煤矿回采工作面中小型地质构造识别和定向预测方法

1、煤矿回采工作面中小型地质构造识别和定向预测方法摘要结合煤矿生产实践，介绍了常见的中小型 地质构造的类型，阐述了回采工作面中小型断层的定向预测 方法。关键字地质构造断层定向预测回采工作面中图分类号p5文献码b文章编号1000-405x (2012) -10-81-1研究地质小构造类型和相应的过构造时工作面的回采 对策，对煤矿安全生产有着一定的现实意义。在煤矿设计中, 大型地质构造往往作为井田边界和采区边界，掘进和回采中 经常遇见的地质构造主要是出现在煤层顶底板中的各种小 型地质构造，如小断层、小褶皱。这些小型地质构造由于构 造类型不同，加之所处的煤层开采地质条件不同，其掘进和 回采过构造时所采取

2、的方式也应不同。1常见的地质小构造类型煤矿地质小构造主要是伴生、次生、派生于大型地质构 造之中，受大型地质构造控制的次一级的小型地质构造，主 要包括小断层、小褶皱、复合顶板等。1. 1小断层(1)掘进和回采过程出现小断层的标志。掘进和回采 过程可能出现小断层的标志主要有：煤层顶板或底板移位， 在顺着煤层的巷道中出现煤厚急剧增大而后出现岩石楔子， 煤层厚度减小甚至出现尖灭，煤层突然被岩石取代，煤层顶 板或底板出现岩性变化，出现被揉皱的岩石带，裂隙壁有滑 动痕迹等现象。这些现象表明巷道前方可能有断层出现。（2）小断层类型。掘进中常见的小断层有正断层、逆断层、层滑构造、小裂隙（破碎带）。小断层一般落

3、差在5 m以内。小型正断层以反倾正断层居多，一般来说上盘下降，下盘上升，断层面倾向和煤层面倾向相反。断层面一 般较平整，上下两盘煤层和煤层顶底板往往比较完整，围岩 稳定性往往相对于逆断层要好。小型逆断层以同倾逆断层居 多，一般来说上盘上升，下盘下降，断层面倾向和煤层面倾 向相同。断层面一般不太平整，地层倾角较大。逆断层上下 两盘煤层常常伴有引援小褶皱，造成巷道支护条件进一步恶 化，给巷道过构造增加难度。层滑构造主要表现为岩层受到 外力的作用后，发生岩层间滑动，层滑构造附近煤岩层层理 常常表现混乱，煤、岩强度变弱。小裂隙（破碎带） 主要 是受区域地质构造影响，造成局部煤岩层应力集中，煤岩层 发生

4、破裂，但未发生位移。小裂缝造成岩石强度变弱，给巷 道支护增加了难度。1.2小褶皱小褶皱常见有小型向斜、小型背斜、煤层顶板挠曲构造,其中以煤层顶板挠曲构造为主。顶板挠曲构造往往规模不 大，影响范围也就20 rfl左右，主要表现为不规则的小褶皱。这些小褶皱造成附近煤岩层发生塑性变形，巷道支护 环境破坏，严重时会造成冒顶伤人事故。1.3复合顶板煤层顶板一般由伪顶、直接顶和老顶组成。有些煤层顶板在伪顶与直接顶之间有一层薄煤线，有时有多层煤线与薄 岩层互层，组成复合顶板。该顶板给巷道支护增加了难度。2中小型断层的定向预测方法在矿井生产的掘进及回采工作中，前方的隐伏断层往往造成另一盘煤层或者岩层的变化，使

5、沿煤层掘进的巷道迷失 方向。定向预测就是为了寻找断失一翼的煤层并及时确定巷 道掘进的方向。我们通常采用下列几种预测方法:2.1煤岩层层位对比法依据巷道已揭露的断层另一盘煤岩层的层位，结合矿井的标志层、煤层及煤层顶底板特征，通过层位对比确定断 层的性质和断距，以此寻找断失的煤层，达到对煤层定向预 测的目的。例如： 在义络公司38041工作面回采时，距上 巷64m（距下巷95m）处揭露的逆断层，产状225240。z7780° ,落差36m,底板断开，上盘底板上抬导致煤层变薄,在断层附近上盘煤层底板达67。，导致回采中需破底斜长23m左右。判定它为逆断层就是根据二1煤层顶底板岩性的差别，顶

6、板多为砂质泥岩、石英砂岩，而底板则为炭质泥岩、 泥岩较多，断层上盘岩性为泥岩，结合断层产状确定了本断层为逆断层，也为回采指出了方向，见图1。2. 2规律类推法。通过对大量地质资料的分析整理，找出其中的规律。依 此规律可以帮助确定正在施工巷道所遇断层的性质，从而指 导寻找断失的煤层和巷道施工的方向。2. 3构造对比法构造对比法就是在新掘巷道遇断层后与相邻巷道或邻 近的上下煤层所掘巷道已经揭露的实测断层的性质相对比， 从而确定新揭露断层的性质，达到定向寻找断失煤层的目 的。2.4根据派生的小型构造及断层面特征寻找断失的煤靠近断层附近的煤岩层由于断层的影响，发生变形，常常形成弯曲，这种弯曲称为牵引褶

7、曲。牵引褶曲弧形弯曲突 起方向指示本盘的移动方向，牵引褶曲一翼与断层面交一锐 角，锐角方向指示另一盘移动的方向，即为找煤方向。2. 5作图分析法作图分析法就是把新揭露的断层产状资料填绘到矿井地质剖面、煤层底板等高线图、煤层立面投影图和水平切面 图上，然后把这个断层与同煤层、同水平、不同煤层、不同 水平的巷道已经查明的断层进行综合分析对比，如果新揭露 的断层与已经查明的断层产状一致或相似且特征相似，并且 能够自然连接，那么可认为新断层就是已经查明的断层的延 伸，因此，该断层的性质和规模即可确定，从而指示寻找断 失的煤层，达到定向预测的目的。2.6生产勘探法在遇断层后，通过观测和分析仍不能确定断层的性质或 断层性质已查明，但是断距无法确定，而生产上又需要查明 断距时，就要用生产勘探的方法来解决。该法包括井下钻探 和巷探。当断层性质和断距都不清楚，而生产上又需查明后 才能确定巷道掘进方向时，一般用钻探，当断层性