煤礦掘進(jìn)中小型地質(zhì)構(gòu)造的識(shí)別及處理

摘 要：本文結(jié)合新建煤礦生產(chǎn)實(shí)踐，介紹了常見的中小型地質(zhì)構(gòu)造的類型，探討了不同地質(zhì)構(gòu)造下巷道掘進(jìn)對(duì)策，闡述了中小型斷層的定向預(yù)測方法和回采工作面中小斷層的定位預(yù)測方法。

關(guān)鍵詞：巷道掘進(jìn)；地質(zhì)構(gòu)造；斷層定向預(yù)測

研究地質(zhì)小構(gòu)造類型和相應(yīng)的過構(gòu)造的掘進(jìn)對(duì)策，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)有一定的現(xiàn)實(shí)意義。在煤礦設(shè)計(jì)中大型地質(zhì)構(gòu)造往往作為井田邊界和采區(qū)邊界，掘進(jìn)中經(jīng)常遇見的地質(zhì)構(gòu)造主要是出現(xiàn)在煤層頂?shù)装逯械母鞣N小型地質(zhì)構(gòu)造，如小斷層、小褶皺。這些小型地質(zhì)構(gòu)造由于構(gòu)造類型不同，加之所處的煤層開采地質(zhì)條件不同，其掘進(jìn)過構(gòu)造時(shí)所采取的方式也應(yīng)不同。首先要搞清楚礦井內(nèi)部構(gòu)造分布的區(qū)域特征，根據(jù)已施工的掘進(jìn)和開拓巷道實(shí)際揭露斷層資料對(duì)正施工巷道的前方隱伏斷層進(jìn)行定向預(yù)測；其次是依據(jù)實(shí)測斷層對(duì)回采工作面的中小斷層進(jìn)行定位預(yù)測；最后與井下物探資料進(jìn)行綜合分析，提供預(yù)測圖紙，從而達(dá)到保證生產(chǎn)順利進(jìn)行的目的。

一、常見的地質(zhì)小構(gòu)造類型

煤礦地質(zhì)小構(gòu)造主要是伴生、次生、派生于大型地質(zhì)構(gòu)造之中，受大型地質(zhì)構(gòu)造控制的次一級(jí)的小型地質(zhì)構(gòu)造，主要包括小斷層、小褶皺、復(fù)合頂板等。

二、不同地質(zhì)構(gòu)造下的巷道掘進(jìn)對(duì)策

1.巷道過正斷層的掘進(jìn)對(duì)策

（1）巷道由斷層上盤向下盤掘進(jìn)。掘進(jìn)見斷層后表現(xiàn)沿頂板掘進(jìn)過程中突然煤層頂板上升，往往造成冒頂事故的發(fā)生。巷道掘進(jìn)過程中一旦煤層傾角發(fā)生急變，或煤巖層層理紊亂，巷道前方有可能揭露斷層，應(yīng)做好過斷層前準(zhǔn)備工作，用煤電鉆向前上方探煤層頂板位置，防止一旦揭露斷層造成上頂抽冒。過斷層時(shí)應(yīng)采用棚子支護(hù)，并對(duì)棚距進(jìn)行適當(dāng)加密。

（2）巷道由斷層下盤向上盤掘進(jìn)。巷道見斷層后煤層頂板下移，巷道過斷層時(shí)需打板，巷道坡度需向下調(diào)整。

2.巷道過逆斷層的掘進(jìn)對(duì)策。巷道過逆斷層時(shí)主要表現(xiàn)為煤層重疊。當(dāng)巷道由斷層下盤向上盤通過時(shí)，應(yīng)注意上頂重疊煤層冒頂事故的發(fā)生，應(yīng)加強(qiáng)頂板支護(hù)工作，通常采用加密棚距通過。當(dāng)巷道由斷層上盤向下盤通過斷層時(shí)，需要調(diào)大巷道坡度打板通過。

3.巷道在復(fù)合頂板煤層中的掘進(jìn)對(duì)策復(fù)合頂板易冒頂，不好支護(hù)，巷道掘進(jìn)時(shí)應(yīng)盡可能地沿直接頂掘進(jìn)。

4.巷道遇見磺板撓曲構(gòu)造的掘進(jìn)對(duì)策應(yīng)根據(jù)頂板撓曲構(gòu)造特征進(jìn)行預(yù)測，一旦煤層傾角突然變大，應(yīng)該采用接桿釬子向前探測煤層頂板位置。巷道過頂板撓曲構(gòu)造時(shí)應(yīng)加密支護(hù)。

5.巷道過頂板裂隙或特厚煤層底板的掘進(jìn)對(duì)策巷道過頂板裂隙或特厚煤層底板巷道沿底掘進(jìn)時(shí)，上頂破碎，巷道掘進(jìn)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)。

