姚桥煤矿7253工作面冲刷带分布特征及其对开采的影响

胡笑华

【摘 要】In the course of mining, the ancient river erosion zones have been tracked and data collected in YaoQiao coal mine' s 7253 working face. On the base of tracking and data analying result, the properties, cause and the adverse effect to the normal production of the ancient river erosion zones have been concluded and analyzed. The result of this paper will direct the layout of mining and digging working face.%对姚桥煤矿7253工作面开采过程中出现的古河流冲刷带进行跟踪和资料收集，总结分析了该工作面内古河流冲刷带的特征、成因以及对煤矿生产带来的不利影响，对工作面设计以及采掘部署具有指导意义。

【期刊名称】《华北科技学院学报》 【年(卷),期】2012(009)003 【总页数】3页(P28-30)

【关键词】冲刷带;滨前一三角洲;过渡相沉积;河流相沉积物 【作 者】胡笑华

【作者单位】大屯煤电公司,江苏徐州221600 【正文语种】中 文 【中图分类】TD327.23

姚桥煤矿位于江苏省沛县境内微山湖畔，为年产440万吨的特大型矿井。矿井目前主采山西组7号、8号煤层。井田为倾向北西的单斜构造，井田东翼受北部袁堂断层的影响，次一级向斜构造较发育。

7253工作面位于西五采区下部，东南为7251工作面，西北为西九采区，东北以工广保护煤柱线为界，西南为f602断层。原设计走向长477～484 m，倾向长度185.7 m。

老顶:中砂岩、细砂岩，厚10.13m。灰白色～浅灰色，矿物成份以石英、长石为主。下部为中砂岩，钙质胶结，有菱铁质小鲕粒及黄铁矿斑点。上部为细砂岩，含较多的深灰～灰黑色泥岩条带，见较多的植物茎叶化石，少量方解石细脉，呈缓波状层理。

直接顶:砂质泥岩，厚0～3.36m。深灰色，含砂量多而不均匀，底部为浅灰色粉砂岩，见植物化石，黄铁矿斑点，呈似波状层理。局部区域直接顶缺失。上方为老顶砂岩。

工作面内E6号钻孔7号煤层厚度3.46m，相邻7251工作面溜子道揭露7号煤层厚度3.3 m～4.2 m。

2009年5月7253材料道施工至4号点前40 m左右，发现7号煤层变薄，厚度由3.3 m变为2.5 m，并且沿材料道走向伴生一落差1.5 m的小断层。继续向前施工，煤层厚度在1.9 m～2.6 m之间，至4号点前98 m处，由于断层落差增大到3.2 m，靠近工作面一帮为坚硬细砂岩，影响今后工作面回采，经研究对工作面进行改造。第一次迎头后退25 m，按33°夹角向右施工改材料道，向前施工11m，煤层厚度由2.6m变为0.7m。后改材料道开门继续向后退至4号点施工。从切眼处开门施工的改材料道施工至18号点前15 m遇一条落差为2.3 m的断层，遇断层前煤层厚度3.8 m，过断层后煤层厚度为2.0 m，再向前施工70m范围内煤层厚度由2.0m变为1.5m后再变为3.0m。工作面溜子道也存在煤层厚度仅为2.5

m的煤层变薄区。揭露煤层冲刷带特征如下:

正常煤层底板连续，煤层变薄，煤层顶部呈不整合状，顶板大多发育有河流相沉积物。7253面正常区煤层厚度3.3 m～4.2 m，因受冲刷影响，煤层厚度变为0.7 m至3.0 m。如图1。

