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摘要:以往的煤矿勘探技术已经能够准确识别中大型断层,但因为地质运动的复杂性,其不但会出现中大型断层,还会出现小型断层,此类断层同样给煤矿掘进工作带来负面影响,但其出现的位置难以预估,并且还具有较强的隐蔽性,难以运用传统方法进行探测。本文为了避免小断层的负面影响,将针对煤矿掘进工作面小断层识别及处理方法进行研究。
关键词:煤矿掘进;小断层;识别
引言
煤矿掘进工作时,难免会遇到断层影响,此现象的产业原因在于,因为土体的自运动,导致相互之间出现了冲突,在不断的碰撞之下,就可能出现各种规模不一的断层。目前,煤矿掘进工作内的断层主要可以分为大、中、小三种,其中大、中断层因为规模较大,所以比较明显,同时此两类断层发生的位置基本固定,即井田边界和采区边界,但小断层因为自身规模较小,同时还存在掩埋较深的的现象,所以其隐蔽性较高,一般情况下,小断层的威胁性不大,但在某种特定情况下时,则同样会导致煤矿掘进工作的安全性下降,例如小断层集中式1.煤矿掘进工作小断层识别方法
因为小断层同样具备一定的危险性,所以对其进行处理是必须执行的一项工作,但要使处理效果达到完善,就需要重视小断层识别,识别主要可以通过相应的方法,再结合一些特征来实现,下文将对此进行分析。
1.1煤岩层层位等比法
在工作中,需要依照矿井标志层、煤层、煤层顶板特点,针对巷道内已经明确的断层两盘煤岩层位进行对比,通过对比可以得出相应的断层性质以及断层规模,帮助找回断失翼煤层。此方法的应用在许多煤矿掘进工作当中均表现良好,例如某实例掘进工作中,出现了断层现象,之后通过勘察工作发现某一盘岩性为深灰色砂质泥岩、灰白色细砂岩互层,依照此数据将其与作坊52m处的钻孔岩性相互比较,确认了此岩层为厚316m的8煤层直接顶,得出了断层的性质,如图1所示。此外,此项技术并不是针对煤矿掘进小断层处理的技术,其更偏向于地质勘探工作,但在结合应用之上,此项技术往往能够给予处理技术良好的基础,帮助相关人员对处理参数进行计算,所以在煤矿掘进工作小断层识别中,需要对此方法保持重视。
1.2断层面构造特征法
首先小断层种类可以分为牵引褶曲、平行小断层等,那么在对小断层进行识别时,可以依靠此类小断层的特点来进行识别,下文将对各类小断层特征进行分析。
1、牵引褶曲。主要是指靠断层附近的煤岩层,在断层影响下产生的弯曲现象,牵引褶曲的特点在于相对盘运动方向。结合实例可见,某实例工作风巷当中出现了煤岩层产状急剧变化,方向为上坡变下坡,根据该工程勘察结果可见,认为此现象为牵引褶曲现象,断层类型为逆断层。
2、平行小断层。平行小断层一般发生在大规模断层周边,其特征在于自身与大断层平行,根据前人研究得知,此两者的平行关系主要是因为平行小断层的产生,主要来自与大断层,所以两者不但存在平行关系,在性质上也基本相同。此外,结合此特征不斷可以识别小断层,还能够依靠小断层的性质判断大断层性质,在某种角度上可以减低工作负担。
1.3规律类推法
规律类推法是判断小断层比较有效且准确的方法,但此方法应用具有一定的条件限制,需要有真实可靠的历史数据作为支撑。在应用当中,主要需要结合工作单位以往的地质资料、工作资料等,通过资料的整合分析,得出地质发育的趋势预测,之后在结合当下实际资料进行核对,即可确认地质环境当中是否存在小断层现象。例如,某实例工程以从事煤矿掘进工作10余年,在某次工作当中,为了对小断层进行判断,采用了规律类推法。首先该工程整理了所有其以往掘进、勘察、开采工作的资料,之后进行了综合分析,得出了相应的曲线,曲线中显示,其地质环境在-450较浅的原地系统上,因为常年受到阜凤逆冲、夹片断层的影响,导致煤系地层出现了大倾角,使得其内部岩体受到了巨大的挤压力,因此断定此地质环境当中必然许多裂隙现象,最终,实例工程结合倾角程度进行分析,发现此倾角带来的压力并不足以形成大、中型断层,所以说明其裂隙断层很可能是小型断层。
