綜采工作面過構造復雜區域地質分析及技術措施

張玉松+潘巨剛+張濱

摘要： 本文結合7110工作面現場實踐，針對工作面過構造復雜區域，加強地質構造分析預判，更好地發揮指導生產服務生產職能，進行了總結介紹，具有一定的借鑒意義。

Abstract： In this paper， combined with the field practice of 7110 working face， aiming at complex structure region， to strengthen geological structure analysis， give full play to the guiding function of production service， which has been summarized and has a certain reference significance.

關鍵詞： 構造；復雜區域；地質分析

Key words： structure；complex region；geological analysis

中圖分類號：TD163 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）20-0192-02

0 引言

3下7110工作面為田陳煤礦主采工作面，目前已推采435m。工作面里段，由于構造及水文情況相對簡單，未遇到大的困難，生產較為正常，當推采至365m時，考慮到防沖需要，縮面改造，工作面傾斜長由原來的230m縮短至135m。

縮面改造45天后，該面恢復生產。由于恢復生產后的前200m范圍，為一構造極其復雜區域，落差從1.5m至7.5m大大小小不同方向的斷層共計18條之多，造成煤層錯動斷開，失去了整體連續性，加之煤層普遍存在上下分層，夾矸厚度變化大，給工作面安全生產帶來極大困難。如何在保證安全的前提下，較好地兼顧煤質、產量以及資源回收，選取合理的推采層位，制定科學的推采方案和預防措施，最大限度地趨利避害，是擺在田陳煤礦面前的首要難題。為此，在礦黨政的正確領導下，地質人員不等不靠，自我加壓，及時分析預判現場條件變化趨勢，充分發揮地質工作指導生產、服務生產的職能，采取了一系列行之有效的措施，走出了一條綜放工作面過構造復雜區域的新路，為礦井的安全生產做出了積極貢獻。

1 工作面概況

3下7110工作面位于北七采區西翼中上部，北與金莊煤礦毗鄰，南為北七采區西翼軌道、皮帶上山，西以F7-14（落差55m）斷層為界與正在掘進中的3下7112工作面相臨，東側緊靠3下7108工作面。工作面里段為7106向斜，中部F7-15（落差0～15m）斷層斜穿工作面。地面標高

+53.2～54.1m，工作面標高-740.6～-673.2m，走向長度1464m，傾斜長度162m，煤層厚度3.5～9.0/6.5m，煤層傾角9°～22°/12°，地質儲量201.9萬t。

2 采取的主要措施

2.1 領導重視，組織得力

針對3下7110工作面面臨的困難復雜局面，礦黨政高度重視，分別成立了井下現場工作組和地面技術分析組，加強現場監督管理，科學決策采煤工藝，積極應對面臨的困難和挑戰，上下一心，共渡難關。

2.2 強化現場管理，發揮地測尖兵眼睛作用

面對現場復雜多變的實際，為保證及時準確地把現場煤層、構造變化情況反映到有關圖紙上，便于領導研究決策，地測科專門成立7110現場素描組，堅持每天一素描，每天下午把早班素描圖發放到相關領導及部門。素描圖中準確標注斷層編號、煤層夾矸厚度、溜子坡度、回采位置、頂底板煤層分布以及下一步需采取的建議措施等信息。

2.3 科學分析，超前預判

根據隨時出現的現場地質變化情況，由總工程師牽頭，組織地測、生產、區隊等單位，每天下午進行一次集中、認真地分析。仔細研究斷層的延展趨勢，煤層、夾矸的變化規律，確定采取剎底、飄刀的高度和范圍，選取合理的推采層位。例如，前期由于重視不夠，沒有及時調整工作面溜子坡度，造成推采層位出現偏差，我們針對10～40架出現撇底煤割頂矸較多的問題，建議10～25架坡度由7°調整為12°，10～25架剎底0.8m。3日后，建議18～55架剎底，放緩坡度，55～75架采取飄刀，減少割矸量，提高煤質，采取以上建議后，工作面煤質較差狀況得到迅速扭轉。

通過跟蹤對比分析認為，工作面整體條件受F7-15和F15兩條主要斷層控制，兩條斷層幾乎同步向機尾方向延伸，受此影響，工作面上部條件將逐步變好，范圍逐步擴大，但工作面下部條件將進一步惡化，有逐漸變為全巖的趨勢。為此建議機尾段應進一步飄刀，撇掉下分層煤，把夾矸作為煤層底板處理，減少巖石切割量。

按照分析討論意見，繪制出推采5m、10m后的工作面預想剖面圖，便于領導能夠根據條件變化提前制定預防措施。同時，對比工作面推采到預想位置的實際情況，分析存在的差距，及時修正，以便于調整思路，更好地發揮超前預測、指導生產的作用。根據現場情況，及時修正了Fe斷層的走向，確定F6（落差6m）和F14（落差5m）為同一條斷層。

