五阳煤矿七八采区地质构造发育规律分析

张 超

(潞安环能股份公司 五阳煤矿，山西长治 046205)

在外力作用下，地质构造会发生不同程度的变化，而在煤矿开采区域，地质构造发生变化，特别是遇到断层、劈裂等问题时，煤矿开采过程中将会面对突水、塌陷等问题，影响采煤工作面的安全。因此，分析井田地质构造成因，总结其发育规律对煤矿安全开采具有重要意义。

1 五阳煤矿七八采区基本情况

五阳煤矿隶属于潞安环能股份公司，矿区面积74.011 km2，核定生产能力为360万t/a，现开采的二水平为+600 m水平面，+600 m水平分为五一、七三、七五、七六和七八采区，目前开采七六、七八采区。七八采区位于井田西北部。

2 采区构造基本情况

潞安矿区区域地质位置处于晋-获断裂西侧，武-阳凹褶带中部。矿区主构造线方向呈北北东-北东东向，与晋-获断裂带相同。南北方向先后分别以文王山、二岗山地垒为界，分为北段、中段、南段。五阳井田位于北段南部，东以煤层露头为界，南以文王山北断层为界，西为人为边界，北以西川断层为界。这一构造带主要由宽缓褶曲和正断层组成，构造线方向北东东向，在主构造带影响下形成低级、低序次的构造。七八采区位于五阳井田证载范围西北部，根据采掘揭露和三维地震等技术手段发现，现有断层29条、背斜1条和陷落柱5个。如图1所示。

2.1 背 斜

十字道背斜从七八采区中部大黄庄、侯村一带穿过，轴向N70-85°E，延伸长度56 750 m，北翼倾角8°左右，南翼倾角15°左右，由工作面及86、53钻孔控制，北翼被崔家庄3号断层及小黄庄断层截割，幅度20 m，南翼幅度240 m，倾伏方向W。

2.2 断 层

七八采区共有落差大于5 m的主要断层5条，分别为小黄庄断层、崔家庄3号断层、南峰断层、西大巷断层、78-3号断层。其中：小黄庄断层位于井田中部的官道村、付北村、小黄庄村一线，走向N75°E～N52°E，倾向SE，倾角70°，断距150～300 m，在官道村附近落差为300 m，向东到张家村附近为150 m，西到傅村附近变为214 m穿出井田，在襄垣火车站附近呈缓“S”形弯曲，为正断层；南峰断层位于南丰村东、大黄庄、十字道村南一线，走向N45°E，倾向SE，倾角75°，断距45～90 m，落差在大黄庄村南附近最大达90 m，向东在五-37钻孔附近尖灭，西在南丰沟村附近尖灭，为正断层；崔家庄3号断层位于张家庄、马家庄、傅村一线，走向N60°E，倾向N，倾角75°，断距20～80 m，落差从东向西逐渐减小，崔家庄以西为65 m，官道村以南为40 m，傅村以北变为20 m，为正断层；西大巷断层位于南丰沟、西李村一线，走向N50°E，倾向SE，倾角75°，断距1.2～80 m，落差在西里村附近最大达80 m，向东在五-194钻孔附近尖灭，西在南丰沟村附近尖灭，为正断层；78-3号断层位于7805-1号放水巷0543测点处，走向N82°E，倾向SE，倾角70°，断距14 m，为正断层，属张裂性断层。

落差小于5 m的断层列举8条(见表1)，其他不一一详述。

2.3 陷落柱

岩溶陷落柱在五阳井田内呈较发育状态，总结历年来生产资料和钻探结果，在七八采区范围内现发现岩溶陷落柱5处，分别是46、47、48、56及X13陷落柱。

图1 构造纲要

表1 部分落差小于5 m的断层

2.4 岩层节理、裂隙

七八采区内常见两组裂隙，与井田内裂隙方向大致相同，为N90°～120°E、N70°～80°E。

3 构造发育规律

五阳井田基本形态由西川断层和文王山断层之间的天仓向斜和十字道背斜构成，天仓向斜位于小黄庄断层、文王山北断层之间，七八采区内褶曲为十字道背斜，十字道背斜形态特征与天仓向斜基本相同，其发育规律也大致相同，倾伏方向西南，两翼倾角3～15°，一般12°左右，轴向为北东东向，幅度在20～80 m之间。

