煤矿井下地质构造预测分析

煤矿井下地质构造预测分析

王兴运

新疆龙煤能源有限责任公司（乌鲁木齐83000）

搞要：

随着开采作业的深入，地下地质构造对煤炭工业生产的影响越来越严重。大的断裂构造的影响，次一级断裂、伴生、派生断裂构造十分发育，对煤矿井下开采影响很大，影响煤矿开采较大的矿井地质构造主要有断裂构造和褶曲两大类，做好矿井地质预测工作对煤矿生产也显得十分重要，通过深入了解地质构造，最大限度地减少对安全生产的影响，有关管理者需要从各个角度入手，采取科学合理的措施，认真落实相关措施，确保煤矿地质构造在一定条件下的基本安全，煤矿地测部门或矿井地质工作人员可以根据断层识别标志，已见断层测量的结果，有效的预测断层在空间上的展布和水平上的延伸情况，避免造成工程损失，从而更好的指导煤矿生产。  

　　关键词：矿井；地质构造；预测 

1.引言：

矿井地质构造预测是矿井地质工作者的主要工作之一，事关煤矿生产安全，煤炭开采水平的提高，机械化程度有了较大的提升，开采技术不断成熟，在开采中首先面临的是对煤矿地质构造的预测分析。本文针对性的论述了地质构造与煤矿生产的关系，同时结合区域性进行分析，论述煤矿地质构造预测方法，对煤矿建设生产具有一定的现实理论指导意义。

2.地质构造对煤矿生产建设的影响 

　　①影响井田划分和矿井规模，构造破坏严重，地质构造复杂的矿区不能建设大型矿井，而大型断层和褶皱枢纽往往是划分井田的自然边界，如我国西南滇东煤田。 

　　②影响矿井采煤机械化程度的提升，地质构造复杂矿井，难以适应机械化程度高的采煤工艺。 

　　③影响矿井开拓布置，井田内部的断层和褶皱对于开采水平的划分，运输大巷的布置，采区划分和巷道布置等等都有直接的影响，巷道系统复杂，对矿井安全生产影响极大，给安全管理带来困难。 

　　④影响掘进率，往往过构造要采取特殊支护，增加生产成本，影响工作面的布置，工作面布置往往不正规，需要多掘巷道，甚至造成无效进尺，使掘进率比正常情况显著增大。 

　　⑤影响采面正常生产，回采工作面遇断层，给生产带来困难，影响正规循环作业，甚至生产中断，工作面搬家。 

　　⑥影响安全生产的条件，构造对矿井涌水，煤与瓦斯突出，顶板稳定性，顶板压力增加，起着明显控制作用，增加不安全因素，过断层时需制定切实可行的安全措施。从而给矿井安全管理带来困难。 

　　⑦影响矿井资源回收率，增加断层煤柱，减少采出量。缩短矿井服务年限。 

　　⑧影响煤矿经济效益，增加生产成本，煤矿效益下降。 

3.断层成因 

　　断层是岩体在构造应力作用下发生破裂，沿破裂面两侧的岩体发生显著的位移或失去连续性和完整性而形成的一种构造形迹。按断层位移性质可分为：①上盘相对下盘下降为正断层；②上盘相对下盘上升为逆断层；③两盘沿断层走向作相对水平运动为平移断层；在断层形成过程中往往在断层两盘岩体中会产生很多小裂隙。 

4. 断层识别标志

断层的识别标志，断层不是独立存在的，它的出现可以通过附近一些岩层的不正常现象来判断。通过这些判断，可以使地质工作人员找准断层位置，对矿井生产定位，对生产安全起着十分重要的作用。这些现象主要包括：①煤层顶底板岩石中裂隙显著增加，裂隙带有岩脉，一般越靠近断层越明显，②煤层产状发生显著变化。这是由于断层两盘相互错动，牵引附近煤岩层变形，产生的塑性变化的结果。③煤层厚度发生变化，煤层顶底板出现不平行现象。这是由于煤层较松软，或者顶底板岩石力学性质差异较大，在受到断层挤压和揉搓时，不同部位存在差异所致。④煤层结构发生变化，滑面增多，煤层倾角大时会出现层间滑动，出现揉皱和破碎现象，煤呈鳞片状、粉末状，煤的光泽变暗，常有小褶曲出现。⑤在大断层附近常半生一系列小断层，这些小断层与大断层性质大多相同，⑥充水性强的矿井，在巷道接近断层时，常出现滴水、淋水以致涌水等现象。这是由于上部含水层或者其他水体沿断层附近裂隙下渗所致。 

