礦井地質(zhì)3A-構(gòu)造

第三章礦井生產(chǎn)中的地質(zhì)問(wèn)題第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造第二節(jié)煤層厚度研究第三節(jié)巖漿巖侵入第四節(jié)巖溶陷落柱第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造一、概述

二、褶皺的觀測(cè)與判斷三、斷層的觀測(cè)與判斷

四、礦井構(gòu)造的探測(cè)

一、概述（一）研究意義地質(zhì)構(gòu)造普遍存在于一切礦井，只是其復(fù)雜程度、表現(xiàn)形式和對(duì)生產(chǎn)的影響大小各有不同。地質(zhì)構(gòu)造不僅本身嚴(yán)重影響煤礦生產(chǎn)建設(shè)，而且還對(duì)其他開(kāi)采地質(zhì)條件具有明顯的控制作用，在研究煤厚變化、頂板穩(wěn)定性、煤與瓦斯突出、巖漿侵入、巖溶陷落、地溫、地壓等開(kāi)采地質(zhì)條件時(shí)，都要考慮地質(zhì)構(gòu)造的控制作用。礦井構(gòu)造對(duì)煤礦生產(chǎn)建設(shè)的影響：（1）影響井型規(guī)模和井田劃分：構(gòu)造破壞嚴(yán)重的礦區(qū)不能建設(shè)大型煤礦；大型斷層和褶皺的樞紐往往是井田的自然邊界。（2）影響開(kāi)采部署：井田內(nèi)部的斷層和褶皺，對(duì)于開(kāi)采水平的劃分、運(yùn)輸大巷的設(shè)計(jì)、采區(qū)和巷道布置等都有直接影響。構(gòu)造破壞嚴(yán)重的礦井，采區(qū)劃分零亂，巷道系統(tǒng)復(fù)雜。（3）影響掘進(jìn)率：構(gòu)造復(fù)雜的地段，工作面布置往往不正規(guī)，需要多掘巷道，造成無(wú)效進(jìn)尺，增大了掘進(jìn)率。（4）影響采面的正常生產(chǎn)：回采工作面內(nèi)出現(xiàn)斷層，影響正常的循環(huán)作業(yè)，甚至使生產(chǎn)中斷。（5）影響安全生產(chǎn)：構(gòu)造對(duì)礦井涌水、煤與瓦斯突出、頂板穩(wěn)定性等都起著明顯的控制作用，從而增加了井下的不安全因素。

（二）等級(jí)劃分礦井地質(zhì)構(gòu)造包括斷層、褶皺、節(jié)理。褶皺雖然影響煤層的空間產(chǎn)狀和位態(tài)，但它沒(méi)有破壞煤層的連續(xù)性，在井巷中比較容易追索和查明；斷層則破壞了煤層額度連續(xù)性和完整性，且在井巷中難以查明和控制，給采掘生產(chǎn)帶來(lái)很大影響；節(jié)理由于尚未產(chǎn)生明顯的位移，僅是其他開(kāi)采地質(zhì)條件的影響因素和組成部分。――因此，礦井地質(zhì)構(gòu)造的研究重點(diǎn)是斷層構(gòu)造。礦井構(gòu)造按規(guī)模和對(duì)生產(chǎn)的影響，可分大、中、小三級(jí)：大型構(gòu)造：指整個(gè)煤產(chǎn)地的主體構(gòu)造，它決定著井田的劃分和總體的輪廓，如大向斜、大斷層等。這類(lèi)構(gòu)造在勘探階段就已經(jīng)基本查明，只需確認(rèn)其產(chǎn)狀變化。――它不是礦井地質(zhì)的研究重點(diǎn)。中型構(gòu)造：指分布在井田范圍內(nèi)，影響水平、采區(qū)劃分和巷道布置的次一級(jí)構(gòu)造。這類(lèi)構(gòu)造在勘探階段尚未查明，甚至還未發(fā)現(xiàn)，需要通過(guò)補(bǔ)充勘探，在采掘過(guò)程中逐步查清。它對(duì)生產(chǎn)影響極大，是礦井地質(zhì)研究的重點(diǎn)。小型構(gòu)造：指那些規(guī)模很小，在一條巷道或一個(gè)工作面中就能看清全貌的更次一級(jí)的構(gòu)造。這類(lèi)構(gòu)造當(dāng)其稀疏時(shí)，對(duì)生產(chǎn)影響較?。划?dāng)其密集時(shí)，使煤層頂板穩(wěn)定性減弱，支護(hù)困難。在高瓦斯礦井，小型構(gòu)造常是瓦斯突出發(fā)生的部位。