1.4作图分析法
结合断层进行绘图,主要填绘至剖面、水平切面等高线图当中,并将其与相邻巷道的断层资料相互比较,如果比较结果显示,资料与实际断层一直,但在高线图当中断层则没有连接,那么说明工程内部可能存在未知断层,之后参照两者之间的间隔大小,即可判断断层的规模。此方法在实际应用上,虽然流程便捷性较高,但是在准确性上稍显不足,因为新的断层并不一定是小断层,其还可能是由其他断层出发,向某个方向发展的延伸裂缝,所以此方法通常至作为辅助方法来使用,具体需要以其他可靠性较高或实际勘探工作结果为主。
1.5生产勘探法
在部分煤矿掘进工作当中,其断层如果隐蔽性较高,无法通过外表勘探来获得准确的资料时,就会导致断层规模无法判定,此时为了保障工作的安全性,就需要采用生产勘探法。生产勘探法主要可以分为两类,即钻探与巷探两种,此两种方法在应用时,需要重视实际基础条件,例如在断层性质确定,但掘进工作需要经过断层时,可以采用巷探方法,而如果断层性质与断层规模未知,那么就需要采用钻探。此外,钻探方法是一种直接有效的勘探方法,但此方法可能会对周边环境造成一定的破坏,所以为了维护工程安全,在钻探之前一定要计算钻探后,周边围岩或土体的运动应力以及方向,之后再制定钻探工作规范。
2.煤矿掘进工作面小断层处理
2.1处理流程
一般情况下,在对小断层进行处理时,首先需要依照中线,在煤矿工作面顶板开始施工,施工时可以依靠断失盘的变化结果,选择挑顶或者卧底两种方式来进行处理(两种方法同样可以结合适用)。其次,挑顶处理方面,需要重视顶板冒落的问题,针对此现象在进行挑顶处理时,应当严格针对其支护架构进行合理设计,同时如果有条件还可以采用其他基础手段来提高顶板的稳固性;在卧底方面,需要重视地质环境的基本条件是否支持卧底,通常此方法应用的较少。
2.2处理基本要求
在某种角度上来说,小断层的处理工作流程上并不复杂,但实际上因为小断层的危险性,其处理时的各种参数需要保证准确,所以处理工作的核心在于计算结果的准确性以及完整性。通常情况下,现代煤矿掘进单位都会采用先进化设备来进行勘探,此类设备产出数据的准确率确实可以得到保障,那么在工作本身上就需要侧重于完整性,此点需要在实际勘察之前,制定详细周密的勘察计划,之后结合勘察结果,计算人员必须从单独角度、综合角度对处理参数进行计算。
2.3处理发展前景
目前,在煤矿掘进工作面小断层处理当中,有部分工作单位已经开始采用信息化技术来进行计算,利用信息化技术的性能优势,可以提高计算工作的准确性、可靠性、效率性,同时降低人工计算的负担,说明此项技术具有较高的应用价值。但结合其他领域,煤矿掘进领域当中,信息化技术的应用深度略显不足,所以在发展的角度上,可以侧重于信息化技术与煤矿掘进工作融合的加深。
3.结语
本文主要分析了煤矿掘进工作面小断层识别方法与处理,分析当中,首先围绕部分实例了解到了煤岩层层位等比法、断层面构造特征法、规律类推法、作图分析法、生产勘探法5种方法,并在部分方法当中结合实例对此进行验证。其次,针对小断层处理,介绍了其处理流程、处理基本要求、处理发展前景。
参考文献:
[1]张慧. 综采工作面过断层破碎带施工工艺及安全措施探讨[J]. 山东煤炭科技,2018(2):13-14.
[2]刘冲.井工矿井掘进工作面过断层处理方法研究[J].华东科技:学术版,2015(6):376.
