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[摘 要]研究小断层以及掘进过程对其处理方式， 对煤矿生产安全具有重要意义。断层的判断方法有直接法和间接法，直接法又有煤岩层对比法、伴生派生构造判断法、标志层对比法、煤岩层组合特征对比法，等等，间接法有规律类推法、反射波法、专家系统法、作图分析法、煤岩层层位对比法等。断层的处理方法有改变巷道的掘进方向、改变巷道的掘进坡度等。
[关键词]掘进；小断层；判断；处理
中图分类号：1D82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）17-0013-01
0 引言
随着勘探技术的不断发展，煤矿建设初期，影响其生产建设的构造，尤其是大中型构造，均已基本查明，并且在煤矿的设计建设中其基本作为井田或盘区边界。然而，由于小型断层的规模小，隐蔽性强等特征导致了其并不易被探测发现。这也是往往只有在采掘过程中其才能被发现的原因。由于构造类型、煤层地质条件不同， 采掘过程中过构造的方法也要相应地发生变化。因此研究小断层以及掘进过程对其处理方式， 对煤矿生产安全具有重要意义。
1 描述断层的一些术语
1.1 断层位置
通常是通过断层附近的测量点或井巷开口点的位置来确定断层面的具体位置。
1.2 断层落差
断层落差指的是断层两盘同一煤层之间的标高差。如断层的落差不大，可以用尺直接量断层的落差。如断层的落差大，通常是通过生产勘探法或作图法分析断层落差。
1.3 断层带
主要描述断层带的宽度及变化情况，破碎带充填物的岩性特征，碎裂块状的大小排列及胶结情况。
1.4 断层面
主要描述断层面的形态特征是张性状还是压性状，断层面的受挤压状况。断层面的产状确定，在现场可直接用地质罗盘测量断层面的走向和倾向。
2 断层判断
确定断层的性质和落差是确定巷道掘进方向的首要的基础工作，其断层判断方法可分为直接法和间接法。
2.1 直接法
通过总结，在实际生产过程中确定断层的性质和判断断层的落差直接方法通常有以下几种：
1）煤岩层对比法，根据巷道揭露的断层两盘的煤岩层层位岩性来确定断层的性质，寻找断失的煤层。
2）伴生派生构造判断法，断层面附近常伴生派生一些小型及微型的次生构造，在成因上与断层有联系，在分布上与断层相伴，它们既可以作为断层存在的标志，也可以作为判断断层的性质。
3）标志层对比法，所谓标志层就是容易辨认的特点，而且分布广泛，层位较为稳定的煤岩层。一般情况下，依据标志就能解决煤层的对比问题，为找断失的煤层提供了可靠的对比。
4）煤层特征对比法，各个煤层的厚度、结构和物理性质具有不同的特征，可以利用厚度大小、夹石层数、出现的部位和形态或夹有特殊类型的煤可作为对比，利用煤层本身特征，可以直接识别层位。
5）煤岩层组合特征对比法，在矿区范围内，煤岩层组合特征比较明显时，煤层与标志层的组合关系进行煤层对比，可利用层间距进行煤层对比寻找对盘煤层。
6）古生物化石层对比法，通过古生物化石的组合特征可确定煤层的层位，采用古生物化石层对比，也可以解决寻煤的基本问题。
7）生产勘探法：在遇断层后，通过观测和分析仍不能确定断层的性质或断层性质已查明，但是断距无法确定，而生产上又需要查明断距时，就要用生产勘探的方法来解决。该法包括井下钻探和巷探。当断层性质和断距都不清楚，而生产上又需查明后才能确定巷道掘进方向时，一般用钻探，当断层性质已经确定，而生产上又需过断层掘进巷道时，一般用巷探。
2.2 间接法
结合其他学者和自己的研究成果，在实际生产过程中确定断层的性质及落差的间接方法分为以下几种：
