摘要：針對馮家壇煤礦井下采、掘工作面揭露的部分斷層，依據其斷層形成的機制分析及實測斷層的產狀，進行其延展長度尖滅點的預測。

　　關鍵詞：斷層,落差,產狀,形成機制

　　在煤礦井下開采中，斷層對生產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測方法很多，主要分為定性和定量預測兩種方法。但是總體而言大多還是局限于對斷層預測的定性分析的基礎上，然而對于煤礦的生產來講，地質部門能夠對揭露的斷層準確定量的預測出未揭露斷層的具體情況尤為重要，正確的預測斷層對其采掘面布置、選擇開采方法和生產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，變為韌性，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，沒有強烈 擠壓形成的小褶皺;然而大量的實際觀測表明：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力作用形成的剪破裂，又可以是張應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、張強度。由于巖石的抗張強度僅為抗剪強度的1/3，因此在自然的條件下，巖石更易發生張性破裂。

　　2.巖石變形的地質環境。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育形成，而對剪性破裂的發育更有利。

　　3.構造應力場的性質。在構造應力場中，巖石在張應力作用下，超過其抗張強度形成張性破裂，在壓應力作用下則形成剪性破裂。

　　從實際情況上來講：斷層一般形成在地下圍壓很大的條件下，在壓應力作用下，主要形成剪性破裂，只有在張應力作用下才形成張性破裂，因此，盡管巖石的抗張強度遠小于抗剪強度，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動，斷層兩盤相互作用力強烈，表現出典型的壓剪性構造特征。

　　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。

　　從上述斷層形成的機制分析、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，可認為此處為揭露斷層的最大落差處的認識的基礎上，現依據馮家壇煤礦實測采掘面斷層的產狀，針對于斷層落差小于煤厚的情況做如下的分析預測：

　　在已掘巷道的兩幫揭露的斷層實測斷層的產狀，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：可以預測出各點的落差大小及斷層尖滅點

　　一、斷層落差的計算

　　1.欲求點H1點的落差大于已知H2點的落差時：

　　H1=H2+LK (適用于同一巷道同一斷層)

　　2.欲求H2點的落差小于已知點的落差時

　　H2=H1-LK (適用同上)

　　二、斷層尖滅點的計算

　　預測斷層的尖滅點，即欲求點的落差為零時：

　　結論：在采、掘面揭露斷層起始處，實測了斷層的產狀、給予斷層命名，并用紅色噴漆做好了標記，便于今后觀測和預測工作的進行。隨采、掘面的推進、每天下井1次對其觀測、跟蹤、徒手畫出采、掘面揭露的地質情況，進行了前后對比、尋找規律。經理論和實際分析得出：巷道揭露在推采過程中，經觀測跟蹤斷層，掘進巷道FN③號斷層在預測前方13米、FN④號在預測前方10.1米、FN⑤號斷層在預測前方16.5米.、FN①號斷層在預測前方8米、FN②號斷層在預測前方7.1處分別尖滅，與預測結果基本相符，偏差在正負0.5米內，認為可做為參考依據。

　　參考文獻

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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察局主管、煤炭科學研究總院主辦的國家級綜合性學術期刊,面向國內外公開發行,國內統一刊號：CN:11-3677/TD，國際標準刊號：ISSN:1006-6225。是煤炭行業礦井開采新技術、新產品及研究成果的主要發布媒體之一。《煤礦開采》期刊是中文核心期刊,中國科技核心期刊,國家圖書館重點收藏期刊。讀者對象:主要是從事工程行業的技術人員、科研與設計人員、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。