3712（1）东翼工作面过F3-2正断层

文/孙林，平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司

1 概况

新庄孜煤矿李井位于淮南煤田南翼，八公山扭动背斜的最西端，其北部古沟向斜南翼含煤地层受阜凤（即F1）断层逆冲推覆上抬作用，阜凤断层由南向北推覆，使上盘煤层呈倾斜、急倾斜、直立至倒转。3712（1）东翼工作面井下位于-530水平西七采区东翼第一阶段。风巷原设计长度606m，机巷原设计长度587m，开切下山原设计长度61m。本区地层走向303～298°，倾向213～208°，倾角67～77°，为急倾斜倒转煤层。B11b煤层厚度1.6～3.3m，平均2.4m，为结构简单，发育稳定的中厚煤层。B11b煤层直接顶板为粉砂岩，厚度7.5～11.5m，老顶为石英砂岩，厚度20.0～46.0m；直接底板为泥岩，厚度1.7～3.3m。本区主控构造为F3-2正断层（落差25m）,其附近次生构造较发育，地质构造较复杂。

2 断层分析

2.1 断层判定方法

2.1.1 层位对比法：根据巷道揭露的断层两盘煤岩层位，进行对比，再根据断层的产状，确定断层的性质。

2.1.2 伴生派生构造判断法：断层附近常伴生派生一些小型列些构造或者拖拽牵引，这些构造在成因上与断层有密切的联系，可根据这些构造的产状，从而推测出断层的产状[1]。

2.1.3 区域规律类推法：随着矿井资料的积累，对矿区出现的断层得出某些规律性认识，并据此指导断层性质的判断[2]。

2.1.4 生产勘探法：生产勘探的手段主要有钻探和巷探。当井下断层性质及断距不明时，首先采用井下钻探方法，选用水平、倾斜、铅直和扇形群孔等方式达到勘探目的。

2.2 断层判定

2.2.1 层位对比（层间距分析）。矿井-400m水平W7采区东翼1号机轨合一石门揭露的B11b与C13煤层正常层间距为62.6m，而在-440m水平W7采区东翼1号机轨合一石门揭露的B11b与C13煤层层间距达到91.8m，比两者正常层间距多了近30m，层间距异常可能受重复断层（正断层影响），结合现有地质资料，推断可能为F3-2正断层。

2.2.2 断层征兆明显。本面机巷掘进过程中，加强了现场调查，发现：煤层顶底板破碎，煤层次生节理发育；煤岩层产状发生变化，尤其是煤层走向受断层牵引影响变化较大；迎头煤岩体揉褶明显，煤体中软分层增厚，为片状、粉末状。

2.2.3 作图分析。结合现场调查，利用测量导线做剖面图、平面图。可知：3712（1）风巷、机巷直接连出的煤层角度为36～38°,而实际调查机巷煤层角度在67～77°，加之机巷在5号～7号测点段煤层受构造牵引产状变化较大，故推测本面风巷与机巷之间发育有断层（结合现有地质资料为F3-2正断层），并将B11b煤层完全断开，致使B11b煤层形成重复，风巷与机巷不属于同一盘煤层，必须找到与风巷同属于一盘的B11b煤层，否则工作面将无法正常开采。

3 地质前探

为寻找被断失的另一盘B11b煤层，故设计了两组（4个）地质前探孔进行验证，分别为D1-1、D1-2、D2-1、D2-2孔（如图1、图2），4个地质前探孔均见上盘B11b煤层。经地质前探分析：本面风巷与机巷之间发育有F3-2正断层，并将B11b煤层完全断开形成重复，风巷与机巷不属于同一盘煤层，地质前探孔所见B11b煤层与风巷同为F3-2正断层上盘煤层，机巷为F3-2正断层下盘煤层。

4 工作面变更设计

在准确控制F3-2正断层上盘B11b煤层的基础上，3712（1）东翼工作面的采掘设计思路将有所变化：原先施工的下盘机巷本面将无法回采，而只能自F3-2正断层下盘机巷先施工联络平门至F3-2正断层上盘B11b煤层，然后再沿上盘B11b煤层施工F3-2正断层上盘机巷，风巷与上盘机巷以开切下山形成系统后便可正常回采，而已掘的F3-2正断层下盘机巷并不会报废，可以作为第二阶段3722（1）东翼工作面的风巷进行使用。

5 施工过程

在准确控制F3-2正断层上盘B11b煤层，明确了本面采掘设计思路的基础上：自F3-2正断层下盘机巷施工3712(1)机巷联络平门至F 3-2正断层上盘B11b煤层（施工过程中揭露F3-2正断层产状：8°∠63～65°H=25m。），向西施工217mB11b顺槽，再向东施工123mB1 1b顺槽后又施工斜石门使上下盘机巷再次贯通。本面风巷施工至拨门以西455m处由于出水而停掘，开切下山自风巷迎头后退171m（即-400m水平W5石门以东70m处）拨门施工56m贯通F3-2正断层上盘机巷，这样3712（1）东翼工作面形成系统。

6 经济效益

根据地质前探成果所形成的3712(1)东翼工作面位于F3-2正断层上盘，回采的是F3-2正断层上盘B11b煤层，可采储量为22053吨，按原煤售价389元/吨计算，经济效益为858万元。

7 结论

7.1 地质构造对工作面布置有重要影响，本文主要运用层位对比法、作图法对地质构造进行分析，再利用地质前探孔进行验证，准确控制F3-2正断层上盘煤层，依据地质前探成果进行工作面设计，最终形成本工作面，保证了当时矿井正常生产接替。

7.2 本面风巷与机巷之间发育有F3-2正断层，并将B11b煤层完全断开形成重复，风巷与下盘机巷不属于同一盘煤层，与上盘机巷属于同一盘煤层，因此受大中型断层切割后必须找到同属于断层一盘的煤层，否则工作面将无法正常开采。

7.3 由于F3-2正断层及上下盘煤层已准确控制，3712(1)东翼工作面回采断层上盘煤层，可采储量22053吨，按当时原煤售价389元/吨计算，经济效益为858万元。F3-2断层下盘机巷不会报废可作为下阶段3722(1)工作面风巷使用。