斷層分級(jí)：鑒于我國(guó)目前的勘探技術(shù)水平，精查階段一般只能查明落差大于30m的斷層，因此，礦井構(gòu)造中斷層的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：大型斷層：落差>30m中型斷層：煤厚<落差<30m小型斷層：落差<煤厚（三）研究的步驟和內(nèi)容礦井構(gòu)造研究步驟：觀測(cè)、判斷、預(yù)測(cè)、處理。觀測(cè)：是指對(duì)井巷已揭露的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象進(jìn)行觀察、測(cè)量、記錄、描繪等工作。這是礦井地質(zhì)的基礎(chǔ)工作，實(shí)際上也是所有地質(zhì)研究的基礎(chǔ)工作。判斷：對(duì)揭露尚不充分的地質(zhì)構(gòu)造，根據(jù)與它有成因聯(lián)系的各種地質(zhì)標(biāo)志，進(jìn)行綜合研究、分析對(duì)比，對(duì)其性質(zhì)、規(guī)模進(jìn)行確認(rèn)。預(yù)測(cè)：對(duì)部分揭露或未揭露地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造，根據(jù)已有的探測(cè)資料，利用各種方法，綜合分析，提出預(yù)見(jiàn)性的認(rèn)識(shí)。處理：針對(duì)已查明的地質(zhì)構(gòu)造，采取合理的處理措施，避免或減少其對(duì)礦井生產(chǎn)的不利影響。必須堅(jiān)持具體問(wèn)題具體分析。生產(chǎn)礦井研究地質(zhì)構(gòu)造的主要內(nèi)容：①分析研究原有勘探成果對(duì)礦井主要地質(zhì)構(gòu)造的控制程度，以便適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充勘探予以查明。②系統(tǒng)觀測(cè)和收集地表、井巷和鉆孔中所揭露的地質(zhì)構(gòu)造資料，并正確填繪在礦井地質(zhì)圖上，及時(shí)為采掘工程提供地質(zhì)資料。③查明褶皺樞紐的位置、方向、起伏情況和標(biāo)高變化；查明斷層的性質(zhì)、斷距、延展方向和斷失盤(pán)煤層的確切位置，以便調(diào)整巷道布置，指導(dǎo)掘進(jìn)工作。④及時(shí)預(yù)測(cè)采掘前方可能出現(xiàn)的地質(zhì)構(gòu)造，以及它們對(duì)煤厚變化、巖漿侵入、充水條件、瓦斯賦存等的影響，以便提前采取預(yù)防措施，保證安全生產(chǎn)。⑤根據(jù)構(gòu)造的總體展布規(guī)律和特點(diǎn)，盡可能地對(duì)未采區(qū)進(jìn)行構(gòu)造預(yù)測(cè)，為開(kāi)拓部署提供合理建議。

二、褶皺的觀測(cè)與判斷及時(shí)發(fā)現(xiàn)中型褶皺，查明中型褶皺樞紐的位置、方向、起伏和標(biāo)高變化，這是礦井地質(zhì)研究褶皺構(gòu)造的重點(diǎn)。圍繞這一重點(diǎn)，下面著重介紹中型褶皺的識(shí)別和觀測(cè)，中型褶皺樞紐的推測(cè)與探查等內(nèi)容。（一）褶皺構(gòu)造的識(shí)別與觀測(cè)地層層序的對(duì)稱(chēng)重復(fù)和巖層產(chǎn)狀的規(guī)則變化是識(shí)別褶皺的兩大標(biāo)志。前者是判明褶皺構(gòu)造的確定性標(biāo)志，它適用于包括等斜褶皺、倒轉(zhuǎn)褶皺、扇形褶皺和平臥褶皺在內(nèi)的一切褶皺。后者是判明褶皺構(gòu)造的可能性標(biāo)志，在地層層序正常的地區(qū)，巖層產(chǎn)狀的變化，既可由褶皺引起，也可由斷層產(chǎn)生。凡是在穿層巷道中，一旦發(fā)現(xiàn)地層層序出現(xiàn)對(duì)稱(chēng)性重復(fù)時(shí)，可以斷言，其間必然存在褶皺構(gòu)造，并可根據(jù)褶皺核部和兩翼地層的相對(duì)新老，鑒別它是向斜或背斜。無(wú)論在穿層或順層巷道中，只要發(fā)現(xiàn)巖層產(chǎn)狀呈現(xiàn)相向或相背傾斜時(shí)，通常有褶皺構(gòu)造存在，并據(jù)此確定向斜或背斜。在沿煤層走向掘進(jìn)煤層時(shí)，如果巷道發(fā)生急劇彎曲，說(shuō)明有傾伏褶皺存在（教材圖2-1）。

