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现阶段断失翼煤层的寻找方法

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现阶段断失翼煤层的寻找方法

于绪峰,王同吉

(内蒙古鲁新能源开发有限责任公司, 内蒙古锡林浩特市 026321)

摘 要:详细阐述了层位对比法、层间距对比法、延伸推理法、钻探法等方法,并指出了其

在寻找断失翼煤层中的具体操作及适用条件。

关键词:断失翼煤层;寻找方法;层位对比;层间距对比;延伸推理

断层是影响煤矿生产的重要地质因素之一。新

建矿井地质资料较少,而老矿区随着采区不断向深

部拓展,地应力逐渐增强,断裂构造亦日趋复杂,因

此,准确、及时地寻找断失翼煤层,对于有效降低吨

煤成本、提高矿井的生产安全尤显重要。本文综合

阐述层位对比法、层间距对比法、延伸推理法、钻探

法等多种断失翼煤层寻找方法,以期为煤矿生产提

供帮助。

1 层位对比法

沉积岩层都有一定的沉积顺序,煤岩层的厚度、

层间距、煤岩性特征在一定的区域内往往较稳定,变

化不大。因此,根据已掌握的煤系岩性、岩相组合特

征,特别是对比标志层来寻找断失翼煤层就较为简

便、可靠。如图1所示,煤巷掘进过程中遇到断层f,

迎头煤层变薄,通过层位对比则知道迎头的薄煤层

为断失煤层的上覆煤层,因此,可直接判断出断失盘

的升降方向和断层落差。

图1 层位对比法示意

层位对比法是寻找断失翼煤层的基本方法,为

做好这项工作,在矿井生产中对于煤层顶、底板层位

及标志层厚度、物理特征应重点观察、全面描述,包

括其岩性、颜色、结构、硬度、完整性、动植物化石特

征等。但由于地层沉积环境的复杂及煤层顶、底板

岩性的变化,特别是在标志层缺少及层位变化较大

的情况下,层位对比法必须结合其它方法、手段,并

对已掌握的地质资料进行综合分析,方能得出正确

的结论。

2 层间距对比法

般在较大区域内,相邻的上下煤层其层间距

有基本保持稳定的特性,因此,当上覆煤层开采完毕

开拓下伏煤层时,层间距将是引导下伏煤层施工的

重要标尺。如图2(a)所示,上覆二层煤回采完毕,

下伏四层煤巷道掘进过程中见断层f,连接l、8点,

2、7点,3、6点,4、5点,可推算出e、g、c、d点的标高,

因此,可绘出沿四层煤巷道掘进方向上覆二层煤的

倾角变化趋势。如图2(b)所示,根据邻近钻孔查实

二层煤与四层煤间距为20 m,二层煤实际开采过程

中为下坡推进,因此,四层煤巷道掘进遇到的对盘岩

性可判断为下降盘,落差为g点与c点间的标高差。

3 延伸推理法

当新采区地质资料编录较少时,只能通过已知

的见煤资料延伸推理,因此该方法在开采新采区的

首层煤适用较广。如图3所示,沿煤巷道迎头见断

层f,可连接2、6点,连接1、7点平行于2、3点,则

通过2、3导线点标高,可计算出2、3点巷道的倾角,

而由于距离较近,1、7点的倾角基本等于2、3点的

倾角,则通过1导线点标高及I、7点的倾角推算出

7点的标高,再通过2导线点及7点的标高推算出

2、7点的倾角,根据该倾角推算出6点的标高,因

此,由5点与6点的标高得知断失盘的升降方向,断

距为5点与6点的标高差。

该方法形式多样、应用较广,具体应根据实际见

煤资料综合多方位分析。同时,由于地质资料的多

于绪峰,等: 现阶段断失翼煤层的寻找方法 1O1

变性,该方法推断的断失翼煤层仅可作为参考,特别 是断距大小,应结合其它方法综合确定。

图2 层间距对比法示意

图3 延伸推理法

迎头

4 钻探法

沿煤巷道掘进见断层,可过断层继续向前推进

数米,利用施工地点现有的钻探设备,如风钻、锚索

机等,对巷道顶底板进行钻探,当落差较小时(2~4

m),利用风钻对巷道顶底板进行钻探,很容易探到

断失煤层,判出落差;当落差较大时(4~1O m),可

配合层间距对比法,寻找断失翼煤层。如图4所示,

煤2、煤4层间距2O m,利用锚索机对巷道顶板进行

钻探,当巷道顶板见煤时,根据煤层位置及已掌握的

层间距可直接判断出落差,如果钻探10 m 没有见

煤,则可判定断失盘为下降盘,根据上覆煤2顺巷道

方向起伏较小的特点,推断落差近似为煤4巷道起

坡至见断层段标高差的2倍。

煤2

量 、鲁1 l l

_ — .=.:一 -一一-B-_--j -

煤4 一 。

图4 钻探法示意

当断层落差较大,使用风钻、锚索机等设备无法

追溯到断失煤层时,可选用大型勘探设备进行钻探,

如使用SGZ—IC一1型75 In液压防爆钻机对断失

(b)