三、中小型斷層的定向預(yù)測方法

1.煤巖層層位對(duì)比法。依據(jù)巷道已揭露的斷層另一盤煤巖層的層位，結(jié)合礦井的標(biāo)志層、煤層及煤層頂?shù)装逄卣?，通過層位對(duì)比確定斷層的性質(zhì)和斷距，以此尋找斷失的煤層，達(dá)到對(duì)煤層定向預(yù)測的目的。例如：在西翼7451工作面風(fēng)道掘進(jìn)時(shí)。開始為沿著3#煤層頂板掘進(jìn)遇一斷層，另一盤巖性為灰白色細(xì)砂巖，具有炭化面和水平層理，由于3#煤層頂?shù)装逯卸加羞@一層砂巖，所以很難確定斷層的性質(zhì)和落差，為此，在巷道迎頭布置一垂直的下孔，鉆孔揭露礦井標(biāo)志層，結(jié)合斷層產(chǎn)狀確定了本斷層為正斷層，也為掘進(jìn)指出了方向，見圖l。

2.規(guī)律類推法。王莊煤礦是一個(gè)具有40年開采歷史的老煤礦。積累了大量的地質(zhì)資料，通過對(duì)資料的分析整理，找出其中的規(guī)律。依此規(guī)律可以幫助確定正在施工巷道所遇斷層的性質(zhì)，從而指導(dǎo)尋找斷失的煤層和巷道施工的方向。

3.構(gòu)造對(duì)比法。構(gòu)造對(duì)比法就是在新掘巷道遇斷層后與相鄰巷道或鄰近的上下煤層所掘巷道已經(jīng)揭露的實(shí)測斷層的性質(zhì)相對(duì)比，從而確定新揭露斷層的性質(zhì)，達(dá)到定向?qū)ふ覕嗍簩拥哪康摹?/p>

4.根據(jù)派生的小型構(gòu)造及斷層面特征尋找斷失的煤層?？拷鼣鄬痈浇拿簬r層由于斷層的影響發(fā)生變形常常形成彎曲，這種彎曲稱為牽引褶曲。牽引褶曲弧形彎曲突起方向指示本盤的移動(dòng)方向，牽引褶曲一翼與斷層面交一銳角，銳角方向指示另一盤移動(dòng)的方向，即為找煤方向。

5.作圖分析法。作圖分析法就是把新揭露的斷層產(chǎn)狀資料填繪到礦井地質(zhì)剖面、煤層底板等高線圖、煤層立面投影圖和水平切面圖上，然后把這個(gè)斷層與同煤層、同水平、不同煤層、不同水平的巷道已經(jīng)查明的斷層進(jìn)行綜合分析對(duì)比，如果新揭露的斷層與已經(jīng)查明的斷層產(chǎn)狀一致或相似且特征相似，并且能夠自然連接，那么可認(rèn)為新斷層就是已經(jīng)查明的斷層的延伸，因此該斷層的性質(zhì)和規(guī)模即可確定，從而指示尋找斷失的煤層，達(dá)到定向預(yù)測的目的。

6.生產(chǎn)勘探法。在遇斷層后，通過觀測和分析仍不能確定斷層的性質(zhì)或斷層性質(zhì)已查明，但是斷距無法確定，而生產(chǎn)上又需要查明斷距時(shí)，就要用生產(chǎn)勘探的方法來解決。該法包括井下鉆探和巷探。當(dāng)斷層性質(zhì)和斷距都不清楚，而生產(chǎn)上又需查明后才能確定巷道掘進(jìn)方向時(shí)，一般用鉆探，當(dāng)斷層性質(zhì)已經(jīng)確定，而生產(chǎn)上又需過斷層掘進(jìn)巷道時(shí)，一般用巷探。

四、回采工作面中小斷層的定位預(yù)測

定向預(yù)測是為了保證掘進(jìn)開拓工作的順利進(jìn)行。當(dāng)該項(xiàng)工作結(jié)束，采區(qū)工作面形成以后就要求對(duì)采區(qū)工作面的中小斷層進(jìn)行定位預(yù)測。特別是隨著回采機(jī)械化程度的提高，對(duì)工作面中斷層定位預(yù)測的準(zhǔn)確性要求也越來越高，準(zhǔn)確的定位預(yù)測能為確定采煤方法和采煤機(jī)械提供保證，從而保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

五、結(jié)語

掘進(jìn)巷道所見地質(zhì)小構(gòu)造比較復(fù)雜，但常見地質(zhì)小構(gòu)造類型卻只有那么幾種，總結(jié)過地質(zhì)小構(gòu)造的掘進(jìn)對(duì)策，可以指導(dǎo)現(xiàn)場掘進(jìn)支護(hù)，確保掘進(jìn)安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：王學(xué)強(qiáng)，男，現(xiàn)工作于寧夏寧魯煤電有限責(zé)任公司任家莊煤礦。