煤矿掘进工作面小断层识别及处理

煤矿掘进工作面小断层识别及处理

王伟

扎赉诺尔煤业有限责任公司

内蒙古呼伦贝尔市021410 

摘要：煤矿掘进工作面小断层对于煤矿开采而言是一项重要问题，对此加强识别及处理能够进一步提升煤矿掘进的工作效率，并且有效减少企业成本。针对此问题，相关人员应对煤矿掘进工作面的综合情况进行深入分析，利用相关理论知识及设备技术加强识别并制订可靠的处理方案，促进煤矿的安全顺利生产。

关键词：煤矿;掘进工作面;小断层;识别方法;

引言

改革开放后，我国经济迅速发展，能源需求增加，煤炭作为一种重要能源受到社会各界的高度重视。公路挖掘是煤炭开采的一个关键环节，往往面临不同的结构性缺陷、周围岩石应力集中以及顶板和煤层高度破碎，这不仅使管理工作变得复杂，而且严重威胁到工作人员的生命和安全。煤炭企业应更加重视选择适当的方法，克服各领域的漏洞，确保安全和快速开采，从而为企业的可持续发展奠定坚实的基础。

1我国现阶段煤矿掘进工作的小断层识别

1.1层位分析法

在小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，帮助工作人员对小断层的性质、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，从而保证小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。

1.2运用断层破碎带断层面构造特征进行识别

具体表现在以下方面：

a)一定程度的牵引褶曲。在识别煤矿掘进工作面小断层时，需要对牵引褶曲的内涵有必要的了解。所谓的牵引褶曲是指靠近断层的煤岩层会受到断层的相关作用而发生一定程度的弯曲。研究表明，牵引褶曲尖端指示的方向即为相对盘运动方向。比如，当某风巷遇到断层时，断层前的煤岩层会发生一定变化，此时的巷道会由上坡变为下坡，可视为牵引褶曲。同时，揭露断层性质时应提高对较大角度的逆断层的正确认识，避免逆断层存在影响工作面的实际作业效率；b)具有平行性质的小断层。在工作面较大断层的附近会存在一些具有平行性质的小断层。为了有效识别大断层，技术人员可通过对平行小断层的性质分析获取大断层的相关性质圈；c)断层面及断层带的各种特征。结合断层特性，可知其两盘发生相对移动时，一定条件下会形成断层破碎带。通过对断层破碎带中碎屑成分的分析，可以判断断层的各种性质，从而获得有关断层的相关信息。同时，在对断层两盘进行判断分析时，也可通过断层面上的擦痕确定两盘的相对运动方向，从而为断层的有效识别提供相关的参考依据

1.3规律类推法

在小断层的识别过程中还可以通过应用规律类推法对断层进行识别，相关工作人员需要结合煤矿掘进工作面的具体情况，可知在阜凤逆冲及夹片断层的作用煤系地层倾角会发生改变，使得岩石因为挤压而变形，从而进一步加剧了裂隙及滑面的发育，造成煤岩层出现了破碎情况，并且通过揭露正断层实现断层性质的确定。当断层实际揭露均为高角度的正断层时，通过分析与论述了该断层的相关规律揭露断层的不同性质，从而找准断失翼煤层。规律类推法的应用过程中，为了能够有效准确的揭露断层的性质，应当对高角度正断层的规律给予充分认识，对断层性质及位置给予确定，达到掘进工作的预期效果。

1.4运用作图分析法进行识别

在煤矿掘进工作面小断层识别过程中，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。

1.5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。

2煤矿掘进工作面小断层的识别方法

2.1断层产状的判断

①直接判断方法。该方法适用于低影响断层，工作人员应综合分析煤岩结构，重点分析断层的衍生结构，据此确定断层的形状和影响。断层衍生结构有划痕、拉伸和褶皱等分类，断裂板块可以此外，工作人员应注意煤渣组特性、煤渣结构和物理特性等信息，并利用层间距快速识别断层位置。②间接判断方法。由于地质和水文条件，基础作业环境复杂恶劣，许多缺陷无法直接判断，工作人员必须找到科学有效的判断依据。均匀沉降法根据工作面开挖经验总结断层特征，判断开采过程中遇到的断层，这种方法比较主观，可以作为辅助判断的依据。地图分析方法应标注地质资料地图中显示的断层位置等信息，并结合经验进行判断。随着科技的不断发展，越来越多的先进技术被用来判断工作计划的缺陷，透射波法可以利用不同结构中的能量和电磁波频率等数据变化来确定断层的形状。

2.2断层的识别

层位对比识别法。通过层位对比，能够有效地对煤层进行分析，掌握断层的距离及位置，例如在掘进机掘进时从工作面的某一风巷入手，如果存在断层，则相关的煤岩层会发生变化，与此同时，将断层附近的煤岩层与其进行对比，就能够掌握断层的实际落差大小，为接下来的掘进创造有利条件。b)层面构造识别法。该方法需要对层面构造的特征进行深入分析。断层在形成的过程中通常会在断层面的旁边引起平行的小断层，其特征相对来说是一致的，因此可以根据这些小断层的特征判断大断层的特征。同时还会在断层面的旁边出现牵引褶曲，如果风巷遇到断层，煤岩层就会产生一定的变化，巷道也会随之发生改变[3]。此外，要分析断层带的特点。断层的上盘与下盘在移动时会形成破碎带，可通过分析破碎带中的碎屑推断断层的性质，或者借由断层面上的磨痕判断上盘与下盘的运动轨迹，以此来获取断层的相关信息。c)规律分析识别法。中国在煤矿开采方面已经有丰富的经验并积累了大量的资料，可通过查找分析有关资料找出规律。同时可以通过揭露正断层判断断层的性质。以高角度正断层为例，可利用有关规律进行总结分析，为寻找断失翼煤层提供依据。除上述情况外，还可能会出现逆断层，但一般情况下出现正断层居多。

结束语

现代煤矿掘进工作面生产计划实施过程中，存在各种客观影响因素，将会影响掘进工作效率，给掘进工作面正常工作开展带来潜在威胁，影响企业生产效益及生产工艺实际作用的充分发挥。因此，为了使掘进工作面生产能够达到预期效果，煤矿技术人员应灵活运用各种专业技术措施，实现对掘进工作面小断层的识别与处理，促使其中存在的问题能够得到及时解决，保证掘进生产的安全性，提高现代煤矿企业的发展速度。

参考文献

[1]董伟，彭林军，闫学忠等.大采高综采工作面小煤柱沿空掘巷技术研究及应用[J].煤炭工程，2017(f8).

[2]石明富.白龙山煤矿一井掘进工作面自动导风风筒的研制及应用效果[J].矿业安全与环保，2017(5).