回采工作面大型斷層產(chǎn)狀綜合探查分析

高森林

（霍州煤電集團(tuán)騰暉煤業(yè)，山西 霍州 031400）

騰暉煤業(yè)為資源整合礦井，整合了8處小煤窯，2#煤層受到不同程度開采和破壞。為避讓小煤窯采空破壞區(qū)，2-202工作面布置在了斷裂構(gòu)造發(fā)育區(qū)。為了保證工作面資源儲(chǔ)量，礦井開展斷裂構(gòu)造綜合探查分析，為回采工作面布置提供準(zhǔn)確可靠的地質(zhì)資料。

1 概況

2-202工作面開采2#煤層，煤層厚度5.1～6.1m，平均傾角為3°，煤層底板標(biāo)高+282～ +306m。頂板含水層為山西組砂巖含水層，據(jù)以往回采工作面實(shí)際揭露，該含水層富水性弱，局部區(qū)域頂錨索有少量淋水，一般一周內(nèi)可自行疏干，對(duì)掘進(jìn)無影響。底板含水層主要為奧陶系灰?guī)r含水層，根據(jù)礦井水文孔資料，該區(qū)域奧灰含水層富水性弱，無歷史出水記錄。工作面地表溝壑縱橫，為黃土、基巖剝蝕型山岳地貌，無地面建筑物，煤層埋藏深度301～442m。工作面位于二采區(qū)回風(fēng)巷前進(jìn)方向左翼，南部為已回采的2-201工作面，西部為井田邊界，東部為二采區(qū)主要巷道。

二采區(qū)回風(fēng)巷、膠帶巷、軌道巷均揭露落差為6～8m的F2斷層，根據(jù)斷層走向情況，預(yù)計(jì)2-202工作面Ⅰ段內(nèi)部包含該斷層。工作面相對(duì)位置示意圖如圖1所示。

圖1 2-202工作面相對(duì)位置示意圖

2 工作面物探探測(cè)

2-202工作面掘出兩順槽后，針對(duì)F2斷層延伸情況對(duì)回采面內(nèi)部開展了無線電坑道透視探測(cè)，探測(cè)成果如圖2所示。

根據(jù)物探探測(cè)成果，工作面信號(hào)強(qiáng)度較為穩(wěn)定，數(shù)據(jù)衰減幅度在10db左右。據(jù)此情況判斷該斷層在工作面Ⅰ段內(nèi)落差逐步減少至尖滅，或者在工作面內(nèi)部整體均有延伸但斷層落差低于煤層厚度，對(duì)坑透信號(hào)強(qiáng)度影響較小。根據(jù)坑透探測(cè)情況，礦井對(duì)工作面內(nèi)部進(jìn)行了網(wǎng)格化鉆探。

圖2 物探及鉆探成果示意圖

3 工作面鉆探探測(cè)

為探測(cè)斷層發(fā)育情況，兼顧后期抽放瓦斯需要，從停采線往里在正副巷每間隔30m施工探測(cè)鉆孔，進(jìn)一步分析斷層延伸情況。實(shí)際鉆探過程中，在停采線往里150m處鉆探為全煤，判斷斷層未延伸至工作面深部或者落差進(jìn)一步減小低于煤層厚度，因此往里間隔60m施工探測(cè)鉆孔。探測(cè)鉆孔參數(shù)及具體揭露煤巖情況如表1所示。

2-2021巷A1至A5鉆孔在41～80m、2-2022巷B1至B4鉆孔在34～76m由煤層變?yōu)閹r，預(yù)計(jì)該區(qū)域揭露F2斷層破碎帶；B5鉆孔0～85m為煤，A6鉆孔全孔段為煤，分析F2斷層在此尖滅或者落差已經(jīng)小于煤層厚度；B5、B7鉆孔在85m、87m揭露巖層，A9、A10鉆孔在75m、78m揭露巖層，分析為鉆孔穿入煤層頂板。為進(jìn)一步驗(yàn)證鉆孔軌跡，協(xié)助分析斷層發(fā)育情況，采用YCJ90/360窺視測(cè)井儀對(duì)部分鉆孔進(jìn)行測(cè)斜分析。

表1 探測(cè)鉆孔參數(shù)及揭露煤巖情況統(tǒng)計(jì)表

4 測(cè)斜驗(yàn)證情況

A1至A5、B1至B4鉆孔孔壁完整性差且煤泥較多，測(cè)斜探桿僅能推入30m左右即塌孔，無法進(jìn)一步探查鉆孔軌跡情況。B5鉆孔孔壁完整，探測(cè)深度為92.6m，但由于煤泥較多，僅能看清前50m為煤，之后煤泥遮擋攝像頭，無法看清巖性情況。鉆孔測(cè)斜情況如圖3、圖4所示。

圖3 B5鉆孔軌跡平面圖

圖4 B5鉆孔軌跡剖面圖

根據(jù)測(cè)斜平剖面圖及影像資料，分析B5鉆孔至85m時(shí)軌跡向上偏移4.3m，進(jìn)入煤層頂板，且A5、A6鉆孔在該區(qū)域探查煤層正常，因此判斷F2斷層未延伸至該區(qū)域。

5 結(jié)論

通過物探、鉆探、窺視測(cè)斜手段，準(zhǔn)確查明了工作面內(nèi)部大型斷層的落差及延展情況，進(jìn)一步修正了斷層產(chǎn)狀，為工作面安全生產(chǎn)提供了可靠地質(zhì)資料。本次回采工作面大型斷層綜合探查分析方法對(duì)同類礦井構(gòu)造探查分析研究具有借鑒意義。