巖性判斷屬中寒武統。說明在該礦井田邊界附近存在有逆推構造,構造的規模較大。根據收集附近礦井有關資料證實,局二中水井、曹莊深部水井均在寒武系灰巖下發現了新地層石盒子組,說明在肥城煤田北部邊界存在一較大規模的逆推構造,其規模和原地質報告的邊界F1大斷裂一樣,但性質相反,對井田北部邊界控制有著重要意義。2.3井田內、逆推構造帶為配合該礦五采區地面補勘,在一采區、五采區400m×700m范圍內進行了小型電法物探。通過電法探測出測區內有三條走向基本一致的高阻異常帶,反映出井田內確實存在著多條寒武系灰巖帶,可能存在著多個逆推構造帶。為進一步驗證地震物探成果資料,彌補地震資料的局限性,在井田北部邊界,東西長約1400m的范圍內進行了高密度電法勘探,初步查明了北部邊界斷層及其支斷層的產狀、空間展布特征。2.4fps.邊界兩側斜構造的西緣紀地層與北擺動在該礦3100采區施工巷探,探測北部邊界斷層及其附生斷層,前后共施工巷探兩條400m,證實邊界附近的F2、F2-1斷層向北擺動200多米,而且采區中部存在一向斜構造,邊界附近煤層抬起,傾角15～20°。并在3100采區、3800采區深部施工地質孔,探測邊界附近煤層賦存情況及構造分布特點,對深部的煤層及斷層情況有了更深入了解。2.5三級煤賦存狀態通過上述地質工作,基本確定了北部邊界的構造形態,落差大于10m的斷層全部控制,三層煤賦存狀態基本搞清,糾正了以往對這一地區構造的模糊認識。3小區內巷道地質及地層儲層精細判據根據煤層穩定性、斷層發育程度、褶皺形態等地質條件,依據《礦井地質規程說明》等有關文件,白莊煤礦定為Ⅲ類礦井,各級儲量的基本線距見表1。在勘探階段,由于鉆探工程控制程度不夠,不能劃為高級儲量的塊段。在礦井生產過程中,通過巷探及巷道工程施工及物探,對該地段的構造及煤層賦存條件基本查清后,儲量類別可以升級。見表2。該礦北部邊界控制較差,鉆孔密度小,只有5個地質孔,其中3個見煤,2個未達,勘探線距在1000～3000m之間,原地質報告將以上塊段確定為C級和D級儲量。通過3年的地質工作,基本確定了北部邊界的構造形態,勘探線距符合高級儲量基本勘探線距要求,地質條件查明程度符合表2中所列高級儲量的各項要求。以往的地質報告將這部分儲量定為C級儲量和D級儲量,無高級儲量。升級后測算儲量為352.3萬t,A級儲量為143.0萬t,B級儲量為178.0萬t,C級儲量為31.3萬t。其中高級儲量(A+B)占可采儲量的比例為91%。通過分析,認為高級儲量(A+B)占可采儲量的比例能夠滿足采區及工作面設計的要求。4對肥城煤礦北部邊界的重新估計,為改革和發展提供依據(1)重新評價煤田邊界斷層,進一步準確認識邊界F1斷層及其附生斷層的性質,合理地界定了煤田邊界,為今后更深入的邊界勘探研究及資源的開發提供了堅實的理論依據,可以節省大量的勘探投入。(2)根據對肥城煤田北部邊界多次的科學分析,準確地確定了煤田邊界,重新估算了煤炭資源量,圈出了可供近期開發利用的范圍,對邊界外圍具有工業開采價值的區域進行了認真預測,為肥城煤田可持續發展提供依據。(3)初步測算肥城煤田北部邊界附近上組煤擴大儲量1000萬t,遠景儲量可達2000萬t,可