浅谈煤层底板等高线在煤矿生产中对地质构造的分析应用

浅谈煤层底板等高线在煤矿生产中对地质构造的分析应用

杨柳青

（淮北矿业集团临涣煤矿，安徽淮北 235136）

摘 要：煤层底板等高线是煤矿生产图纸中最基础的地质要素，对于煤矿采掘设计、生产和储量计算均有重要意义。本文从煤矿生产实际出发，简单说明了煤层底板等高线对地质构造的分析，提出了褶曲、断层和煤层变化异常区段的识别方法，从而能为煤矿采掘活动提供先行性地质资料。

关键词：煤层底板等高线；地质构造；分析

1.煤层底板等高线的概述

煤层底板等高线是煤层底板面与等间距的水平面相交的交线，将其垂直投影在标准的水平面上所得到的投影线。

煤层底板等高线能够反映煤层的空间形态特征，能够表示煤层的产状和构造变化情况。煤层底板等高线是煤矿进行开拓布置、编制生产计划和设计井巷工程的重要依据，也是分析地质构造情况、布置生产勘探和进行储量计算的基础。

2.煤层底板等高线对地质构造的分析

煤层底板等高线对地质构造的分析主要包括单斜和褶曲构造的识别、断层的鉴定和煤层变化异常的判断等几个方面。

2.1单斜和褶曲构造的识别

2.1.1单斜构造的识别

在矿井的某些区域内，煤层底板等高线表现平直或近于平直，标高值均匀的向某一方向降低或升高，表示该区域煤层呈单斜构造。

煤层底板等高线延伸的方向即为煤层走向，垂直等高线指向高程降低的方向为煤层倾向。

当煤层走向、倾角稳定时，表现为大致等间距的平行直线，当煤层走向、倾角出现变化时，表现为等高线延伸方向和等高线间距发生相应变化。煤层倾角越大，等高线间距越小，等高线越密，煤层倾角可以根据标高值之差和等高线间距求出（见图1）。

2.1.2褶曲构造的识别

如果煤层底板等高线表现为大致平行不悖，辗转弯曲的曲线，甚至以封闭的曲线形式出现，都代表褶曲构造。

煤层底板等高线弯曲突出的方向指向等高线高程升高的方向代表该褶曲为向斜，等高线弯曲突出的方向指向高程降低的方向代表该褶曲为背斜。穹隆和构造盆地表现为封闭的曲线。相邻等高线弯曲度最大点的连线为该褶曲的轴线（见图2）。

2.2断层的鉴定

断层在煤层底板等高线图上以断层面与煤层面交线的水平投影来表示，即断煤交线，其中上盘断煤交线用点和线表示，下盘断煤交线用叉和线表示。每一盘的煤层底板等高线各自延伸到本盘断煤交线即终止。

一般正断层表现为煤层底板等高线在两条断煤交线之间缺失，逆断层表现为两条断煤交线之间等高线重叠。

通过煤层底板等高线和断煤交线的关系，可以求得断层产状、铅直地层断距、水平地层断距和落差等（见图3）。

2.3煤层变化异常的判断

煤层变化异常是指某区域煤层产状发生了急剧变化或煤层受隐伏构造影响变的不稳定。在煤矿实际采掘过程中，对于一条巷道施工前方的煤层和构造发育具体情况往往了解的比较概略，只有等该巷道施工结束后再回过头来看煤层的产状和揭露几条断层情况，才能算精确收集掌握了该巷道施工范围的地质资料；或者在一个工作面即将形成回采前，在没有槽波地震和坑透等物探资料时，只根据风机巷掘进期间的地质资料往往还不能全面反映出工作面面内的构造发育情况，但是根据已有地质资料调整后的煤层底板等高线，可以先行判断出巷道施工前方或工作面面内的煤层变化异常。

煤层变化异常在图上往往表现在煤层底板等高线的变的不规律或比较紊乱，具体判断方法是通过煤层底板等高线的走势和等高线单斜、褶曲和断层构造上的表现形式倒推某区域的煤层变化情况（见图4）。

2.3.1掘进工作面前方煤层异常的判断

XX机巷一直顺着煤层下坡施工，该巷道已施工区域的煤层为稳定的单斜构造，煤层底板等高线表现的比较平直，但从其机3点开始，结合1#地面钻孔的煤层标高调整的-500m和-510m等高线出现波动（见图4），可以判断此处煤层可能会出现异常变化，分析时此处可能会出现断层或者煤层从下坡开始变的平缓几种情况（见图5）。

2.3.2采煤工作面面内煤层异常的判断

图6为XXX工作面掘进期间的煤层底板等高线图，根据风机巷掘进期间的地质资料调整的-480m等高线走势明显异常，而且相对-490m等高线间距过大，于是圈定该处为煤层异常，由于前期机巷揭露两条落差较大的断层，判断该处煤层异常是受断层影响；图7为XXX工作面回采期间的煤层底板等高线图，可以看到该处异常明显是受到断层影响，从而造成工作面回采时全岩较多。实际上在日常具体分析时，假如机巷未揭露断层，只根据-480m和-490m等高线走势，也可以判断该处必有构造，因为根据巷道前期掘进期间的煤层情况看，煤层在该处突然变的平缓的概率较小。

3.结 语

煤层底板等高线对进行地质分析具有重要意义，根据已有的地质资料及时精确的调整煤层底板等高线，是分析发现煤层异常、优化钻孔和巷道设计的先行条件，从而有助于对煤矿生产进行指导。

用煤层底板等高线进行构造分析时，应注意一下几个问题：

根据煤层底板等高线分析发现的煤层异常，并不能一下判断出该异常到底是受构造影响还是煤层局部产状的变化，往往还需要进一步验证，但是这种先行发现的异常也具有警示指导意义，并且可以优化劳动力，使技术人员能够有针对性的对异常区域进行关注调查。

煤层底板等高线的分析应用对于采区越深入开采效果越好，特别对于同一煤层沿空掘进的工作面，这是由于实际控制精确掌握的地质资料多，但是往往受到地面勘探或者井下钻孔实际施工的偏差制约，根据钻孔资料调整的煤层底板等高线进行地质分析时也会出现误差。

煤层底板等高线的分析应用能够与物探资料相辅相成，但是也会受其制约，往往物探资料能够形成一种先入为主的印象，就会造成煤层底板等高线的分析效力减弱。

参考文献：

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