現(xiàn)階段斷失翼煤層的尋找方法

于緒峰，王同吉

（內(nèi)蒙古魯新能源開發(fā)有限責任公司， 內(nèi)蒙古錫林浩特市 026321）

現(xiàn)階段斷失翼煤層的尋找方法

于緒峰，王同吉

（內(nèi)蒙古魯新能源開發(fā)有限責任公司， 內(nèi)蒙古錫林浩特市 026321）

詳細闡述了層位對比法、層間距對比法、延伸推理法、鉆探法等方法，并指出了其在尋找斷失翼煤層中的具體操作及適用條件。

斷失翼煤層；尋找方法；層位對比；層間距對比；延伸推理

斷層是影響煤礦生產(chǎn)的重要地質(zhì)因素之一。新建礦井地質(zhì)資料較少，而老礦區(qū)隨著采區(qū)不斷向深部拓展，地應力逐漸增強，斷裂構(gòu)造亦日趨復雜，因此，準確、及時地尋找斷失翼煤層，對于有效降低噸煤成本、提高礦井的生產(chǎn)安全尤顯重要。本文綜合闡述層位對比法、層間距對比法、延伸推理法、鉆探法等多種斷失翼煤層尋找方法，以期為煤礦生產(chǎn)提供幫助。

1 層位對比法

沉積巖層都有一定的沉積順序，煤巖層的厚度、層間距、煤巖性特征在一定的區(qū)域內(nèi)往往較穩(wěn)定，變化不大。因此，根據(jù)已掌握的煤系巖性、巖相組合特征，特別是對比標志層來尋找斷失翼煤層就較為簡便、可靠。如圖1所示，煤巷掘進過程中遇到斷層f，迎頭煤層變薄，通過層位對比則知道迎頭的薄煤層為斷失煤層的上覆煤層，因此，可直接判斷出斷失盤的升降方向和斷層落差。

圖1 層位對比法示意

層位對比法是尋找斷失翼煤層的基本方法，為做好這項工作，在礦井生產(chǎn)中對于煤層頂、底板層位及標志層厚度、物理特征應重點觀察、全面描述，包括其巖性、顏色、結(jié)構(gòu)、硬度、完整性、動植物化石特征等。但由于地層沉積環(huán)境的復雜及煤層頂、底板巖性的變化，特別是在標志層缺少及層位變化較大的情況下，層位對比法必須結(jié)合其它方法、手段，并對已掌握的地質(zhì)資料進行綜合分析，方能得出正確的結(jié)論。

2 層間距對比法

一般在較大區(qū)域內(nèi)，相鄰的上下煤層其層間距有基本保持穩(wěn)定的特性，因此，當上覆煤層開采完畢開拓下伏煤層時，層間距將是引導下伏煤層施工的重要標尺。如圖2（a）所示，上覆二層煤回采完畢，下伏四層煤巷道掘進過程中見斷層f，連接1、8點，2、7點，3、6點，4、5點，可推算出e、g、c、d點的標高，因此，可繪出沿四層煤巷道掘進方向上覆二層煤的傾角變化趨勢。如圖2（b）所示，根據(jù)鄰近鉆孔查實二層煤與四層煤間距為20m，二層煤實際開采過程中為下坡推進，因此，四層煤巷道掘進遇到的對盤巖性可判斷為下降盤，落差為g點與c點間的標高差。

3 延伸推理法

當新采區(qū)地質(zhì)資料編錄較少時，只能通過已知的見煤資料延伸推理，因此該方法在開采新采區(qū)的首層煤適用較廣。如圖3所示，沿煤巷道迎頭見斷層f，可連接2、6點，連接1、7點平行于2、3點，則通過2、3導線點標高，可計算出2、3點巷道的傾角，而由于距離較近，1、7點的傾角基本等于2、3點的傾角，則通過1導線點標高及1、7點的傾角推算出7點的標高，再通過2導線點及7點的標高推算出2、7點的傾角，根據(jù)該傾角推算出6點的標高，因此，由5點與6點的標高得知斷失盤的升降方向，斷距為5點與6點的標高差。

