礦井地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測(cè)分析

云南省富源縣煤炭工業(yè)局

搞要：礦井地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測(cè)是礦井地質(zhì)工作者的主要工作之一，事關(guān)煤礦生產(chǎn)安全，煤炭開(kāi)采的水平的提高，采機(jī)械化程度有了較大的提升，開(kāi)采技術(shù)不斷成熟，在開(kāi)采中首先面臨的是對(duì)煤礦地質(zhì)構(gòu)造的預(yù)測(cè)分析。本文針對(duì)性的論述了地質(zhì)構(gòu)造與煤礦生產(chǎn)的關(guān)系，同時(shí)結(jié)合區(qū)域性進(jìn)行分析，論述煤礦地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測(cè)方法，對(duì)煤礦建設(shè)生產(chǎn)具有一定的現(xiàn)實(shí)理論指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：礦井；地質(zhì)構(gòu)造；預(yù)測(cè)

在煤礦井下開(kāi)采中，地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦生產(chǎn)的影響是相當(dāng)大的，在我國(guó)西南滇東煤田礦井地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，受大的斷裂構(gòu)造的影響，次一級(jí)斷裂、伴生、派生斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，對(duì)煤礦井下開(kāi)采影響很大，影響煤礦開(kāi)采較大的礦井地質(zhì)構(gòu)造主要有斷裂構(gòu)造和褶曲兩大類(lèi)，做好礦井地質(zhì)預(yù)測(cè)工作對(duì)煤礦生產(chǎn)也顯得十分重要，煤礦井下對(duì)于斷層的預(yù)測(cè)方法很多。煤礦地測(cè)部門(mén)或礦井地質(zhì)工作人員可以根據(jù)斷層識(shí)別標(biāo)志，已見(jiàn)斷層測(cè)量的結(jié)果，有效的預(yù)測(cè)斷層在空間上的展布和水平上的延伸情況，避免造成工程損失，從而更好的指導(dǎo)煤礦生產(chǎn)。

1、地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦生產(chǎn)建設(shè)的影響

①影響井田劃分和礦井規(guī)模，構(gòu)造破壞嚴(yán)重，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的礦區(qū)不能建設(shè)大型礦井，而大型斷層和褶皺樞紐往往是劃分井田的自然邊界，如我國(guó)西南滇東煤田。

②影響礦井采煤機(jī)械化程度的提升，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜礦井，難以適應(yīng)機(jī)械化程度高的采煤工藝。

③影響礦井開(kāi)拓布置，井田內(nèi)部的斷層和褶皺對(duì)于開(kāi)采水平的劃分，運(yùn)輸大巷的布置，采區(qū)劃分和巷道布置等等都有直接的影響，巷道系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)礦井安全生產(chǎn)影響極大，給安全管理帶來(lái)困難。

④影響掘進(jìn)率，往往過(guò)構(gòu)造要采取特殊支護(hù)，增加生產(chǎn)成本，影響工作面的布置，工作面布置往往不正規(guī)，需要多掘巷道，甚至造成無(wú)效進(jìn)尺，使掘進(jìn)率比正常情況顯著增大。

⑤影響采面正常生產(chǎn)，回采工作面遇斷層，給生產(chǎn)帶來(lái)困難，影響正規(guī)循環(huán)作業(yè)，甚至生產(chǎn)中斷，工作面搬家。

⑥影響安全生產(chǎn)的條件，構(gòu)造對(duì)礦井涌水，煤與瓦斯突出，頂板穩(wěn)定性，頂板壓力增加，起著明顯控制作用，增加不安全因素，過(guò)斷層時(shí)需制定切實(shí)可行的安全措施。從而給礦井安全管理帶來(lái)困難。

⑦影響礦井資源回收率，增加斷層煤柱，減少采出量。縮短礦井服務(wù)年限。

⑧影響煤礦經(jīng)濟(jì)效益，增加生產(chǎn)成本，煤礦效益下降。

2、斷層成因與識(shí)別標(biāo)志

斷層是巖體在構(gòu)造應(yīng)力作用下發(fā)生破裂，沿破裂面兩側(cè)的巖體發(fā)生顯著的位移或失去連續(xù)性和完整性而形成的一種構(gòu)造形跡。按斷層位移性質(zhì)可分為：①上盤(pán)相對(duì)下盤(pán)下降為正斷層；②上盤(pán)相對(duì)下盤(pán)上升為逆斷層；③兩盤(pán)沿?cái)鄬幼呦蜃飨鄬?duì)水平運(yùn)動(dòng)為平移斷層；在斷層形成過(guò)程中往往在斷層兩盤(pán)巖體中會(huì)產(chǎn)生很多小裂隙。

斷層的識(shí)別標(biāo)志，斷層不是獨(dú)立存在的，它的出現(xiàn)可以通過(guò)附近一些巖層的不正常現(xiàn)象來(lái)判斷。通過(guò)這些判斷，可以使地質(zhì)工作人員找準(zhǔn)斷層位置，對(duì)礦井生產(chǎn)定位，對(duì)生產(chǎn)安全起著十分重要的作用。這些現(xiàn)象主要包括：①煤層頂?shù)装鍘r石中裂隙顯著增加，裂隙帶有巖脈，一般越靠近斷層越明顯，②煤層產(chǎn)狀發(fā)生顯著變化。這是由于斷層兩盤(pán)相互錯(cuò)動(dòng)，牽引附近煤巖層變形，產(chǎn)生的塑性變化的結(jié)果。③煤層厚度發(fā)生變化，煤層頂?shù)装宄霈F(xiàn)不平行現(xiàn)象。這是由于煤層較松軟，或者頂?shù)装鍘r石力學(xué)性質(zhì)差異較大，在受到斷層擠壓和揉搓時(shí)，不同部位存在差異所致。④煤層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，滑面增多，煤層傾角大時(shí)會(huì)出現(xiàn)層間滑動(dòng)，出現(xiàn)揉皺和破碎現(xiàn)象，煤呈鱗片狀、粉末狀，煤的光澤變暗，常有小褶曲出現(xiàn)。⑤在大斷層附近常半生一系列小斷層，這些小斷層與大斷層性質(zhì)大多相同，⑥充水性強(qiáng)的礦井，在巷道接近斷層時(shí)，常出現(xiàn)滴水、淋水以致涌水等現(xiàn)象。這是由于上部含水層或者其他水體沿?cái)鄬痈浇严断聺B所致。

