巖巷防誤揭煤方法的探析

郭林峰+李學強+楊曉峰

摘要：十三礦地質構造極其復雜，己組煤層瓦斯低位抽采巷（以下簡稱低抽巷）施工過程中，遵循“物探、鉆探加標志層”，并嚴格執行“三探兩防一對比分析”的管控模式，解決了防止誤揭煤及突水問題。通過對巖巷遇到斷層的分析，優化了探測方案，不僅加快生產進度，保證了安全生產，同時節約生產成本。

關鍵詞：循環超前探測 斷層 “三探兩防一對比分析” 標志層 誤揭煤 長探斷掘

1 概述

平煤股份十三礦是平煤集團2002年建成并投產的1.80Mt/a大型礦井，位于平頂山市東北19km，襄城縣城西9km，井田屬襄、郟兩縣管轄區，井田東西走向長15km，南北傾斜寬2.3～5.0km，井田面積53.6km2。主采己15-17煤層，平均厚度為5.88m，開采深度由-100m至-800m標高。地質構造極其復雜，正、逆斷層交錯，十三礦落差比較大的正斷層近似于南北或北東、北西向；逆斷層則接近于東西向，且走向上比較發育，煤層底板的落差幾乎是煤層頂板落差的2倍。2005年5月經煤炭院撫順分院定為煤與瓦斯突出礦井，瓦斯含量從西向東逐漸增高，隨埋深變化規律明顯，曾經出現中型、大型、特大型煤與瓦斯突出及高濃度瓦斯超限事故，經分析都與逆斷層的分布有關，由此可見誤揭煤層極容易導致煤與瓦斯突出[1]。

2 低抽巷施工措施

為了更好的治理瓦斯，在高突區域做低位瓦斯抽采巷（簡稱低抽巷），先編寫循環超前探設計。施工層位在七灰與六灰中間的鋁土質泥巖中施工，距己15-17煤底板9～16m。為了準確掌握前方煤層賦存狀況，防止低抽巷掘進過程中因地質構造或煤層賦存發生變化誤揭煤，執行“三探、兩防、一對比分析”的防誤揭煤措施，三探即探地質構造、探煤層賦存情況、探富水區；兩防即防誤揭煤、防水害；“一對比分析”根據礦區逆斷層在走向上比較發育的規律，結合周邊地質資料，看是否有落差比較大，走向比較長，傾角比較小的斷層條帶，分析是否會影響到低抽巷的施工，綜合分析預測后，及時發放預測預報通知書，下發分析打鉆的具體參數。采用物探先行，鉆探驗證，沿相應標志層施工[2]。

3 誤揭煤情況分析

3.1 正斷層

向后傾的正斷層對于低抽巷的施工影響不大，沿標志層施工的低抽巷過正斷層后距煤層的間距變大，只需加大坡度沿相應標志層施工，不會造成揭煤及瓦斯超限等事故；向前傾的正斷層如果落差在9m以上，低抽巷施工過程中在斷層面附近容易造成瓦斯超限及揭煤，雖然執行循環超前探測，但此種情況也很難準確控制，因穿煤孔鉆透煤層底板2m左右時一般都出現噴孔現象，容易造成瓦斯超限事故，所以一般不穿透煤層，而是鉆進煤層2m左右停鉆，因此很難從煤層厚度上判斷斷層的存在，容易出現誤揭煤和瓦斯事故。

3.2 逆斷層

向前傾的逆斷層對于低抽巷的施工影響不大，執行循環超前探測下盤的煤層，過完逆斷層面后層間距變大，上盤煤層距低抽巷更遠，只影響低抽巷的施工坡度；向后傾的逆斷層對于執行循環超前探測到上盤的煤層，在探煤孔的下方會出現逆斷層下盤的煤層，且比正常的煤薄，或是煤尖，打鉆極不容易探測到煤，容易出現誤揭煤及瓦斯超限（如圖1）。

