淺析掘進巷道遇斷層后的找煤方法

劉作淮

摘 ?要：“地層是基礎(chǔ)，構(gòu)造是關(guān)鍵”是每一位地質(zhì)工作者都深知的找煤精髓。針對當前各礦井現(xiàn)場實際斷層構(gòu)造發(fā)育，造成礦井主采煤層在空間上不連續(xù)和不穩(wěn)定，且隨著開采時間，礦井資源量日漸減少、“三量”的不平衡、采煤接替緊張等地質(zhì)問題，故在當前資源緊缺的情況下，掌握一套行之有效的找煤方法，尋找斷失翼煤層及新增儲量，對巷道的掘進布置、資源的充分利用和延長礦井的服務(wù)年限，均具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：層位;斷層;斷失翼煤層;找煤方法

中圖分類號：TD163 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）03-0179-02

一對礦井是否有資源是決定礦井是否發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，因礦井開采年久、地質(zhì)構(gòu)造復雜、煤層穩(wěn)定性差等地質(zhì)因素的影響，使目前許多礦井都面臨資源緊缺的嚴重問題，故加強地質(zhì)找煤和對斷層性質(zhì)、斷距的研究，尋找斷失翼煤層，是對資源的充分利用和延長礦井服務(wù)年限有著重要意義。

1 ?地層新老關(guān)系對比法

1.1 ?標志層對比法

標志層對比法，即過斷層后所揭露的層位，為該礦井地層的特征層位，能夠反映其地層在柱狀圖中的位置，進而判斷斷層性質(zhì)和地層斷距的一種方法。

福建煤電某煤礦，延二采區(qū)+100水平沿37#煤跟煤掘進時遇一斷層，因過斷層之后另一盤揭露一層煤線，其頂板巖性為黑灰色稍具絲絹光澤的泥巖且含少量黃鐵礦、結(jié)核及頂板動物化石豐富。通過與柱狀圖結(jié)合進行綜合分析，確定該煤線為37#煤以下18 m處的一個特征層38#煤。進而確定該斷層地層斷距約19.5 m。最后通過打反眼，成功的找到斷失翼的37#煤層。

標志層對比，如圖1所示。

1.2 ?巖性組合對比法

巖性組合對比法，即過斷層后所揭露的巖層，通過作地層巖性變化小柱狀圖及觀察巖層中是否有結(jié)核、白云母片、鮞粒、生物擾動和厚砂巖等結(jié)構(gòu)特征與斷層前巖性組合或離工作面較近的鉆孔柱狀圖進行綜合對比分析，判斷斷層前后巖性的新老關(guān)系，進而合理布置巷道掘進方向的一種方法。

福建煤電昌福山煤礦，中井田+255水平3#跟煤巷遇一斷層斷失，揭露斷層另一盤時，巖性為厚的石英砂巖與砂質(zhì)泥巖組合，再根據(jù)該工作面南偏東10 °方向距30 m處有一鉆孔（3—8號孔），通過進行斷層前后巖性的綜合對比分析，得出該套巖性組合為3#煤層頂板的巖層，最后布置巷道掘進方向為向左拐，結(jié)果掘進3.5 m后成功的找出斷失的3#煤層。巖性組合對比，如圖2所示。

1.3 ?古生物化石對比法

古生物化石對比法，指利用煤層頂板巖層中保存下來的化石，有些能夠反映出特定的沉積相，通過將煤層頂板中的化石組合特征來判斷掘進巷道過斷層后，地層層位所在綜合柱狀圖的位置，進而判斷與過斷層前層位的新老關(guān)系的一種方法。

福建煤電昌福山煤礦，構(gòu)造特征主要為穹窿構(gòu)造，斷層、次級褶皺發(fā)育，屬構(gòu)造復雜型，在巷道掘進過程中經(jīng)常遇斷層，層位變化大，因而通過化石組合綜合對比分析才能快速得出過斷層后，層位所在的大致位置，進而指導巷道的布置。

昌福山煤礦東采區(qū)+150水平3#后石門，該掘進巷道本是7#跟煤巷，后遇斷層，斷失，之后又穿過穹窿構(gòu)造的核部、次級背向斜和斷層，巖層破碎，層位不清，直至穿過另一翼地層后，巖層相對穩(wěn)定，之后連續(xù)出現(xiàn)3層煤層，其直接頂板均為動物化石，中間一層煤間接頂板含植物化石，（這一特征在綜合柱狀圖上只有23#煤有這種特征）之后又出現(xiàn)密集的煤線0.2～0.3 m其頂板均為植物化石，最后通過與綜合柱狀圖中煤層頂板化石組合特征進行綜合分析，得出這些煤層所在層位為24#～16#的煤層。這樣則明確了主采煤層3#、5#、7#、9#均還在前方。古生物化石對比，如圖3所示。

2 ?構(gòu)造形跡判定法

構(gòu)造形跡判定法是斷層在形成過程中兩盤遺留下來的痕跡。即根據(jù)與斷層伴生和派生的小型和微型構(gòu)造來判斷斷層性質(zhì)的一種方法。（下面介紹幾種常見的構(gòu)造形跡特征）