1）规律类推法。在小区域范围内，在同一构造应力作用下形成的成组派生小断层的性质与同生的主断层的性质相同。可以利用这些小断层的性质来预测主断层的性质。
2）反射波法。依据波动理论，当波在传播过程中遇见断层时，发生反射，其发射波的能量、频率和相位均发生，利用这些变化特征可以判断断层类别。
3）专家系统法。专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。
4）作图分析法。作图分析法就是把新揭露的断层产状资料填绘到矿井地质剖面、煤层底板等高线图、煤层立面投影图和水平切面图上，然后把这个断层与同煤层、同水平、不同煤层、不同水平的巷道已经查明的断层进行综合分析对比，如果新揭露的断层与已经查明的断层产状一致或相似且特征相似，并且能够自然连接，那么可认为新断层就是已经查明的断层的延伸，因此该断层的性质和规模即可确定，从而指示寻找断失的煤层，达到定向预测的目的。
5）煤岩层层位对比法
依据巷道已揭露的断层另一盘煤岩层的层位，结合矿井的标志层、煤层及煤层顶底板特征，通过层位对比确定断层的性质和断距，以此寻找断失的煤层，达到对煤层定向预测的目的。例如：如图1所示，在某煤矿西翼7451工作面风道掘进时。开始为沿着3#煤层顶板掘进遇一断层，另一盘岩性为灰白色细砂岩，具有炭化面和水平层理，由于3#煤层顶底板中都有这一层砂岩，所以很难确定断层的性质和落差，为此，在巷道迎头布置一垂直的下孔，钻孔揭露矿井标志层，结合断层产状确定了本断层为正断层，也为掘进指出了方向。
3 断层处理
主要根据断层和巷道掘进方向、断层的性质、落差大小、巷道的用途、运输方式等综合考虑处理断层。一般采用改变巷道的掘进方向或改变巷道的掘进坡度方法处理断层。
3.1 改变巷道的掘进方向 当工作面的运输巷遇到落差大于3-5m 的断层，如已掘的运输巷长度符合正常生产的工作面运输巷长度，可把断层作为回采工作面的自然边界处理，巷道不过断层，退后一定距离（留一定煤柱）沿煤层作切眼。
3.2 改变巷道的掘进坡度
当上下山巷道遇断层时，通常采用降低或加大巷道掘进坡度过断层，寻找另一盘煤层.落差比掘进巷道高度低或相差较小的断层，采用卧底和挑顶相结合的方法来降低和加大巷道坡度。
4 结论
巷道掘进中的断层识别不仅是获取可靠地质资料的基础，也是矿井安全生产的基础工作。由于地质条件的复杂多样性，运用单一方法往往很难判断断层的特性，本文结合现场实践，研究了断层的识别，得到了以下几点结论：
首先巷道中出现煤岩层层序重复，煤岩层缺失等现象；巷道中发现煤岩层错位，煤岩层产状发生激烈变化；巷道内发现煤岩层的特征（如：厚度、光泽、硬度、煤岩成分）发生变化。出现这些现象，通常预示着有断层出现。
其次识别断层通常有直接法和间接法。直接法包括煤岩层对比、伴生派生构造判断、标志层对比、煤层特征对比、煤岩层组合特征对比、古生物化石层对比、生产勘探等方法，间接法包括规律类推、作图分析、反射波、专家系统等方法.为准确识别断层，在生产实践中常采用前述几种方法综合进行分析判断，以便互相补充验证。
再次综合考虑断层和巷道掘进方向、断层的性质、落差大小、巷道的用途、运输方式等内容，采用改变巷道的掘进方向、掘进坡度处理断层，同时，巷道过断层还需要根据现场实际情况，加强巷道的支护。
参考文献
[1] 王广阔，张西军.平移断层性质的正确判断及在生产中的应用[J].煤矿现代化，2006（1）：18-19.
[2] 侯守道.煤矿掘进工作面小断层识别及处理[J].煤矿开采.2007，12（2）：19-20，38.
[3] 何东印.掘进工作面遇小断层的判断和处理方法田[J].中州煤炭.2006，141（3）：45-46.