該方法形式多樣、應用較廣，具體應根據(jù)實際見煤資料綜合多方位分析。同時，由于地質(zhì)資料的多變性，該方法推斷的斷失翼煤層僅可作為參考，特別是斷距大小，應結(jié)合其它方法綜合確定。

圖2 層間距對比法示意

圖3 延伸推理法

4 鉆探法

沿煤巷道掘進見斷層，可過斷層繼續(xù)向前推進數(shù)米，利用施工地點現(xiàn)有的鉆探設備，如風鉆、錨索機等，對巷道頂?shù)装暹M行鉆探，當落差較小時（2～4 m），利用風鉆對巷道頂?shù)装暹M行鉆探，很容易探到斷失煤層，判出落差；當落差較大時（4～10m），可配合層間距對比法，尋找斷失翼煤層。如圖4所示，煤2、煤4層間距20m，利用錨索機對巷道頂板進行鉆探，當巷道頂板見煤時，根據(jù)煤層位置及已掌握的層間距可直接判斷出落差，如果鉆探10m沒有見煤，則可判定斷失盤為下降盤，根據(jù)上覆煤2順巷道方向起伏較小的特點，推斷落差近似為煤4巷道起坡至見斷層段標高差的2倍。

圖4 鉆探法示意

當斷層落差較大，使用風鉆、錨索機等設備無法追溯到斷失煤層時，可選用大型勘探設備進行鉆探，如使用SGZ－IC－1型75m液壓防爆鉆機對斷失煤層探查，則落差在10～50m范圍內(nèi)的較大斷層就很容易探到。

5 現(xiàn)場構(gòu)造形跡推理法

斷裂構(gòu)造形成時，在斷裂面上會留下相應的擦痕、擦溝、牽引褶曲、磨光面、伴生斷層或斷層帶充填物，可以根據(jù)這些斷裂面構(gòu)造形跡來判斷斷裂構(gòu)造位移情況。例如，巷道遇斷層后，斷裂面上所呈現(xiàn)的擦痕、擦溝從粗而深到細而淺的方向，可確定為斷失盤位移方向，磨光面呈不規(guī)則扇形狀而消失的一端可確定為斷失盤位移方向。

由于地殼運動的相對穩(wěn)定性，大斷層形成過程中所伴生的小斷層一般可判定斷失盤位移的方向。如圖5所示，沿煤巷道掘進遇小斷層之后，相隔2m迎頭遇大斷層，工作面全巖，且小斷層產(chǎn)狀與大斷層一致，由于形成斷層地應力的一致性，因此，迎頭斷失盤位移的方向可依據(jù)伴生小斷層的位移方向判定。

圖5 構(gòu)造形跡推理法示意

斷層帶充填的煤線、巖石角礫、標志層巖塊等分布具有一定的規(guī)律，可根據(jù)這些充填物來追溯斷失盤煤層。沿斷層滑動方向上煤巖角礫數(shù)量由多漸少、粒度由粗變細方向及煤線（薄煤）運動方向即為斷失盤位移方向。圖5中，迎頭見砂質(zhì)頁巖，斷層帶充填石灰?guī)r碎塊，經(jīng)對比鉆孔柱狀圖，該煤層頂板為標志層石灰?guī)r，則很容易判斷石灰?guī)r碎塊為該層煤頂板石灰?guī)r，斷失盤為下降盤。

6 結(jié) 論

本文詳細介紹了5種斷失翼煤層尋找方法及其適用條件。上述方法對判定斷層性質(zhì)、尋找斷失翼煤層都有一定實際意義，但各有其局限性。實際生產(chǎn)中各種方法應綜合運用，相互補充、驗證，方能得出正確的結(jié)論。

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［4］于潤滄.采礦工程師手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

2011－09－20）

于緒峰（1969－），男，山東肥城人，工程師，主要從事礦井地質(zhì)與防治水工作。