2.4 繪制專用圖紙，科學指導生產

為便于領導更好地分析研究，指揮生產，地測科繪制了“工作面復雜區域地質分析圖”及“工作面素描連續跟蹤圖”兩種專用圖紙。“工作面復雜區域地質分析圖”，在原來地質平剖面圖的基礎上，加入了近期工作面預測素描圖、工作面回采10m間距平長圖、煤層分岔區域、斷層延展變化、工作面每天推采位置等元素，每天填圖更新；“工作面素描連續跟蹤圖”，就是在一張圖紙上，把每天做的素描按照時間順序，連貫地放到一起，能夠更直觀地分析、發現斷層、煤層及夾矸的變化規律。以上兩種圖紙，給分析研究工作面地質條件變化規律，提供了較大方便，便于通過分析預測結果，提出下步有針對性的工作面超前防治措施。

2.5 巷探鉆探結合，摸清煤層構造

在工作面順槽施工和回采過程中，為了摸清工作面內的煤層賦存狀況以及一些關鍵斷層對工作面布置和回采的影響，合理布置工作面，提高煤炭資源回收率，田陳煤礦有針對性地采取巷探和鉆探的方法，對存有疑問地質情況不清的區域，開展構造探查及探煤厚工作，先后施工巷探工程45m，探斷層及探煤厚鉆孔140個，工程量3300m。

例如F7-15斷層，自軌道巷施工以來，于軌道巷右側若即若離地延伸了700余m，落差從6.0～8.0m增大到15m（軌道巷揭露）之后，突然向工作面左前方運輸巷方向斜傳而過。為此，我們在施工聯絡巷時，為摸清該斷層在工作面內的延展方向、長度以及落差變化，專門安排施工了7110里探巷，實際揭露該斷層落差為6.0m，同時采取了鉆探等其他輔助手段，運輸巷也實際揭露，從而對該斷層在工作面內的賦存狀況有了基本的了解，對工作面生產上的影響有了較為客觀的認識。

另外，除掘進期間開展日常的煤厚探查之外，回采期間，我們根據現場隨時出現的異常地質條件變化，及時利用地質鉆機和錨索鉆機進行工作面頂底板煤層探查，取得了較好效果。

2.6 開展科技攻關，搭建技術平臺

基于該區域復雜的煤層賦存狀態和地質構造條件，為更直觀地了解回采過程中現場地質條件變化，更好地進行分析、評估、決策，該礦先后與山東科技大學、北大龍軟公司合作，進行了“深部厚煤層工作面斷層三維地質建模技術”課題研究，于2013年10月一次性通過省局組織的科技成果專家鑒定。

該項目以3下7110面為例，根據現有的地測、勘探資料，將煤層底板等高線、煤層等厚線、鉆孔資料、巷道地質填圖數據及勘探剖面等資料，通過一系列數字化加工處理，建立了區域三維地質模型。其主要作用有：可根據生產實際需要，做出任意位置剖面預測圖，研究帶采區的煤層賦存狀態和構造發育規律；提高工作面設計質量；為預防地質災害提供工程依據。

3 存在的問題和不足

3.1 未能采取先進的物探手段，對構造復雜區域進行井下探測

工作面生產前，盡管對該區域地質構造的復雜性以及回采所面臨的困難，有了較為清醒和統一的認識，但認識上仍存在不足，由于種種主客觀方面的因素，未能采取先進的槽波或巷道坑透等物探手段，沒有對該區域的地質狀況做進一步的探查。

3.2 探煤厚工作還需進一步加強

對于煤層出現分層或構造復雜塊段，應打破常規，加密鉆孔布置，摸清分層、夾矸厚度變化，取得真實全面的煤厚數據資料。

4 幾點思考及下步打算

4.1 應用先進的技術手段，開展隱蔽致災因素探查

隱蔽致災因素，尤其是工作面內的隱蔽地質體，對于工作面的安全生產往往造成極為被動的影響。因此，開展工作面內隱蔽地質體的探查，是下一步需要重點加強的工作。科技是第一生產力，要積極推廣應用先進的物探探測技術，促進地質工作上水平。

4.2 充分考慮構造因素影響，合理制定工作面布置方案

在工作面布置方面，要充分考慮落差大于一個煤厚的斷層的影響，盡可能采取跳切眼、斜切眼的方式，采取“避”的原則，以免造成生產上煤質上甚至安全上的被動不利局面。

4.3 采取掏矸助采等方式，降低工作面過斷層難度，提高煤質

對于工作面內存在的已經既成事實，又難以再改變工作面布置方式的較大斷層，建議提前采取掏矸助采或縮面改造的方法，保證工作面順利推采，避免出現生產上煤質上大的起伏。

4.4 綜合協調安全、生產、煤質、效益、資源回收各方面關系

安全、生產、煤質、效益、資源回收之間，存在既相互促進，又相互制約，相互矛盾的復雜關系，現實中要在保證安全的前提下，綜合權衡各方面利益得失，舍小取大，簡化思維，走效益最大化之路。

參考文獻：

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