煤層平巷掘進(jìn)中褶皺的確定教材圖2-1對(duì)于已經(jīng)確認(rèn)的褶皺構(gòu)造，應(yīng)詳細(xì)觀測(cè)描述以下內(nèi)容：1、褶皺樞紐位置、傾伏方向和傾伏角2、褶皺兩翼煤、巖層和軸面的產(chǎn)狀要素在井巷中應(yīng)大量實(shí)測(cè)有代表性的褶皺兩翼煤、巖層產(chǎn)狀。

3、褶皺與斷層、節(jié)理、煤厚變化的關(guān)系觀測(cè)褶皺不同部位煤層厚度和結(jié)構(gòu)的變化，煤層及頂?shù)装逯惺欠翊嬖诨瑒?dòng)面，斷層和節(jié)理的發(fā)育情況等。

（二）褶皺樞紐的判斷與探查中型褶皺的樞紐與采區(qū)劃分、采面布置和巷道掘進(jìn)有著密切的聯(lián)系。一般情況下，運(yùn)輸巷道應(yīng)盡量沿向斜樞紐布置，回風(fēng)巷道要力爭(zhēng)沿背斜樞紐掘進(jìn)。這樣不僅有利于巷道運(yùn)輸和通風(fēng)，而且可以少掘巷道和減少煤炭損失。為了實(shí)現(xiàn)巷道沿樞紐掘進(jìn)的目的，礦井地質(zhì)人員必須采用多種實(shí)測(cè)、推測(cè)方法和探查手段，才能查明中型褶皺的樞紐情況。

一般情況下，中型褶皺樞紐的位置、方向、起伏和標(biāo)高變化，主要是根據(jù)煤層底板等高線(xiàn)圖和褶皺縱、橫剖面圖來(lái)了解。因此，編好這些圖件，并及時(shí)加以補(bǔ)充和修正，是礦井地質(zhì)人員掌握褶皺樞紐總體狀況的基本方法。但是，對(duì)于那些尚未發(fā)現(xiàn)或查明的中型褶皺，單靠作圖分析則無(wú)法了解褶皺樞紐情況，還必須輔以其它方法。

1、樞紐的實(shí)測(cè)方法在穿越褶皺的巷道中，可在現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定褶皺樞紐的位置、標(biāo)高、傾伏向和傾伏角。如下圖所示，樞紐的位置和標(biāo)高可通過(guò)丈量樞紐點(diǎn)至測(cè)量點(diǎn)的方向、距離和兩點(diǎn)高差來(lái)確定；樞紐的傾伏方向和傾伏角可通過(guò)測(cè)定巷道兩幫同一層面上兩樞紐點(diǎn)連線(xiàn)的傾伏方向和傾伏角來(lái)獲得。

巷道中褶皺樞紐實(shí)測(cè)方法示意圖教材圖2-22、樞紐的推測(cè)方法

結(jié)合工作實(shí)際，推測(cè)褶皺樞紐的方法有以下幾種：（1）根據(jù)上部已采煤層推測(cè)

根據(jù)上部已采煤層的褶皺資料，通過(guò)上下對(duì)照的方法，推測(cè)下部新開(kāi)拓煤層的褶皺樞紐位置，是老礦區(qū)常用的有效方法。（2）根據(jù)區(qū)域構(gòu)造線(xiàn)推測(cè)根據(jù)已掌握的區(qū)域構(gòu)造線(xiàn)方向，通過(guò)類(lèi)比的方法，推測(cè)個(gè)別樞紐點(diǎn)的延展方向。這種推測(cè)方法準(zhǔn)確度較低，可作為構(gòu)造規(guī)律明顯、地質(zhì)資料較少的新開(kāi)拓區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充勘探或采區(qū)劃分的依據(jù)。

（3）根據(jù)褶皺兩翼產(chǎn)狀推測(cè)根據(jù)大量測(cè)定的兩翼煤、巖層產(chǎn)狀，運(yùn)用極射赤平投影方法，可求出圓柱狀褶皺樞紐的傾伏向和傾伏角。（4）實(shí)測(cè)控制與外推相結(jié)合該法是通過(guò)邊推邊掘，邊掘邊探的步驟，實(shí)現(xiàn)巷道沿褶皺樞紐掘進(jìn)的一種方法。教材圖2-3在掘進(jìn)過(guò)程中要隨時(shí)進(jìn)行觀測(cè)和探查，以確定樞紐的實(shí)際位置和方向。若褶皺樞紐方向發(fā)生變化，須等上段推測(cè)距離掘完后，再按變化了的樞紐方向掘進(jìn)。依次類(lèi)推，直至把巷道掘成為止（教材圖2-3）。