[3]邵继华.掘进工作面过断层破碎带安全技术措施探讨[J].山东煤炭科技,2018(2):47-48.
作者简介:
郭恩明(1984-),男,工程师,本科,从事煤矿安全管理工作。
关键词:煤矿掘进;小断层;识别
引言
煤矿掘进工作时,难免会遇到断层影响,此现象的产业原因在于,因为土体的自运动,导致相互之间出现了冲突,在不断的碰撞之下,就可能出现各种规模不一的断层。目前,煤矿掘进工作内的断层主要可以分为大、中、小三种,其中大、中断层因为规模较大,所以比较明显,同时此两类断层发生的位置基本固定,即井田边界和采区边界,但小断层因为自身规模较小,同时还存在掩埋较深的的现象,所以其隐蔽性较高,一般情况下,小断层的威胁性不大,但在某种特定情况下时,则同样会导致煤矿掘进工作的安全性下降,例如小断层集中式1.煤矿掘进工作小断层识别方法
因为小断层同样具备一定的危险性,所以对其进行处理是必须执行的一项工作,但要使处理效果达到完善,就需要重视小断层识别,识别主要可以通过相应的方法,再结合一些特征来实现,下文将对此进行分析。
1.1煤岩层层位等比法
在工作中,需要依照矿井标志层、煤层、煤层顶板特点,针对巷道内已经明确的断层两盘煤岩层位进行对比,通过对比可以得出相应的断层性质以及断层规模,帮助找回断失翼煤层。此方法的应用在许多煤矿掘进工作当中均表现良好,例如某实例掘进工作中,出现了断层现象,之后通过勘察工作发现某一盘岩性为深灰色砂质泥岩、灰白色细砂岩互层,依照此数据将其与作坊52m处的钻孔岩性相互比较,确认了此岩层为厚316m的8煤层直接顶,得出了断层的性质,如图1所示。此外,此项技术并不是针对煤矿掘进小断层处理的技术,其更偏向于地质勘探工作,但在结合应用之上,此项技术往往能够给予处理技术良好的基础,帮助相关人员对处理参数进行计算,所以在煤矿掘进工作小断层识别中,需要对此方法保持重视。
1.2断层面构造特征法
首先小断层种类可以分为牵引褶曲、平行小断层等,那么在对小断层进行识别时,可以依靠此类小断层的特点来进行识别,下文将对各类小断层特征进行分析。
1、牵引褶曲。主要是指靠断层附近的煤岩层,在断层影响下产生的弯曲现象,牵引褶曲的特点在于相对盘运动方向。结合实例可见,某实例工作风巷当中出现了煤岩层产状急剧变化,方向为上坡变下坡,根据该工程勘察结果可见,认为此现象为牵引褶曲现象,断层类型为逆断层。
2、平行小断层。平行小断层一般发生在大规模断层周边,其特征在于自身与大断层平行,根据前人研究得知,此两者的平行关系主要是因为平行小断层的产生,主要来自与大断层,所以两者不但存在平行关系,在性质上也基本相同。此外,结合此特征不斷可以识别小断层,还能够依靠小断层的性质判断大断层性质,在某种角度上可以减低工作负担。
1.3规律类推法
规律类推法是判断小断层比较有效且准确的方法,但此方法应用具有一定的条件限制,需要有真实可靠的历史数据作为支撑。在应用当中,主要需要结合工作单位以往的地质资料、工作资料等,通过资料的整合分析,得出地质发育的趋势预测,之后在结合当下实际资料进行核对,即可确认地质环境当中是否存在小断层现象。例如,某实例工程以从事煤矿掘进工作10余年,在某次工作当中,为了对小断层进行判断,采用了规律类推法。首先该工程整理了所有其以往掘进、勘察、开采工作的资料,之后进行了综合分析,得出了相应的曲线,曲线中显示,其地质环境在-450较浅的原地系统上,因为常年受到阜凤逆冲、夹片断层的影响,导致煤系地层出现了大倾角,使得其内部岩体受到了巨大的挤压力,因此断定此地质环境当中必然许多裂隙现象,最终,实例工程结合倾角程度进行分析,发现此倾角带来的压力并不足以形成大、中型断层,所以说明其裂隙断层很可能是小型断层。
