淺談龍?zhí)睹旱V主巷掘進中斷層的識別

姜椿峰

摘 要：斷層是巖體或巖層沿斷裂面發(fā)生明顯位移的構(gòu)造。遇到斷層的時候，煤巖層的穩(wěn)定性、連續(xù)性、完整性都被破壞。文章針對在煤礦生產(chǎn)過程中主巷掘進遇斷層時如何順利地識別斷層，從而為指導生產(chǎn)提供正確的資料，確保掘進的正常施工。

關(guān)鍵詞：煤礦；主巷；構(gòu)造；斷層

中圖分類號：TD263.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）08-0175-02

斷層的產(chǎn)生，即為應力在煤巖體中從開始產(chǎn)生到應力積聚到最后釋放地過程，所以，在斷層面及其附近地煤巖層中，可以發(fā)現(xiàn)一些特征，這些特征可以證實斷裂構(gòu)造變動及其強度，或預示著前方是否存在斷層及所在位置。當巷道掘進遇到斷層時，必須正確判斷斷失翼煤巖層的位置，合理確定過斷層尋找斷失翼的煤巖層，確保礦井生產(chǎn)的順利進行。

1 斷層的幾何要素

1.1 斷層面和斷層帶

斷層為一種面狀構(gòu)造，其表現(xiàn)為巖塊或巖層順著斷層面滑動斷開巖塊或巖層。其不是一個產(chǎn)狀穩(wěn)定的平直面，順傾向或走向時常會發(fā)生變化而形成曲面。斷層通常不是單一的一個面，而是由多種破裂面或次級斷層組成的帶，即斷層帶。

1.2 斷 盤

斷盤是斷層面兩側(cè)沿斷層面發(fā)生位移的巖塊。如斷層面是傾斜的，位于斷層面上側(cè)的一盤為上盤，反之則為下盤。

1.3 位 移

斷盤相對運動可分為旋轉(zhuǎn)和直移運動。斷層位移一般用滑距和斷距來表達。在煤礦中常常采用平錯和落差等斷距術(shù)語。

2 斷層判斷

2.1 斷層分類

一般來說，礦山地質(zhì)中按以下兩種分類，一是按巖層走向與斷層走向的關(guān)系劃分，可分為：走向斷層、傾向斷層、斜向斷層以及順層斷層；二是按斷層兩盤相對的運動分類，分為：正斷層（上盤沿斷層面相對下滑，下盤反之）、逆斷層（上盤相對向上滑動，下盤反之）以及平移斷層（兩盤順斷層面走向相對移動）。

2.2 直接法

在生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)現(xiàn)場揭露的地質(zhì)構(gòu)造以及煤巖層特征來判斷斷層的性質(zhì)的落差直接方法有以下幾種：

①斷層面附近常伴生一些小型及微型的次生構(gòu)造，在成因上與斷層有聯(lián)系，在分布上與斷層相伴，它既可作為斷層存在的標志，也可作為判斷斷層的性質(zhì)。在斷層兩盤牽引褶曲彎曲的突出方向所指的方向一般是對盤的運動方向。如本礦+50水平車場出現(xiàn)的F0斷層（斷距>50 m），就是通過這種方法判斷的。

②層位對比當斷層落差小于運巷高度時，通過直接觀察就能輕易的進行判斷；當斷層落差大于巷道高度時，則可以根據(jù)煤層巖頂?shù)装宓膸r性進行判斷。如我礦的39#煤層頂板就有姜粒狀黃鐵礦大結(jié)核，巖石顏色一般較淺，淺灰色，以細粉砂巖為主，中厚層狀，且離煤層較近處有泥巖，含豐富的貝類化石，而煤層底板巖層一般顏色較深，為深灰色或灰黑色，以粗粉砂或細砂巖為主。通過上述巖層特點就能較快得到斷層的性質(zhì)，指導生產(chǎn)。

③煤層特征對比法每層煤層的厚度、結(jié)構(gòu)和物理特征都具有不同的特征，我們可利用每層煤層的特點以及物理特征，識別煤層層位。比如我礦的306采區(qū)-60-20#石門時，遇一斷層，根據(jù)煤層含有的夾矸性質(zhì)，和23#煤層獨有的夾矸相同，得出這層煤為23#煤層。

