煤礦生產(chǎn)開采復(fù)雜構(gòu)造煤層

1、煤礦生產(chǎn)煤礦生產(chǎn)開采復(fù)雜構(gòu)造煤層開采復(fù)雜構(gòu)造煤層 相關(guān)知識(shí)回顧相關(guān)知識(shí)回顧一、煤層的賦存條件一、煤層的賦存條件 （一）煤層賦存的形態(tài) 1、層狀：穩(wěn)定、連續(xù)、厚度變化小且有規(guī)律；：穩(wěn)定、連續(xù)、厚度變化小且有規(guī)律； 2、似層狀：較穩(wěn)定、有一定連續(xù)性、厚度變化大且沒規(guī)：較穩(wěn)定、有一定連續(xù)性、厚度變化大且沒規(guī)律；律； 3、非層狀：常分岔、尖滅，厚變無常，常見雞窩煤、扁：常分岔、尖滅，厚變無常，常見雞窩煤、扁豆?fàn)罨蛲哥R煤等。豆?fàn)罨蛲哥R煤等。 （二）煤層結(jié)構(gòu)（指煤層內(nèi)是否有較穩(wěn)定的夾石層）（指煤層內(nèi)是否有較穩(wěn)定的夾石層） 1、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)（不含穩(wěn)定的夾石層，有時(shí)含矸石透鏡體）（不含穩(wěn)定的夾石層，有時(shí)含矸石透鏡

2、體） 2、復(fù)雜結(jié)構(gòu)（含有較穩(wěn)定（含有較穩(wěn)定1-2層的夾石層，甚或有多層。層的夾石層，甚或有多層。若有若有0.5m以上的矸層宜作為隔層頂板；或分采分運(yùn)，不以上的矸層宜作為隔層頂板；或分采分運(yùn)，不矸煤混雜而降低煤質(zhì)。）矸煤混雜而降低煤質(zhì)。） （三）煤層厚度（煤層頂?shù)装鍘r層之間的垂直距離，從（煤層頂?shù)装鍘r層之間的垂直距離，從數(shù)厘米到兩百米不等。特厚煤數(shù)厘米到兩百米不等。特厚煤8m以上，厚煤以上，厚煤3.5m以上，以上，中厚煤中厚煤1.33.5m薄煤薄煤1.3m以下。）以下。） 具體分具體分總厚度、有益厚度、可采厚度。二、煤層的頂?shù)装宥⒚簩拥捻數(shù)装?（一）煤層的頂?shù)装甯拍?1、煤層底板：先于煤層沉積

3、的巖層；：先于煤層沉積的巖層； 2、煤層頂板：后于煤層沉積的巖層；：后于煤層沉積的巖層； （二）頂板結(jié)構(gòu) 1、偽頂（隨采隨落，幾厘米至幾十厘米，（隨采隨落，幾厘米至幾十厘米，多炭質(zhì)泥巖、泥巖、頁巖）多炭質(zhì)泥巖、泥巖、頁巖） 2、直接頂（采后不久即垮落，常數(shù)米，是（采后不久即垮落，常數(shù)米，是一至多層泥巖、頁巖或粉砂巖）一至多層泥巖、頁巖或粉砂巖） 3、基本頂（難于垮落，厚度大，常是砂巖、（難于垮落，厚度大，常是砂巖、礫巖、灰?guī)r）礫巖、灰?guī)r）三、地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層的影響三、地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層的影響 （一）單斜構(gòu)造（產(chǎn)狀要素有（產(chǎn)狀要素有3：走向、傾向、傾角）：走向、傾向、傾角） 1、走向：煤（巖）層面與水

4、平面的交線方向（兩端：煤（巖）層面與水平面的交線方向（兩端延伸方向）；延伸方向）； 2、傾向：真傾斜線、傾向箭線；：真傾斜線、傾向箭線； 3、傾角：煤（巖）層面與水平面的銳角。：煤（巖）層面與水平面的銳角。 煤層傾角：煤層傾角：10度，近水平煤層；度，近水平煤層；45度，急傾斜煤層。度，急傾斜煤層。 （二）褶皺構(gòu)造（水平力擠壓，巖層成波狀彎曲且連（水平力擠壓，巖層成波狀彎曲且連續(xù)）續(xù)） 1、向斜 2、背斜三、地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層的影響三、地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層的影響 （三）斷裂構(gòu)造 1、斷層要素：斷（層）面，斷盤（上盤、下盤），（上盤、下盤），斷層線（斷面與地面的交線）及斷煤交線（上盤（斷面與地面的交線）及