作者简介
陶蕾（1985—），男，安徽淮南人，2009年安徽理工大学地质工程本科毕业，目前为安徽理工大学地质工程在职研究生，现任国投新集刘庄煤矿地测科主管工程师，从事矿井地质工作。
[关键词]掘进；小断层；判断；处理
中图分类号：1D82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）17-0013-01
0 引言
随着勘探技术的不断发展，煤矿建设初期，影响其生产建设的构造，尤其是大中型构造，均已基本查明，并且在煤矿的设计建设中其基本作为井田或盘区边界。然而，由于小型断层的规模小，隐蔽性强等特征导致了其并不易被探测发现。这也是往往只有在采掘过程中其才能被发现的原因。由于构造类型、煤层地质条件不同， 采掘过程中过构造的方法也要相应地发生变化。因此研究小断层以及掘进过程对其处理方式， 对煤矿生产安全具有重要意义。
1 描述断层的一些术语
1.1 断层位置
通常是通过断层附近的测量点或井巷开口点的位置来确定断层面的具体位置。
1.2 断层落差
断层落差指的是断层两盘同一煤层之间的标高差。如断层的落差不大，可以用尺直接量断层的落差。如断层的落差大，通常是通过生产勘探法或作图法分析断层落差。
1.3 断层带
主要描述断层带的宽度及变化情况，破碎带充填物的岩性特征，碎裂块状的大小排列及胶结情况。
1.4 断层面
主要描述断层面的形态特征是张性状还是压性状，断层面的受挤压状况。断层面的产状确定，在现场可直接用地质罗盘测量断层面的走向和倾向。
2 断层判断
确定断层的性质和落差是确定巷道掘进方向的首要的基础工作，其断层判断方法可分为直接法和间接法。
2.1 直接法
通过总结，在实际生产过程中确定断层的性质和判断断层的落差直接方法通常有以下几种：
1）煤岩层对比法，根据巷道揭露的断层两盘的煤岩层层位岩性来确定断层的性质，寻找断失的煤层。
2）伴生派生构造判断法，断层面附近常伴生派生一些小型及微型的次生构造，在成因上与断层有联系，在分布上与断层相伴，它们既可以作为断层存在的标志，也可以作为判断断层的性质。
3）标志层对比法，所谓标志层就是容易辨认的特点，而且分布广泛，层位较为稳定的煤岩层。一般情况下，依据标志就能解决煤层的对比问题，为找断失的煤层提供了可靠的对比。
4）煤层特征对比法，各个煤层的厚度、结构和物理性质具有不同的特征，可以利用厚度大小、夹石层数、出现的部位和形态或夹有特殊类型的煤可作为对比，利用煤层本身特征，可以直接识别层位。
5）煤岩层组合特征对比法，在矿区范围内，煤岩层组合特征比较明显时，煤层与标志层的组合关系进行煤层对比，可利用层间距进行煤层对比寻找对盘煤层。
6）古生物化石层对比法，通过古生物化石的组合特征可确定煤层的层位，采用古生物化石层对比，也可以解决寻煤的基本问题。
7）生产勘探法：在遇断层后，通过观测和分析仍不能确定断层的性质或断层性质已查明，但是断距无法确定，而生产上又需要查明断距时，就要用生产勘探的方法来解决。该法包括井下钻探和巷探。当断层性质和断距都不清楚，而生产上又需查明后才能确定巷道掘进方向时，一般用钻探，当断层性质已经确定，而生产上又需过断层掘进巷道时，一般用巷探。
2.2 间接法
结合其他学者和自己的研究成果，在实际生产过程中确定断层的性质及落差的间接方法分为以下几种：
1）规律类推法。在小区域范围内，在同一构造应力作用下形成的成组派生小断层的性质与同生的主断层的性质相同。可以利用这些小断层的性质来预测主断层的性质。
2）反射波法。依据波动理论，当波在传播过程中遇见断层时，发生反射，其发射波的能量、频率和相位均发生，利用这些变化特征可以判断断层类别。
