簡論礦井地質(zhì)的指標(biāo)及評價指標(biāo)的原則

馬玉章

【摘 要】利用"同采地質(zhì)地段"理論對生產(chǎn)礦井地質(zhì)條件進(jìn)行分類，科學(xué)地指導(dǎo)煤礦生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】礦井地質(zhì)條件；同采地質(zhì)地段；指標(biāo)；

根據(jù)《礦井地質(zhì)規(guī)程》對礦井地質(zhì)條件進(jìn)行分類，較普遍的反映是：一個具體的井田，很難根據(jù)它的各項(xiàng)地質(zhì)因素復(fù)雜程度和煤層穩(wěn)定程度的指標(biāo)，唯一地確定它的礦井地質(zhì)條件類別。這種礦井地質(zhì)條件類別的不確定性，來自分類指標(biāo)條文的模糊性及不同人對它理解的差異性，但根本原因在于地質(zhì)體的復(fù)雜性。

1地質(zhì)體的復(fù)雜性

（1）多樣性。影響開采條件的地質(zhì)因素很多，它們在成因、特征、大小和對開采條件的影響方式和程度上也很不相同。許多地質(zhì)因素還具有地區(qū)性，要制訂包括所有井田或煤層的開采地質(zhì)條件的分類方案，是相當(dāng)困難的。（2）變化幅度廣闊性。地質(zhì)體大小或特征的變化幅度是非常廣闊的。斷層落差可以從幾百米、幾十米到一米左右；走向延伸可以從幾百、幾十公里到短于工作面；褶曲可以從很大到小于工作面；有的對井田影響甚微，有的則成了安全的嚴(yán)重威脅等。由于地質(zhì)體范圍的巨大變化，同一種地質(zhì)因素對不同井田的開采條件影響的差別也很大。對變化幅度如此巨大的多種地質(zhì)因素分為四個等級，它們的界限必然是模糊的。（3）空間性。地質(zhì)體都是三度空間的，不能忽視它們在空間上的分布和排列。同樣條數(shù)和總長度的一些較小的斷層，由于空間分布不同，對生產(chǎn)的影響也截然不同；等距平行排列，垂直走向，對生產(chǎn)影響甚微；相交于一隅，相交處可能無法回采，且全都與煤層走向斜交，影響最嚴(yán)重。確定煤層穩(wěn)定性時，樣點(diǎn)的選取也有空間分布的問題，如果不考慮樣點(diǎn)分布的空間性，則同一煤層，最終評定結(jié)果，可能是穩(wěn)定、較穩(wěn)定煤層，也可能是不穩(wěn)定煤層，渾江區(qū)煤層大部分不穩(wěn)定。（4）疊加性。煤層的破壞效應(yīng)，包括煤層原生成因的分叉尖滅及后生的沖蝕帶、陷落柱、斷層、巖漿巖等的影響使煤層變薄或中斷。它們中任何一種破壞效應(yīng)都影響煤層的開采條件，煤層受到的破壞就是它們的全部破壞效應(yīng)之和。故此"原則上應(yīng)以三個地質(zhì)因素（斷層、褶曲、巖漿巖）中復(fù)雜程度最高的一項(xiàng)為主來加以綜合評定"的做法，在不少情況下會導(dǎo)致對開采條件的錯誤評價。假設(shè)，某井田有斷層、沖蝕帶和巖墻各三條，煤層有局部不可采區(qū)域三小塊，有巖床和陷落柱各三個。從每種因素來說，數(shù)量都不多，故按規(guī)程井田應(yīng)屆I類。但這些因素若互相交叉切割，其綜合影響卻會使開采條件變得相當(dāng)惡劣。但有些情況，其地質(zhì)效應(yīng)又是不可加的。如巖墻沿小斷層侵入，它們對煤層的破壞效應(yīng)只相當(dāng)于巖墻（或斷層）的單獨(dú)效應(yīng)。因此，在評價井田類別時，應(yīng)考慮各地質(zhì)因素所起的綜合作用，否則，其評價結(jié)果往往是錯誤的。

2評價指標(biāo)的一般性原則

（1）分類指標(biāo)必須有廣泛的實(shí)用性。（2）分類因素與分類指標(biāo)要相對穩(wěn)定。（3）分類要與技術(shù)條件密切聯(lián)系，同時突出地質(zhì)因素的影響，不應(yīng)受社會或人為因素的影響。

3礦井地質(zhì)條件分類指標(biāo)