五阳井田常见的断层是在十字道背斜、天仓向斜等褶曲形成过程中，在背斜轴部张引力作用下，发育的一系列高角度正断层，这些断层进一步组合成地垒、地堑构造。七八采区断层发育符合这一基本规律。截止2019年12月井田内巷道、钻孔揭露及三维地震勘探解释共29条断层。落差大于5 m的断层5条，均为正断层且角度较大，断层倾角70～82°不等，一般为70～75°。断层延伸方向主要有两组，其中一组为NE向，一般在N45°～52°E之间；另一组为NEE向，一般在N60°～82°E之间。张裂性断层较常见，断层面一般无水，落差小于5 m的断层一般不富水，基本符合五阳井田处于文王山断层与西川断层之间，主构造带由北东东向宽缓褶曲、正断层组成的形成规律。断层中心位置一般分布着最大宽度的断层影响带，随着断层向两边发育，其受到的影响逐渐降低，断层也会逐渐变窄。

陷落柱大多呈椭圆形横截面形态，长短轴比为20∶17，长轴方向多与底板等高线垂直，而底板等高线方向与构造线方向近似，短轴则与构造线方向大致平行，符合构造主应力方向破坏岩层范围更大的基本规律。陷落柱发育柱体大小不一，常以75～85°倾角的反漏斗状向深部延伸，说明底部灰岩溶发育，这也符合五阳井田位于浊漳河流域地理的特征，符合五阳井田位于辛安泉域西源上游地质形态基本规律。陷落柱接触面呈锯齿状，已揭露的陷落柱现阶段均无水。

七八采区内地下生产活动节理较少见，常见断裂和裂隙方向大致相同，经日常工作简单统计，裂隙夹角在30～40°之间，一般为N70°～80°E，多为隐裂隙或者闭口裂隙。

4 结 语

1) 煤炭开采时受背斜的影响相对较小，但是褶皱在挤压过程中，背斜处会产生大量的碎石和裂缝，岩层稳定性相对较低，安全系数也随之降低，顶板岩层易离层破断，在褶皱破坏带生产时，要严格控制空顶距，严格执行敲帮问顶制度，充分利用自承载力抵抗围岩变形，同时加强支护强度、强化顶板离层监测，减少破碎带带来的顶板危险因素。

2) 七八采区主要断层落差较大，且临近井田边界西川断层，极有可能导通各含水层，具有导水性及富水性，有发生突水的可能，一旦发生突水，危害性较大，应加强隐伏构造探测和构造导水性的研究工作，留设足够防、隔水保安煤(岩)柱(适当加大安全系数)，严格按照《煤矿防治水细则》开展矿井水文地质工作，引进或研发顶底板预测预报新方法，防止造成水害。

3) 次生断层落差较小，与构造线方向大致相同，也与工作面运回两巷布置方向基本一致，导致两巷地质构造赋存情况可能存在较大差异性，为矿井在掘进过程中带来很大安全隐患，矿井生产活动中本采区顶板事故或直接揭露断层现象多有发生，在矿井日常活动中要多加注意，慎用邻近地质资料和生产经验指导生产，运回两巷高程差与顶板两帮坡度不符时，应多考虑主构造线方向存在隐伏构造的可能性。

4) 对揭露的地质情况进行观测、编录和综合分析，及时对生产矿井地质报告进行修编。采用物探、钻探结合手段开展日常水文地质工作，查明掘进头、工作面的地质情况。水平需要延伸时，请有相应资质的单位承担延伸区域补充勘探工作，严格按照煤矿《地质工作规定》等要求完成延伸区勘探工作。