趙坡煤礦超前預測地質構造技術的探索和應用

摘要：為了有效預測巷道掘進過程中可能遇見大中斷層，通過綜合采用等高線法、鉆孔標定法、已有斷層等一系列的措施，大大提高了對大中斷層預測的準確性，降低了掘進巷道過程中的風險。

關鍵詞：多煤層聯合開采 超前預測 探索 應用

1 概述

斷層構造是礦井生產過程中遇到的主要地質構造之一。特別是在巷道掘進過程中不可避免地要遇到一系列大、中、小斷層構造，尤其是大、中斷層對煤礦巷道的掘進進度產生較大的影響，生產中斷層判斷失誤：一會導致已掘進巷道的作廢，二會嚴重影響煤礦生產接續，三會帶來一系列突發災害，嚴重影響煤礦安全生產工作。針對趙坡礦采取多煤層聯合開采這一特點，結合生產實際情況，綜合采用等高線法、鉆孔標定法、已開采煤層揭露斷層等進行綜合論證與分析，從而成功在生產中超前預測出可能出現的大中斷層，為設計、生產超前提供地質信息，取得了較好的效果。

2 斷層形成機理及影響因素

2.1 地殼巖層因受力達到一定強度而發生破裂，并沿破裂面有明顯相對移動的構造稱斷層

斷層的基本組成部分稱斷層要素。它包括斷層面和斷盤。斷層面被錯開的兩部分巖石沿著滑動的破裂面稱斷層面。斷層面的產狀用走向、傾向和傾角表示。斷層面可以是水平的、傾斜的或直立的，以傾斜的最多。其形狀可以是平面，也可以為曲面或臺階狀。有時斷層兩側的運動并不是沿一個面發生，而是沿著由許多破裂面組成的破裂帶發生，這個帶稱為斷層破碎帶或斷裂帶。斷層面與地面的交線稱斷層線。它反映斷層的延伸方向和斷層的延伸規模。由于斷層面的形狀、產狀的變化及地形的影響，斷層線可以是直線，也可以是曲線。斷盤斷層面兩側相對移動的巖塊稱作斷盤。當斷層面傾斜時，斷盤有上、下之分，位于斷層面以上的斷塊叫上盤，位于斷層面以下的叫下盤。斷層面為直立時，往往以方向來說明，如稱為斷層的東盤或西盤。按兩盤相對運動來分，相對上升的斷塊叫上升盤，相對下降的斷塊叫下降盤。

2.2 斷層的基本類型

按斷層兩盤相對運動特點，斷層可分為三種基本形態類型：

正斷層：上盤相對下降、下盤相對上升的斷層稱為正斷層。正斷層的斷層面常常較陡，傾角一般在45°以上，斷層線也比較平直。

逆斷層：上盤相對上升、下盤相對下降的斷層稱為逆斷層。逆斷層的傾角有陡有緩，如果斷層面傾角小于45°，常稱為逆掩斷層或沖斷層。

平移斷層：兩盤沿斷層面走向相對水平錯動的斷層稱平移斷層或走向滑動斷層。平移斷層根據兩盤相對滑動方向分為左行（或左旋）和右行（或右旋）兩類：觀察者位于斷層一盤，看對面另一盤向左側滑動者稱左行，向右側滑動者稱右行。平移斷層的傾角通常很陡，甚至是直立的，斷層線延伸較平直。

根據趙坡礦已生產煤層揭露的斷層來看，基本上都是正斷層和逆斷層，目前未發現平移斷層。

3 大中斷層超前綜合預測的方法

第一步：趙坡煤礦開采的煤田屬于多煤層聯合開采，自上至下先后開采的煤層為12煤、14煤、16煤、17煤。現在12煤已開采完畢，在開采過程中我們積累了大量詳實的地質資料。

依據巖層在沒有受到地質構造破壞的理想情況下，煤巖層之間是水平層理分布的，等高線之間的距離也是等距的，所以理想情況下，同一煤層以及不同煤層等高線應該是一組均勻分布的曲線，但在實際生產過程中，我們繪制出來的等高線往往出現異常，比如等高線的水平間距突然發生變化，這時就應該仔細分析引起變化的原因，發現逆斷層會使等高線的間距變大，正斷層會使等高線的間距變小，特別是大中落差的斷層對等高線的影響更明顯，等高線往往在走向上發生劇烈的變化。通過此種方法，我們初步斷定12煤開采過程中揭露的較大斷層會沿著其傾向延伸到14煤、16煤、17煤，然后初步畫出14煤、16煤、17煤預測的等高線。

第二步：依據地質鉆孔揭露的14、16、17煤底板高程，以及在巷道掘進過程中揭露的14、16、17上覆煤巖層的標高及時修正預測的14、16、17煤等高線走向，調整等高線的間距，繪制出比較接近14、16、17煤層走勢的等高線預測圖。

第三步：在實際掘進過程中依據實測的頂板標高及煤巖層的產狀三要素，及時對照預測的等高線，積極大膽預測掘進過程中可能出現的大中斷層，并取得了可喜的成果。

參考文獻：

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