試析斷層構造對煤礦生產的影響及處理方法

摘 要：為盡可能避免斷層構造對煤礦生產造成較大影響，必須加深對斷層構造的認識，結合煤礦生產實際，掌握各種規模、性質斷層的處理方法?；诖耍疚南汝U述了斷層對煤礦生產的影響以及斷層構造的控礦作用，然后論述了在煤礦生產過程中對斷層構造的處理方法，可為相關從業者提供一定參考。

關鍵詞：斷層構造；煤礦生產；影響；處理方法

煤炭的形成、分布受多種地質因素影響，只有正確認識煤礦生產過程中各種地質影響因素以及掌握相對應的處理方法，才能保證煤礦正常生產。影響煤礦生產的地質因素比較多，如煤層厚度變化、地質構造、巖漿侵入、頂板、煤層瓦斯等。在這些影響因素中，煤層厚度變化、地質構造、煤層瓦斯對南方煤礦生產影響較大。因此，探討斷層構造對煤礦生產過程的影響，具有較大的現實意義。

一、斷裂構造的控礦作用

無論是礦產、金屬、能源，都會受地質構造因素影響，并常被后期構造變形作用所改造?？偟膩碚f，斷層構造的控礦作用主要體現在以下兩個方面：第一，斷層構造可為礦體資源的沉淀、形成提供有利空間；第二，斷層構造控制礦體資源的形成、演化。區域內斷層構造和次級構造的交匯部位、早期斷裂疊加部位，都是礦體形成的有利場所，如若斷裂層經過不同的巖層，在不同化學性質巖層的作用下，成礦方式也呈現出較明顯的多樣化特征[1]。

斷裂構造的成礦以及礦體的分布，主要受斷裂構造力場方向、大小所制約。通常來說，在應力集中的擠壓帶上，斷裂構造的礦化規模比較小，而在張應力區域以及低應力區域，礦化規模比較大。如大規模含礦逆斷層，雖然總體含礦量比較低，但是因斷層走向為舒緩波狀，在相同應力條件下，斷層不同部位有一定的差異，所以在斷層構造的轉彎處、張開處，常存在豐富的礦質。

二、斷層構造對煤礦生產的影響

斷層構造一方面會破壞煤層的完整性、連續性；另一方面，斷層構造對煤礦礦區范圍劃定、水平及采區劃分、工作面和井巷設計、巷道施工和回采造成不同程度的影響。因斷層的規模大小不同，對煤礦生產的影響也有所不同，目前我國對斷層規模等級劃分還缺乏一個統一的標準，通過查閱文獻，可采用以下標準劃分斷層構造：大于50m落差值的斷層可判定為特大型斷層；落差值在30m左右的斷層可判定為大型斷層；落差在15m左右的斷層可判定為中型斷層；落差不大于5m的斷層可判定為小型斷層。

斷層構造對煤礦生產的影響可歸納為以下幾點：第一，斷層會破壞煤層的完整性，影響煤礦生產區域劃分以及井田劃分，尤其是特大型斷層、大型斷層、中型斷層，會直接將煤礦生產區域、井田一分為二，給煤礦生產帶來巨大影響；第二，斷層構造會影響開拓系統的布設，若是在部署水平、采區內存在落差較大斷層構造，那么必定會對生產系統和工作面布置造成影響；第三，在掘進的過程中，若是揭露較大落差斷層，導致另一側煤層斷失，若無法準確判斷斷層性質、結構、形態，如不探明斷層情況或修改施工設計，若繼續向前掘進，輕則導致掘進效率受到影響，重則可能導致巷道報廢[2]；第四，破碎斷層容易引發片幫、冒頂等事故，存在較大的支護安全隱患。若是斷層導水性好或斷層附近存在瓦斯富集區，則可能引發透水事故或瓦斯安全事故；第五、煤與瓦斯突出礦井受斷層影響特別嚴重，斷層不僅造成防突工作量增大，安全威脅也隨之增大，重則造成工作面無法正?；夭?；第六，為確保生產安全，對中型及以上斷層斷層需留設安全保護煤柱，而煤柱的留設必然會形成不可開采的區域，造成大量煤炭資源損失[3]。

三、巷道掘進時對斷層構造的處理方法

在掘進巷道的過程中，常會揭露小落差斷層，在處理這些斷層構造時，必須勘測這些斷層的性質、產狀、規模大小，然后再結合掘進巷道的用途，根據不同的地質情況、生產需求，選用合理的處理方式。通常來說，若是斷層落差大于掘進斷面高度或者大于煤層厚度，就需要找到斷失翼煤層，確定斷失翼方向以及實際距離，對此可選用層位對比法、小斷層類推法、作圖分析法、生產勘探法、構造分析法作業。

