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在衰老煤矿区寻找新的可采层纪实

 无冕之王001 2018-12-14

在衰老煤矿区寻找新的可采层纪实

早期煤田

枣庄采煤历史悠久,早在公元618年的唐代峄县境内就出现了采煤活动,元代已形成相当规模,清朝已达“煤井地皆空”(清滕州籍诗人满碧山语),浅部煤层已采掘殆尽。1899年,成立中兴煤矿公司至1906年建煤井26对,出现较大规模采煤的局面,并先后兴建了三座大井。上世纪30年代之前,仅市驻地附近已探知古井977座。建国之后,煤炭工业飞速发展,枣庄矿务局在陶枣煤田内陆续恢复新建了枣庄、陶庄、田屯、山家林、甘霖、朱子埠等六座煤矿,以后继而又兴建了官桥煤田内的八一、莱村、魏庄、井亭和滕南煤田的柴里、田陈、蒋庄等煤矿。根据市区经济发展需要又建设地方煤矿百余处。1997年,全市原煤产量已达1800多万吨。

枣庄东部矿区(陶枣、官桥、八里屯)从上世纪70年代末开始,先后有部分统配煤矿和不少地方煤矿,因资源枯竭纷纷下马,尤其是乡镇煤矿接续紧张,而国家又急需煤炭,在此情况下,枣庄矿务局和市地方煤炭局的一些领导和工程技术人员在改革开放政策的感召下,乘科技兴市的东风,群策群力,勇于探索,积极在老矿区寻找新的可采层,取得了丰硕的成果。在上世纪80年代先后开发了石盒子组柴煤和太原组的6、9、15等煤层,兴建地方煤矿十多对。

柴煤是前人未纳入本地区煤层编号的最上面一层煤,因古人开采可以代替柴草燃烧而得名,其名称在清光绪三十年《峄县乡土志》中称为柴炭层,之后沿用至今。估计在百年前已开采,在齐村以北一带及闫布村以南均有古井发现。建国以来,历次勘探中对该层煤由于勘探手段单一,了解程度不够,未作为勘探对象,仅仅是穿层而过等原因,故对柴煤作了“煤质不佳,极不稳定,没有开采意义”、“无工业利用价值”等结论,但也指出“局部地区可达可采厚度”。由此我市地质工作者认为:前人的这些有益工作,为今后进一步寻找柴煤可采区提供了线索。

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沈国栋


柴煤的发现

沈国栋,江苏省苏州人,曾任枣庄矿务局地质测量处处长、高级工程师。他早年自合肥工业大学地质系毕业之后,有幸来到枣庄从事煤炭开发和煤矿生产建设技术工作,1976年前曾在枣庄、甘霖和黄贝等矿工作。在这期间对黄贝井田内柴煤的赋存情况及其可采性做了系统的调查分析研究,从而发现了黄贝井田的中北部有较大一块可采区。这块可采区究竟怎样会想到去寻找的呢?

1963年~1976年,沈国栋在甘霖矿地测科任地质技术员,十多年的工作实践使他想到一个疑题:就是黄贝井田不论是地质构造和水文条件,还是煤层赋存状况都与众不同。其地质构造极为复杂,致使煤岩层走向从西部的北西向转到中部的北东70°~80°直到东北部近南北向的变化;水文条件属中等至较复杂类型,曾三次淹井;西部还有火成岩大面积的侵入破坏,从地质条件看可谓“五毒俱全”了。从煤层及其顶板情况看也是“唯此独有”了:如14层煤老顶八层灰岩被冲蚀;15层煤在东部存在可采区;特别是石盒子组柴煤,在不少钻孔内的见煤厚度均达到0.7米以上,这些在过去历次勘探和地质报告中均未作个详细的研究探讨。于是,沈国栋就考虑能否在黄贝井田寻找和圈定出一块柴煤可采区,以利于开发利用。

