關(guān)于18306物探異常區(qū)的分析預(yù)測(cè)

張旭慶

（山西焦煤西山煤電集團(tuán)馬蘭礦，山西 古交 030205）

1 18306物探異常區(qū)概況

18306工作面位于山西焦煤西山煤電集團(tuán)馬蘭礦南一下組煤采區(qū)，兩條順槽均開(kāi)口于南一下組煤進(jìn)風(fēng)軌道下山。工作面走向長(zhǎng)1 221/1 271 m，傾斜長(zhǎng)194 m。工作面褶曲構(gòu)造發(fā)育，向斜軸部位于軌道巷710 m，皮帶巷715 m，兩翼傾角平均為9°，軸向320°；屯蘭河背斜軸部位于軌道巷1075m，皮帶巷1049m，見(jiàn)圖1。

圖1 18306工作面褶曲構(gòu)造

18306工作面形成后，經(jīng)使用WKT-E型坑透儀進(jìn)行物探，所得CT分析圖分析反映，本工作面有一大的異常區(qū)位于軌道巷里程700～650，皮帶巷750～680 m，見(jiàn)圖1。該異常區(qū)恰好位于向斜軸部。

2 物探異常區(qū)的分析與鉆探

2.1 物探異常區(qū)的分析

由于異常區(qū)位于向斜軸部，并且區(qū)內(nèi)皮帶巷底板標(biāo)高為873m左右，而軌道巷底板標(biāo)高為907 m左右，兩巷標(biāo)高相差很大，所以預(yù)計(jì)異常區(qū)的形成有以下原因：

（1）坑透儀在高差較大的兩巷中工作，其電磁波被與煤層完全不同的頂板巖體給吸收或完全屏蔽了，導(dǎo)致信號(hào)顯著減弱甚至接收不到，形成透視異常（或稱“陰影區(qū)”）。

（2）異常區(qū)內(nèi)有大的地質(zhì)構(gòu)造，如落差較大的斷層，甚至陷落柱，工作面局部出現(xiàn)無(wú)煤區(qū)，導(dǎo)致坑透儀信號(hào)被顯著減弱甚至屏蔽，見(jiàn)圖2。

2.2 物探異常區(qū)的鉆探

圖2 坑透儀顯示的坑透異常區(qū)（“陰影區(qū)”）

所有對(duì)物探異常區(qū)的分析預(yù)測(cè)都必須進(jìn)行實(shí)際的鉆探、巷探等手段來(lái)判斷和驗(yàn)證。雖然實(shí)施巷探所得成果比較準(zhǔn)確，但成本較高，耗時(shí)耗力。采取鉆探施工成本較小，省時(shí)省力，但是成果跟實(shí)際會(huì)有很大差距。在時(shí)間緊迫的情況下，只有采取簡(jiǎn)單易操作的鉆探施工。在工作面實(shí)地標(biāo)定異常區(qū)后，開(kāi)始進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的鉆探。根據(jù)兩巷的底板等高線以及結(jié)合實(shí)際標(biāo)高，筆者設(shè)計(jì)了與推算的煤層傾角相同的鉆孔角度，設(shè)計(jì)鉆孔和鉆探結(jié)果見(jiàn)圖3。鉆探結(jié)果顯示，鉆孔大部分都打在了煤層底板上。實(shí)際煤層傾角比理論煤層要大，沒(méi)有探到構(gòu)造，鉆探?jīng)]有達(dá)到預(yù)期效果。

圖3 物探異常區(qū)鉆探成果圖

3 物探異常區(qū)的實(shí)際揭露情況

在工作面推進(jìn)至物探異常區(qū)邊界時(shí)，工作面開(kāi)始揭露構(gòu)造。工作面38#架先揭露落差為1.5 m的正斷層，隨著工作面緩慢向前推進(jìn)，工作面斷層的斷距不斷變大，最終成為落差為7.0 m的大斷層，并同時(shí)伴生兩條落差在2～3 m的正斷層，嚴(yán)重影響了回采進(jìn)度。在推進(jìn)至皮帶巷里程718 m時(shí)，工作面27#～32#架揭露一陷落柱，柱體內(nèi)以泥巖、細(xì)砂巖為主，局部含水，并且陷落柱內(nèi)還有一條斷層，工作面地質(zhì)情況變的異常復(fù)雜見(jiàn)圖4。

