浅谈中小型断层预测预报促进煤矿安全生产

赵明国/黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司鸡西分子公司杏花煤矿

浅谈中小型断层预测预报促进煤矿安全生产

赵明国/黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司鸡西分子公司杏花煤矿

煤矿生产主要集中在井下作业，由于井下作业环境又有其特殊性，安全生产至关重要，而影响煤矿安全生产的突出隐患为顶板、瓦斯、水、煤尘和煤层自燃等因素。其中顶板、瓦斯、水文与地质构造的变化有着直接的关系，断层就是地质构造重要因素之一。断层破坏了煤层的连续性和完整性，在大型断层的地质要素已经在矿井建立初期已经探明的情况下，如何做好中小断层的预测预报显得尤为重要。

中小断层；影响；预测预报；作用

制约煤炭生产的主要因素就是地质的客观条件。即矿井生产过程中各种地质构造现象。而断层是地质构造中重要的地质因素之一。在大型断层的地质要素已经在矿井建立初期已经探明的情况下，那么如何做好中小断层的预测预报显得尤为重要。对中小断层的预测预报直接关系到矿井日常接续以及对采区设计和工作面的合理布置有着积极的作用，还能促进矿井的生产，在安全、合理和高效中取得更好的经济效益。

一、小断层的发育规律

1.小断层基本为大中型断层的伴生、派生断层，其发育范围一般在大中型断层旁侧100 m以内，均为张性断层。

2.中小断层大多呈羽状排列与大断层两侧，大多数断层面平直光滑、具有擦痕、不含水。

二、中小断层预测预报工作的重要性和必要性

煤矿生产主要为井下作业，而准确的预测预报矿井井下中小断层在生产工作中就起到了独特的重要性。它对矿井采区设计和工作面的合理布置都有着有效的指导。随着采掘机械化程度的不断提高及目前各地采煤机组的运转情况证明，落差1米多以上的断层就能影响其正常工作，如果预报预测不准确会造成巷道报废、资源丢失、采掘接续紧张、甚至会造成严重的安全事故，从而影响矿井的经济效益和社会效益。由此可知，中小断层的预测预报在掘进和回采过程中都有着重要作用。

三、中小断层在掘进施工过程中的影响

1.在掘进施工中遇到断层时往往具有一定宽度的破碎带，是由构造岩或地壳运动造成的破碎岩块，对掘进施工会造成难度加大。如支护不可靠容易造成漏顶、冒顶等事故，因而，不仅造成施工期间支护工程的费用增加，还直接增加了矿井的生产成本。

2.掘进工作面出现断层后，巷道坡度会造成较大的起伏和巷道煤层的缺失，对矿井后期的运输与矿井接续产量都有较大的影响。例如我矿在施工西二二区30#右三切眼时，在切眼拉门后45 m处遇见一断层，因此被迫至工作面退回后重新拉门施工。不仅影响了掘进进尺及采煤接续，还增加了掘进工程费用，而且工作面设计储量比预期少了近2.5万吨，直接影响了矿井接续工作。

四、中小断层在回采施工过程中的影响

1.回采时断层产生的破碎带、以及破碎带侵入的火成岩体和断层的岩性变化会造成煤质下降和机械设备的损伤。

2.回采期间过断层时，局部顶板压力会增大、三角点及超前支护难度增加。巷道需要经常拉底或挑顶来保证巷道中高，增加采煤成本。

五、中小断层预测预报的实用方法

1.构造对比法。该方法指根据一条巷道掘进时揭露的断层预测同意水平其他巷道掘进时揭露该断层的位置，根据已经揭露的邻近区域内的地质资料，进行综合分析、比对，从而确定断层性质而寻找缺失煤层的方法。。如我矿在施工西二二区回风中巷时，揭露一条倾角55°，落差7.5 m的正断层，之后在施工运输中巷时，根据巷道素描确定为同一断层，确定施工方案，直接采取巷道按0°施工穿过断层上盘，寻找到断层下盘煤层。

图1：西二二区30#煤层中巷设计施工图

2.岩层对比法。每个煤系地层都有明显的标志层，距离煤层都有相对稳定的间距。在每个煤层顶、底板之间的岩性也都具有各自的特点，并及时做好巷道顶、底板素描工作。只有熟悉和掌握煤系地层之间的特点，才能煤层缺失状态下找到断层的另一盘，保证日常生产工作顺利进行。

图2：根据断层一翼的岩层性质确定断层另一翼

3.利用断层带的特征。利用断层面的特有性质，认真观察断层面是否存在滑面、擦痕、是否存在煤炭碎小颗粒以及充填在断层破碎带内的岩性。根据断层带的特征来判断煤层缺失一翼。

图3：根据断层带的岩性特征确定断层一翼

4.利用断层派生构造。在断层上下两盘相对错动时会产生摩擦，会造成断层面附近的煤层和岩层发生扭曲现象，往往在断层附近会有派生褶曲现象，褶曲的弧形方向为断层为本盘的相对运动方向，褶曲的尖端为断层另一盘错动方向。当巷道煤层倾角出现明显的变化时，伴随着褶曲现象时，往往在掘进过程中会出现断层。在根据其它资料进行对比即可进行断层预测预报。

5.根据规律类比法。只有在矿井井下实际工作中不断的积累，对矿井内出现的各种断层进行分析比较，总结规律，做好每一条断层的总结工作。在井田范围内利用预测预报才能更好的服务生产。

六、中小断层预测预报的内容

预测预报要做到详细有内容，切忌数据不准确。描述要做到对巷道的位置，断层预计的产状、倾角落差、围岩是否破碎、顶板淋水是否有异常、帮顶岩性有无变化等。并积极采用先进的井下物探仪器等来提高预测预报的准确性。在此基础上督促生产单位做好安全措施，确保安全施工。

七、结语

断层构造对于煤层的延续性及赋存产生很大的影响，同时也使煤岩层的完整性受到了破坏，断层给煤矿的开采安全带来了极大的威胁，只有做好断层的预测预报工作，掌握中小断层的规律、发育特点，对井下的资料收集进行绘制分析，并在日常生产工作与之相结合，才能减小对矿山安全生产的影响。积极利用预测预报，采用多种形式的多种补充勘探形式，认真识别上下岩性层位关系，不断提高对资料的分析能力，做到多积累、细观察和勤学习，才能在实践中科学指导煤矿安全生产和服务矿山。