店坪矿5-210工作面断层发育规律精细研究

武俊峰

（霍州煤电集团 技术研究院,山西 霍州 031400)

1672-5050（2017)05-0050-03

10.3919/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2017.10.014

2017-06-22

武俊峰（1987-),男,山西忻州人,大学本科,工程师,从事煤矿防治水管理工作。

店坪矿5-210工作面断层发育规律精细研究

武俊峰

（霍州煤电集团 技术研究院,山西 霍州 031400)

整理店坪矿5-210工作面物探、钻探资料,结合上部3#煤层采掘揭露断层情况,对断层产状及展布形态做了精细研究,预测F1、F2、F5、F18和F20断层延伸距离为20 m ～50m;F4、F6、F7和F10断层延伸距离为70 m ～90m;在工作面内部F11与F21断层为同一条断层,横穿整个工作面;F13与F25断层为同一条断层在走向上的延伸。经回采验证,断层发育与预报情况基本吻合。通过对断层的精细研究可提前采取防治措施,为矿井安全生产提供技术指导,对相似垂间距其它矿井断裂构造研究有一定的借鉴意义。

断层产状;坑透;钻探;剖面形态;平面偏移距离

店坪矿是霍州煤电集团主力生产矿井,随着产量的逐年提升,已经进入下分层煤层开采,断裂构造相对较为发育。店坪矿总体为不对称向斜（中阳-离石向斜),并伴生次级短轴背斜及向斜,倾角一般3°～14°,在井田东南部局部地段倾角达到20°。5-210工作面在井田东南部倾角逐渐变化区域,由于向背斜交汇,岩层受力复杂,形成一系列断裂构造。本文通过整理上分层3#煤层回采资料、下分层5#煤掘进资料,预测了5-210工作面断裂构造。通过回采揭露,断层发育与预报情况基本吻合。

1 5-210工作面概况

5-210工作面位于830水平南翼,西与830南翼皮带巷相通,东至井田边界,南北均为实体煤,工作面标高为+820 m ～+905m,盖山厚度为192 m ～348m。工作面顶板上部主要煤层为3#煤,3#煤层开采了3-302、3-304工作面。结合206号钻孔资料,3#煤至5#煤层间距约为60.4 m。

表1 掘进期间揭露断层情况统计

根据上覆3#煤已回采工作面资料,5-210工作面顶板圈定了两处低洼积水区,掘进期间对积水区进行了疏放,初出水量约为20 m3/h,后放水孔水量稳定为1.5 m3/h,累计放水量4 100 m3。根据预测积水情况,采空区积水已疏放完毕。

2 掘进期间揭露断层情况

5-210工作面在掘进过程中揭露25条断层,落差最大为7.5 m,最小为0.5 m,个别断层出现少量淋头水,一般在断层揭露2 d～5 d后,淋头水逐渐减小至无水。掘进期间揭露断层产状统计情况如表1所示。

3 工作面圈出后物探、钻探情况

3.1物探情况

工作面圈出后对5-210工作面进行无线电波坑透探测,探测区域内绝大部分衰减值在0 db～15 db,只有个别单点接收衰减值在15 db～20 db,结合WKT-E型无线电波透视仪在5-208、5-209回采工作面中的应用,圈定4处较为集中的异常区,根据CT图所示,异常区域在掘进过程中揭露多条断层,判断主要是由断层延伸引起的,坑透成果见图1。

图1 无线电坑透成果图Fig.1 Results of radio wave penetration method

3.2钻探情况

针对物探异常区施工了10个探孔进行钻探验证,本次探测没有发现断裂构造导水现象,分析异常区内无导水断层影响。

4 断层发育规律精细研究

根据上部3-302、3-304工作面回采揭露情况、206号钻孔资料及物探、钻探资料分析,F1、F2、F5、F18和F20断层延伸距离为20 m ～50 m;F4、F6、F7和F10断层延伸距离为70 m ～90 m,对回采有一定影响;F11与F21断层为同一条断层,横穿整个工作面,对回采有较大影响;F13与F25断层为同一条断层在走向上的延伸,对回采有一定影响。

在垂向上对比3#煤层揭露断层产状情况,判断F4与F4’、 F6与F6’、 F7与F7’、 F10与F10’、 F11与F11’、F13与F13’为同一断层（F’为3#煤层揭露断层),在3#煤层揭露后垂向延伸至5#煤层。在采掘平面图上整理断层在上下煤层揭露处特征,得表2。根据表2作各断层的剖面如图2。

根据表2及图2可以看出,在3#煤揭露的断层延伸至5#煤时断层落差逐步减小,仅有F11断层落差稍有增大。在偏移方面,整体向断层倾向方向偏移,偏移长度在50 m范围以内,断层倾角在50°～80°之间。5-210工作面已部分回采,回采揭露断层与预报情况基本吻合。

表2 断层在上下煤层揭露特征统计

图2 断层剖面示意图Fig.2 Diagram of fault profile

5 结束语

1)5-210工作面F1、F2、F5、F18和F20断层延伸距离为20 m ～50 m;F4、F6、F7和F10断层延伸距离为70 m ～90 m;在工作面内部F11与F21断层为同一条断层,横穿整个工作面。F13与F25断层为同一条断层在走向上的延伸。

2)垂向上在3#煤揭露的断层延伸至5#煤时,断层落差逐步减小。偏移方面,整体向断层倾向方向偏移,偏移长度在50m范围以内,断层倾角在50°～80°之间。

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RefinedStudyonDevelopmentLawofFaultsin5-210WorkingFaceinDianpingMine

WUJunfeng

（InstituteofTechnology,HuozhouCoal&ElectricityGroup,Huozhou031400,China)

With the geophysical and drilling data of the 5-210 working face in Dianping Mine and faults revealing situation in the upper No.3 coal seam, we have done a refined study on the fault formation and distribution and predicted that the extension distance of faults F1、F2、F5、F18and F20ranges from 20 to 50 meters, the extension distance of faults F6、F7and F10ranges from 70 to 90 meters. Inside the working face, while F11and F21belonging to the same fault pass through the whole working face, F13and F25belonging to the same fault extend upwards. The results show that the fault development is basically consistent with the forecast. The refined study of the fault can take preventive measures in advance, which could provide technical guidance for the safety production and for the study of other fault structures in the mines with similar vertical spacing.

occurrence of faults; tunnel perspective; drilling exploration; profile morphology; offset distance

TD163

A

（编辑:樊 敏)