④標志層對比法指的是標志層在一定范圍內(nèi)具有容易辨認和特殊的特點，且分布較多，層位較為穩(wěn)定的煤巖層。通常情況下，根據(jù)標志便能解決煤層的對比問題，為找斷失的煤層提供了可靠的對比。龍?zhí)睹旱V的37#煤層，直接頂板有一層非常穩(wěn)定的泥巖，含豐富的黃鐵礦結(jié)核條帶，厚度非常穩(wěn)定，且層位非常穩(wěn)定，這一層泥巖是37#煤層獨有的巖性特征，獨有的標志，在全礦范圍非常穩(wěn)定。

⑤斷層角礫巖如果斷層切斷并挫碎某一標志性巖層或煤層，可根據(jù)該層角礫在斷層面上的分布可以推斷兩盤相對位移方向。

⑥羽狀節(jié)理斷層在兩盤相對運動的過程中，位于斷層一盤或兩盤的巖石中經(jīng)常派生羽狀排列的張節(jié)理和剪節(jié)理。派生節(jié)理在跟主斷層斜交所產(chǎn)生的交角大小因派生節(jié)理的力學性質(zhì)不同而有差異。張節(jié)理與主斷層形成的銳角方向為節(jié)理所在盤的運動方向。

2.3 間接法

通過上述幾種方法的分析與判斷，一般的斷層都能進行準確判斷，但并不是所有斷層在發(fā)育發(fā)展中都會產(chǎn)生上述特征，所以我們就要把井下實際資料收集后，進行地面分析。

2.3.1 平行小斷層

在實際中，有些新斷層與主斷層伴生，其性質(zhì)、產(chǎn)狀與主斷層基本一致，這些小斷層的性質(zhì)在巷道中一清二楚，我們就可利用這些小斷層的性質(zhì)來判斷主斷層的性質(zhì)。

2.3.2 經(jīng)驗推斷法

如果所在礦井的斷層大多數(shù)是相同性質(zhì)的斷層時，可利用這樣的規(guī)律預測掘進過程所顯露斷層的性質(zhì)。比如，龍?zhí)毒飪?nèi)發(fā)育的F0、F6、F58、F52，以及在礦井生產(chǎn)過程中所遇到的大部分為正斷層，所以判斷在303采區(qū)-50-6#石門所揭露的斷層為正斷層，最后根據(jù)揭露出來的情況也最終得以證實。

2.3.3 標高對比

一般來說，煤層頂、底板標高在同一水平或垂直線上發(fā)生變化時，說明有斷層錯動，所以當我們在圖紙上繪制煤層等高線時，在斷層附近會發(fā)現(xiàn)等高線及其不協(xié)調(diào)，所以我們就能初步判斷該點附近發(fā)育有斷層。另外可以根據(jù)斷層的產(chǎn)狀，推測出下個區(qū)段斷層的出現(xiàn)位置，從而下發(fā)地質(zhì)預測預報，指導生產(chǎn)。

2.3.4 生產(chǎn)勘探法

主要有巷探或鉆探和井下物探等技術(shù)手段。

3 斷層處理

在掘進過程中，我們應該根據(jù)斷層的性質(zhì)、斷層走向及巷道掘進方向、斷層的落差和巷道用途等綜合考慮來處理斷層。通常是運用改變巷道的掘進方向及改變巷道的掘進坡度方法來解決。

4 結(jié) 語

識別斷層是一個從簡到繁的過程，上述內(nèi)容可以單獨使用，也可以綜合利用，關(guān)鍵是怎樣才能夠從快從準地解決礦井生產(chǎn)問題。同時在判斷斷層時，限于地質(zhì)條件的復雜多變性，如果僅靠單一方法往往很難判斷斷層的類型，各種方法都具有單一性或局限性，因此，我們要在實際工作中充分考慮各個方面因素，并綜合各種方法，互相補充與彼此完善，才能更好地指導礦井生產(chǎn)。

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