上述分析表明，影響煤層開采的地質(zhì)因素多，變化大，空間配置與相關(guān)關(guān)系復(fù)雜，對煤層開采的影響程度各不相同，所以以所有地質(zhì)因素為直接分類基礎(chǔ)理論的分類方案，其界定是模糊的，分類結(jié)果是不唯一的，起不到指導(dǎo)生產(chǎn)的作用，因此，尋找一個綜合的分類指標(biāo)，是礦井地質(zhì)條件分類的關(guān)鍵。

3.1"同采地質(zhì)地段"

本文提出"同采地質(zhì)地段"作為礦井地質(zhì)條件分類的唯一指標(biāo)。

"同采地質(zhì)地段"是指具有相同開采地質(zhì)條件，能連續(xù)推采的煤層地段。在一個同采地質(zhì)地段內(nèi)，用相同的采煤工藝和設(shè)備可以連續(xù)完成采煤任務(wù)。同采地質(zhì)地段的邊界，為各地質(zhì)體本身的邊界及采區(qū)界、水平界、礦界等等。

"同采地質(zhì)地段"的劃分方法：將所有影響連續(xù)推采的地質(zhì)量因素的界線，畫在采掘工程平面圖上，則這些界線所圍成的大小和形狀不同的地段，就是"同采地質(zhì)地段"。其中的每一塊，具有相同的開采技術(shù)條件。地段之間，其開采技術(shù)條件可能相同，也可能不同。這樣的分類指標(biāo)具有簡單、統(tǒng)一、實(shí)用的特點(diǎn)。

"同采地質(zhì)地段"以能否連續(xù)推采為唯一劃分標(biāo)準(zhǔn)。如某小斷層落差略大于1/2采高，但該煤層有偽頂（或偽底），且偽頂（或偽底）的硬度較小，機(jī)組能夠切割，則這個斷層就不能作為劃分"同采地質(zhì)地段"的邊界。

3.2"同采地質(zhì)地段"的等級劃分

"同采地質(zhì)地段"的大小差別很大，要以一定的標(biāo)準(zhǔn)對它們分成若干等級。衡量"同采地質(zhì)地段"等級的最合適的標(biāo)準(zhǔn)就是各種采煤方法對連續(xù)推采面積的一般尺寸要求。因此，本文做如下劃分：

（1）一類同采地質(zhì)地段：適合于綜采。（2）二類同采地質(zhì)地段：適合于機(jī)采。（3）三類同采地質(zhì)地段：適合于炮采，能布置出正規(guī)炮采工作面。（4）四類同采地質(zhì)地段：雖布置不出正規(guī)工作面，但仍可開采。（5）五類同采地質(zhì)地段：生產(chǎn)上已無法開采、利用的塊段。

4分類方法

以各煤層各類"同采地質(zhì)地段"圈定的儲量占本煤層總儲量的百分比來劃定煤層類別。

再以各類煤層所占有的儲量占礦井總儲量的百分比，確定礦井類別。

由于此分類方案要求所有影響連續(xù)推采的各種地質(zhì)因素，都必須充分準(zhǔn)確的反映出來。因此在進(jìn)行分類時，必須以已回采或開拓的水平和采區(qū)為分類的基礎(chǔ)，未開拓的（或延伸）鄰近水平（或采區(qū)），則采用同層外推法和類比法進(jìn)行評價。公式為：P'=KP

式中，P-已回采（或開拓）的水平（或采區(qū)）中某一煤層某類"同采地質(zhì)地段"圈定儲量占該水平該層總儲量的百分比；P'-延伸（或鄰近）水平（或采區(qū)）中某一煤層某類"同采地質(zhì)地段"圈定儲量占該水平該層總儲量的百分比；K-相關(guān)系數(shù)。

K值主要反映未知區(qū)與已知區(qū)相比較，由于各種地質(zhì)因素的影響，"同采地質(zhì)地段"在面積和量上的差別。

請注意，外推和類比一般應(yīng)由同一煤層的已知區(qū)去推斷該層未知區(qū)。因?yàn)橥幻簩拥牟煌囟蜗嚓P(guān)性大，具有一定的穩(wěn)定性。

評價煤層類別時，以各水平（或采區(qū)）的儲量加權(quán)求得。

綜上所述，"同采地質(zhì)地段"概念的提出，旨在拋磚引玉。關(guān)于具體的分類標(biāo)準(zhǔn)，尚待今后繼續(xù)深入研究。

參考文獻(xiàn)：

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