店坪礦5-210工作面斷層發育規律精細研究

武俊峰

（霍州煤電集團 技術研究院,山西 霍州 031400)

1672-5050（2017)05-0050-03

10.3919/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2017.10.014

2017-06-22

武俊峰（1987-),男,山西忻州人,大學本科,工程師,從事煤礦防治水管理工作。

店坪礦5-210工作面斷層發育規律精細研究

武俊峰

（霍州煤電集團 技術研究院,山西 霍州 031400)

整理店坪礦5-210工作面物探、鉆探資料,結合上部3#煤層采掘揭露斷層情況,對斷層產狀及展布形態做了精細研究,預測F1、F2、F5、F18和F20斷層延伸距離為20 m ～50m;F4、F6、F7和F10斷層延伸距離為70 m ～90m;在工作面內部F11與F21斷層為同一條斷層,橫穿整個工作面;F13與F25斷層為同一條斷層在走向上的延伸。經回采驗證,斷層發育與預報情況基本吻合。通過對斷層的精細研究可提前采取防治措施,為礦井安全生產提供技術指導,對相似垂間距其它礦井斷裂構造研究有一定的借鑒意義。

斷層產狀;坑透;鉆探;剖面形態;平面偏移距離

店坪礦是霍州煤電集團主力生產礦井,隨著產量的逐年提升,已經進入下分層煤層開采,斷裂構造相對較為發育。店坪礦總體為不對稱向斜（中陽-離石向斜),并伴生次級短軸背斜及向斜,傾角一般3°～14°,在井田東南部局部地段傾角達到20°。5-210工作面在井田東南部傾角逐漸變化區域,由于向背斜交匯,巖層受力復雜,形成一系列斷裂構造。本文通過整理上分層3#煤層回采資料、下分層5#煤掘進資料,預測了5-210工作面斷裂構造。通過回采揭露,斷層發育與預報情況基本吻合。

1 5-210工作面概況

5-210工作面位于830水平南翼,西與830南翼皮帶巷相通,東至井田邊界,南北均為實體煤,工作面標高為+820 m ～+905m,蓋山厚度為192 m ～348m。工作面頂板上部主要煤層為3#煤,3#煤層開采了3-302、3-304工作面。結合206號鉆孔資料,3#煤至5#煤層間距約為60.4 m。

表1 掘進期間揭露斷層情況統計

根據上覆3#煤已回采工作面資料,5-210工作面頂板圈定了兩處低洼積水區,掘進期間對積水區進行了疏放,初出水量約為20 m3/h,后放水孔水量穩定為1.5 m3/h,累計放水量4 100 m3。根據預測積水情況,采空區積水已疏放完畢。

2 掘進期間揭露斷層情況

5-210工作面在掘進過程中揭露25條斷層,落差最大為7.5 m,最小為0.5 m,個別斷層出現少量淋頭水,一般在斷層揭露2 d～5 d后,淋頭水逐漸減小至無水。掘進期間揭露斷層產狀統計情況如表1所示。

3 工作面圈出后物探、鉆探情況

3.1物探情況

工作面圈出后對5-210工作面進行無線電波坑透探測,探測區域內絕大部分衰減值在0 db～15 db,只有個別單點接收衰減值在15 db～20 db,結合WKT-E型無線電波透視儀在5-208、5-209回采工作面中的應用,圈定4處較為集中的異常區,根據CT圖所示,異常區域在掘進過程中揭露多條斷層,判斷主要是由斷層延伸引起的,坑透成果見圖1。

圖1 無線電坑透成果圖Fig.1 Results of radio wave penetration method

3.2鉆探情況

針對物探異常區施工了10個探孔進行鉆探驗證,本次探測沒有發現斷裂構造導水現象,分析異常區內無導水斷層影響。

4 斷層發育規律精細研究

根據上部3-302、3-304工作面回采揭露情況、206號鉆孔資料及物探、鉆探資料分析,F1、F2、F5、F18和F20斷層延伸距離為20 m ～50 m;F4、F6、F7和F10斷層延伸距離為70 m ～90 m,對回采有一定影響;F11與F21斷層為同一條斷層,橫穿整個工作面,對回采有較大影響;F13與F25斷層為同一條斷層在走向上的延伸,對回采有一定影響。

在垂向上對比3#煤層揭露斷層產狀情況,判斷F4與F4’、 F6與F6’、 F7與F7’、 F10與F10’、 F11與F11’、F13與F13’為同一斷層（F’為3#煤層揭露斷層),在3#煤層揭露后垂向延伸至5#煤層。在采掘平面圖上整理斷層在上下煤層揭露處特征,得表2。根據表2作各斷層的剖面如圖2。

根據表2及圖2可以看出,在3#煤揭露的斷層延伸至5#煤時斷層落差逐步減小,僅有F11斷層落差稍有增大。在偏移方面,整體向斷層傾向方向偏移,偏移長度在50 m范圍以內,斷層傾角在50°～80°之間。5-210工作面已部分回采,回采揭露斷層與預報情況基本吻合。

表2 斷層在上下煤層揭露特征統計

圖2 斷層剖面示意圖Fig.2 Diagram of fault profile

5 結束語

1)5-210工作面F1、F2、F5、F18和F20斷層延伸距離為20 m ～50 m;F4、F6、F7和F10斷層延伸距離為70 m ～90 m;在工作面內部F11與F21斷層為同一條斷層,橫穿整個工作面。F13與F25斷層為同一條斷層在走向上的延伸。

2)垂向上在3#煤揭露的斷層延伸至5#煤時,斷層落差逐步減小。偏移方面,整體向斷層傾向方向偏移,偏移長度在50m范圍以內,斷層傾角在50°～80°之間。

[1] 山西霍州煤電集團有限責任公司,中煤科工集團西安研究院.山西霍州煤電集團有限責任公司煤礦防治水技術手冊[M].北京:煤炭工業出版社,2013.

[2] 陳春龍.礦井地質[M].北京:煤炭工業出版社,2009.

[3] 毛永欣,解海軍.煤礦巷道超前探測技術及應用[J].煤碳技術,2009（9):149-150.

MAO Yongxin,XIE Haijun.Application of Advanced Detection Technology to Mine Roadway[J].Coal Technology,2009（9):149-150.

[4] 劉洋,伍永平,王永勝.斷層上盤防水煤柱合理寬度研究[J].西安科技大學學報,2010（9):527-528.

LIU Yang,WU Yongping,WANG Yongsheng.Rational Width of Waterproof Coal Pillarsin Hanging Wall of Fault [J].Journal of Xi’an University of Science and Technology,2010（9):527-528.

RefinedStudyonDevelopmentLawofFaultsin5-210WorkingFaceinDianpingMine

WUJunfeng

（InstituteofTechnology,HuozhouCoal&ElectricityGroup,Huozhou031400,China)

With the geophysical and drilling data of the 5-210 working face in Dianping Mine and faults revealing situation in the upper No.3 coal seam, we have done a refined study on the fault formation and distribution and predicted that the extension distance of faults F1、F2、F5、F18and F20ranges from 20 to 50 meters, the extension distance of faults F6、F7and F10ranges from 70 to 90 meters. Inside the working face, while F11and F21belonging to the same fault pass through the whole working face, F13and F25belonging to the same fault extend upwards. The results show that the fault development is basically consistent with the forecast. The refined study of the fault can take preventive measures in advance, which could provide technical guidance for the safety production and for the study of other fault structures in the mines with similar vertical spacing.

occurrence of faults; tunnel perspective; drilling exploration; profile morphology; offset distance

TD163

A

（編輯:樊 敏)