3、樞紐的探查方法

根據(jù)已有資料判斷中型褶皺的位置和方向，往往不同程度地帶有推測(cè)性質(zhì)。在構(gòu)造復(fù)雜或資料較少的地區(qū)，這種推測(cè)常常不能作為指導(dǎo)采掘生產(chǎn)的依據(jù)。因此，需要?jiǎng)佑蒙a(chǎn)勘探手段，以查明中型褶皺樞紐的實(shí)際情況。目前，探查中型褶皺的主要技術(shù)手段是巷探和井下鉆探。（1）巷探指查明中型褶皺經(jīng)常使用的一種探查手段。探查巷道的布置應(yīng)遵循“一巷兩用”的原則，使用它既可用于探明褶皺構(gòu)造，又可為將來(lái)生產(chǎn)所利用。只有這樣，巷探才能經(jīng)濟(jì)合理地順利開(kāi)展。（2）井下鉆探當(dāng)石門(mén)資料不足以控制褶皺的基本形態(tài)，或下部延深水平的褶皺面貌尚未查清時(shí)，需要在石門(mén)或鄰近巷道的相應(yīng)位置，向預(yù)計(jì)的褶皺樞紐部位或翼部布置鉆孔（教材圖2-7），以查明下水平或下部煤層的褶皺形態(tài)。沿向斜布置對(duì)掌子工作面教材圖2-4巷探舉例：沿向斜兩翼布置對(duì)掌子工作面時(shí)，向斜樞紐的探查：從下水平石門(mén)掘立眼探查向斜樞紐教材圖2-5巷探舉例：石門(mén)配合立眼，探查向斜樞紐：井下鉆探查明褶皺形態(tài)教材圖2-7井下鉆探舉例：在進(jìn)行褶皺構(gòu)造的觀測(cè)和判斷時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：

①注意煤、巖層層位的分析和對(duì)比。

②注意褶皺的不協(xié)調(diào)性。

③注意褶皺發(fā)展成斷層的可能性。

④注意傾伏褶皺傾伏端煤層底板等高線(xiàn)的曲率。

⑤注意倒轉(zhuǎn)褶皺的正常翼和倒轉(zhuǎn)翼。沿傾伏褶皺轉(zhuǎn)折端掘進(jìn)運(yùn)輸平巷因曲率過(guò)大而報(bào)廢的情況教材圖2-8三、斷層的觀測(cè)與判斷斷層破壞了煤層的連續(xù)性完整性，給煤礦生產(chǎn)帶來(lái)很大的影響。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)斷層構(gòu)造，切實(shí)查明中型斷層的性質(zhì)、斷距、延展方向和斷失煤層的確切位置，是礦井地質(zhì)工作的重點(diǎn)?，F(xiàn)按認(rèn)識(shí)斷層的一般程序，依次介紹斷層出現(xiàn)前的征兆、斷層的識(shí)別與觀測(cè)、斷失翼煤層的尋找等內(nèi)容。

（一）斷層出現(xiàn)前的可能征兆

1、煤、巖層產(chǎn)狀發(fā)生顯著變化，伴生、派生褶皺發(fā)育由于斷層發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的擠壓與拖曳作用，斷層附近煤、巖層產(chǎn)狀，特別是傾角往往發(fā)生顯著變化，或呈現(xiàn)出明顯的牽引褶皺（圖2-9）。煤層在近斷層處突然變陡教材圖2-92、斷層頂、底板出現(xiàn)不平行現(xiàn)象由于斷層比較松軟，或者頂、底板巖石力學(xué)性質(zhì)差異較大，在受到斷層的擠壓和揉搓時(shí)，不同部位的變形性質(zhì)和變形程度都存在差異，從而造成頂、底板巖層產(chǎn)狀不一致，層面不平行的現(xiàn)象（教材圖2-10）。工作面上風(fēng)巷斷層附近頂?shù)装宀黄叫薪滩膱D2-103、煤層出現(xiàn)厚度變化、揉皺和破碎現(xiàn)象

接近斷層前，煤層經(jīng)常出現(xiàn)增厚變薄、揉皺發(fā)育、結(jié)構(gòu)破壞、滑面增多等現(xiàn)象，煤往往搓碎呈角礫狀、粉沫狀、糜棱狀或鱗片狀，光澤普遍變暗。

