現階段斷失翼煤層的尋找方法

現階段斷失翼煤層的尋找方法

於緒峰，王同吉

(內蒙古魯新能源開發有限責任公司， 內蒙古錫林浩特市 026321)

摘 要：詳細闡述了層位對比法、層間距對比法、延伸推理法、鑽探法等方法，並指出了其

在尋找斷失翼煤層中的具體操作及適用條件。

關鍵詞：斷失翼煤層;尋找方法;層位對比;層間距對比;延伸推理

斷層是影響煤礦生產的重要地質因素之一。新

建礦井地質資料較少，而老礦區隨著采區不斷向深

部拓展，地應力逐漸增強，斷裂構造亦日趨複雜，因

此，準確、及時地尋找斷失翼煤層，對於有效降低噸

煤成本、提高礦井的生產安全尤顯重要。本文綜合

闡述層位對比法、層間距對比法、延伸推理法、鑽探

法等多種斷失翼煤層尋找方法，以期為煤礦生產提

供幫助。

1 層位對比法

沉積岩層都有一定的沉積順序，煤岩層的厚度、

層間距、煤岩性特征在一定的區域內往往較穩定，變

化不大。因此，根據已掌握的煤係岩性、岩相組合特

征，特別是對比標誌層來尋找斷失翼煤層就較為簡

便、可靠。如圖1所示，煤巷掘進過程中遇到斷層f，

迎頭煤層變薄，通過層位對比則知道迎頭的薄煤層

為斷失煤層的上覆煤層，因此，可直接判斷出斷失盤

的升降方向和斷層落差。

圖1 層位對比法示意

層位對比法是尋找斷失翼煤層的基本方法，為

做好這項工作，在礦井生產中對於煤層頂、底板層位

及標誌層厚度、物理特征應重點觀察、全麵描述，包

括其岩性、顏色、結構、硬度、完整性、動植物化石特

征等。但由於地層沉積環境的複雜及煤層頂、底板

岩性的變化，特別是在標誌層缺少及層位變化較大

的情況下，層位對比法必須結合其它方法、手段，並

對已掌握的地質資料進行綜合分析，方能得出正確

的結論。

2 層間距對比法

一

般在較大區域內，相鄰的上下煤層其層間距

有基本保持穩定的特性，因此，當上覆煤層開采完畢

開拓下伏煤層時，層間距將是引導下伏煤層施工的

重要標尺。如圖2(a)所示，上覆二層煤回采完畢，

下伏四層煤巷道掘進過程中見斷層f，連接l、8點，

2、7點，3、6點，4、5點，可推算出e、g、c、d點的標高，

因此，可繪出沿四層煤巷道掘進方向上覆二層煤的

傾角變化趨勢。如圖2(b)所示，根據鄰近鑽孔查實

二層煤與四層煤間距為20 m，二層煤實際開采過程

中為下坡推進，因此，四層煤巷道掘進遇到的對盤岩

性可判斷為下降盤，落差為g點與c點間的標高差。

3 延伸推理法

當新采區地質資料編錄較少時，隻能通過已知

的見煤資料延伸推理，因此該方法在開采新采區的

首層煤適用較廣。如圖3所示，沿煤巷道迎頭見斷

層f，可連接2、6點，連接1、7點平行於2、3點，則

通過2、3導線點標高，可計算出2、3點巷道的傾角，

而由於距離較近，1、7點的傾角基本等於2、3點的

傾角，則通過1導線點標高及I、7點的傾角推算出

7點的標高，再通過2導線點及7點的標高推算出

2、7點的傾角，根據該傾角推算出6點的標高，因

此，由5點與6點的標高得知斷失盤的升降方向，斷

距為5點與6點的標高差。

該方法形式多樣、應用較廣，具體應根據實際見

煤資料綜合多方位分析。同時，由於地質資料的多

於緒峰，等： 現階段斷失翼煤層的尋找方法 1O1

變性，該方法推斷的斷失翼煤層僅可作為參考，特別 是斷距大小，應結合其它方法綜合確定。

圖2 層間距對比法示意

圖3 延伸推理法

迎頭

4 鑽探法

沿煤巷道掘進見斷層，可過斷層繼續向前推進

數米，利用施工地點現有的鑽探設備，如風鑽、錨索

機等，對巷道頂底板進行鑽探，當落差較小時(2～4

m)，利用風鑽對巷道頂底板進行鑽探，很容易探到

斷失煤層，判出落差;當落差較大時(4～1O m)，可

配合層間距對比法，尋找斷失翼煤層。如圖4所示，

煤2、煤4層間距2O m，利用錨索機對巷道頂板進行

鑽探，當巷道頂板見煤時，根據煤層位置及已掌握的

層間距可直接判斷出落差，如果鑽探10 m 沒有見

煤，則可判定斷失盤為下降盤，根據上覆煤2順巷道

方向起伏較小的特點，推斷落差近似為煤4巷道起

坡至見斷層段標高差的2倍。

煤2

量 、魯1 l l

_ — .=.：一 -一一-B-_--j -

煤4 一 。

圖4 鑽探法示意

當斷層落差較大，使用風鑽、錨索機等設備無法

追溯到斷失煤層時，可選用大型勘探設備進行鑽探，

如使用SGZ—IC一1型75 In液壓防爆鑽機對斷失

(b)