1975年3月,沈国栋制订了寻找柴煤可采区的简易计划。第一阶段,先到黄贝井翻阅和查找记录了黄贝井1975年之前在地面打的所有钻孔约70多孔,从中筛选出见柴煤的煤厚达到0.5米以上的钻孔约20多个。第二阶段绘制地质剖面图五条,绘制综合地层柱状图一张,绘制走向和倾向煤岩层对比图四张(其中浅部和深部走向各一张,东部和西部倾向各一张),绘制柴煤底板等高线及储量计算图一张。第三阶段编制了有关的表格和文字说明书。历时大半年,于1976年一季度完成了寻找柴煤的整套地质资料。通过以上工作发现在黄贝井的中北部(闫布——中安阳——北山宿舍以北)赋存着一块埋藏量约300万的柴煤区,其最大煤厚达2.15米,最小达0.5米,该区以南煤厚均少于0.5米。这块柴煤可采区找出后,他异常的兴奋,是过去没有发现的。约在1982年,在山亭区划之前,当时齐村区政府主管工业的一位副区长、区经委主任岳革飞和区煤炭局局长周玉臣找到沈国栋,说明了拟为兴建煤矿而提供既不影响大矿生产又可作为小矿利用的煤炭资源。他当时考虑,山区贫困,振兴经济别无出路,依靠煤炭为依托是上策。于是,在今山亭区百货大楼西边、区经委二楼会议室正式审查了这份柴煤可采区的地质资料,会议决定将黄贝东北部划为探采区,由齐村区在黄贝井北宿舍东兴建区属煤矿,开采柴煤。后经市煤炭局组织对该区柴煤进行资源补充勘探,在验证基础上于黄贝井的中北部和西部陆续兴建了几处小煤矿。从此,这块新发现的柴煤可采区被有效地开发利用了,为山亭区煤炭工业和乡镇企业的发展起到积极作用。

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枣庄市煤炭资源分布图


柴煤的补勘

1982年4月16日,枣庄市地方煤田勘探队华敬然,为了晋升技术职称写了找煤调查报告方面的论文。原来他在枣庄矿务局钻探队工作期间,在黄贝和朱子埠煤矿施工时任钻机地质员,对柴煤见煤点情况,已有初步感性认识,调到市煤炭局后又参与了地方勘探队对张山子煤矿的补勘,在工作区北部(伊家河与运河间)注意到有几个柴煤可采点,便与队地质组张延友、刘春磊一起向市煤炭局顾志成工程师汇报了这一情况,引起了重视。经顾工确定,将探明柴煤纳入1979年重点勘探对象,即向省地方煤炭局分管勘探的王有业、王华堂等工程师汇报,批准了勘探设计,经过实施,获得了柴煤(2)地质储量162万吨(烟煤),这是韩台煤田找煤中新的突破。从而,他加深了对柴煤的认识。之后,该块段柴煤由台儿庄区涧头镇兴建了煤矿进行试采。

进入80年代地方煤矿大发展,作为做地质技术工作的华敬然,考虑到自己是党培养多年的地质勘探职工,要趁此写点对国家有实用价值的东西,于是他便想到了做柴煤这篇文章:设想张山子是石盒子组地层,陶枣也是此地层,张山子找到了可采地段,在陶枣煤田通过收集利用前人资料,能否试图也能寻找到柴煤新的可采区段。于是,他便于1982年3月17日开始历时5天的找煤梦——对陶枣柴煤的调查。带着问题到枣庄矿务局地测处和枣庄、朱子埠、甘霖与山家林等矿搜集资料,查阅了数百个钻孔原始柱状,走访了十余名地质方面的师长,进行了初步的分析整理,全区段除陶庄未作调查外,共收集见煤点101个,其中可采点31个,不可采点70个,在可采点中平均煤厚0.5米~1.12米,一般厚度为0.72米。