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圖一

3.3 走向逆斷層

己一輔助回風上山上段距∠56°H=8m逆斷層下盤煤層底板下8m，為了解決下一采面的回風，己一集中出煤巷（在逆斷層上盤）兩次變方位后，仰角13°與上段貫通，距逆斷層面法線距離60m，分析附近巷道的地質資料，上、下兩層己15-17煤重疊區域達110m。當巷道頂板距己15-17煤層底板3m時開始執行超前循環探測，物探顯示前方有異常，但探測不到逆斷層下盤的己15-17煤層，第二次變方位進入輔助回風上山下段時遇見逆斷層面，上盤為一灰下部，下盤為標2下泥巖，層理紊亂，分析下盤的己15-17煤層距己一輔助回風上山6m，根據己一輔助軌道上山遇見此逆斷層的傾角和兩條上山的平距，算出逆斷層面在回風上山上方10m左右，可是循環探測并沒有探測到下盤的己15-17煤層，判斷煤層肯定在巷道上方出現，在循環探測允許進尺范圍內執行“長探斷掘”，即利用凹鉆在巷道頂板開口，仰角40°，孔深15m，如果沒有煤，允許掘進5m，同時利用錨索孔探明下盤煤厚及其距巷道頂板的準確距離。施工40m后探測到逆斷層下盤的己15-17煤尖（厚0.15m），此時煤尖距巷道頂板5m，且逐漸變厚，距回風上山的距離也逐漸變大；施工36m后，逆斷層下盤的己15-17煤層底板距巷道的頂板8m。通過對回風上山上部沿逆斷層上盤掘進的己15-17-11060膠帶運輸巷、11080風巷和里切眼及周邊地質資料進行分析后，得出只有∠56°H=12m的逆斷層影響到己一回風上山，同時調整探測方案為“長探斷掘”。這樣既能有效防止誤揭煤，又節約打鉆時間，同時節約了生產成本。

總之，低抽巷和煤層底板下的巖巷在施工過程中遇到向前傾的正斷層、向后傾的逆斷層和走向逆斷層前，一定要打鉆探清前方煤層的賦存情況方可掘進；相反高抽巷和煤層頂板上的巖巷在施工過程中一定要注意向后傾的正斷層、向前傾的逆斷層和走向逆斷層，一定要打鉆探清前方煤層的賦存情況方可掘進，才能有效避免誤揭煤及瓦斯超限等事故的發生。

4 結語

巖巷在施工前一定要綜合礦井相鄰區段的地質資料、鉆孔及物探斷層等資料，分析所遇到斷層的性質、落差及延展情況，是否會影響到該巖巷的施工，如遇到有物探正斷層，一定要分析其附近的鉆孔，看是否有煤層分層現象，如有分層現象此斷層是逆斷層的可能性比較大，因為物探斷層分析的走向、傾向、上下盤都正確，只有斷層的性質分析反了[3]。在巖巷施工過程中如遇到巖層層理紊亂，出現“s”牽引，肯定是遇到逆斷層，一定要探清前方煤層的賦存情況后才能施工；從礦井內鉆孔內的煤層和煤線分析，如果出現其厚度異常，那么其附近出現逆斷層的可能性極大；在低抽巷施工過程中探明一個區段內沒有一13煤線，如果其內顯示有一13煤線，那么附近存在逆斷層的可能性也比較大。對巖巷遇到可能出現分析有危險的三種斷層，嚴格執行“三探、兩防、一對比分析”的防誤揭煤措施；對于地質資料已清晰的區域，施工巖巷時只需探明巷道距煤層頂、底板的距離，或執行“長探斷掘”的措施，既能有效保證防止誤揭煤、安全生產，又促進了生產，節約了時間和成本，更能為類似地質條件極為復雜的礦井提供技術經驗。

參考文獻：

[1]牛志強，李燕平，陳永勝.鉆探法在防止巖巷掘進誤揭煤中的應用[J].中州煤炭，2009（3）：72-73.

[2]楊曉峰，韓付濤.低位抽采巷創新管理模式的應用分析[J].中州煤炭，2013（10）：40-43.

[3]李學強，楊曉峰，趙旭光.淺析對逆斷層的認識[J].中小企業管理與科技，2014（8）：108-109.

作者簡介：

郭林峰（1963-），男，河南南陽人，1987年畢業于焦作礦業學院，工程師，現從事煤礦技術管理工作。endprint