煤层探查,则落差在10~50 in范围内的较大断层

就很容易探到。

5 现场构造形迹推理法

断裂构造形成时,在断裂面上会留下相应的擦

痕、擦沟、牵引褶曲、磨光面、伴生断层或断层带充填

物,可以根据这些断裂面构造形迹来判断断裂构造

位移情况。例如,巷道遇断层后,断裂面上所呈现的

擦痕、擦沟从粗而深到细而浅的方向,可确定为断失

盘位移方向,磨光面呈不规则扇形状而消失的一端

可确定为断失盘位移方向。

由于地壳运动的相对稳定性,大断层形成过程

中所伴生的小断层一般可判定断失盘位移的方向。

如图5所示,沿煤巷道掘进遇小断层之后,相隔2 Ill

迎头遇大断层,工作面全岩,且小断层产状与大断层

致,由于形成断层地应力的一致性,因此,迎头断

失盘位移的方向可依据伴生小断层的位移方向判定。

图5 构造形迹推理法示葸

断层带充填的煤线、岩石角砾、标志层岩块等分

布具有一定的规律,可根据这些充填物来追溯断失

盘煤层。沿断层滑动方向上煤岩角砾数量由多渐

少、粒度由粗变细方向及煤线(薄煤)运动方向即为

断失盘位移方向。图5中,迎头见砂质页岩,断层带

充填石灰岩碎块,经对比钻孔柱状图,该煤层顶板为

标志层石灰岩,则很容易判断石灰岩碎块为该层煤

lO2 采 矿 技 术 2O12,l2(1)

顶板石灰岩,断失盘为下降盘。

6 结 论

本文详细介绍了5种断失翼煤层寻找方法及其

适用条件。上述方法对判定断层性质、寻找断失翼

煤层都有一定实际意义,但各有其局限性。实际生

产中各种方法应综合运用,相互补充、验证,方能得

出正确的结论。

+ 一◆ -. _ . - . -+ _. -

(上接第26页)

及原有充填井改扩建),每年共计节省120.22万元。

同时节约的尾砂用于蒸压灰砂砖的制造,产生可观

的经济效益。

3.2 充填方法的改进方向

(1)充填材料还是以尾砂为主,同时要加强废

石充填工作的推广力度,同时制定合理的作业顺序

防止废石充填影响尾砂充填,保持采充平衡。

(2)继续加大对废石充填的现场管理,及时满

足采空区充填的需要;技术部门认真研究井下采场

循环顺序,为废石充填提供便利。

(3)进一步试验研究废石与尾砂、废石与胶结

体的充填比,找到经济合理的比值,使废石充填工作

不影响下分层回采及出矿。

(4)试验比较电耙与风动装岩机等设备在采场

废石充填中的工作能力,找到合适的平场设备,提高

废石充填效率。

4 结 论

井下废石充填法是琅琊山铜矿根据矿山生产现

状及建设绿色矿山的思路,通过工程技术人员的设

(上接第34页)

索以大预紧力减缓、减小顶板变形扩张。现场监测

结果表明该支护对策能够有效控制巷道变形。

(3)随着煤矿开采不断向深部转移,沿空巷道

的合理煤柱留设问题、巷帮变形问题、巷道底臌问

题、动压及复杂围岩条件下的支护问题等还有待进

步研究,必须转变思路,从根本上寻找解决沿空巷

道变形控制难题的途径和方法。

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(收稿日期:2011-09—20)

作者简介:于绪峰(1969~),男,山东肥城人,工程师,主要从

事矿井地质与防治水工作。

◆ ⋯ + 一. -. ⋯ . - . ·

计、讨论、自行试验实施的。虽然使用废石充填法还

要多施工1条充填井,增加了一定的投入,但是该方

法的成功运用不但每年能为琅琊山铜矿创造100多

万元的经济效益,同时也缓解了井下采充失调的突

出矛盾。通过废石充填,建立废石不出井系统,不仅

缓解了提升运输的紧张状态,而且减少了地表废石

场地的占用,保护了自然环境,取得了显著的社会效

益和经济效益。

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(收稿日期:2011-09—22)

作者简介:乔小明(1984一),男,江苏新沂人,助理工程师,主

要从事采矿、爆破技术管理工作,Email:cumtmm@163.

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(收稿日期:2011-10-18)

作者简介:杜登计(1981一),男,湖南常德人,工程师,主要从

事煤矿矿井设计方面的研究。

文档信息
  • 文档上传人:admin
  • 文档格式:Pdf
  • 上传日期:2014年11月10日
  • 文档星级:★★★★★
  • 需要煤安币:5个
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