冯思成
南方锰业集团有限责任公司大新锰矿分公司，广西崇左,532315
摘要：近两年，大新锰矿分公司露天采矿即将结束，全面转入地下开采阶段，为满足深加工单位对锰矿石的需求，北中部扩能工程也逐步开展。在北中部矿段4#串车井各中段掘进过程中，薄矿体和复杂的地质条件对沿矿脉掘进带来了重重阻碍。其中断层是常见的主要地质构造，断层揭露的地方锰矿层的联系性和完整性均遭到一定的破坏，不利于找矿和开采，因此断层是影响锰矿掘进和开采的主要地质因素。本文是探索北中部矿段4#串车井薄矿体在地质条件较为复杂的情况下过断层找矿的方法及应用。
关键词：地下开采；薄矿体；复杂的地质条件；断层；过断层找矿
一、地质概况
北中部矿段4#串车井薄锰矿层厚度1.2m左右，锰矿层倾角15-36度；顶板为泥灰岩，稳定、致密、性脆，岩溶发育；底板为泥岩，赋存稳定。该地段地质构造复杂，褶曲发育，4m以下的小断层密度较大。据已采工作面统计，每万平方米内小断层近20条，以正断层为主，沿展度不均匀，由于层厚度小于2m，所以落差在2m的断层就会造成工作面局部全岩，使工作面正常生产受到影响。
在矿山断层两盘的产状经常发生变化，但是在过断层寻找断失盘矿层时，矿山地质人员只能将复杂的问题简单化。因此，在这种情况下，矿山地质人员无法准确确定断失盘矿层位置，只能根据断失方向试探性地布置巷道找矿，至于多大距离处能找到断失盘矿层，则不能准确预测；而且巷道见矿后需另开帮布置运输巷，既不利于巷道维护，又不能充分考虑运输要求满足巷道功能。
矿层平巷是矿山开采过程中必需、常用、且非常重要的一类工程。因此，研究断层两盘层状变化条件下载矿层平巷过断层寻找失盘矿层的理论，是矿山生产急需解决的一个技术难题。
二、过断层的处理方法的应用
1. 断层面特征法
断层面特征是判断断层性质的直接标志，是地质人员在现场首先考虑使用的办法，也是最常用的有效方法，技术员在掘进迎头发现明显的断层擦痕，由此判断出断层的两盘相对滑移的方向。在北中部4#串车斜井345中段西巷道沿I矿脉掘进的过程中在X1位置附近遇到断层F1，西巷道掘进偏西南方向，已偏离主矿脉正西方向，而且工作面全岩，矿脉走向不明，地质技术人员随即展开地质编录工作，测量F1断层各个参数，确定断层F1为逆断层，下盘下移，断距约2米，断层面倾向往西，倾角约50度，根据断层面特征，判断I矿主矿脉遇断层F1断层往深部偏离主巷道约3.5米，可在深部中段布置矿房进行回采，建议345中段继续往西掘进，追踪主矿脉。掘进至X2位置遇F2断层，I矿层在巷道南侧揭露小部分后消失，根据F2参数特征，逆断层下盘下移，断层面倾向往东北方向，以此判断矿脉往西北断移，建议掘进方位往西北方向掘进，遇到I矿主矿脉后沿脉掘进。掘进至X3位置后揭露I矿主矿脉，进而沿脉掘进。此方法在沿脉掘进的过程中，巧妙的运用了断层面特征法，及时判断矿脉的断移方向，掌握矿体的位置，进而指导沿脉掘进遇到断层工作面全岩后的掘进方向，有效的追踪到主矿脉的位置。
2. 旁侧小构造法
掘进过程中揭露了多条落差1米以下的小断层，这些小断层都为正断层，根据受力情况分析，主构造与小构造的受力性质是一致的，判断小断层的性质，即推断出该主断层的基本性质。
在345中段掘进至X5位置西侧，受正断层F3的影响I矿矿脉消失，根据该断层的性质，断距小于1米，倾角较大，形成矿体上下落差，F3西侧下盘上移，主矿脉走向未发生明显变化，旁侧地质体构造未发现明显变化，断层上下盘地质体相对稳定，由此判断掘进方向未偏离主矿脉走向，可在本中段布置矿房回踩，建议不改变方位继续掘进。在本次掘进遇断层工作面全岩中，断层断距较小，可根据旁侧小构造法，能够较好的掌握主矿脉位置，进而控制掘进方位。
3. 层位对比法
层位对比法是判断锰层方向的最基本最简单有效的方法，也是地质人员最常用的一种方法，但是由于掘进方向和断层方向基本一致掘进迎头只见岩石没见矿层，无法实施矿层层位对比，只有先分析岩石标本，对比岩石层位确定该地层断距大小。在4#穿车斜井320中段东巷道掘进至D1位置受断层F影响，II+III矿脉突然消失，掘进迎头只见岩石没见矿层，迎头面地质体与矿脉两侧岩性差异较大，无法判断断层F的断距，难以判断主矿脉错移位置。本次采用层位对比法在断层面上下盘围岩采集标本，在掘进过程不断对比地层，往靠近矿脉的底层方向掘进，最终跟踪到主矿脉。本次方法主要在断距较大，巷道宽度难以确定断距大小，矿脉位置不确定的条件下应用，进而有效的追踪到主矿脉。
综合上述三种判断方法，确定断失翼锰矿层方向，最终确定该断层为正断层，走向与解决方向一致，断层性质基本确定，要通过断层掘进巷道，必须进行生产勘探法，由于该断层特殊性，掘进迎头一直未能见矿层，为了查明断层在面内的确切走向，决定在工作面巷道内施工钻孔进行探矿。揭露断层后掘进40多米后终于找到矿层。
在地质条件较为复杂的情况下，地质技术员通常无法只通过一种方法完成断层判断和寻求断失翼锰矿层，结合工作现场的实际情况，选择适合的判断方法。我矿开拓和采掘工作中揭露的小断层非常多，大断层伴生的小构造影响范围也比较大，锰矿层多属于薄锰矿层，断层的出现给工作面布置和设计带来一定的不利因素，都是在我们实际工作中通过各种方法和辅助手段能够及时准确的判断出断层性质及影响范围，给开采和采掘提供可靠依据。
三、 结论
过断层找矿工作是矿山地质工作中重中之重，直接影响到能否顺利而准确地找到断失盘锰矿层，能否最大限度地降低地质损失率、提高回采率问题。采取了以上断层找矿方法，对于断层两盘矿层产状变化条件下矿层平巷中过断层寻找断失翼矿层具有很大的实用价值。经多例验证，与实际情况完全符合，可以在矿井地质工作中推广实用。断层带的工程质量得到保障，过断层期间安全系数大大提高，为安全生产创造了良好条件，最大限度的回收了资源，延长了矿井寿命，也为国家创造了大量的财富，经济效益非常显著。
参考文献：
[1] 周志海.浅谈断层及其对开采影响的分析方法[J].今日科苑.2009（13）.
[2] 黄桂芝，吴强.复杂地质条件下过断层找矿理论及巷道布置[M].哈尔滨工程大学出版社.2007.8.
[3] 黄桂芝，李孝东，吴强.在矿层斜巷中过断层找矿的数学地质研究[J].辽宁工程技术大学学报.2003,22（1）：27-30.
[4] 赵迎春，王小凤，时荫.浅析复杂地质条件下过断层找矿方法[J].矿业论坛.2011（13）.
作者简介:
冯思成（1991-10），男，汉族，广西玉林，本科，助理工程师，南方锰业集团有限责任公司大新锰矿分公司，地质技术人员，从事矿山地质工作。