斷層附近的煤層出現(xiàn)揉皺和滑面教材圖2-11塊煤：節(jié)理面與斷面構(gòu)造煤：斷面揉皺4、斷層及頂、底板中節(jié)理顯著增加接近斷層時(shí)，斷層及頂、底板中節(jié)理顯著增加，并且常常具有一定的規(guī)律性（圖2-12）。

小斷裂預(yù)示大斷層的存在教材圖2-125、瓦斯涌出量明顯增加

高沼氣或煤與瓦斯突出礦井，巷道接近斷層時(shí)，水溝內(nèi)冒氣泡，煤壁上有吱吱的噴氣聲，瓦斯涌出量普遍增大。

斷層附近瓦斯涌出量明顯增大教材圖2-136、巷道出現(xiàn)滴水、淋水和涌水現(xiàn)象

充水性大的礦井，巷道鄰近斷層時(shí)，往往出現(xiàn)滴水、淋水和涌水現(xiàn)象。

上述各種征兆，并非所有斷層附近都有出現(xiàn)。有的情況只出現(xiàn)某幾項(xiàng)；有的情況沒(méi)有明顯的征兆；有的情況即使發(fā)現(xiàn)一些征兆，但實(shí)際并不存在斷層。這是因?yàn)檎髡桩a(chǎn)生的原因是復(fù)雜的和多方面的，并非僅限于斷層。因此，在實(shí)際工作中，要結(jié)合礦井具體地質(zhì)條件，結(jié)合已采掘地段的斷層資料進(jìn)行綜合分析，使判斷更符合實(shí)際。（二）斷層的識(shí)別和觀測(cè)1、斷層的識(shí)別井巷中識(shí)別斷層主要是根據(jù)地層和構(gòu)造兩大標(biāo)志?！鸬貙訕?biāo)志

凡是在巷道中出現(xiàn)地層層序順序性重復(fù)、或地層層位缺失等現(xiàn)象時(shí)，一般預(yù)示著斷層的存在。應(yīng)該指出，斷層所造成的層位缺失僅限于斷層附近，而不整合或假整合所造成的層位缺失具有區(qū)域性；斷層所造成的層序重復(fù)具有順序性，而褶皺所造成的層序重復(fù)具有對(duì)稱(chēng)性。

○構(gòu)造標(biāo)志

凡是在巷道中發(fā)現(xiàn)煤、巖層錯(cuò)斷，產(chǎn)狀劇烈變化和斷層的伴生、派生構(gòu)造時(shí)，則預(yù)示有斷層的存在。一般來(lái)說(shuō)，在薄煤層巷道中，識(shí)別斷層并不困難，斷層把煤、巖層錯(cuò)接在一起，涇渭分明，一目了然。在厚煤層中遇到落差小于煤厚的斷層，或者斷層把厚度相近的斷層對(duì)接在一起時(shí)，倘若稍不留意，將會(huì)漏掉斷層。這時(shí)應(yīng)根據(jù)煤層本身和頂?shù)装逄卣鳎Y(jié)合斷層面上的粉煤線(xiàn)和其它構(gòu)造標(biāo)志確定。一目了然水平頂板直立煤層牽引褶皺斷層破碎帶2、斷層的觀測(cè)結(jié)合礦井地質(zhì)工作實(shí)際，簡(jiǎn)要介紹井下斷層的觀測(cè)內(nèi)容和觀測(cè)方法。

1）斷層位置的確定

通過(guò)測(cè)定斷層至附近測(cè)量點(diǎn)或巷道交叉口的距離和方向，確定井下斷層的空間位置。據(jù)此，可將井下斷層投繪在巷道平面圖上，供采掘設(shè)計(jì)和施工需要。2）斷層面特征的觀測(cè)內(nèi)容包括斷層面的形態(tài)特征，如平整狀的、舒緩波狀的、鋸齒狀的、粗糙的、平滑的、閉合的或張開(kāi)的等；斷層面上擦痕、階步、摩擦鏡面和礦物薄膜的特征，如它們的有無(wú)、多少、外形和反映的相對(duì)滑動(dòng)方向等。

3）斷層帶特征的觀測(cè)內(nèi)容包括斷層帶的寬度和內(nèi)部分帶情況；帶內(nèi)構(gòu)造巖、應(yīng)力礦物和表生礦物的成分、分布、力學(xué)和地球化學(xué)屬性；特別注意碎裂塊屑的成分、大小、形狀、排列和膠結(jié)情況，片狀礦物和構(gòu)造透鏡體的排列方向，必要時(shí)可采取樣品和它向標(biāo)本，供分析化驗(yàn)和進(jìn)行巖組分析；斷層帶內(nèi)的頂板穩(wěn)定狀況，瓦斯涌出量變化，滴水和淋水現(xiàn)象，巖脈和礦脈的充填情況等。