调查结果:除原田屯煤矿不具有本煤层沉积地层外,其他各区均有不同范围的分布,唯黄贝、齐北和甘霖三块较好,尤其黄贝能形成一定的储量。找到了三个重点分布区和枣东零星分布区。其中:黄贝区包括甘霖黄贝区和陶庄黄贝区两部分。北以北山断层,南至煤层露头,东至第Ⅺ线,西到第Ⅲ线,东西长4000米,南北1000米,面积4平方公里。收集见煤点33个,其中可采16个,可采厚度0.5~1.1米,一般厚度0.7米,初步可划分三个有希望的储量块段,预计可获得C级储量109.3万吨,其中-200水平以上的储量约占1/2以上,适合小井开采。据资料介绍“古人在闫布以南曾用土法开采”,深度约在±0以上。

华敬然根据调查分析归纳,编写了《对陶枣柴煤补勘与开发的建议》,文图表一套资料,提出了对陶枣柴煤的设想与建议,他认为:柴煤虽为不稳定煤层,但在大范围内,仍可寻找出较为稳定的局部可采块段,类似黄贝(远不止是4平方公里面积)和齐北这样的区段,煤层较稳定,离地表又浅,很适合地方煤矿开采。如能将这些区段分别进行补勘,以查明煤层的赋存、煤质情况和开采技术条件等。因未收集到煤质资料,故在补勘中要把煤质当作重点。对三个重点分布区,要首先考虑黄贝区。估计不用太大的工程量,即可达到目的。在查明地质资料基础上,可划出一个适宜的块段,效仿韩台煤田,在陶枣煤田也搞一个试采井,以探索积累经验,为正式开采该煤层创造条件。

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本文作者之一刘春磊(后左)在地质报告审查会上


《建议》上报给市煤炭局职称评审小组丁广森、顾志成、刘宗珂三位工程师。时隔不久,《建议》被市局采纳,为了给勘探队和地方煤矿找接续,应在此基础上本着择优的原则立即编制安阳(黄贝区)柴煤区的补勘设计。然后,他同刘春磊等人到枣庄矿务局地测处和档案室搜集了资料,并在顾工的指导下于当年12月4日编写了设计,12月8日由顾工带领钻探队华、刘等人并会同齐村区煤炭局生产科长刘志勤赴省煤炭局向孙广林副指挥、王有业、王华堂和孙洪星等工程师汇报,被确定为省“五小”投资资源勘探项目。由市煤炭局钻探队进行补勘,补勘面积10平方公里,新增勘探线9条,计施工钻孔52个,总工程量11392米,探明地质储量353万吨,系肥气一号煤。

补勘的实施是分两个阶段进行的。其一,于1983年7月~1985年1月,在6平方公里的面积内,施工钻孔39个,工程量8381米。当时,开动三台钻机,省市局大力支持,配备了先进的测井车和自动吊车。广大职工干劲很大,山亭区局及煤矿大力支持,邹坞镇政府及安阳等村民也积极配合,所以两年施工均达设计要求,并超额完成了任务。其二,在第一阶段取得良好补勘效果后,1988年左右对安阳西柴煤区进行了补充勘探,共施工钻孔13个,工程量3011米。

通过补勘,重点探明-300米以上柴煤层的赋存、煤质和构造等情况。从而,验证了华敬然的《建议》是切实可行的,为乡镇煤矿提供了接续基地。期间,有件事记得很清楚,就是“挪”钻孔。该区探煤质是重点,也是上级领导担心的问题。由于柴煤层无明显的标志层,初施工缺乏经验,当班者责任心不强,导致83-13孔打丢煤层,该孔位于探采的主采区,煤质特别重要。市局顾志成工程师听说后,即会同队召开会议,拟定了“加强地质工作”的若干规定,并速到现场动员钻机挪孔重新施工,此举职工们一致拥护,经过认真实施,取煤芯符合国家规定,从而进行了补救。

