摘 要：天湖山矿区井田内地质构造较为复杂，准备巷道、采准巷、探井，在掘进过程当中经常会遇到各种断层，由于断层会造成另一盘的煤层丢失。因此，如何穿过断层找到另一盘的煤层，防止煤层丢失，对矿井生产来说，意义重大。

关键词：断层；煤层丢失；准备巷掘进

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.079

1 天湖山矿区地质构造概况

1.1 褶曲构造

（1）F31断层上盘：是一种复试单斜构造，整体朝西傾斜。褶曲呈现出波状宽缓。走向呈NE45～50°，向SW倾伏且有起伏。局部地段因断层影响形成倒转、卷曲、平卧褶曲。

（2）F31断层下盘：以紧密线状褶皱为主。所有轴大致相互平行，走向为NE35°左右，轴面方向为E，倾角大致为85°，褶曲两翼不对称，即向斜东陡西缓，背斜东缓西陡、褶曲幅度一般30～50m。

1.2 断层构造

天湖山煤田总体区域构造特征为：闽西南坳陷的东条带，其东边有福安—南靖断裂，西边有政和—大埔断裂，南边有永安—晋江断裂。天湖山井田全部矿区都分布于阳山—剑斗背斜两翼。井田内部所含的断裂构造较多，F31逆断层给整个井田带来的影响较大，产生出较多逆冲断裂，断裂之间又互为影响，使区域地质构造变得非常复杂，断层纵横、褶皱发育、煤岩形态万千、紧密线状褶皱较多，煤岩层出现重复缺失、给矿区生产布局带来了很大的难度。给矿井生产带来较大的影响，然而构造复杂的影响给生产也带来有利的一面，含煤地层在推覆断层的影响下，埋藏标高变高，深度变浅，可以在断层隐伏区找出煤层。区内断裂构造以正断层和逆断层为主，逆掩断层较少。根据调查发现，当前包含有超过三十米的大断层有二十条。根据断层规模、产状、形态等差异，其总体可分为3类。

（1）东西向断层：为一走向近东西的逆断层，如F67。

（2）北北东至北东向断层：为一组新华夏系断裂构造，正断层有F2、F3、F15、F45、F60、F62、F68、F69、F70等断层；逆断层有F1、F4、F16、F37、F46、F49、F61、F63等断层；逆掩断层有F31。对含春井田开采有影响的主要断层有含一F68 F37 断层，含二有F4 F61、F63 断层。

（3）北西向断层：为一规模大、断距达数公里的逆掩断层，走向北西～南东，倾向南西。

2 断层构造的识别

2.1 断层出现时的预兆

在生产过程中，断层破坏了煤岩层的完整性和连续性，导致整个煤层非常复杂，增加了矿井生产难度。所以，在该矿井生产之前应当充分掌握断层的具体结构特征，这同时也是矿井地质技术的难点。断层并非单独现象，断层周边地质会在断层影响下出现其他地质构造。在采煤时应当对断层周边的情况进行全面勘查，能帮助技术人员对前面地质情况进行预测，从而更为针对性地制定措施，做好穿越断层的准备。通常情况下，若断层要出现，往往会出现如下方面的特征：

（1）岩层与煤层产状会出现较为明显的变化，派生褶皱与伴生褶皱发育较为明显，由于断层形成过程中包含有明显的拖拽、挤压情况，断层周边的岩层、煤层等会出现较为明显的变化，尤其是煤层倾角与岩层倾角变化明显，煤层会出现倒转现象，同时也使煤层出现丢失和呈现出明显的牵引褶皱等，当煤层顶、底板岩石塑性较强时，煤层更加会出现这种现象。

（2）煤层的底板与顶板会出现较为显著的不平行特征。因为煤层整体硬度较小，再加上煤层底板与顶板岩层的力学性质有着较大差异。若有断层存在，在断层揉搓与挤压作用下，不同位置的岩层与煤层将出现较大差异，从而导致煤层顶板与底板的产状出现一定差异，导致煤层顶板与底板出现不平行的情况。

（3）煤层出现了破碎、揉皱、厚度变化情况。当距离断层越来越近时，煤层会出现滑面增多、结构破坏、揉皱发育等现象，煤质往往会呈现鳞片状、粉末状等，整体的光泽也会相对变暗。

（4）煤层的底板与顶板节理发育更加明显。当与断层接近时，煤层底板、顶板的节理明显变多，并通常呈现出一定规律性。随着巷道和断层越来越接近，和断层有关的节理数量不断增加，且节理的密度也越来越密。但当将要到达断层时，节理密度又会出现减小。

（5）瓦斯涌出量增加较为明显，若是煤与瓦斯突出框架或者是高沼气矿井，当巷道距离断层越来越近时，巷道水沟中会出现气泡，煤壁也会发出一定的喷气声，瓦斯涌出量明显增大。