4）斷層兩側(cè)巖層層位、產(chǎn)狀、伴生和派生構(gòu)造的觀測(cè)

內(nèi)容包括確定斷層兩側(cè)煤、巖層的層位；測(cè)量正常地段和斷層影響地段的煤、巖層產(chǎn)狀要素及其變化；觀察煤層厚度變化，牽引現(xiàn)象，伴生小斷層，派生羽狀斷裂、入字型分枝構(gòu)造、帚狀構(gòu)造及其它旋卷構(gòu)造等。它們往往是確定斷層性質(zhì)，鑒別力學(xué)屬性，尋找斷失煤層的可靠依據(jù)。

5）斷層產(chǎn)狀與斷煤交線(xiàn)的測(cè)量由于斷層面產(chǎn)狀變化較大，在測(cè)定其產(chǎn)狀要素時(shí)，特別要注意它的代表性。斷層產(chǎn)狀變化的原因很多，主要是由于斷層穿過(guò)不同巖性層或追蹤不同方向斷裂面所引起的產(chǎn)狀變化。斷煤交線(xiàn)是指斷層面與煤層底面（或頂面）的交線(xiàn)。斷煤交線(xiàn)的實(shí)測(cè)方法是在巷道兩壁上找出同一盤(pán)斷煤交線(xiàn)的的兩個(gè)點(diǎn)，用線(xiàn)繩連接兩點(diǎn)，測(cè)量線(xiàn)繩的傾伏向和傾伏角即為斷煤交線(xiàn)的方向。

6）斷距的測(cè)量礦井地質(zhì)中常用的斷距有層斷距和點(diǎn)斷距兩套（圖2-16）。層斷距是指剖面上顯示的對(duì)應(yīng)層的相對(duì)位移距離，劃分為地層斷距AE、鉛直地層斷距AD和水平地層斷距AF。斷層的幾種常用斷距教材圖2-16點(diǎn)斷距是指剖面上顯示的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的相對(duì)位移距離。劃分為斜斷距AB、鉛直斷距AC（落差）和水平斷距BC（平錯(cuò)）。

地層斷距－－與巖層走向垂直落差、平錯(cuò)－－與斷層走向垂直7）斷層的描述斷層描述一般以素描圖為主，配合必要的數(shù)據(jù)和簡(jiǎn)要文字說(shuō)明。常為礦井地質(zhì)人員采用的記錄方式有：巷道剖面圖加注數(shù)據(jù)（2-17）巷道平面圖加注數(shù)據(jù)（2-18）巷道平面圖加斷面圖（圖2-19）巷道平面圖加巷道剖面圖（2-20）巷道剖面圖加注數(shù)據(jù)教材圖2-17巷道平面圖加注數(shù)據(jù)教材圖2-18巷道平面圖加斷面圖教材圖2-19巷道平面圖加巷道剖面圖教材圖2-20（三）斷失翼煤層的尋找所謂斷失翼煤層的尋找，是指確定斷層的性質(zhì)和斷距，為巷道掘進(jìn)指明前進(jìn)方向的工作。1、層位對(duì)比法2、構(gòu)造形跡判定法3、規(guī)律類(lèi)推法

4、作圖分析法5、生產(chǎn)勘探法1、層位對(duì)比法層位對(duì)比法是根據(jù)巷道揭露的斷層另一盤(pán)煤、巖層的層位，結(jié)合斷層產(chǎn)狀來(lái)判斷斷層性質(zhì)和地層斷距的一種方法。當(dāng)煤系標(biāo)志層明顯時(shí)，它是一種既有效又簡(jiǎn)便的方法，在礦井生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。河北井陘三礦在四煤層中掘進(jìn)巷道時(shí)遇一斷層，由于該斷層另一盤(pán)揭露的白色細(xì)砂巖是位于4煤層上方12m的一個(gè)標(biāo)志層，據(jù)此不僅確定了該斷層是正斷層，而且還推算出地層斷距為12.9m(圖2-21)。

