南桐矿区砚石台煤矿煤层厚度变化因素分析

王良文

摘 要：影响砚石台煤矿煤层厚度的因素主要有2个，一个是原生沉积时的沉积环境，另一个是后期构造挤压时的煤层流变。

关键词：煤矿；矿井；煤层；沉积体系

中图分类号：TD823.25 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.088

1 沉积环境对煤层厚度的影响

砚石台煤矿煤层总体原生厚度变化不大，由南往北有增厚的趋势，但变化幅度不大。这是由于K1煤层形成前，由分布广泛的泻湖相发育成泥坪相，进而产生的泥炭沼泽相的发育环境比较稳定。因此，K1煤层在整个川东地区，尤其是南桐地区发育较好，具有大面积稳定沉降、植物生长繁茂和成煤物质供应与地壳沉降保持均衡的特点；成煤后，泥坪相和泻湖相同步发育，对煤层起到了保护作用。由于K1煤层形成前、后的沉积环境稳定，所以，K1煤层的厚度变化不大。

K3煤层与K1煤层不同，K3煤层在矿井南段基本上为一层（称合并带），此带与东林、鱼田堡的K3煤层相同。相对而言，这片形成K3煤层的区域比较稳定，均为由潮坪砂泥岩混合坪发育而成的泥炭沼泽相的成煤环境，成煤后为泥坪到泻湖相，如图1所示。由此可见，K3煤层的合并带是在较为稳定的环境中形成的。矿井5线（部分在4线以南）以北的环境有明显变化，K3底部存在砂体，且在其上部有砂坪或潮渠沉积，导致K3煤层分为上、下两层（K3a和K3b），北面出现了三分叉（K3a1，K3a2，K3b）。这些煤层分叉的出现与砂体（属潮渠相或砂坪相）有关，砂体中潮汐层理发育。由本矿向北至红岩煤矿，整个K3煤层分叉的各分层均不可采。K3煤层的分叉位置不呈平直界线，矿井南段呈零星分布，4线北±0 m标高以上出现一部分分叉，再向北至5～6线的分叉现象成片出现。

综上所述，矿井主采K1，K3（K3a2）煤层的原生厚度变化受到了沉积环境的制约。

2 后期构造对煤层厚度的影响

砚石台煤矿煤层的后期构造影响主要指燕山运动形成的褶皱和断裂。煤系形成后连续沉积的有长兴组、三叠系、侏罗系、白垩系。燕山运动期间及其以后，该区地层发生了强烈褶皱，导致鲜家坪背斜发生倒转。砚石台煤矿所开采的煤层即鲜家坪背斜倒转翼。由矿井资料得知，±0 m以上出现了6条小构造带，分带性十分明显，这些构造带由次级褶皱、断裂和挤压带等组成。由于煤层相对围岩而言较软，在刚性体的挤压作用下，煤层发生流变，产生了各种各样的流变煤层形态。总体看来，这些构造带与煤层走向有5°～15°的夹角，呈带状分布。这种构造带不仅含有次级褶皱，且走势起伏不平，导致煤层厚薄不均。因此，在不同的构造带上形成了带状或成片的变薄带，甚至无煤带。这些变薄带与构造带有一定关系，如图2所示。煤层变薄带与构造带并不是一一对应的关系。一般而言，背向斜的翼部常为变薄带，造成煤层不可采，严重影响了采区产量。在本次延深勘探中，804-1号和808号钻孔所钻的K1煤层不可采。K1煤层老顶茅口组为石灰岩，岩石破碎、方解石脉发育，挤压明显，煤层直接顶板为铝质泥岩滑面，岩心破碎明显，证明该煤层受到了强烈的挤压，煤层片理化，导致煤层不可采。

根据区域资料可知，来自龙骨溪背斜方向，由东向西的推动力导致鲜家坪背斜发生倒转，一部分推力消失，另一部分推力导致地层倒转，受影响最大的是志留系和龙潭组，使其煤层发生塑性变形，多种形态的拉伸、挤压均比较发育，直至后期以F11断层为主体的滑脱面形成了滑脱构造。这种滑脱构造上盘大、下盘比较小。通过观察井下断层，一些小断层切穿可采煤层底板，而至煤层时，其规模变小，甚至消失。这是由于煤层为塑性体，大大减小了压力的作用。K1和K3煤层受构造影响的比较结果为：K1的褶皱、断裂和挤压带的发育强于K3煤层的褶皱、断裂和挤压带，K1煤层紧邻刚性体，与推动力的距离较近，所受释放力较大，而K3煤层与刚性体的距离较远，受力较小，因此，K1煤层变薄的概率较高。

3 结束语

综上所述，就本矿而言，在煤层厚度变化的原因中，后期构造作用是主要的，沉积变化是次要的。

〔编辑：张思楠〕