1.4作图分析法
结合断层进行绘图,主要填绘至剖面、水平切面等高线图当中,并将其与相邻巷道的断层资料相互比较,如果比较结果显示,资料与实际断层一直,但在高线图当中断层则没有连接,那么说明工程内部可能存在未知断层,之后参照两者之间的间隔大小,即可判断断层的规模。此方法在实际应用上,虽然流程便捷性较高,但是在准确性上稍显不足,因为新的断层并不一定是小断层,其还可能是由其他断层出发,向某个方向发展的延伸裂缝,所以此方法通常至作为辅助方法来使用,具体需要以其他可靠性较高或实际勘探工作结果为主。
1.5生产勘探法
在部分煤矿掘进工作当中,其断层如果隐蔽性较高,无法通过外表勘探来获得准确的资料时,就会导致断层规模无法判定,此时为了保障工作的安全性,就需要采用生产勘探法。生产勘探法主要可以分为两类,即钻探与巷探两种,此两种方法在应用时,需要重视实际基础条件,例如在断层性质确定,但掘进工作需要经过断层时,可以采用巷探方法,而如果断层性质与断层规模未知,那么就需要采用钻探。此外,钻探方法是一种直接有效的勘探方法,但此方法可能会对周边环境造成一定的破坏,所以为了维护工程安全,在钻探之前一定要计算钻探后,周边围岩或土体的运动应力以及方向,之后再制定钻探工作规范。
2.煤矿掘进工作面小断层处理
2.1处理流程
一般情况下,在对小断层进行处理时,首先需要依照中线,在煤矿工作面顶板开始施工,施工时可以依靠断失盘的变化结果,选择挑顶或者卧底两种方式来进行处理(两种方法同样可以结合适用)。其次,挑顶处理方面,需要重视顶板冒落的问题,针对此现象在进行挑顶处理时,应当严格针对其支护架构进行合理设计,同时如果有条件还可以采用其他基础手段来提高顶板的稳固性;在卧底方面,需要重视地质环境的基本条件是否支持卧底,通常此方法应用的较少。
2.2处理基本要求
在某种角度上来说,小断层的处理工作流程上并不复杂,但实际上因为小断层的危险性,其处理时的各种参数需要保证准确,所以处理工作的核心在于计算结果的准确性以及完整性。通常情况下,现代煤矿掘进单位都会采用先进化设备来进行勘探,此类设备产出数据的准确率确实可以得到保障,那么在工作本身上就需要侧重于完整性,此点需要在实际勘察之前,制定详细周密的勘察计划,之后结合勘察结果,计算人员必须从单独角度、综合角度对处理参数进行计算。
2.3处理发展前景
目前,在煤矿掘进工作面小断层处理当中,有部分工作单位已经开始采用信息化技术来进行计算,利用信息化技术的性能优势,可以提高计算工作的准确性、可靠性、效率性,同时降低人工计算的负担,说明此项技术具有较高的应用价值。但结合其他领域,煤矿掘进领域当中,信息化技术的应用深度略显不足,所以在发展的角度上,可以侧重于信息化技术与煤矿掘进工作融合的加深。
3.结语
本文主要分析了煤矿掘进工作面小断层识别方法与处理,分析当中,首先围绕部分实例了解到了煤岩层层位等比法、断层面构造特征法、规律类推法、作图分析法、生产勘探法5种方法,并在部分方法当中结合实例对此进行验证。其次,针对小断层处理,介绍了其处理流程、处理基本要求、处理发展前景。
参考文献:
[1]张慧. 综采工作面过断层破碎带施工工艺及安全措施探讨[J]. 山东煤炭科技,2018(2):13-14.
[2]刘冲.井工矿井掘进工作面过断层处理方法研究[J].华东科技:学术版,2015(6):376.
[3]邵继华.掘进工作面过断层破碎带安全技术措施探讨[J].山东煤炭科技,2018(2):47-48.
作者简介:
郭恩明(1984-),男,工程师,本科,从事煤矿安全管理工作。