2.1 ?牽引構(gòu)造

斷層兩盤緊鄰斷層的煤巖層，受到斷層兩盤相對錯動而對巖層拖曳，常發(fā)生明顯的弧形彎曲，這種彎曲叫做牽引褶皺，并且一般情況下褶皺的弧形彎曲的突出方向指示本盤的運動方向，如圖4所示。

由上面幾種情況分析，煤巖層因受斷層牽引構(gòu)造的影響，使臨近斷層的巖層產(chǎn)狀變化大，而過斷層較遠處，受斷層影響較小的巖層其產(chǎn)狀與斷層前的巖層產(chǎn)狀基本一樣或相反。因而在斷層帶上不易找出很直觀的弧形彎曲時，可通過整體產(chǎn)狀變化特征來進行對比分析，進而判斷斷層的性質(zhì)。

2.2 ?擦痕和階步

擦痕和階步是斷層兩盤相對錯動時在斷層面上留下的痕跡。一般情況下，擦痕表現(xiàn)為一端粗而深一端細而淺的“丁”字形，其細而淺端或感覺光滑的方向指示對盤運動方向。階步的陡坎一般面向?qū)ΡP的運動方向，如圖5所示。

2.3 ?羽狀節(jié)理

在斷層兩盤相對運動過程中，在斷層一盤或兩盤的巖石中常常產(chǎn)出羽狀排列的張節(jié)理，這些派生節(jié)理與主斷層斜交。一般情況下羽狀節(jié)理與主斷層所交銳角指示所在盤的運動方向。

2.4 ?斷層空間展布分析法

斷層空間展布分析法是根據(jù)某巷道已揭露出斷層的性質(zhì)、產(chǎn)狀，推斷該斷層在同一水平或不同水平的出露位置，進而在其他巷道揭露該斷層后，能夠快速做出判斷的一種分析方法。斷層空間展布分析法，如圖6所示。

在礦井井巷揭露過程中，遇到的斷層有時因牽引構(gòu)造不明顯、斷層兩盤地層新老關(guān)系不易判斷、斷層破碎帶發(fā)育等因素，至使在現(xiàn)場掘進巷道不易判斷出斷層的性質(zhì)、產(chǎn)狀。這時可以通過對同一水平或不同水平巷道已揭露出的該同一斷層的性質(zhì)，根據(jù)產(chǎn)狀推出在同一水平或不同水平該斷層的出露位置。即在井巷揭露斷層時，除了根據(jù)現(xiàn)場的一些特征來判斷外，還可以結(jié)合圖紙（水平切面圖、煤層底板等高線圖等）根據(jù)斷層的產(chǎn)狀，得知該斷層在圖紙上、空間上的展布情況，進而來預測其他巷道揭露同一斷層后能夠快速指導掘進巷道的合理布置。

2.5 ?力的形成機制判定法

力的形成機制判定法即地殼構(gòu)造運動時，力的釋放作用在地質(zhì)體、巖塊上。根據(jù)力的釋放方式不同會產(chǎn)生不同組合的斷層，進而通過組合方式推出未知斷層的性質(zhì)的一種方法。

昌福山煤礦東采區(qū)+1 50運輸大巷，在掘進過程中，揭露穹窿構(gòu)造的核部時，有一斷層，因斷層帶破碎，不易看出斷層的性質(zhì)及產(chǎn)狀，之后通過在之前還有一斷層知其性質(zhì)及產(chǎn)狀，再結(jié)合形成該構(gòu)造是因為底部有向上的力拱起。故最后判斷出其斷層組合為兩條走向基本一致傾斜相反的正斷層組成。如圖7所示。

3 ?理論圖解分析法

理論圖解分析法，即根據(jù)現(xiàn)場實際測出煤巖層產(chǎn)狀及斷層性質(zhì)產(chǎn)狀來判斷巷道應(yīng)往什么方向掘進的一種方法。下面介紹跟煤巷道遇斷層后根據(jù)地層新老關(guān)系來確定掘進方向，如圖8所示。

通過以上情況得知，跟煤巷道遇斷層后的找煤步驟：首先在井下現(xiàn)場分析判斷斷層的產(chǎn)狀、性質(zhì)并判斷過斷層后所揭露巖層與斷層前巖層的新老關(guān)系，其次根據(jù)煤巖層的產(chǎn)狀來確定斷失煤層的方向，之后通過綜合分析確定斷距的大小，最后合理布置巷道的掘進方向。

4 ?結(jié) ?語

①找煤的理論方法很多，但最為有效的方法莫過于長期經(jīng)驗的積累。因為這些方法都要在很清楚層位的特征和構(gòu)造特征后的分析方法。②在當前資源緊缺的情況下，煤層的賦存狀態(tài)差、地質(zhì)構(gòu)造復雜，使得地質(zhì)工作尤為重要。尋找新資源和斷失翼煤層是當前煤礦企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。③井下任何一種尋找斷失翼煤層的方法都有局限性和適用性。因而在找煤過程中，應(yīng)該通過多渠道多種方法的綜合對比分析應(yīng)用。④地質(zhì)工作者，尋找斷失翼煤層，是對巷道掘進布置、資源的充分利用和延長礦井的服務(wù)年限均有著重要意義。

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