文/孫林，平安煤炭開(kāi)采工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司

1 概況

新莊孜煤礦李井位于淮南煤田南翼，八公山扭動(dòng)背斜的最西端，其北部古溝向斜南翼含煤地層受阜鳳（即F1）斷層逆沖推覆上抬作用，阜鳳斷層由南向北推覆，使上盤煤層呈傾斜、急傾斜、直立至倒轉(zhuǎn)。3712（1）東翼工作面井下位于-530水平西七采區(qū)東翼第一階段。風(fēng)巷原設(shè)計(jì)長(zhǎng)度606m，機(jī)巷原設(shè)計(jì)長(zhǎng)度587m，開(kāi)切下山原設(shè)計(jì)長(zhǎng)度61m。本區(qū)地層走向303～298°，傾向213～208°，傾角67～77°，為急傾斜倒轉(zhuǎn)煤層。B11b煤層厚度1.6～3.3m，平均2.4m，為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，發(fā)育穩(wěn)定的中厚煤層。B11b煤層直接頂板為粉砂巖，厚度7.5～11.5m，老頂為石英砂巖，厚度20.0～46.0m；直接底板為泥巖，厚度1.7～3.3m。本區(qū)主控構(gòu)造為F3-2正斷層（落差25m）,其附近次生構(gòu)造較發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜。

2 斷層分析

2.1 斷層判定方法

2.1.1 層位對(duì)比法：根據(jù)巷道揭露的斷層兩盤煤巖層位，進(jìn)行對(duì)比，再根據(jù)斷層的產(chǎn)狀，確定斷層的性質(zhì)。

2.1.2 伴生派生構(gòu)造判斷法：斷層附近常伴生派生一些小型列些構(gòu)造或者拖拽牽引，這些構(gòu)造在成因上與斷層有密切的聯(lián)系，可根據(jù)這些構(gòu)造的產(chǎn)狀，從而推測(cè)出斷層的產(chǎn)狀[1]。

2.1.3 區(qū)域規(guī)律類推法：隨著礦井資料的積累，對(duì)礦區(qū)出現(xiàn)的斷層得出某些規(guī)律性認(rèn)識(shí)，并據(jù)此指導(dǎo)斷層性質(zhì)的判斷[2]。

2.1.4 生產(chǎn)勘探法：生產(chǎn)勘探的手段主要有鉆探和巷探。當(dāng)井下斷層性質(zhì)及斷距不明時(shí)，首先采用井下鉆探方法，選用水平、傾斜、鉛直和扇形群孔等方式達(dá)到勘探目的。

2.2 斷層判定

2.2.1 層位對(duì)比（層間距分析）。礦井-400m水平W7采區(qū)東翼1號(hào)機(jī)軌合一石門揭露的B11b與C13煤層正常層間距為62.6m，而在-440m水平W7采區(qū)東翼1號(hào)機(jī)軌合一石門揭露的B11b與C13煤層層間距達(dá)到91.8m，比兩者正常層間距多了近30m，層間距異常可能受重復(fù)斷層（正斷層影響），結(jié)合現(xiàn)有地質(zhì)資料，推斷可能為F3-2正斷層。

2.2.2 斷層征兆明顯。本面機(jī)巷掘進(jìn)過(guò)程中，加強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)：煤層頂?shù)装迤扑?，煤層次生?jié)理發(fā)育；煤巖層產(chǎn)狀發(fā)生變化，尤其是煤層走向受斷層牽引影響變化較大；迎頭煤巖體揉褶明顯，煤體中軟分層增厚，為片狀、粉末狀。

2.2.3 作圖分析。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，利用測(cè)量導(dǎo)線做剖面圖、平面圖。可知：3712（1）風(fēng)巷、機(jī)巷直接連出的煤層角度為36～38°,而實(shí)際調(diào)查機(jī)巷煤層角度在67～77°，加之機(jī)巷在5號(hào)～7號(hào)測(cè)點(diǎn)段煤層受構(gòu)造牽引產(chǎn)狀變化較大，故推測(cè)本面風(fēng)巷與機(jī)巷之間發(fā)育有斷層（結(jié)合現(xiàn)有地質(zhì)資料為F3-2正斷層），并將B11b煤層完全斷開(kāi)，致使B11b煤層形成重復(fù)，風(fēng)巷與機(jī)巷不屬于同一盤煤層，必須找到與風(fēng)巷同屬于一盤的B11b煤層，否則工作面將無(wú)法正常開(kāi)采。