利用標(biāo)志層判斷斷層的性質(zhì)和地層斷距教材圖2-21在開(kāi)采煤層群的礦井中，由于斷層常把不同煤層錯(cuò)接在一起，因此在沿煤層掘進(jìn)巷道時(shí)，斷層不易識(shí)別，巷道容易竄層，以致造成開(kāi)采順序上的失誤。在這種情況下，要特別注意掌握各煤層的特征，留意煤層的結(jié)構(gòu)、厚度、煤巖、結(jié)核、包裹體和頂?shù)装鍘r性的變化，準(zhǔn)確鑒定巷道的掘進(jìn)層位。這樣才能確定斷層的位置、性質(zhì)和斷距。河北開(kāi)灤唐山礦有一條由8煤層誤入9煤層的巷道，由于事先掌握了這兩個(gè)煤層的煤巖類(lèi)型差異，因此不僅很快發(fā)現(xiàn)了斷層，而且確定了斷層性質(zhì)和地層斷距。

利用煤巖特征確定斷層教材圖2-222、構(gòu)造形跡判定法構(gòu)造形跡判定法是根據(jù)與斷層伴生和派生的小型和微型構(gòu)造來(lái)判斷斷層性質(zhì)的一類(lèi)方法。這些小型和微型構(gòu)造，在成因上與斷層相互聯(lián)系，在分布上與斷層彼此伴隨。它們不僅是斷層存在的標(biāo)志，而且是判斷斷層性質(zhì)的依據(jù)。

斷層主要的伴生、派生構(gòu)造有以下幾種：1）牽引褶皺靠近斷層附近的煤、巖層，由于受到斷層兩盤(pán)相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的拖曳，常發(fā)生明顯的弧形彎曲，這種彎曲稱(chēng)為牽引褶皺。一般情況下，牽引褶皺弧形彎曲的突起方向指示本盤(pán)（牽引褶皺所在盤(pán)）的運(yùn)動(dòng)方向（圖2-23）。

根據(jù)牽引褶皺確定斷失煤層的方向教材圖2-232）羽狀節(jié)理指分布在斷層面的一側(cè)或兩側(cè)，并與斷層面斜交呈羽狀排列的節(jié)理。羽狀節(jié)理是由斷層兩盤(pán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)派生的局部應(yīng)力場(chǎng)的產(chǎn)物。它的特征是不切割斷層面，并隨著遠(yuǎn)離斷層面逐步減弱而消失。如圖2-24所示，羽狀張節(jié)理T與斷層面夾角45°左右，其與斷層面所夾的銳角尖端指示本盤(pán)的運(yùn)動(dòng)方向。羽狀剪節(jié)理發(fā)育兩組S1、S2：其中S1與斷層面近于直交，不能用來(lái)確定斷層兩盤(pán)的運(yùn)動(dòng)方向；S2與斷層面夾角<15°，它與斷層面所夾的銳角指示本盤(pán)的運(yùn)動(dòng)方向。

根據(jù)羽狀節(jié)理確定斷失煤層的方向教材圖2-243）帚狀構(gòu)造指分布在主斷層旁側(cè)，一端收斂，另一端撒開(kāi)的一組小型弧形破裂面。它也是由斷層兩盤(pán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)派生的局部應(yīng)力場(chǎng)的產(chǎn)物，所不同的是形成帚狀構(gòu)造時(shí)斷層帶巖體受力不平衡，曾發(fā)生過(guò)局部旋轉(zhuǎn)。帚狀構(gòu)造按破裂面力學(xué)性質(zhì)不同，分為壓扭性帚狀構(gòu)造和張扭性帚狀構(gòu)造。根據(jù)帚狀構(gòu)造確定斷層性質(zhì)教材圖2-25如圖所示，壓扭性帚狀構(gòu)造由壓扭性破裂面組成，它的外旋向撒開(kāi)方向扭動(dòng)，內(nèi)旋向收斂方向扭動(dòng)；張扭性帚狀構(gòu)造由張扭性破裂面組成，它的外旋向收斂方向扭動(dòng)，內(nèi)旋向撒開(kāi)方向扭動(dòng)。帚狀構(gòu)造的扭動(dòng)方向和主斷層的扭動(dòng)方向兩者完全一致。

4）擦痕和階步指斷層兩盤(pán)相對(duì)錯(cuò)動(dòng)在斷層面上留下的痕跡。一般情況下，擦痕由粗而深到細(xì)而淺的方向，或用手順擦痕輕摩手感光滑的方向，指示對(duì)盤(pán)的運(yùn)動(dòng)方向。階步陡坡的傾向，指示對(duì)盤(pán)的運(yùn)動(dòng)方向；反階步則與之相反。

