陷落柱伴生斷層

利用陷落柱伴生斷層特征預(yù)報(bào)未知陷落柱

1 在48505工作面補(bǔ)副巷送道過程中，揭露兩條正斷層(見圖3)，其中F1走向由NW轉(zhuǎn)S落差1.2~1.6米，傾角70°;F2走向由NW轉(zhuǎn)S再轉(zhuǎn)SW落差0.4~1.8米,傾角65°，觀察該段巷道頂板，可見許多條近于平行斷層走向且內(nèi)有方解石充填的裂隙，有的裂隙內(nèi)還有淋水，巷道兩煤幫疏軟，易片幫，片幫處可見光滑斷裂面，煤層卻未錯開。

依據(jù)以上特征，我們預(yù)該巷道右?guī)透浇疵褐鶅?nèi)有一陷落柱，并依據(jù)斷層走向曲率推斷該陷落柱直徑約為25米，后來在送補(bǔ)尾巷時(shí)，就在預(yù)測的位置揭露一陷落柱，預(yù)測基本符合實(shí)際。生產(chǎn)上根據(jù)我們的預(yù)測改變了設(shè)計(jì)，減少了無效進(jìn)尺，降低了成本。

2 在48310工作面我們應(yīng)用伴生斷層的特征成功地預(yù)測出前方的陷落柱，一次工作面由西向東正常回采中，突然割見底板，我們?nèi)スぷ髅娼?jīng)過仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)是一條正斷層，且走向?yàn)镹E轉(zhuǎn)SE，斷層上盤易片幫，再割一刀后，斷層完全揭露，落差1.2~1.5米，斷層處煤層更疏松，易片幫，片幫處有與斷層面平行的光滑面，頂板可見充填方解石的裂隙。由此，我們推測前方5~10米有陷落柱，發(fā)出預(yù)報(bào)，讓隊(duì)組做好了準(zhǔn)備工作，果如其然，第三天就揭露了陷落柱(見圖4)，未出現(xiàn)以往突然遇見陷落柱要停產(chǎn)待料的局面。

伴生斷層的性質(zhì)及特征:

伴生斷層均為正斷層;其斷層面為一光滑面，有擦痕，可見呈片狀的斷層泥，當(dāng)揭露該斷層時(shí)易沿?cái)鄬用嫫瑤?在水平剖面上，斷層線呈弧形，與陷落柱邊緣大致平行，其曲率一般較大，整個(gè)斷層走向變化較大，有的斷層走向變化可超過180°;所有伴生斷層的傾向，均呈放射狀由陷落柱中心向外傾斜;斷層的落差一般不大于2.0米;對于某一個(gè)陷落柱來說，其周圍可有多條伴生斷層，落差大小不一，從0~5米，相差較大;對于一條斷層來說，一般為中段落差大，向兩端落差很快變小，直至尖滅;斷層長度不一，長的可達(dá)百米以上，短的僅幾米。

陷落柱周圍伴生斷層的分布規(guī)律及光滑破裂面:

陷落柱的伴生斷層常常以數(shù)條呈同心狀繞陷落柱分布，形成一個(gè)斷裂帶。在該帶內(nèi)相鄰兩斷層間距一般不大，多在5米左右，最大不超過10米，斷層兩端有的相互合并，有少數(shù)陷落柱不規(guī)則的，其伴生斷層可以與陷落柱邊緣合并(見圖1)。該帶一般寬約10~20米，甚至可達(dá)30米，因此煤層受到破壞的面積比陷落柱面積大的多;在整個(gè)斷裂帶內(nèi)，往往并存許多光滑破裂面，工作面揭露后，可見其表面光滑為一摩擦鏡面，其上為一層斷層泥，且有擦痕，極象斷層面，但煤巖層未錯開。其產(chǎn)狀特征與伴生斷層相似，該光滑破裂面也存在于煤層頂板以上巖層，在揭露的頂板上可見許多張性裂隙，裂隙內(nèi)有方解石充填，頂板含水處該裂隙可導(dǎo)水，當(dāng)巷道或工作面揭露該裂隙，可有淋水出現(xiàn)。由于諸多斷層及光滑破裂面的存在，使該斷裂帶煤巖層比較破碎，是陷落柱及其周圍最易冒落的地方。若回采至該處易形成片幫、冒頂。

伴生斷層帶內(nèi)煤巖層特征及與周圍煤巖層的關(guān)系:

在8#煤回采過陷落柱時(shí)，從揭露的煤巖層(見圖2)可以看出，伴生斷層在陷落柱周圍呈階梯狀產(chǎn)出，由陷落柱中心向外，煤層隨斷層下落。附近煤巖層均以陷落柱中心向外傾斜，且傾角均較正常煤巖層大，有的可達(dá)20多度。如果陷落柱某一邊多條伴生斷層落差的共同效果較大時(shí)，則在陷落柱邊可揭露現(xiàn)采煤層底板及其以下煤巖層。有的在陷落柱邊緣可見9#煤底板，在很短距離內(nèi)抬升高度達(dá)6米以上，使人們產(chǎn)生一種感覺，陷落柱帶動附近地層跳起來，這種地質(zhì)構(gòu)造的存在，使頂板升高較多，支架接不上頂，加之該處煤巖層破碎、疏松，極易發(fā)生冒頂事故。