5、斷煤交線（上盤斷煤交線、下盤斷煤交線），斷煤交線、下盤斷煤交線），斷距（地層斷距、（地層斷距、水平斷距、垂直斷距）水平斷距、垂直斷距） 2、斷層分類： （1）按斷盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向分類： 正斷層，逆斷層，水平斷層 （2）按斷面走向與巖層面走向的相對(duì)關(guān)系分類： 走向斷層，傾向斷層，斜交斷層 構(gòu)造復(fù)雜時(shí)，斷層常以組合形式出現(xiàn)，如，階梯狀斷層、地壘、地塹四、巖槳侵入體與巖溶陷落柱四、巖槳侵入體與巖溶陷落柱 （一）巖槳侵入體概念（一）巖槳侵入體概念 巖槳侵入到含煤地層時(shí)，即形成巖槳侵入到含煤地層時(shí)，即形成巖槳侵入體。 其主要影響有：使煤揮發(fā)分降低、灰分增高、黏其主要影響有：使煤揮發(fā)分降低、灰分增高、黏（粘

6、）結(jié)性減低，降低使用價(jià)值。（粘）結(jié)性減低，降低使用價(jià)值。 （二）巖槳侵入體主要產(chǎn)狀（二）巖槳侵入體主要產(chǎn)狀 1、巖床（巖槳沿煤層層面侵入而形成的層狀（巖槳沿煤層層面侵入而形成的層狀體）體） 2、巖墻（巖槳沿?cái)嗔严断蛏锨秩攵纬傻膲Γ◣r槳沿?cái)嗔严断蛏锨秩攵纬傻膲铙w）狀體） （三）巖溶陷落柱（三）巖溶陷落柱 可溶性灰?guī)r、白云巖等受地下水溶蝕而形可溶性灰?guī)r、白云巖等受地下水溶蝕而形成空洞，上部煤系地層塌陷，形成不規(guī)則柱體。成空洞，上部煤系地層塌陷，形成不規(guī)則柱體。引例： “套路與散打”復(fù)雜煤層概念：復(fù)雜煤層概念： 1 1、正常煤層的地質(zhì)情況、正常煤層的地質(zhì)情況： 煤層中存在斷裂（斷層）煤層中存在

7、斷裂（斷層） 煤層中存在褶皺（褶曲）煤層中存在褶皺（褶曲） 煤層中存在火成巖侵入和陷落柱煤層中存在火成巖侵入和陷落柱 2 2、復(fù)雜煤層的地質(zhì)情況、復(fù)雜煤層的地質(zhì)情況： 煤層中，斷裂（斷層）發(fā)育或很發(fā)育，即斷層多而密煤層中，斷裂（斷層）發(fā)育或很發(fā)育，即斷層多而密集，煤層受到較大破壞；集，煤層受到較大破壞； 煤層中，褶皺（褶曲）緊密而復(fù)雜，產(chǎn)狀變化劇烈，煤層中，褶皺（褶曲）緊密而復(fù)雜，產(chǎn)狀變化劇烈，煤層受到較大破壞；煤層受到較大破壞； 煤層中，火成巖侵入影響大并破壞煤層嚴(yán)重及陷落柱煤層中，火成巖侵入影響大并破壞煤層嚴(yán)重及陷落柱更大更復(fù)雜。更大更復(fù)雜。復(fù)雜煤層概念：復(fù)雜煤層概念： 各地區(qū)的地質(zhì)條件是