经过对柴煤的调查、建议到验证出成果后,市科委、市科协、省市煤炭局对《陶枣区探煤研究》专题相当重视,此项目先后获得省、市煤炭局科技进步一等奖与优秀论文奖。补勘柴煤与开采,枣庄地方煤矿是山东的第一家。此项成果不是哪一个人所能做到的,而是集体智慧的结晶。在调查资料时,枣庄矿务局系统的许多师长提供了很大方便,并热情给予支持,一位老工程师曾“予祝成功”。时任职市经委的刘宝富工程师表示坚决支持。省地方煤炭指挥部副指挥孙广林1982年4月6日认为:此专题“一有实用价值,二有理论探讨意义”;“在老矿区寻找新煤层是方向”;“应争取勘探费用”,在具体写法上也作了指示。华敬然在拜访几位领导后,得到不少鼓励和启发,从而坚定了写好论文的决心,并终于取得了可喜的成果。

看完这个找煤故事,读者也许要问:为什么在黄贝井田能找到柴煤可采区?在别的地方还有可能找到吗?对此华敬然工程师认为:其一能在黄贝井田找到柴煤可采区并非是“上帝”的“情有独钟”,而是有其独特的地质构造和沉积条件造成的,其原因是陶枣煤田北缘的北山断层在这个井田的北部横切而过,将黄贝井田深部下降了近二千米,并形成了黄贝向斜,这样就创造了在太原组——山西组成煤之后堆积了巨厚的上二迭系和上侏罗系的地层,其中也包含着柴煤的堆积生成。而在别的地方没有较大的埋深和巨厚的盖层,也就不可能会有柴煤可采区存在,最多存在着柴煤沉积的层位或煤线。其二能否在枣庄市境内其他地方找到柴煤可采区?笔者分析认为类似黄贝井田地质条件的如韩台煤田(已经勘探证实有局部柴煤层赋存)及其西延部份(包括微山湖南端)、滕东预测区的南部、枣庄和陶庄矿的深部等地区有可能存在柴煤的可采区,而枣庄的其它地区就没有柴煤可采区的“栖身之地”了。以上这些地区之所以有可能存在着柴煤可采区,除有其本身的构造沉积特征之外,还受着成煤控煤的区域地质特征的影响:根据我国华北地区(大致指淮河以北)成煤控煤规律分析,淮南、淮北、徐州等地柴煤发育较好,是主采煤层,尤其是两淮地区。以此往北,柴煤沉积发育渐差。我市南部邻近两淮、徐州,属柴煤发育过渡地带,控煤条件尚好,局部可能有可采区存在;控煤条件较差的,则不复存在了。从枣庄再往北,到兖州、肥城、新汶等地柴煤大概是“无影无踪”了吧!由此可见,由于地区的差异同一煤层沉积的不均一性是客观存在的。

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野外勘探


太原组中找煤

实践出真知。枣庄矿务局和市地方煤炭系统的一些工程技术人员及乡镇煤矿“土生土长”的管理与技术人员在可采煤层日趋减少的情况下,为延长现有生产矿井的开采时间,不少煤矿在陶枣老矿区揭开了探索寻找和开采太原组内新可采层的序幕,并取得了可喜的成绩。

甘霖煤矿地测科沈国栋,于1965年就主持开展对本井田范围内2、6、9、15等层煤细致的艰苦的地质调查分析工作,并提出了较为可靠的地质调查资料。其中2层煤在原有古井采空区之外圈定出可采储量38万吨,煤厚在0~2.24米,后由彭楼乡在大甘霖村铁道北建井开采。6层煤和9层煤的分布大致在甘霖矿主、付井口四周,其中6层煤厚0~0.79米,圈出储量60万吨,后由张范乡在大甘霖村东兴建了全市最早开采6层煤的矿井。到上世纪80年代后期,由峄城区城关镇在甘霖矿井口以东补勘后兴建了6层煤矿井。到90年代中期,薛城区洪村煤矿从洪村支2断层以北越过断层进入6层煤开采。甘霖煤矿到90年代初,原主采煤层储量渐渐枯竭,为延长矿井服务年限和与别的剩余煤层的配采,也从井底绕道向北掘进进入6层煤,打了二条下山,并在西侧放了一个小面进行试采。对9层煤也作出了煤层储量计算图,圈定储量50万吨,分布在井口的东西两翼,煤厚达0~0.65米,后有不少矿井如张范七号井、陶官井、山兴煤井、峄城城关镇煤井均延深开采此煤层。15层煤主要分布在黄贝井东北部原东二号下山东西两侧,煤厚在0~0.75米之间,圈定储量28万吨。

