显德汪矿探采对比研究

赵云良，李东雪

（中国煤炭地质总局 第二水文地质队，河北 邢台 054000）

1 概况

显德汪矿位于河北省邢台市西南部35 km 处，邢台地区沙河市与邯郸地区武安市的接壤地带。井田大部分属沙河市白塔镇管辖，东南少部分属武安市邑城乡管辖。矿区面积18.197 8 km2。

德汪矿始建于1976 年4 月，由原河北省煤矿设计院设计，于1976 年12 月由河北省煤炭建设公司第四工程处正式动工兴建，1982 年11 月建成移交投产，设计生产能力为90 万t/a，服务年限116 a，1985 年12 月31 日达到设计生产能力，1989 年至1994 年进行改扩建，扩建后生产能力为150 万t/a，2009 年重新核定生产能力为170 万t/a，2014年12 月4 日，河北省煤炭工业安全管理局重新核定生产能力为180 万t/a，服务年限12.3 a。

矿井主采1、2、9 号煤层，采用主斜井、副立井及立风井混合，主石门与阶段运输大巷、采区上、下山相结合的开拓方式。矿井为单水平开采（-50 m 水平），共分12 个采区，回风水平标高+150 m，最大开采深度615 m 左右。

井田内煤层开采顺序为先上组后下组，各组煤自上而下开采；水平内为前进式开采，采区内为后退式开采。9 号煤采用底板注浆加固的开采方式。采用走向长壁后退式采煤方法，根据各煤层、各区域的具体条件分别采用高档普采和综合机械化采煤。采用一次采全高，自然垮落法管理顶板。

2 探采对比分析

此次探采对比是以1975 年12 月《河北省邢台矿区显德汪井田地质勘探精查报告》（以下称“精查报告”）为基础对构造、煤层瓦斯等方面进行对比。

2.1 地层

井田地表全为第四系掩盖，无基岩出露，钻孔揭露的地层由老至新有奥陶系中统马家沟组（O2m）、峰峰组（O2f），石炭系中统本溪组（C2b）、石炭系上统太原组（C3t），二叠系下统山西组（P1s）、二叠系下统下石盒子组（P1x）、二叠系上统上石盒子组（P2s）、新生界第四系（Q），与1975年《河北省邢台矿区显德汪井田地质勘探精查报告》当中地质描述一致。

2.2 构造

井田基本构造格局为被NNE 向正断层切割的NNE 与NWW 向向斜的复合构造。大、中型断层大多呈NNE 或NW 向，与褶皱轴向基本平行，向斜形态比较清晰完整，宽缓开阔，略显波状起伏。

原勘探时期，井田内共发现断层18 条，其中断层落差大于100 m 的1 条，大于30 m 的9 条，其余小于30 m 的8 条。经过几十年的生产及采掘揭露证实，截止闭坑前，井田内共揭露断层大中型断层16 条，其余小型断层10 条。

经过与原勘探报告对比，大型断层特征变化不大，中型断层稍有变化。如F2 断层原勘探时断层走向为北东向，倾向北西向，走向长度2.4 km，两端分别消失于14 勘探线和7 线附近。而经过实际的采掘揭露，该断层走向为南北向，倾向为西向，走向长度为1.4 km，两端分别尖灭与7 勘探线和12 线附近。F18 原勘探时期断层走向长度430 m，实际揭露长度为1.16 km。F5 断层原勘探时钻孔2103 孔控制落差30 m，而其实际落差为60 m。F12 断层原勘探阶段由1715 钻孔控制落差为20 m，实际为30 m。另外，在几十年的生产中，各煤层工作面及巷道中揭露数百条落差小于5 m 的断层。

2.3 岩浆岩

依据勘探结果，井田内一采区上山与温庄村连线以南地区煤系地层均发现有岩浆体侵入，约占井田面积的三分之一多，多呈岩床侵入。岩浆岩的侵入，对6 号煤层以下煤层均有不同程度的影响，尤其对9 号煤层影响严重，影响的面积约3.5 km2，占9 号煤层总面积的18.6%。经过采掘揭露，岩浆岩的分布、侵入形式和层位与勘探结果基本一致。

2.4 煤层

显德汪矿含煤地层为中石炭统本溪组，上石炭统太原组和下二叠统山西组。煤系地层平均厚度约236 m，共含煤10～15 层，煤层总厚13.54 m，总含煤系数5.7%，其中可采煤层8 层，可采总厚度10.06 m，可采含煤层系数4.2%。