教材圖2-265）斷層泥與斷層角礫被斷層搓碎并保留在斷層帶內(nèi)的煤、巖層碎塊和粉末稱(chēng)為斷層角礫和斷層泥。某一煤層或標(biāo)志層的斷層角礫和斷層泥，只能分布在它們?cè)?jīng)錯(cuò)移過(guò)的那一段距離內(nèi)，而且離它們?cè)竭h(yuǎn)，粒度由粗到細(xì)，數(shù)量由多到少。因此，追蹤斷層帶的煤角礫、標(biāo)志層角櫟和粉煤線(xiàn)，就能找到斷失翼的煤層（圖2-27）。根據(jù)斷層角礫和粉煤線(xiàn)確定斷層性質(zhì)教材圖2-276）平行小斷層指與主斷層伴生，且產(chǎn)狀一致、性質(zhì)相同的小斷層。它們是同一應(yīng)力場(chǎng)下產(chǎn)生的一組位移幅度不同的斷層面。由于這些小斷層的性質(zhì)，在巷道中一目了然，因此根據(jù)平行小斷層的性質(zhì)就可判斷主斷層的性質(zhì)（圖2-28）。

根據(jù)平行小斷層確定斷失煤層方向教材圖2-283、規(guī)律類(lèi)推法

規(guī)律類(lèi)推法是根據(jù)已經(jīng)掌握的該區(qū)斷層的發(fā)育特征和規(guī)律，確定斷層性質(zhì)，指明斷失翼煤層尋找方向的一種方法。一些開(kāi)采年代長(zhǎng)久的礦井，隨著斷層資料的大量積累，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析、歸納總結(jié)，就可揭示該區(qū)斷層發(fā)育的某些特征和規(guī)律，并利用這此規(guī)律指導(dǎo)斷失翼煤層的尋找。比如：前面介紹的斷層斷距－延展長(zhǎng)度經(jīng)驗(yàn)公式，斷層模線(xiàn)圖的長(zhǎng)短軸比例經(jīng)驗(yàn)公式等，就是規(guī)律的總結(jié)。4、作圖分析法作圖分析法是根據(jù)地質(zhì)制圖的原理，結(jié)合斷層的各種特征，進(jìn)行斷層對(duì)比聯(lián)接，確定斷層性質(zhì)和斷距的一種方法。己15.17煤層13041采面為十三礦己三采區(qū)首采工作面,走向長(zhǎng)1187m,傾斜寬152m,煤層傾角平均14°,兩巷標(biāo)高-560～-620m之間,地面標(biāo)高95～115m。主采煤層己15.17煤,厚度4.8～6.5m。風(fēng)、機(jī)巷同時(shí)沿煤層頂板掘進(jìn)施工,在風(fēng)、機(jī)巷掘至中部區(qū)段時(shí),都不同程度地遇到了巖漿巖侵入體、F46(H=15m∠45°)正斷層和F413(H=33m∠50°)逆斷層,煤層不同程度地?cái)嗍А＿\(yùn)用巖層層位對(duì)比法初步判定機(jī)巷揭露的巖層是煤層頂板粗中粒砂巖(標(biāo)3),故可判定煤層在巷道的底板下,機(jī)巷巷道底距煤層頂板約為5m。作圖與計(jì)算初步判定斷失煤層方向與斷距由于該標(biāo)志層(標(biāo)3)層位比較厚,在11.3～16.9m之間,暫判斷該斷層為落差約8～17m的正斷層。過(guò)機(jī)巷巷道斷層面處取一點(diǎn)B,已知B點(diǎn)標(biāo)高為-354m,可推算出該點(diǎn)煤層頂板標(biāo)高為-354–5=-359m；由機(jī)巷B點(diǎn)所處層位及下部勘探期的4005鉆孔資料分析推斷,可勾畫(huà)出煤層底板等高線(xiàn)的走向;作圖與計(jì)算初步判定斷失煤層方向與斷距過(guò)風(fēng)巷A點(diǎn)作一直線(xiàn)與煤層底板等高線(xiàn)的走向大至平行;并且過(guò)B點(diǎn)作一垂線(xiàn),與過(guò)A點(diǎn)的平行線(xiàn)垂直,垂足為C;由施工圖上準(zhǔn)確量出BC長(zhǎng)84m。C點(diǎn)的煤層頂板為標(biāo)高-359m-24=-383m,即按煤層底板等高線(xiàn)走向說(shuō)明A點(diǎn)的煤層頂板標(biāo)高大約為-383m。己知風(fēng)巷施工中A點(diǎn)巷道的標(biāo)高為-365m,

這說(shuō)明該巷道位于己15.17煤層頂板,距煤層頂板約為18m。作圖與計(jì)算初步判定斷失煤層方向與斷距最終按煤層走向方向30°傾角設(shè)計(jì)鉆孔(與巷道成26°夾角)，施工打鉆,打至30m長(zhǎng)時(shí)探出了己