淺析煤礦井下斷層區(qū)域采煤質(zhì)量控制

余志翔

摘 要：煤炭開采是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)性的工程，在井下煤炭開采的過程中常常會遭遇到煤層斷層問題，斷層會對煤層的完整性和連續(xù)性造成極大的影響，不但會對煤炭的正常生產(chǎn)開采造成較大的影響，同時也會導(dǎo)致較大的安全性問題。在煤炭井下開采的過程中如遭遇到煤層斷層而又無法直接觀測到斷層另一側(cè)的煤層時需要結(jié)合地質(zhì)探測對井下地質(zhì)分布情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，從根據(jù)井下地質(zhì)變動的特征來對井下煤層的斷層性質(zhì)和落差進(jìn)行判斷，從而實(shí)現(xiàn)對斷失煤層位置的確定，通過重新調(diào)整層位來重新進(jìn)行煤炭的開采，保障煤炭開采的安全、高效地進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：煤炭；斷層；層位調(diào)整

中圖分類號：TD745 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

一種地質(zhì)現(xiàn)象往往是由多種復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)有機(jī)的結(jié)合而形成的，因此地下的地質(zhì)構(gòu)造呈現(xiàn)復(fù)雜多變的特性。煤層在地層中的分布往往僅分布在很窄的煤層中，且這一煤層并不是完全處于同一平面中，這是由于在多年的地質(zhì)運(yùn)動中，煤層可能會由于地質(zhì)運(yùn)動出現(xiàn)斷層、錯層等的多種情況。為保障煤炭開采的正常進(jìn)行提高煤炭的開采質(zhì)量，在煤炭開采的過程中應(yīng)當(dāng)通過良好的地質(zhì)勘測及時地調(diào)整煤炭的層位，從而有效地降低地質(zhì)構(gòu)造對煤炭開采造成的影響。

1 煤炭井下斷層對煤炭開采所造成的嚴(yán)重影響

斷層是井下煤炭開采中較為常見的問題之一，在井下的一些煤層的位置，斷層的存在是瓦斯和水的良好通道，進(jìn)而導(dǎo)致在一些煤礦井下的斷層破碎帶處積聚數(shù)量龐大的瓦斯和水，因此在煤礦井下開采的過程中需要引起足夠的重視。在煤礦開采過程中遭遇到斷層時會導(dǎo)致沿斷層的水分都滲入到煤礦井下中，從而極大地增加了煤礦井下的排水和支護(hù)的難度，在煤礦井下開采的過程中如遭遇到一些含水量較大的斷層時不但會增大煤礦井下巷道支護(hù)的難度，同時也存在著較為嚴(yán)重的安全隱患。

2 煤礦井下斷層存在的判斷依據(jù)

在對斷層性質(zhì)的判斷上可以利用層位對比的方法來對煤礦井下斷層的性質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的判斷，判斷時通過對比斷層兩側(cè)的巖層層位順序及巖層巖石的性質(zhì)來對煤礦井下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的判斷分析，通過結(jié)合煤礦井下斷層的性質(zhì)、斷失方向和落差等的數(shù)據(jù)來對煤礦敬愛的煤層分布情況進(jìn)行詳細(xì)的分析。煤礦井下斷層的存在能夠造成井下地層的重復(fù)或是缺失，煤巖層的重復(fù)或是缺失同時還與煤礦井下斷層面的產(chǎn)狀、巖層的產(chǎn)狀等地質(zhì)因素密切相關(guān)，當(dāng)煤礦井下煤巖層傾向的走向與斷層的走向相反時，正斷層將會造成煤巖層出現(xiàn)重復(fù)，而逆斷層將會導(dǎo)致煤巖層出現(xiàn)缺失，在煤礦井下斷層的勘測中需要對斷層的各項(xiàng)地質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行纖細(xì)的勘測和測定，從而對煤礦井下煤巖層的位置進(jìn)行重新確定確保煤炭開采的順利進(jìn)行。當(dāng)煤礦斷層的走向與煤巖層的傾向趨勢相同且煤礦斷層面的傾角要高于煤巖層的傾角時，正斷層將會導(dǎo)致煤巖層出現(xiàn)缺失而逆斷層將容易導(dǎo)致煤巖層出現(xiàn)重復(fù)。煤礦斷層的走向與煤巖層的傾向趨勢相同但是斷層面的傾角要小于煤巖層的傾角時則出現(xiàn)的情況與上述情況相反。當(dāng)煤礦井下斷層面的走向趨勢較為復(fù)雜時，可以通過采用上述的判斷方法來對煤礦井下斷層的存在及性質(zhì)來進(jìn)行判斷。但是在判斷時需要注意的是由于煤礦井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，多種因素及地質(zhì)力的作用將容易導(dǎo)致煤礦井下煤巖層出現(xiàn)褶曲或是重復(fù)等的問題。在對煤礦井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時需要結(jié)合井下的地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而判斷煤礦井下煤巖層的分布并通過層位轉(zhuǎn)移等的方式來保障煤礦的正常開采。