（6）巷道在掘进过程中会出现淋水、滴水的情况。若矿井充水性较大，水文地质也较为复杂，当巷道和断层接近时，普遍会出现淋水、滴水情况。

根据上述特征，可对断层进行判定，但并非任何断层出现都会有上述特征。有些断层出现会包含几项内容，有些断层出现不会有明显特征，有些甚至出现了上述特征但是并没有断层存在，这主要是由于这些征兆特征出现的原因是多方面、多样的、复杂的，其他地质构造的出现也可能出现上述特征。因此，在实际工作中，要结合矿井地质构造特征，结合已采矿井以前所揭露的断层资料进行综合分析、对比，使断层判定更准确。

2.2 断层性质的判断

正断层是指断层上盘相对下降，下盘相对上升。断层倾角较大，断层倾角多数在45°以上。这种断层多数是张力或重力作用结果而形成。逆断层指断层上盘相对上升，下盘相对下降的断层。这类断层主要由水平挤压应力结果而形成。如何判断层的性质，主要有以下几个方面：

（1）断层两盘煤、岩层的层位、岩性、产状、错位和牵引特征、擦痕、阶步、以及节理来判断断层两盘煤、岩层的受力方向。

（2）正断层断层面倾角都比较大，倾角大多由于在45°以上。

（3）正断层的断层带由于受张力或重力作用下，相比逆断层的断层带都要比逆断层要宽。

（4）正断层的断层带充填物棱角发育、分选性较差。

3 确定断失煤层位置的方法

（1）当断层断距较小，对煤岩层影响较小，断距小于煤层厚度或巷道断面高度，煤层在巷道能揭露出来时，从巷道边帮就可以确定断失煤层位置。

（2）若断层断距落差大，对煤岩层影响较较大，断裂距离超过了煤层厚度或者超过了巷道高度，巷道的两帮不能将断失的煤层揭露出来。应当使用如下方法进行判断：

1）利用煤岩层顶、底板对比法，通过现场分析、对比煤层顶板及底板岩性特征，从而寻找断失煤层，并确定断层性质。通过对巷道揭露得到的煤层底板与顶板情况，判定揭露得到的岩层是煤层的底板还是煤层的顶板，从而判断缺失煤层比原煤层在更高或更低（如图1、图2）。这种方法在煤、岩层出现倒转现象时要注意区分。

2）利用煤层及断层的产状作断煤交线，通过断煤交线来判定断失煤层的位置。例如在+510E4-05S运巷掘进过程中揭露一正断层上盘煤层的断失点F上，实测煤层产状为150°﹤60°，断层产状为202°﹤45°，地层断距为10米。通过以上已知条件就可以通过作图法，求出断失煤层的位置。（如图3、图4）

4 掘进巷道过断层主要施工方法

当沿煤层走向的准备巷道施工过程中遇到断层时，煤层出现断失，生产过程中大多采用沿煤巷道改更掘进方向的方法，寻找断层断失煤层。

（1）如：沿煤层走向的准备巷道掘进遇到断层点时，煤突然缺失，沿煤层走向方向煤层被断开，巷道迎头没有发现煤层，经现场分析研究、判断断层是倾向断层。出现该情况应先分析、断定迎头岩层是煤层底板还是煤层顶板。如为煤层顶板巷道穿过断层后应向顶板方向改变方向掘进。（图5）

（2）如掘进准备巷道遇斜交断层，以正断层为例。若断层构造带压力小，构造带宽度小，影响小，不会出现片冒等安全情况，可巷道可正常安全施工时，可以沿断层带方向掘巷道寻找断层另一盘煤层（图6）。考虑到断层构造带压力大、出现淋水，出现冒顶等情况，支护困难，安全难以保证时，掘进巷道沿断层施工，可根据矿井实际情况，巷道按原方向在穿过断层20米后，再平行断层面走向方向掘一小石门，来寻找断层另一盘的煤层。（图7）。

5 结论

在矿井生产过程中，准备巷道掘进穿过断层时，根据断层产状，煤岩层顶底板情况等构造分析，选择正确的判断方法以及掘进方式，会减少无效进尺的产生，提高矿井单进水平，增加资源的回收率和延长矿井服务年限，从而取得最大程度上的经济效益。

参考文献：

[1]何兆平.沿煤巷道掘进过断层方法[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014（04）：109.

[2]徐世国.断层对煤矿生产的影响与处理探讨[J].山西焦煤科技，2011（01）：22-23+26.

作者簡介：陈荣万（1962-），男，福建尤溪人，高级政工师，地质工程师，主要从事煤炭生产经营管理工作。