掘进工作面断层识别技术探究

掘进工作面断层识别技术探究

鲁军

淮河能源控股集团煤业公司朱集东矿地测防治水科，安徽淮南 232001

摘要：断层识别是巷道掘进的关键基础工作,不仅是获取可靠地质资料的基础,也是矿井安全生产的基础。为确定断层性质, 本文主要结合作者工作经验，对煤矿生产过程中断层的判断及处理技术进行了分析。

 关键词：煤矿；断层；识别；技术

在煤矿井下开采中,断层对生产的影响是相当大的,目前,煤矿井下对于断层的预测方法很多,地质部门可以根据断层测量的结果有效的预测断层的具体地质情况,从而更好的指导煤矿的开采工作。

1断层对煤矿生产的影响
　　断层的存在，一方面使上升盘煤层埋深变浅，开放性断层更使煤层瓦斯得以部分释放，对煤层的开采产生积极作用，形成有利的一面；另一方面，断层破坏了煤层的连续性和完整性，对煤矿生产造成了很大影响。断层对煤矿生产的影响主要表现在以下几个方面：1）影响井田和采区划分。断层破坏了煤层的连续性和完整性，尤其是大、中型断层，可将一个井田或一个采区沿断层两盘分开，给煤炭开采带来困难。2）影响开拓系统布设。如果井田内存在断层，则煤层受到断层的破坏，这对矿井布置合理的开拓方式产生必然影响。3）影响巷道掘进量。在巷道掘进过程中，如果遇到断层，则煤层在其一翼发生断失。强行施工岩巷穿越断层，如不能正确确定煤层位置，就有可能造成施工巷道报废或拖延施工，而且在岩层中掘进比在煤层中施工要慢，容易造成巷道施工紧张。同时，为寻找断失翼的煤层，多掘进的巷道也增加了掘进量。4）影响煤矿安全生产。通常情况下，断层面附近的煤层及其顶板较为破碎，容易发生冒顶、片帮事故，也给巷道的掘进和支护带来困难。当通过含水量较大和聚集大量瓦斯的断层时，更易发生透水事故和瓦斯事故。这些都给煤矿生产埋下了安全隐患，严重影响煤矿的正常生产。5）影响煤矿综合经济效益。断层的存在，使得矿山在采区划分上、矿井设计上、井巷施工上、煤炭资源储量上均受到很大影响，同时，它还威胁着矿山生产的安全性。这对煤矿综合经济效益产生重要的影响。如果在开采中发现并揭露未知断层，其影响更是一个未知数，矿山必须组织人力、物力，尽快找到断失翼的煤层，恢复生产。
  2断层判断的标志

断层不是独立存在的,它的出现可以通过附近的一些岩层的不正常现象来判断。通过这些判断,可以使得地质勘探人员找准断层位置,对煤矿生产的矿井定位,以及采矿安全都起着十分重要的作用。这些现象主要包括:在煤炭生产过程中,发现煤层、岩层的产状、厚度等发生显着变化。煤层、岩层的产状、厚度的变化是由地质作用产生的褶皱挤压的结果,它使得煤层、岩层的薄厚不一。也有可能是由于断层的存在,一部分地壳做上升运动,裸露地表,使得岩层、煤层产生了风蚀、以及流水侵蚀,当时裸露地表的层面出现了产状、厚度不一的状况。经过长年累月的地质变化,又重新回归地壳内部,但当时形成的产状、厚度仍然存在。因此通过研究煤层、岩层的显着变化也是识别断层的重要标志。

        3现阶段煤矿生产中断层识别手段与方法

在矿井地质工作中首要任务是断层的预测和确定它直接涉及到采区的生产和采掘巷道的布置。沿煤巷掘进过程中，遇到落差大于煤厚或大于掘进断面高度的断层时，就有一个寻找断层失翼层的问题，当掘进的巷道遇断层后就应及时查明断层的情况，性质、规模，并指出巷道掘进方向要指出巷道的掘进方向。

3.1层位分析法
        在断层的识别过程中可以根据矿井标志及煤层顶板底板的特点，通过对比分析法的应用有效全面的分析暴露煤层的层位，帮助工作人员对断层的性质、位置以及断距灯等多种信息的掌握，从而找准断层的具体位置。例如，从工作面的某一风巷着手，应用掘进机、顶板以及其他设备展开掘进工作，一旦存在断层，会造成其与相关煤岩层发生一定的变化。与此同时，对比断层相距50m以及煤岩层二者之间的性质，能够对断层相关理论性质及断层实际落差大小给予确定，从而保证断层的掘进环节能够得到高效率的顺利展开，进一步提升煤矿企业生产的经济效益。

3.2小断层类比法

小断层类比法是用于伴生断层推断主断层的一种方法。根据小断层特征和岩层错动方向，可以判断出附近主要断层的性质。比如在巷道掘进中遇到的一些小断层均是正断层（逆断层），则可推断巷道前方的主断层也是同样性质的正断层（逆断层）因此在巷道掘进时，小断层的情况也应详加观测记录整理制图。

     3.3经验类比法

根据已经掌握的该区断层的发育特征和规律，确定断层性质指明断失翼煤层寻找方向的一种方法。开采年代长久的矿井，随着断层资料的大量积累、通过统计分析、归纳总结，就可揭示该区断层发育的某些特征和规律，并利用这些规律指导断失翼煤层的寻找。

3.4对比分析法

对比分析法主要是根据邻近采区和主要巷道中已经查明的断层情况与新遇到的断层情况进行对比分析。如果两断层的情况基本一致，又能连续。那么新断层则可能是已查明断层延伸部分。

        3.5运用作图分析法进行识别
        在煤矿掘进工作面断层识别过程中，合理运用作图分析法也可识别断层，确保煤矿掘进工作效率不受影响。运用作图分析法时需要将断层按照合理的方式填绘到水平切面或煤层底板等高线图中，并通过对已掌握的邻近煤层巷道资料的合理运用，将二者进行对比分析，最终实现断层性质的揭露。运用作图分析法进行断层有效识别时，应确保已经掌握的断层资料与实际遇到的断层产状基本相同，且能够在剖面上连接，从而推断出遇到的断层是已经证实断层的延伸，最终确定新遇到断层的落差及性质。因此，在对工作面断层进行识别时，需要对作图分析法有更多了解，增强新遇到断层的识别效果，从而为煤矿掘进作业计划的落实提供保障，减少煤矿企业不必要的经济损失。

3.6断层标志法

断层标志法是根据断层面岩层（煤层）的错动方向，来推断断层的性质的一种方法。它主要是根据断层面出现的断层泥、煤线、断裂擦痕，以及牵引现象来推断失翼层的位置。

3.7生产勘探法
        掘进工作面实施过程中一旦遇到了断层，既有分析方法对断层的断距及性质难以确定时，可以应用生产勘探法给予解决。该方法的运用需要采用巷深及钻探的方式对断层给予确定。在煤矿生产过程中要是需要掘进过断层时，可以使用巷深的方法;而所掌握的相关资料并不能对断层性质及断距进行确定时，加之巷道掘进的方向没有得到明确，就可以使用钻探方法。所以为了能够实现对断距及断层性质的确定，并对煤矿巷道掘进方向给予确定，相关技术人员就需要注重生产勘探法的科学有效应用，防止因为断层的存在而对煤矿掘进的效率及安全性产生影响。

        4 结束语

对断层的判断与处理，对保障矿井安全生产具有重要意义。本文主要针对断层，给出其判断的标志及给出断层识别的方法，对指导矿山地质工作人员处理断层构造具有理论和实践意义。

参考文献

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