3 地質(zhì)前探

為尋找被斷失的另一盤B11b煤層，故設(shè)計(jì)了兩組（4個(gè)）地質(zhì)前探孔進(jìn)行驗(yàn)證，分別為D1-1、D1-2、D2-1、D2-2孔（如圖1、圖2），4個(gè)地質(zhì)前探孔均見(jiàn)上盤B11b煤層。經(jīng)地質(zhì)前探分析：本面風(fēng)巷與機(jī)巷之間發(fā)育有F3-2正斷層，并將B11b煤層完全斷開(kāi)形成重復(fù)，風(fēng)巷與機(jī)巷不屬于同一盤煤層，地質(zhì)前探孔所見(jiàn)B11b煤層與風(fēng)巷同為F3-2正斷層上盤煤層，機(jī)巷為F3-2正斷層下盤煤層。

4 工作面變更設(shè)計(jì)

在準(zhǔn)確控制F3-2正斷層上盤B11b煤層的基礎(chǔ)上，3712（1）東翼工作面的采掘設(shè)計(jì)思路將有所變化：原先施工的下盤機(jī)巷本面將無(wú)法回采，而只能自F3-2正斷層下盤機(jī)巷先施工聯(lián)絡(luò)平門至F3-2正斷層上盤B11b煤層，然后再沿上盤B11b煤層施工F3-2正斷層上盤機(jī)巷，風(fēng)巷與上盤機(jī)巷以開(kāi)切下山形成系統(tǒng)后便可正?；夭桑丫虻腇3-2正斷層下盤機(jī)巷并不會(huì)報(bào)廢，可以作為第二階段3722（1）東翼工作面的風(fēng)巷進(jìn)行使用。

5 施工過(guò)程

在準(zhǔn)確控制F3-2正斷層上盤B11b煤層，明確了本面采掘設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上：自F3-2正斷層下盤機(jī)巷施工3712(1)機(jī)巷聯(lián)絡(luò)平門至F 3-2正斷層上盤B11b煤層（施工過(guò)程中揭露F3-2正斷層產(chǎn)狀：8°∠63～65°H=25m。），向西施工217mB11b順槽，再向東施工123mB1 1b順槽后又施工斜石門使上下盤機(jī)巷再次貫通。本面風(fēng)巷施工至撥門以西455m處由于出水而停掘，開(kāi)切下山自風(fēng)巷迎頭后退171m（即-400m水平W5石門以東70m處）撥門施工56m貫通F3-2正斷層上盤機(jī)巷，這樣3712（1）東翼工作面形成系統(tǒng)。

6 經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)地質(zhì)前探成果所形成的3712(1)東翼工作面位于F3-2正斷層上盤，回采的是F3-2正斷層上盤B11b煤層，可采儲(chǔ)量為22053噸，按原煤售價(jià)389元/噸計(jì)算，經(jīng)濟(jì)效益為858萬(wàn)元。

7 結(jié)論

7.1 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)工作面布置有重要影響，本文主要運(yùn)用層位對(duì)比法、作圖法對(duì)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析，再利用地質(zhì)前探孔進(jìn)行驗(yàn)證，準(zhǔn)確控制F3-2正斷層上盤煤層，依據(jù)地質(zhì)前探成果進(jìn)行工作面設(shè)計(jì)，最終形成本工作面，保證了當(dāng)時(shí)礦井正常生產(chǎn)接替。

7.2 本面風(fēng)巷與機(jī)巷之間發(fā)育有F3-2正斷層，并將B11b煤層完全斷開(kāi)形成重復(fù)，風(fēng)巷與下盤機(jī)巷不屬于同一盤煤層，與上盤機(jī)巷屬于同一盤煤層，因此受大中型斷層切割后必須找到同屬于斷層一盤的煤層，否則工作面將無(wú)法正常開(kāi)采。

7.3 由于F3-2正斷層及上下盤煤層已準(zhǔn)確控制，3712(1)東翼工作面回采斷層上盤煤層，可采儲(chǔ)量22053噸，按當(dāng)時(shí)原煤售價(jià)389元/噸計(jì)算，經(jīng)濟(jì)效益為858萬(wàn)元。F3-2斷層下盤機(jī)巷不會(huì)報(bào)廢可作為下階段3722(1)工作面風(fēng)巷使用。