任树会
开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司,河北 唐山 063108
摘要:范各庄3X采区的3X73S工作面运道在掘进至576米时揭露一条断层,导致巷道全岩,依据岩层层位推测断层落差约为9米。为规避断层,只能在该位置将运道上提,缩短了工作面倾斜长,造成了储量损失。3X73S工作面为首采煤层工作面,运道所揭露断层落差较大,将对采区后续规划有很大影响,需查明断层发育情况,为采区设计提供可靠的技术保障。
关键词:断层,探查,技术保障
0 引言
矿井构造预测与探测直接关系到煤矿的生产和安全,同时随着矿井机械化、智能化生产程度的提高,煤矿高产高效给地质工作提出了越来越高的要求。地质构造控制煤层的赋存,影响和制约着采区的布置、采面的划分、计划的安排和采掘的接替,直接控制着煤炭的产量和经济效益。地质构造复杂多变,隐蔽性强,随着矿井延伸,不可避免的进入构造复杂区域。因此,构造分析、探查具有极为重要的理论意义和实用价值。
1 区域概况
3X采区为矿井主力采区,面积1.35km2,采区东部为F0断层,西部为范吕、范钱井田边界。采区内共5个可采煤层,5、7、8、9、12煤层,5煤层走向长度约为4km,12煤层走向长度约为4.8km,最大倾斜长度约0.9km,开采深度为-620m~-800m。其中5煤层为局部可采煤层,7煤层为首采煤层工作面,3X71S、3X73N工作面分别于2016、2018年回采完毕,3X73S已掘进完毕,进入安装阶段,8、9、12煤层均未回采。
2 地质构造情况
采区主体构造为单斜构造,平均倾角14°,走向近于南北向。根据范各庄矿已有的采掘、开拓工程及地面补充勘探、高分辨三维地震勘探等手段揭露的地质资料分析,随着矿井向深部延伸,地质构造呈复杂趋势。采区分为南北两翼,北翼的3X73N在采掘过程中揭露一条落差5.4米的正断层,其走向、落差及发育情况均已控制。南翼的3X73S工作面运道在掘进至576米时揭露一条断层,导致巷道全岩,依据岩层层位推测断层落差约为9米,该断层落差较大,对采区后续规划、开采影响较大,且为单点控制,需对该断层落差、产状、延伸情况、发育规律及其对其他可采煤层影响情况进行详细探查。
3 断层探查
3.1 多方位探查。断层走向上:在3X73S运道360米、495米、576米、750米、940米、1052米、1244米沿断层走向布设钻孔,探查距离984米,探查间距均小于200米,进而确定断层走向及断层的摆动、延伸情况。断层倾向上:钻孔角度-90-+90°全覆盖,倾向上控制距离89米,最小控制间距5米,最大控制间距15米,以确定断层落差及倾斜程度。
3.2 多煤层探查。上覆5煤层孔17个,总进尺721.8米;同煤层7煤层施工钻孔8个,总进尺340.8米;下伏煤层孔12个,总进尺448.6米。共是施工钻孔37个,总进尺1511.2米。对断层在各个煤层位置及落差变化情况进行探查。
钻探情况如下:
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3.3 多方式探查。 钻孔较深可能穿断层破碎带,在施工中为避免塌孔,本次钻探工程选用ZYJ420/200大功率钻机和螺纹钻杆。同时,选用YTZ1矿用地震仪进行物探,沿运道每50米布设一个测点,每个测点分3个方向,分别为水平方向,-15°,-35°,-60°。运道585米~936米水平方向35米和65米位置出现反射相位异常,推断反射相位异常位置可能存在断裂构造。
4 探查结果
断层位置:断层位于3X采区南翼,3X73S运道下方(西侧),外切于运道,控制走向1118米。该断层与采区北翼5.4米正断层同时起于范吕井田边界,为同一条断层,走向延伸2363米。断层落差:断层落差最大14米,由北向南逐渐变小至尖灭,北段落差14-9米,中段落差9-3.7米,南段落差3.7-0.5米。断层产状:断层走向大致为弧形,走向控制在172-206°,倾角68-75°,
5 结语
通过方案实施,确定采区较大断裂构造的落差、性质、产状、延伸距离,系统的进行区域构造评价,为采区设计提供了依据。为公司决策提供指导性意见,防范地质事故的发生,防范经济损失和人员伤亡,具有很大的经济和社会效益。
参考文献:
[1]朱炎铭等.开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司生产地质报告.2019.
[2]李增学等.煤地质学.地质出版社.2007.
[3]彭素萍等.煤矿安全高效开采地质保障技术.中国矿业大学地质出版社.2007.
作者简介
任树会(1982-)男,汉族,河北唐山人,矿山地质高级技工,大专,研究方向为矿山地质,Tel:15832545399,Email:157019890@qq.com。