煤層探查，則落差在10～50 in範圍內的較大斷層

就很容易探到。

5 現場構造形跡推理法

斷裂構造形成時，在斷裂麵上會留下相應的擦

痕、擦溝、牽引褶曲、磨光麵、伴生斷層或斷層帶充填

物，可以根據這些斷裂麵構造形跡來判斷斷裂構造

位移情況。例如，巷道遇斷層後，斷裂麵上所呈現的

擦痕、擦溝從粗而深到細而淺的方向，可確定為斷失

盤位移方向，磨光麵呈不規則扇形狀而消失的一端

可確定為斷失盤位移方向。

由於地殼運動的相對穩定性，大斷層形成過程

中所伴生的小斷層一般可判定斷失盤位移的方向。

如圖5所示，沿煤巷道掘進遇小斷層之後，相隔2 Ill

迎頭遇大斷層，工作麵全岩，且小斷層產狀與大斷層

一

致，由於形成斷層地應力的一致性，因此，迎頭斷

失盤位移的方向可依據伴生小斷層的位移方向判定。

迎

頭

圖5 構造形跡推理法示葸

斷層帶充填的煤線、岩石角礫、標誌層岩塊等分

布具有一定的規律，可根據這些充填物來追溯斷失

盤煤層。沿斷層滑動方向上煤岩角礫數量由多漸

少、粒度由粗變細方向及煤線(薄煤)運動方向即為

斷失盤位移方向。圖5中，迎頭見砂質頁岩，斷層帶

充填石灰岩碎塊，經對比鑽孔柱狀圖，該煤層頂板為

標誌層石灰岩，則很容易判斷石灰岩碎塊為該層煤

lO2 采 礦 技 術 2O12，l2(1)

頂板石灰岩，斷失盤為下降盤。

6 結 論

本文詳細介紹了5種斷失翼煤層尋找方法及其

適用條件。上述方法對判定斷層性質、尋找斷失翼

煤層都有一定實際意義，但各有其局限性。實際生

產中各種方法應綜合運用，相互補充、驗證，方能得

出正確的結論。

+ 一◆ -. _ . - . -+ _. -

(上接第26頁)

及原有充填井改擴建)，每年共計節省120.22萬元。

同時節約的尾砂用於蒸壓灰砂磚的製造，產生可觀

的經濟效益。

3.2 充填方法的改進方向

(1)充填材料還是以尾砂為主，同時要加強廢

石充填工作的推廣力度，同時製定合理的作業順序

防止廢石充填影響尾砂充填，保持采充平衡。

(2)繼續加大對廢石充填的現場管理，及時滿

足采空區充填的需要;技術部門認真研究井下采場

循環順序，為廢石充填提供便利。

(3)進一步試驗研究廢石與尾砂、廢石與膠結

體的充填比，找到經濟合理的比值，使廢石充填工作

不影響下分層回采及出礦。

(4)試驗比較電耙與風動裝岩機等設備在采場

廢石充填中的工作能力，找到合適的平場設備，提高

廢石充填效率。

4 結 論

井下廢石充填法是琅琊山銅礦根據礦山生產現

狀及建設綠色礦山的思路，通過工程技術人員的設

(上接第34頁)

索以大預緊力減緩、減小頂板變形擴張。現場監測

結果表明該支護對策能夠有效控製巷道變形。

(3)隨著煤礦開采不斷向深部轉移，沿空巷道

的合理煤柱留設問題、巷幫變形問題、巷道底臌問

題、動壓及複雜圍岩條件下的支護問題等還有待進

一

步研究，必須轉變思路，從根本上尋找解決沿空巷

道變形控製難題的途徑和方法。

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(收稿日期：2011-09—20)

作者簡介：於緒峰(1969～)，男，山東肥城人，工程師，主要從

事礦井地質與防治水工作。

◆ ⋯ + 一. -. ⋯ . - . ·

計、討論、自行試驗實施的。雖然使用廢石充填法還

要多施工1條充填井，增加了一定的投入，但是該方

法的成功運用不但每年能為琅琊山銅礦創造100多

萬元的經濟效益，同時也緩解了井下采充失調的突

出矛盾。通過廢石充填，建立廢石不出井係統，不僅

緩解了提升運輸的緊張狀態，而且減少了地表廢石

場地的占用，保護了自然環境，取得了顯著的社會效

益和經濟效益。

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(收稿日期：2011-09—22)

作者簡介：喬小明(1984一)，男，江蘇新沂人，助理工程師，主

要從事采礦、爆破技術管理工作，Email：cumtmm@163.

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(收稿日期：2011-10-18)

作者簡介：杜登計(1981一)，男，湖南常德人，工程師，主要從

事煤礦礦井設計方麵的研究。