摘要：針對馮家壇煤礦井下采、掘工作面揭露的部分?jǐn)鄬樱�依�?jù)其斷層形成的機(jī)制分析及實(shí)測斷層的產(chǎn)狀，進(jìn)行其延展長度尖滅點(diǎn)的預(yù)測。

　　關(guān)鍵詞：斷層,落差,產(chǎn)狀,形成機(jī)制

　　在煤礦井下開采中，斷層對生產(chǎn)的影響程度主要取決于斷性、延伸長度、落差大小、延展深度等因素。我國目前的煤礦井下對于斷層的預(yù)測方法很多，主要分為定性和定量預(yù)測兩種方法。但是總體而言大多還是局限于對斷層預(yù)測的定性分析的基礎(chǔ)上，然而對于煤礦的生產(chǎn)來講，地質(zhì)部門能夠?qū)�揭露的斷層�?zhǔn)確定量的預(yù)測出未揭露斷層的具體情況尤為重要，正確的預(yù)測斷層對其采掘面布置、選擇開采方法和生產(chǎn)都具有重要的決定意義。

　　地殼表層巖石一般為脆性，隨著地下深度的增加，壓力增高，變?yōu)轫g性，淺層次則形成脆性斷層。斷層形成的類型很多，在這僅闡述分析正、逆斷層兩種類型的形成分析。

　　一般認(rèn)為正斷層的形成多為張性，并且具有張性斷層的一般特征：斷層面比較粗糙，斷層角礫多為棱角、次棱角狀，排列雜亂無章，沒有強(qiáng)烈 擠壓形成的小褶皺;然而大量的實(shí)際觀測表明：正斷層并非主要是張性，而是剪性斷層，具剪性斷層的一般特征。

　　從理論分析上講：正斷層既可以是剪應(yīng)力作用形成的剪破裂，又可以是張應(yīng)力作用下形成的張破裂。巖石的破裂方式主要取決于以下因素：

　　1.巖石的抗剪、張強(qiáng)度。由于巖石的抗張強(qiáng)度僅為抗剪強(qiáng)度的1/3，因此在自然的條件下，巖石更易發(fā)生張性破裂。

　　2.巖石變形的地質(zhì)環(huán)境。斷層一般形成在地下圍壓很大的條件下，圍壓的作用不利于張性破裂的發(fā)育形成，而對剪性破裂的發(fā)育更有利。

　　3.構(gòu)造應(yīng)力場的性質(zhì)。在構(gòu)造應(yīng)力場中，巖石在張應(yīng)力作用下，超過其抗張強(qiáng)度形成張性破裂，在壓應(yīng)力作用下則形成剪性破裂。

　　從實(shí)際情況上來講：斷層一般形成在地下圍壓很大的條件下，在壓應(yīng)力作用下，主要形成剪性破裂，只有在張應(yīng)力作用下才形成張性破裂，因此，盡管巖石的抗張強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗剪強(qiáng)度，但由于受到圍壓作用的影響，巖石中更多的形成是剪切破裂，而不是張性破裂，同時也就說明了正斷層為剪性斷層。

　　以上理論中受力分析基源于剪切破裂摩爾圓圖。

　　1.剪性正斷層：最大主動力σ1垂直向上，推動斷層下盤沿高角度斷裂面向上運(yùn)動，斷層兩盤相互作用力σ3較弱。

　　2.張性正斷層：在最大主動力σ1的作用下，斷層上盤沿高角度斷裂面向下運(yùn)動，斷層兩盤相互作用力σ3很弱。

　　3.逆斷層：最大主動力σ1水平推動斷層上盤沿低角度斷裂面向上運(yùn)動，斷層兩盤相互作用力強(qiáng)烈，表現(xiàn)出典型的壓剪性構(gòu)造特征。

　　通過受力分析，明確了斷性，在斷距未知的情況下，同時也為尋找斷失翼的煤層提供了有利依據(jù)。

　　從上述斷層形成的機(jī)制分析、綜合“華北型沉積煤田”各礦斷層控制、大量研究表明：斷層的落差為中間大，往兩端逐漸變小直至尖滅，如果巷道揭露兩幫的斷層落差大小相等，可認(rèn)為此處為揭露斷層的最大落差處的認(rèn)識的基礎(chǔ)上，現(xiàn)依據(jù)馮家壇煤礦實(shí)測采掘面斷層的產(chǎn)狀，針對于斷層落差小于煤厚的情況做如下的分析預(yù)測：

　　在已掘巷道的兩幫揭露的斷層實(shí)測斷層的產(chǎn)狀，并測量其揭露的斷層走向長度，計算出斷層的落差變化梯度：

　　K= 公式中： K—斷層落差變化梯度

　　H1、H2 —兩幫揭露的斷層落差

　　L—斷層揭露的走向長度

　　變換公式：可以預(yù)測出各點(diǎn)的落差大小及斷層尖滅點(diǎn)

　　一、斷層落差的計算

　　1.欲求點(diǎn)H1點(diǎn)的落差大于已知H2點(diǎn)的落差時：

　　H1=H2+LK (適用于同一巷道同一斷層)

　　2.欲求H2點(diǎn)的落差小于已知點(diǎn)的落差時

　　H2=H1-LK (適用同上)

　　二、斷層尖滅點(diǎn)的計算

　　預(yù)測斷層的尖滅點(diǎn)，即欲求點(diǎn)的落差為零時：

　　結(jié)論：在采、掘面揭露斷層起始處，實(shí)測了斷層的產(chǎn)狀、給予斷層命名，并用紅色噴漆做好了標(biāo)記，便于今后觀測和預(yù)測工作的進(jìn)行。隨采、掘面的推進(jìn)、每天下井1次對其觀測、跟蹤、徒手畫出采、掘面揭露的地質(zhì)情況，進(jìn)行了前后對比、尋找規(guī)律。經(jīng)理論和實(shí)際分析得出：巷道揭露在推采過程中，經(jīng)觀測跟蹤斷層，掘進(jìn)巷道FN③號斷層在預(yù)測前方13米、FN④號在預(yù)測前方10.1米、FN⑤號斷層在預(yù)測前方16.5米.、FN①號斷層在預(yù)測前方8米、FN②號斷層在預(yù)測前方7.1處分別尖滅，與預(yù)測結(jié)果基本相符，偏差在正負(fù)0.5米內(nèi)，認(rèn)為可做為參考依據(jù)。

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　　本文選自國家級科技期刊《煤礦開采》。《煤礦開采》期刊是國家煤礦安全監(jiān)察局主管、煤炭科學(xué)研究總院主辦的國家級綜合性學(xué)術(shù)期刊,面向國內(nèi)外公開發(fā)行,國內(nèi)統(tǒng)一刊號：CN:11-3677/TD，國際標(biāo)準(zhǔn)刊號：ISSN:1006-6225。是煤炭行業(yè)礦井開采新技術(shù)、新產(chǎn)品及研究成果的主要發(fā)布媒體之一。《煤礦開采》期刊是中文核心期刊,中國科技核心期刊,國家圖書館重點(diǎn)收藏期刊。讀者對象:主要是從事工程行業(yè)的技術(shù)人員、科研與設(shè)計人員、管理干部、大專院校師生。2012年，《煤礦開采》成為雙核心期刊，《煤礦開采》期刊連續(xù)入編《中文核心期刊要目總覽》，在工程類核心期刊表中位列前茅。