薛城区周营镇煤矿,在建16层煤生产井时,发现9层煤的一个可采点,为充分利用资源,进行了大胆探索,1982年9月建了9层煤立井。1983年产量较小,1984~1985年共产煤4万余吨,进入1985年以来日平均生产80吨,煤层厚度变化不大,平均0.50米,最厚达0.55米,顶板为五层灰岩,便于维护,据已揭露的资料估算,可采面积为240000平方米,储量为15.6万吨。

周营煤矿利用原生产系统开采9层煤,是在区、市煤炭局帮助下进行的。之后由主要研究人员王兰友、朱自琨、孙全德、孟繁富和该矿书记郑继友撰写了《周营煤矿在不稳定极薄煤层中查勘可采层》的论文,获市煤炭局科学技术进步一等奖。

陶庄镇215煤井,原开采14层煤,1983年初该矿在储量减少,接续紧张,煤矿面临报废的情况下,开始对14层煤采区上方的极薄煤层组(13层煤和14层煤上分层),进行了大胆的试采。其煤层总厚度为0.60~0.90米,中间有0.2米~0.60米的夹矸,上部是8~5米的八层灰岩,下部是1~2米的黑色泥岩,再下是14层煤采空区。通过三个试采面的开采,已采煤4.5万吨,实践证明具备开采条件。薛城区科委于1985年9月9日,组织有关人员对该项目,进行了评议,肯定“在14层煤采空区上开采极薄煤层的成功,是一次大胆的赏试和突破,……具有推广和使用价值”。据资料估算该矿开采13、14(上)煤层,可增加储量120万吨,延长矿井寿命约20年。

此项目由薛城区煤炭局主要研究人员胡大国、卢有存、李新泉撰写了《陶庄镇215煤矿采空区上开采极薄煤层群》的论文,获市煤炭局科技进步一等奖。

峄城区古邵煤矿位于北陈郝与黄贝井毗邻,原开采太原群14层煤,1982年8~9月份在结束14层煤后,根据井田内钻孔(原华东煤田地质局一二三队施工)中15层煤的资料,利用原生产系统,进行15层煤的试采,1983年生产1.6万吨,1984年生产2万吨,1985年1~10月份已生产1.7万吨。该煤层在大区范围内,虽属不稳定的薄煤层,但从该矿揭露来看可以开采,其煤厚平均在0.50~0.60米,最厚0.70米。顶板为九层灰岩,煤质据初步化验发热量5500卡/克,但由于伪顶随煤冒落,含矸较高。仅据钻孔控制,该层煤估算储量12万吨,以年产2万吨计算,能延长矿井寿命6年。

枣庄地方煤矿分布在陶枣煤田内的各矿井,从1976年后开采煤层增加了6层煤,82年后增加了9层煤与15层煤,84年后增加了石盒组柴煤和太原组13层煤与14层煤(上),计五个煤层的局部开采。1993年,位于滕北煤田的峄城区赵坡煤矿也进行12(下)层与14层的联合开采,其成果获省、市科技进步奖,在新区找煤与开采中开创了先河。

从上世纪60年代开始,尤其进入80年代至90年代末,在改革开放的春风吹拂下,我市众多科技人员积极投身于寻找薄煤层与开采的工作之中,他们的实践证实了“在老矿区寻找新的可采层是地方煤矿持续发展的重要途径”。这是在前人地质工作基础上,向更深更广开展工作的集体结晶。但愿这一经验,在若干年之后,对滕县煤田各矿井,能有所借鉴,并开花结果。

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