圖4 坑透異常區(qū)內(nèi)實(shí)際揭露構(gòu)造圖

同時(shí)，工作面18#～62#架坡度開(kāi)始變大，局部達(dá)到28°，并且出現(xiàn)了全巖，巖石為鈣質(zhì)膠結(jié)的細(xì)砂巖，致密堅(jiān)硬，采煤機(jī)根本割不動(dòng)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)，見(jiàn)圖5。

4 物探異常區(qū)內(nèi)構(gòu)造變化趨勢(shì)分析

面對(duì)工作面當(dāng)前的構(gòu)造，地質(zhì)工作人員迫切需要認(rèn)真分析預(yù)測(cè)構(gòu)造的變化趨勢(shì)，以指導(dǎo)隊(duì)組施工，盡量把其對(duì)生產(chǎn)的影響減小到最低。通過(guò)認(rèn)真研究圖2的坑透CT圖，結(jié)合對(duì)異常區(qū)周圍地質(zhì)條件的綜合分析，以及工作面對(duì)應(yīng)上部已采2#煤層所揭露的地質(zhì)情況分析判斷，得出以下預(yù)測(cè)：

圖5 坑透異常區(qū)內(nèi)工作面局部剖面圖

（1）異常區(qū)內(nèi)軌道巷地質(zhì)條件正常，沒(méi)有任何構(gòu)造；皮帶巷正處于向斜軸部，地勢(shì)最低，在里程620左右有一個(gè)面積為108 m2的陷落柱。到皮帶巷里程680 m后，地勢(shì)才開(kāi)始上升，煤層也趨于穩(wěn)定。對(duì)應(yīng)上部2#煤層也沒(méi)有揭露斷層，因此，預(yù)計(jì)斷層走向?qū)⑹请S工作面向皮帶巷方向延伸，落差將不斷減小，在皮帶里程680 m左右，預(yù)計(jì)斷層尖滅。推進(jìn)到這里工作面地質(zhì)條件才要相對(duì)好轉(zhuǎn)，生產(chǎn)才能正常。預(yù)計(jì)在里程620 m左右有陷落柱伴生小斷層，不過(guò)對(duì)生產(chǎn)影響已經(jīng)不大。

（2）物探異常區(qū)內(nèi)陷落柱是斷層形成后由于斷層帶巖性疏松造成巖層塌陷形成的，地表沒(méi)有明顯異常，另外，工作面上部2#煤層也沒(méi)有揭露過(guò)，結(jié)合坑透CT圖反映，預(yù)計(jì)陷落柱變化不大，很快就將甩掉。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)18306工作面異常區(qū)的分析研究，物探異常區(qū)確實(shí)存在大的地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)生產(chǎn)造成了很大影響。地質(zhì)工作對(duì)生產(chǎn)的指導(dǎo)顯得尤為重要。這反映出了地質(zhì)工作的局限和不足：一是地質(zhì)鉆探水平迫切需要提高；二是坑道無(wú)線電透視法僅在宏觀上發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在具體地質(zhì)構(gòu)造的分析判斷方面存在局限；三是地質(zhì)預(yù)測(cè)工作準(zhǔn)確程度也將有待提高。在今后的地質(zhì)工作中，必須解決好上述問(wèn)題，完善不足，地質(zhì)工作才能為煤炭生產(chǎn)發(fā)揮堅(jiān)強(qiáng)有力的指導(dǎo)作用，地質(zhì)工作人員也才能更好地服務(wù)于礦井生產(chǎn)。