7253面煤层被冲刷后，原煤层顶板泥岩、砂质泥岩被冲刷带走，直接被细砂岩充填覆盖。如图1、2。

因冲刷带边缘往往为地应力集中区，当发生较弱的地质构造运动时，沿冲刷带边缘产生位移破坏。如图2。

因煤层形成不久，河流冲刷随即进行，又随即被砂质沉积物充填覆盖，因上覆砂质覆盖物密度较大，煤密度较小，煤与上覆岩体成岩作用较弱，因相互受力而侵入。如图2。

古河流冲刷带一般是指古水流(河流、海水)对泥炭层或煤层的冲蚀，并通常由砂质沉积物充填而形成的地质体，体内大多发育有河流相沉积物。水流冲刷能形成煤层薄化区和无煤区，即在煤层形成过程中或形成后煤层遭受水流冲蚀破坏引起煤层薄化或缺失。煤层冲刷带是引起煤层形态与厚度异常的常见原因之一［1］，直接影响到矿井工作面设计及开采方式。

根据区域资料分析，本区山西组煤系地层，为滨前-三角洲过渡相沉积，7号煤层是在地表大面积稳定上升，海水逐渐后退的古地理环境下沉积的。

7号煤层沉积基底有坡度不大的起伏，在相对较低的地方，煤层相对增厚，在相对较高的地方，煤层相对较薄。姚桥井田形成的煤层厚度受古地理沉积环境的影响，煤层厚度沿走向和倾向方向均有一定的变化。沿倾向方向，沉积基底总的趋势是从井田南侧F14断层由南向北逐渐降低，因此煤层厚度由南部向北部逐渐增厚。沿走向方向，沉积基底总的趋势是由西南向东北逐渐降低，地势较低的地方有利于煤层的沉积。因此7号煤层由西向东逐渐增厚。这也是湖区7号煤较厚，并且存在

8号煤的主要原因。

从上述古地理条件分析看，西五采区处于沉积基底由高到低的过渡阶段，在7号煤沉积过程中或7号煤层沉积以后，地表发生洪水或出现小型河流，由于煤系地层尚未固结，极易出现河流冲刷现象［2-3］。使沉积在顶部的直接顶泥质、沙泥质及7号煤上部部分煤体等物质被水流冲刷带走。导致7号煤煤层顶板直接顶缺失、煤层变薄等冲刷构造带的出现。

由于冲刷构造带的存在，使煤层厚度由4 m左右锐减为0.7 m，工作面内冲刷带厚度为1.5 m～3.0 m，冲刷带宽度60 m ～100 m，走向100°。加上伴生小断层的存在，并且顶板直接为坚硬细砂岩顶板覆盖，对工作面布置及采掘生产带来较大影响［4-5］。冲刷带范围如图3。

1)改变工作面布置:因冲刷带及断层的存在，使工作面由原设计宽度为185.7 m，缩小为135 m。同时根据西九采区煤层厚度特征，预测西九采区局部可能存在河流冲刷构造。

2)对掘进的影响:造成巷道断面破岩范围较大，无效进尺多，影响巷道掘进速度。 3)对回采的影响:冲刷区煤层变薄，煤层厚度最小仅为0.7 m，造成资源量减少。煤层厚度变薄小于工作面采高，导致回采期间，挑顶或破底，影响原煤灰分及工作面回采进度。

通过对姚桥矿7253工作面冲刷带分布特征及其成因分析，认为本冲刷带对煤层的赋存特性、稳定性及煤质具有重要影响，在今后的开采过程中，应根据7253工作面冲刷带的成因及特征，对类似地质条件的工作面进行优化设计，特别在工作面及巷道布置时应设法避开冲刷带的不利影响;在工作面回采及巷道掘进过程中，应采用相应的工艺、技术措施来降低无效掘进工程量、降低煤炭的含矸率。

【相关文献】

［1］ 余智秘，刘沛林，等.古河床冲刷带探测及通过实践［J］.中国煤田地质，2012(2):80-81 ［2］ 刘云生.吕家坨井田八煤层古河流冲刷带的认识与分析［J］.水力采煤与管道运，2000，(12):21-25

［3］ 王宇林，赵明鹏.煤层冲刷带的分类及预测［J］.辽宁工程技术大学学报(自然科学版)，1998，(6):149-153

［4］ 彭可平，董智慧.煤层冲刷带软岩巷道支护技术研究［J］. 中国资源综合利用，2011，(7):47-49

［5］ 郭增军.综采工作面过冲刷带的实践［J］.中国矿山工程，2009，(4):40-42