錢家營(yíng)礦5煤層構(gòu)造薄煤帶分析

李成

摘 要： 為了正確指導(dǎo)生產(chǎn)，提高煤礦地質(zhì)綜合分析以及地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)精確度。針對(duì)采掘工作面遇斷層導(dǎo)致煤層薄煤帶及無煤區(qū)的問題，本文以錢家營(yíng)礦三采5煤層工作面為例，應(yīng)用無線電波坑透、鉆探探查手段以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際揭露的地質(zhì)資料，通過對(duì)井田地質(zhì)構(gòu)造特征研究，分析出5煤層遇斷層前、后的產(chǎn)狀及煤層賦存情況，以及斷層導(dǎo)致煤層變薄帶范圍，為生產(chǎn)單位提供準(zhǔn)確的地質(zhì)資料并進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，詳細(xì)分析薄煤帶及無煤區(qū)對(duì)掘進(jìn)及回采工作面生產(chǎn)的影響，總結(jié)實(shí)踐規(guī)律，為礦井合理布置采掘工作面具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞： 薄煤;斷層;鉆探;范圍;預(yù)測(cè);分析

【中圖分類號(hào)】TD166???? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A???? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.39.244

引言：錢家營(yíng)礦于1988年建成投產(chǎn)，其可采煤層為5煤層、7煤層、8煤層、9煤層和12-1煤層，其中5煤層為主要開采煤層之一，5煤層位于井田東翼二水平三采區(qū)，采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，受斷層、薄煤帶、褶曲、古河流沖刷等地質(zhì)問題對(duì)5煤層工作面布置造成較大影響，其中薄煤帶及無煤區(qū)是影響錢家營(yíng)礦5煤層采區(qū)布置的最主要因素之一，而受斷層導(dǎo)致的變薄帶對(duì)掘進(jìn)以及回采工作的影響尤為突出，由于斷層個(gè)數(shù)、落差及性質(zhì)直接影響5煤層突然變薄甚至尖滅，從而形成面積較大的薄煤區(qū)及無煤區(qū)，導(dǎo)致工作面進(jìn)入全巖掘進(jìn)，煤層層位難以判斷，同時(shí)造成工作面頂板破碎冒落，極大的影響掘進(jìn)及回采工作安全及進(jìn)度，也加大了生產(chǎn)成本。因此分析研究過薄煤帶的方法，利用無線電波坑透以及鉆探方法確定薄煤帶范圍，對(duì)減小由薄煤帶對(duì)5煤層資源儲(chǔ)量損失有重要意義。

1 概述

煤層變薄原因分為構(gòu)造變薄和原生變薄兩類。原生變薄主要因沉積煤層時(shí)基底不平或沉積煤層的過程中地殼升降引起的煤層變薄、分岔、尖滅等。構(gòu)造變薄一般發(fā)生在構(gòu)造的一定部位，如沖刷帶、褶皺、斷層、巖漿巖侵入吞噬煤層等引起的變?。ㄒ妶D1）。其中受斷層影響的煤層變薄是煤礦煤層變薄最為常見原因之一。本論文主要研究構(gòu)造變薄的分析工作以及利用勘探手段分析斷層對(duì)煤層厚度變化影響范圍。

2 斷層對(duì)煤層厚度的影響及勘探方法

在地殼運(yùn)動(dòng)作用下，巖石受地殼內(nèi)的動(dòng)力，沿一定方向產(chǎn)生破裂，使其失去連續(xù)性以及整體性，這種形態(tài)稱為斷層。斷層是煤礦最為常見的構(gòu)造之一，由于煤層松軟，在斷層的影響下，容易發(fā)生擠壓變形、變薄、分叉甚至尖滅，一些大斷層附近常伴有一系列小斷層發(fā)育，導(dǎo)致煤層起伏變化較大，煤層厚度、煤質(zhì)變化異常，并且還可能造成局部煤層缺失，尤其一些斷層起到引張拖拽的作用導(dǎo)致附近煤層出現(xiàn)厚煤帶及變薄帶。例如錢家營(yíng)礦1355西以及1359西工作面，兩條工作面存在大面積煤厚小于1.3m和0.7m薄煤區(qū)，其中1359西工作面運(yùn)道實(shí)見三條斷層，斷層導(dǎo)致附近煤層厚度變化較大，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)及綜合分析總結(jié)：受H=1.6∠86°、 H=1.0∠50°兩條斷層拉伸導(dǎo)致中間煤層煤厚變化較大，局部煤層失去連續(xù)性，導(dǎo)致缺失;再受 H=2.0∠30°正斷層影響使煤層受擠壓聚集，局部形成厚煤帶，過斷層后，煤層受其牽引導(dǎo)致變薄從而形成薄煤區(qū)。由此可得斷層較發(fā)育地段附近煤層厚度變化較大，其影響范圍較廣。

對(duì)于掘進(jìn)及回采工作面在施工前，我們可以利用勘探手段提前查明工作面的煤層賦存情況，例如：井下鉆探、巷探、無線電波坑透、槽波地震儀等超前探查可以有效確定變薄或尖滅位置及范圍，保證生產(chǎn)銜接工作。

3 薄煤區(qū)處理方法

（1）在煤巷掘進(jìn)過程中遇到受構(gòu)造導(dǎo)致煤層變薄、分叉或者尖滅現(xiàn)象，要根據(jù)具體情況確定掘進(jìn)方案，可利用無線電波坑透以及井下鉆探等勘探手段精確控制煤層變薄范圍，如果范圍較小可直接穿過，如果范圍較大可從其他地方另開巷道。

（2）回采過程中遇到變薄帶或無煤區(qū)時(shí)，如果范圍較小可直接推過，如果范圍較大可考慮采用繞過，或者布置探巷，探清不可采范圍，從新確定開采方法，從而減少不必要的材料、人力、物力的支出。

（3）在采區(qū)及回采工作面布置前，要了解該區(qū)域煤層變薄帶或尖滅帶范圍，掌握其變化規(guī)律，合理布局井下采掘巷道。

（4）根據(jù)工作面地質(zhì)情況變化和生產(chǎn)需要，加密觀測(cè)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，及時(shí)預(yù)報(bào)，并提前制定相應(yīng)安全技術(shù)措施，有效降低煤層變薄帶及尖滅帶對(duì)采掘工作面影響。

（5）加強(qiáng)儲(chǔ)量管理工作，對(duì)已開采區(qū)域煤層及時(shí)作出采探對(duì)比，對(duì)由薄煤帶及尖滅帶范圍較廣導(dǎo)致無法開采塊段，應(yīng)申報(bào)注銷，并及時(shí)上報(bào)審批。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

4.1 根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造研究發(fā)現(xiàn)，斷層落差越大，煤層變薄范圍越大，對(duì)掘進(jìn)及回采影響越大，斷層影響煤層變薄范圍和斷層性質(zhì)有很大關(guān)系，往往逆斷層影響范圍比正斷層影響范圍更廣。

4.2 大斷層附近煤層的結(jié)構(gòu)會(huì)受到破壞，往往受大斷層摩擦力的倒拖，使煤層發(fā)生塑性拖拽和拉伸，并呈粉沫狀，失去原有的層狀和光澤，而遠(yuǎn)離構(gòu)造一定范圍后煤層的厚度和結(jié)構(gòu)則逐漸恢復(fù)正常。

4.3 對(duì)于準(zhǔn)備回采的工作面內(nèi)部可利用無線電波坑透或者槽波地震儀等方法，可以更直觀的確定煤層變薄帶及尖滅帶位置以及范圍，從而確定其開采方法以提高工作面采出率。

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