3、煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測(cè)方法

通過(guò)井田（礦井）內(nèi)采掘過(guò)程中實(shí)際揭露出的斷層，結(jié)合鉆孔資料和已掌握的地質(zhì)資料進(jìn)行綜合分析井田（礦井）范圍內(nèi)的構(gòu)造情況，本人通過(guò)多年來(lái)的礦井地質(zhì)工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)縣域內(nèi)部分煤礦進(jìn)行礦井地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測(cè)，其方法簡(jiǎn)單，效果顯著，對(duì)指導(dǎo)煤礦生產(chǎn)建設(shè)，減少工程損失起到了很好的作用。

（1）煤田地質(zhì)概況：云南滇東煤田含煤地層為上二迭統(tǒng)龍?zhí)督M，含煤15-24層，可采煤層8-13層，可采煤層為薄—中厚煤層，可采總厚度約15米，煤層間距一般在5-30米之間，煤層頂?shù)装鍘r性為中砂、細(xì)砂、粉砂、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，煤層硬度小，大型構(gòu)造以斷裂構(gòu)造、寬緩褶曲為主，構(gòu)造走向以北-北東向?yàn)橹鳎●耷话l(fā)育，中、小型斷裂十分發(fā)育。

（2）利用斷層識(shí)別標(biāo)志對(duì)掘進(jìn)工作面前方地質(zhì)構(gòu)造的預(yù)測(cè)，當(dāng)掘進(jìn)巷道發(fā)生煤層的頂?shù)装鍘r石中裂隙顯著增加，裂隙中有巖脈，煤層產(chǎn)狀發(fā)生顯著變化，煤層厚度發(fā)生變化，煤層頂?shù)装宄霈F(xiàn)不平行現(xiàn)象，煤層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，滑面增多，有層間滑動(dòng)，出現(xiàn)揉皺和破碎現(xiàn)象，煤呈鱗片狀，粉末狀，煤的光澤變暗，出現(xiàn)滴水、淋水時(shí)，掘進(jìn)巷道前方很可能有斷層出現(xiàn)，應(yīng)及時(shí)根據(jù)所掘巷道所在位置和地質(zhì)資料進(jìn)行綜合分析，確定可能見(jiàn)構(gòu)造的類(lèi)型、性質(zhì)、規(guī)模以及對(duì)礦井開(kāi)采的影響程度，以并調(diào)整巷道布置，采取相應(yīng)的井巷過(guò)地質(zhì)構(gòu)造的安全技術(shù)措施，避免盲干，造成工程損失或安全事故發(fā)生。

（3）利用已掘井巷所見(jiàn)斷層對(duì)準(zhǔn)備開(kāi)掘的上（下）水平，上、下山見(jiàn)斷層點(diǎn)的預(yù)測(cè)，利用已知斷層的位置、標(biāo)高、產(chǎn)狀、性質(zhì)、地層斷距，斷層在空間上的展布和水平上的延伸關(guān)系，編制斷層面等高線(xiàn)，設(shè)計(jì)巷道與斷層面等高線(xiàn)上相交的位置即為巷道遇斷層的位置，具體做法如下：根據(jù)已知斷層編制斷層面等高線(xiàn)。編制斷層面等高線(xiàn)時(shí)要與采掘工程平面圖比例一致，選擇合適的等高距，用計(jì)算法或圖解法求出斷層面等高線(xiàn)的平距。投繪斷層面等高線(xiàn)，將斷層面等高線(xiàn)嚴(yán)格按照坐標(biāo)、產(chǎn)狀投繪到井巷所在的采掘工程平面圖上，推出斷層交面線(xiàn)，井巷將與斷層面等高線(xiàn)不同的高程線(xiàn)相交，根據(jù)井巷標(biāo)高確定與斷層面同一標(biāo)高高程線(xiàn)相交的位置，該位置即為井巷過(guò)斷層的位置。同樣方法也可利用開(kāi)采煤層所見(jiàn)斷層對(duì)即將開(kāi)采層（鄰近層）預(yù)測(cè)。利用開(kāi)采煤層已知斷層的位置、標(biāo)高、產(chǎn)狀、性質(zhì)、地層斷距、煤層間距，斷層在空間上的展布和水平上的延伸關(guān)系，對(duì)即將開(kāi)采煤層設(shè)計(jì)井巷、工作面見(jiàn)斷層位置的預(yù)測(cè)。

4、結(jié)束語(yǔ)

總之，煤礦地質(zhì)構(gòu)造的預(yù)測(cè)和分析，要結(jié)合區(qū)域地質(zhì)條件來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，可靠性才能較為準(zhǔn)確，更好的指導(dǎo)煤礦安全生產(chǎn)，避免或減少損失，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，創(chuàng)造好的安全科學(xué)發(fā)展條件。