3）专家系统法。专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。
4）作图分析法。作图分析法就是把新揭露的断层产状资料填绘到矿井地质剖面、煤层底板等高线图、煤层立面投影图和水平切面图上，然后把这个断层与同煤层、同水平、不同煤层、不同水平的巷道已经查明的断层进行综合分析对比，如果新揭露的断层与已经查明的断层产状一致或相似且特征相似，并且能够自然连接，那么可认为新断层就是已经查明的断层的延伸，因此该断层的性质和规模即可确定，从而指示寻找断失的煤层，达到定向预测的目的。
5）煤岩层层位对比法
依据巷道已揭露的断层另一盘煤岩层的层位，结合矿井的标志层、煤层及煤层顶底板特征，通过层位对比确定断层的性质和断距，以此寻找断失的煤层，达到对煤层定向预测的目的。例如：如图1所示，在某煤矿西翼7451工作面风道掘进时。开始为沿着3#煤层顶板掘进遇一断层，另一盘岩性为灰白色细砂岩，具有炭化面和水平层理，由于3#煤层顶底板中都有这一层砂岩，所以很难确定断层的性质和落差，为此，在巷道迎头布置一垂直的下孔，钻孔揭露矿井标志层，结合断层产状确定了本断层为正断层，也为掘进指出了方向。
3 断层处理
主要根据断层和巷道掘进方向、断层的性质、落差大小、巷道的用途、运输方式等综合考虑处理断层。一般采用改变巷道的掘进方向或改变巷道的掘进坡度方法处理断层。
3.1 改变巷道的掘进方向 当工作面的运输巷遇到落差大于3-5m 的断层，如已掘的运输巷长度符合正常生产的工作面运输巷长度，可把断层作为回采工作面的自然边界处理，巷道不过断层，退后一定距离（留一定煤柱）沿煤层作切眼。
3.2 改变巷道的掘进坡度
当上下山巷道遇断层时，通常采用降低或加大巷道掘进坡度过断层，寻找另一盘煤层.落差比掘进巷道高度低或相差较小的断层，采用卧底和挑顶相结合的方法来降低和加大巷道坡度。
4 结论
巷道掘进中的断层识别不仅是获取可靠地质资料的基础，也是矿井安全生产的基础工作。由于地质条件的复杂多样性，运用单一方法往往很难判断断层的特性，本文结合现场实践，研究了断层的识别，得到了以下几点结论：
首先巷道中出现煤岩层层序重复，煤岩层缺失等现象；巷道中发现煤岩层错位，煤岩层产状发生激烈变化；巷道内发现煤岩层的特征（如：厚度、光泽、硬度、煤岩成分）发生变化。出现这些现象，通常预示着有断层出现。
其次识别断层通常有直接法和间接法。直接法包括煤岩层对比、伴生派生构造判断、标志层对比、煤层特征对比、煤岩层组合特征对比、古生物化石层对比、生产勘探等方法，间接法包括规律类推、作图分析、反射波、专家系统等方法.为准确识别断层，在生产实践中常采用前述几种方法综合进行分析判断，以便互相补充验证。
再次综合考虑断层和巷道掘进方向、断层的性质、落差大小、巷道的用途、运输方式等内容，采用改变巷道的掘进方向、掘进坡度处理断层，同时，巷道过断层还需要根据现场实际情况，加强巷道的支护。
参考文献
[1] 王广阔，张西军.平移断层性质的正确判断及在生产中的应用[J].煤矿现代化，2006（1）：18-19.
[2] 侯守道.煤矿掘进工作面小断层识别及处理[J].煤矿开采.2007，12（2）：19-20，38.
[3] 何东印.掘进工作面遇小断层的判断和处理方法田[J].中州煤炭.2006，141（3）：45-46.
作者简介
陶蕾（1985—），男，安徽淮南人，2009年安徽理工大学地质工程本科毕业，目前为安徽理工大学地质工程在职研究生，现任国投新集刘庄煤矿地测科主管工程师，从事矿井地质工作。