3 某煤礦井下巷道區(qū)域斷層的分析與層位的調(diào)整

煤礦井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，從而對煤礦井下斷層的分析判斷帶來了極大的困擾。在復(fù)雜的地質(zhì)條件下對煤礦井下的斷層進(jìn)行分析和判斷，從而調(diào)整煤礦開采層位是對煤礦井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析人員的嚴(yán)峻考驗(yàn)。在煤礦井下開采過程中如遭遇斷層時，需要注意的是煤層斷失的方向、距離以及煤巖層可能存在的位置，通過對斷層進(jìn)行分析并結(jié)合其與煤巖層的層序之間的關(guān)系來尋找斷失的煤層，用以盡快地恢復(fù)煤礦井下的正常開采。

某煤礦井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在煤礦井下開采掘進(jìn)的過程中突遇斷層，在遭遇斷層后繼續(xù)沿原掘進(jìn)方向挖掘3m后煤層分布出現(xiàn)了煤層重疊的現(xiàn)象，一層厚度在1m左右的煤層出現(xiàn)在原煤層掘進(jìn)方向，新出現(xiàn)的煤層導(dǎo)致原煤層開采面出現(xiàn)了較為明顯的分層，且新煤層下扎的角度與原煤層之間的夾角呈15°左右。新煤層出現(xiàn)后將使得按照地質(zhì)逆斷層的形式進(jìn)行掘進(jìn)出現(xiàn)較大的偏差，嚴(yán)重的影響煤礦井下的正常開采。相較于一般的斷層，在這一復(fù)雜區(qū)域出現(xiàn)的斷層將會對煤層的判斷造成極大的影響，結(jié)合煤礦巷道區(qū)域中的煤系標(biāo)準(zhǔn)柱狀圖分析煤礦中的煤層頂?shù)装宓膸r性、厚度以及各煤層間的距離等，并結(jié)合其他的勘測手段來對煤礦井下斷層兩相對面的相對位移方向、走向等進(jìn)行判斷，同時結(jié)合斷層與煤巖層之間的關(guān)系利用巖層層位對比的方法來對煤礦井下斷層的性質(zhì)、煤層的斷失方向和落差等進(jìn)行綜合性的判斷，并以此數(shù)據(jù)為指引指導(dǎo)煤礦井下重新確定煤層層位開采方向，通過對斷層、煤巖層的關(guān)系以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后確定將按照正斷層的形式來進(jìn)行煤礦井下層位的掘進(jìn)，煤礦行當(dāng)將以13°上山的方向繼續(xù)挖掘25m后重新找到因斷層影響所斷失的煤層，重新恢復(fù)了煤礦井下的正常開采。此后，重新對煤礦井下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)及相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)存在于煤礦井下區(qū)域的斷層近89%都是以正斷層的形式所存在的，且煤礦井下斷層的傾角角度都較小從而對煤礦井下煤層的影響較遠(yuǎn)。

在采區(qū)工作面的設(shè)計規(guī)劃中需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）在開采工作面如發(fā)現(xiàn)煤層厚度降低并小于工作面最低采高且軸線范圍大于50m、傾向范圍超過采煤工作面傾向長度的50%以上時對于采煤工作區(qū)面可以采用（局部）跳面或是降低采高的方式進(jìn)行通過。對于薄煤層的才高應(yīng)當(dāng)控制在煤層的厚度范圍內(nèi)。當(dāng)開采過程中遭遇到厚度超過500mm的夾矸時應(yīng)當(dāng)按照分層分組的方式來進(jìn)行開采。

（2）開采過程中所遭遇的斷層落差超過煤層的厚度時需要采用（局部）跳面的開采方式來避開煤層中的斷層，這一方式多應(yīng)用于傾向斷面。而當(dāng)所遭遇的斷層為走向斷層時且斷層的走向所輻射的影響范圍大于50m時，則應(yīng)當(dāng)通過降低或是抬高區(qū)段平巷的方式來避開斷層。當(dāng)遭遇到陷落柱或是煤層缺失的問題時也需要采用跳面或是局部跳面的方式來予以通過。在采區(qū)的規(guī)劃設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)合理地對采區(qū)邊界進(jìn)行劃分，對于采區(qū)中落差超過20m的斷層盡量將其作為采區(qū)的自然邊界。為提高采煤煤質(zhì)，在采區(qū)的設(shè)計上應(yīng)當(dāng)選用開拓布局，確保布局的合理，通過建立煤倉等方便煤炭在開采過程中進(jìn)行配運(yùn)。注意控制煤礦的開拓掘進(jìn)進(jìn)度，避免因掘進(jìn)進(jìn)度落后而采用回采影響煤質(zhì)。對于劣質(zhì)煤層及煤層條件極為復(fù)雜的地區(qū)需要建立專用的排矸通道，用以進(jìn)行取煤-矸分打-分放-分運(yùn)的方式來確保煤質(zhì)。

結(jié)語

煤礦井下的地質(zhì)情況較為復(fù)雜多變。 斷層作為煤礦井下開采中較為常見的一種地質(zhì)現(xiàn)象對于煤礦的開采會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。在煤礦井下開采中遭遇斷層時應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤礦井下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況及相關(guān)詳細(xì)的地質(zhì)勘測信息和已采掘巷道斷層的資料來做好煤礦井下煤巖層走向的判斷，來對煤礦井下開采層位重新進(jìn)行調(diào)整來恢復(fù)煤礦井下的正常開采。

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