1.水平巷道掘進斷層處理

一般來說，除石門外，水平巷道掘進所遇到的斷層多為斜交斷層、傾向斷層。沿煤層走向掘進水平巷道在遇斷層時，可根據煤層斷失的具體位置，采用轉向斜穿底板、斜穿煤層頂板或者沿斷層面掘進等方式通過斷層[4]。其中斜穿底板或頂板不改變巷道掘進坡度，僅調整巷道掘進方向，但是必須要準確掌握斷層落差，明確斷失煤層的具體位置，才能夠采用該方法通過斷層；沿斷層面掘進是指在水平巷道掘進過程中，若是揭露傾向斷層、斜交斷層，在斷層附近礦壓變大且存在瓦斯、地下水等情況，需綜合分析判定這些威脅因素，然后確定是距斷層構造一定距離按平行走向掘進還是沿斷層面掘進。

2.傾斜巷道掘進斷層處理

在傾斜巷道掘進過程中，揭露走向斷層或斜交斷層，可根據實際生產需求，采用調整巷道掘進坡度的方式通過斷層構造。首先，若是斷層的落差小于煤層厚度，可先判定斷失煤層為下盤還是上盤，采用挑頂、臥底的方式通過斷層，或者綜合兩種方式通過斷層；其次，若是斷層落差大于煤層厚度，為避免煤層丟失，可適當加大巷道坡度，或者采用石門揭煤方式來進入另一盤煤層，達到處理斷層構造的目的。

四、煤層回采對斷層構造的處理

1.走向斷層的處理方法

若是斷層的落差小于煤層厚度，可采用臥底、挑頂的方式通過斷層。若是斷層為傾向斷層，而斷層的傾向方向和煤層方向相反時，就可采用臥底的方式通過斷層構造，若是傾向斷層的傾向和煤層方向一致，建議采用挑頂的方式通過斷層。一般來說，為保證作業安全，多采用臥底的方式通過斷層。若是斷層的落差大于煤層厚度或者斷層的延展影響距離比較遠，常規采煤方法回采困難時，可在斷層構造兩側留設一定寬度的煤柱，將工作面重新進行劃分后回采，為防止斷層構造帶來的礦壓影響，工作面的劃分錯開距離控制在25m左右為宜[5]。

2.傾向斷層的處理方法

若是斷層的落差大于煤層厚度，常規采煤方法回采困難時，需要開掘出“過壓眼”，將工作面逐步推進至斷層構造處，然后停止回采，并從另一盤開出切割眼繼續進行回采。若是斷層構造的落差小于煤層厚度，可采用臥底的方式強行通過斷層。另外，在綜采工作面設計的時候，要注意盡量回避斷層結構，若是斷層落差值小于煤層開采厚度，并且頂板、底板的巖石較為堅固，就可采用挑頂或者鉆眼爆破的方式通過斷層。

結束語

綜上所述，在煤礦生產過程中時常會揭露斷層構造，構造內可能含有瓦斯、水，且破碎層直接會影響頂板安全性，對煤礦的開采以及巷道的掘進有著直接影響。因此，判斷分析斷層構造具體影響程度以及掌握其處理方法，對于煤礦安全生產工作至關重要。而在不同條件下，不同斷層的處理方式均存在一定的局限性以及適用條件，廣大從業者在實際生產過程中，應根據生產現場實際情況，綜合利用多種不同的處理方法，便于相互補充以便對各種斷層進行準確和安全有效處理。

參考文獻

[1]郭凱奇.基于斷層和陷落柱構造對煤礦生產的影響分析[J].礦業裝備，2017（6）：52-53.

[2]蔣超.煤礦地質構造對安全生產的影響[J].水力采煤與管道運輸，2017（03）：87-89.

[3]尚坤.桐鑫煤礦F2斷層對煤層及開采的影響[J].內蒙古煤炭經濟，2017（7）：156-156.

[4]李明亮.地質構造對煤礦安全生產的影響[J].內蒙古煤炭經濟，2017（8）：24-25.

[5]李靜，徐玉，劉凱.斷層構造對安全開采的影響及防治措施[J].山東煤炭科技，2017（8）：77-78.

作者簡介：

唐聰，1986年生，男，四川儀隴人，工程師，從事煤礦地測防治水技術管理工作