经过多年开采，煤层分布、结构和煤质与勘探结果基本一致。井田已揭露的大部分区域1、2、9号煤厚度与勘探结果基本相符，个别区域受断层层间滑动有煤层变薄现象，出现局部煤层变薄带。

显德汪井田分布着贫煤和无烟煤两大类，各煤层煤类以3 号无烟煤为主，局部为贫煤。1 号煤层以第10 勘探线为界，2 号煤层以第10 勘探线以北150 m 为界，3 号煤层以第7 勘探线为界，北部为贫煤，南部为无烟煤。4、5、6、7、8、9、10 号煤层全属无烟煤，与勘探报告描述一致。

2.5 瓦斯

1975 年《河北省邢台矿区显德汪井田地质勘探精查报告》当中未对矿井做出瓦斯等级划分。但显德汪矿自建矿以来无煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）喷出或突出现象及记录。根据近几年的瓦斯鉴定结果表明矿井属低瓦斯矿井。并且煤尘无爆炸性危险，煤堆未发生自燃现象。

根据最新显德汪矿矿井瓦斯鉴定结果，矿井绝对瓦斯涌出量为7.97 m3/min，相对瓦斯涌出量为4.41 m3/t，属低瓦斯矿井，1、2、9 号煤均为Ⅲ类，属不易自燃煤层。综上所述，勘探和采掘揭露的瓦斯情况基本一致。

2.6 水文地质条件

依据以往水文地质勘探和试验资料，显德汪矿在开采1 号、2 号煤时，水文地质条件比较简单，主要充水水源为老空水和煤系地层薄层含水层水。主要充水含水层富水性较弱，且补给不充分，主要以静储量为主，接受奥灰强含水层补给的可能性较小，矿井涌水量小，且变化幅度不大，正常情况下对矿井安全生产影响较小。

开采9 号煤时，水文地质条件复杂，主要充水水源为顶板大青灰岩水，奥灰水为矿井的间接充水水源，在与本溪灰岩含水层有水力联系的区域，奥灰水将转变为矿井的直接充水水源，对矿井安全构成威胁。

显德汪矿在开采1 号、2 号煤时，矿井涌水量构成情况与勘探结果所反映的水文地质条件基本一致。显德汪矿在开采9 号煤时，采取了煤层底板加固等一系列矿井防治水措施，增大了煤层底板的阻水能力，矿井涌水量主要由顶板大青水构成构成，采掘过程中未发生奥灰突水灾害，实际揭露所反映的水文地质条件与勘探所反映的水文地质条件基本一致。

2.7 其他开采条件

2.7.1 地温与地压

显德汪矿勘探阶段未进行过钻孔测温，矿井生产过程中也未出现过地温异常现象。据邻近郭二庄矿及章村矿勘探阶段获得的地温资料，煤系及上覆地层地温梯度为0.41～0.7 ℃／100 m，恒温带深度60～80 m，温度值15～15.5 ℃。据显德汪矿开采的1 号、2 号煤层地温资料显示，低温一般为20 ℃左右，从未出现过31 ℃的高温异常区。

显德汪矿自建设以来，未发生冲击地压现象，与1975 年《河北省邢台矿区显德汪井田地质勘探精查报告》描述一致。

2.7.2 天窗

显德汪矿自建设以来，未发现天窗现象，与1975 年《河北省邢台矿区显德汪井田地质勘探精查报告》描述一致。

3 结论

（1）显德汪矿井田属掩盖式煤田的一部分，勘探时采用钻探和测井相结合，地质测量为辅助手段的勘探方法是正确的。勘探类型定为二类二型，即构造属中等类型，主要煤层属于较稳定类型，经生产证实是符合该矿实际情况的。

（2）原精查地质报告对整个井田的大中型断层断层构造控制程度较高，与生产实际揭露的变化不大。只有个别断层特征与揭露有出入，主要表现在：①断层落差部分稍有变动；②断层延展长度出现有变化，有的已影响了采区布置；③遗漏小型断层较多。

（3）勘探对煤质及煤类的分布和确定是基本正确的。水文地质条件及开采技术条件基本查明，储量计算可靠，准确程度较高。

综上所述，原地质勘探工作基本查明了矿井地质条件和水文地质条件，大部分规模较大的地质构造发育特征得到了有效控制。煤层厚度、稳定性及分布情况、规模较大的地质构造得到了有效控制，为显德汪矿生产提供较可靠的地质依据，原勘探工程合理，基本能满足矿井生产的需要。