5.煤矿井下地质构造预测方法 

　　通过井田（矿井）内采掘过程中实际揭露出的断层，结合钻孔资料和已掌握的地质资料进行综合分析井田（矿井）范围内的构造情况，本人通过多年来的矿井地质工作实践经验，对煤矿进行矿井地质构造预测，其方法简单，效果显著，对指导煤矿生产建设，减少工程损失起到了很好的作用。  

5.1煤岩层层位对比法 

　　依据巷道已揭露的断层另一盘煤岩层的层位，结合矿井的标志层、煤层及煤层顶底板特征，通过层位对比确定断层的性质和断距，以此寻找断失的煤层，达到对煤层定向预测的目的。对于多煤层的矿井，由于断层的影响常常把不同的煤层连在一起，从而使得沿煤层掘进的巷道发生串层，而且不易识别断层的存在。这时，可以根据煤层的结构、厚度及煤岩类型等项标志来确定断层的位置、性质和落差。

5.2规律类推法 

　　对煤矿地质资料大量的积累，通过对资料的分析整理，找出其中的规律。依此规律可以帮助确定正在施工巷道所遇断层的性质，从而指导寻找断失的煤层和巷道施工的方向。

5.3构造对比法
　　构造对比法就是在新掘巷道遇断层后与相邻巷道或邻近的上下煤层所掘巷道已经揭露的实测断层的性质相对比，从而确定新揭露断层的性质，达到定向寻找断失煤层的目的。

5.4作图分析法 
　　作图分析法就是把新揭露的断层产状资料填绘到矿井地质剖面图、煤层底板等高线图、采掘工程平面（立面）图上，然后把这个断层与同煤层、同水平、不同煤层、不同水平的巷道已经查明的断层进行综合分析对比，如果新揭露的断层与已经查明的断层产状一致或相似且特征相似，并且能够自然连接，那么可认为新断层就是已经查明的断层的延伸，因此该断层的性质和规模即可确定，从而指示寻找断失的煤层，达到定向预测的目的。

5.5根据断层识别标志

利用断层识别标志对掘进工作面前方地质构造的预测，当掘进巷道发生煤层的顶底板岩石中裂隙显著增加，裂隙中有岩脉，煤层产状发生显著变化，煤层厚度发生变化，煤层顶底板出现不平行现象，煤层结构发生变化，滑面增多，有层间滑动，出现揉皱和破碎现象，煤呈鳞片状，粉末状，煤的光泽变暗，出现滴水、淋水时，掘进巷道前方很可能有断层出现，应及时根据所掘巷道所在位置和地质资料进行综合分析，确定可能见构造的类型、性质、规模以及对矿井开采的影响程度。
结语 
　　在煤矿开采中，首先要检查地质构造的性质和程度，确保安全生产，时刻注意地质构造的变化，防止煤矿发生安全事故。作为确保安全生产的关键因素，要始终关注地质构造的基本情况，认真研究分析影响煤矿地质构造的基本因素，识别规律，制定有效的防治措施，在一定程度上预防煤矿重大事故的发生，总之，进一步加强煤矿业的有效发展，结合区域地质条件来进行预测分析煤矿地质构造，才能更有针对性指导生产，实现煤矿产业的安全生产，更好的为矿山服务。

作者简介：作者简介：王兴运，男，1989年4月出生，2012年7月毕业于黑龙江科技学院资源勘查工程专业，地测工程师，现工作于新疆龙煤能源有限责任公司，主要从事矿井地质保障工作。