现阶段断失翼煤层的寻找方法

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

一

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

一

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。

迎

头

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

一

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。

参考文献：

[13 何满潮，袁和生，靖洪文，等.中国煤矿锚杆支护理论与实践

EM].北京：科学出版社，2004：46 50.

[2] 易恭猷，王连国.软岩支护现状分析及对策[J].锚杆支护，

2001(1).5—8.

参考文献：

[1] 李 宾.工作面过断层安全技术研究[J].科技信息，2010

(13)：370—177.

[2] 谢德明.软岩巷道底鼓防治技术研究[J].煤矿安全，2010(5)：

59—62.

[3] 张成银.二维地震找煤方法探索[J].煤炭科技，2010(3)：62—63.

[4] 于润沧.采矿工程师手册EM].北京：冶金工业出版社，2009.

(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。

参考文献：

[1] 谢世俊.金属矿床地下开采[M].北京：冶金工业出版社，

2007：295-296.

[2] 《采矿手册》编委会.采矿手册[M].北京：冶金工业出版社，

1988.

[3] 马正位，乔登攀，魏学松，等.上向水平分层废石充填法在东大

山铁矿的应用EJ].有色金属(矿山部分)，2009，61(3)：3 5.

[4] 吴东旭，刘 让，舒为民.大红山铜矿废石充填工艺的实践

[J].采矿技术，2006，6(3)：192—194.

[5] 曾庆友.人工假底上向分层废石充填法在玉水硫铜矿的应用

[J].采矿技术，2o10，10(4)：17 19.

(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.

C0rrl

一 _ . -. -. -. - + - . -◆ - 一 _¨ ’¨ 。¨ 。一 ‘+ ‘

E3] 何满潮，杨 军，杨生彬，等.济宁二矿深部回采巷道锚网索耦

合支护技术[J].煤炭科学技术，2007，35(3)：23—26.

[4] 马念杰，侯朝炯.采准巷道矿压理论及应用EM].北京：煤炭工

业出版社，1995：77—81.

[5] 伍永平，杨永刚，来兴平，等.巷道锚杆支护参数的数值模拟分

析与确定[J].采矿与安全工程学报，2007，23(4)：398—401.

16] 孙晓明，何满潮.深部开采软岩巷道耦合支护数值模拟研究

[J].中国矿业大学学报，2005，34(2)：166—169.

[7] 杨永刚，张海燕，等.大倾角炮采工作面转综采切眼支护技术

研究与实践[J].煤矿开采，2011，16(99)：4卜44.

Is] 马其华，王宜泰.深井沿空巷道小煤柱护巷机理及支护技术

[J].采矿与安全工程学报，2009，26(4)：520—523.

(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。