8、千差萬別的，但其共同點(diǎn)是煤層都遭受地質(zhì)構(gòu)造作用的嚴(yán)重破壞，而以各自不同的復(fù)雜形式賦存著。 所謂構(gòu)造復(fù)雜煤層構(gòu)造復(fù)雜煤層，系指井田內(nèi)煤系地層系指井田內(nèi)煤系地層沿走向及傾向產(chǎn)狀變化較大，斷層發(fā)育，有時(shí)沿走向及傾向產(chǎn)狀變化較大，斷層發(fā)育，有時(shí)受到巖漿巖嚴(yán)重影響的煤層受到巖漿巖嚴(yán)重影響的煤層，包括：“煤系呈煤系呈緊密復(fù)雜褶皺，并伴有較多斷層，產(chǎn)狀變化劇緊密復(fù)雜褶皺，并伴有較多斷層，產(chǎn)狀變化劇烈；或煤系地層具有密集斷層，煤層受到較大烈；或煤系地層具有密集斷層，煤層受到較大的破壞；或煤系地層受到巖漿巖侵入破壞，使的破壞；或煤系地層受到巖漿巖侵入破壞，使構(gòu)造更復(fù)雜化，同時(shí)煤層受到嚴(yán)重破壞構(gòu)造更復(fù)雜化，同時(shí)煤

9、層受到嚴(yán)重破壞”。 從煤層穩(wěn)定程度上看構(gòu)造復(fù)雜煤構(gòu)造復(fù)雜煤層層可分為不穩(wěn)定型不穩(wěn)定型和極不穩(wěn)定型極不穩(wěn)定型。 不穩(wěn)定型不穩(wěn)定型即煤層厚度或煤質(zhì)變化較大，或構(gòu)造復(fù)雜，煤層具有變薄、尖滅或分叉現(xiàn)象，且有部分煤層的厚度不可開采或煤質(zhì)達(dá)不到工業(yè)指標(biāo)的要求，但尚有一定規(guī)律可尋。 極不穩(wěn)定型極不穩(wěn)定型即煤層厚度或煤質(zhì)變化極大，或結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，煤層常呈大小不等的透鏡狀或雞窩狀，一般不連續(xù)，不易尋出規(guī)律，僅局部地段煤層厚度及煤質(zhì)達(dá)到工業(yè)指標(biāo)。 例如，我省的嘉禾煤礦（湘煤嘉禾礦業(yè)公司）。本課程主授內(nèi)容 斷裂構(gòu)造煤層開采方法（12h）； 向斜構(gòu)造煤層開采方法（8h）； 盆地構(gòu)造煤層開采方法（6h）； 其他構(gòu)造煤層

10、開采方法（8h）； 不穩(wěn)定煤層開采方法（6h）； 地應(yīng)力顯現(xiàn)及其控制專題（4h）； 案例分析專題（4h） 。第一章第一章 斷裂構(gòu)造煤層開采方法斷裂構(gòu)造煤層開采方法 第一講：第一講： 斷裂構(gòu)造的影響及開拓部署中斷層的處理方法（上）一、斷裂構(gòu)造對(duì)開拓開采的影響一、斷裂構(gòu)造對(duì)開拓開采的影響 生產(chǎn)中常遇到的煤層很少有連續(xù)不斷、平整如一的，大多數(shù)被斷裂構(gòu)造所破壞，煤層被切割成不同的斷塊，大塊煤田被斷層分成更少的部分，成為礦田（井田）或采區(qū)。即使在這些小斷塊內(nèi)，由于斷裂構(gòu)造作用的結(jié)果，巖層產(chǎn)生不同方向的裂縫，使巖層遭到破壞，為其冒落和充水創(chuàng)造條件，給開采帶來困難。 1763年，俄國(guó)學(xué)者m.b.羅蒙諾索夫就

11、對(duì)斷裂做過生動(dòng)而確切的描述，他說：“平躺的（煤巖）層并不總是連續(xù)不斷的在地下延展著的，而往往被石墻割斷了，這種石墻把其他與含煤層位置相同的巖層也都一起隔斷開來。在這種情況下，想打通這種石墻要花費(fèi)許多勞力和金錢，尤其是，如果過墻以后煤層位置和原來的對(duì)不上了，而比原來煤層位置或者高了，或者低了；這一點(diǎn)可以根據(jù)開采一邊的煤層的上下各層的性質(zhì)猜測(cè)出來。凡是遇見隔墻的地方，巖層差不多總是不向上折就是向下折，這些從下邊獲到的情況就清楚了：如果石墻前面的煤層向下彎的，過了墻就向上彎了，或是平的；反之，原來向上彎的，過墻以后就向下傾斜了”。 （一）在被斷層破壞的井田中，進(jìn)行開拓、布在被斷層破壞的井田中，進(jìn)行開

12、拓、布置巷道和進(jìn)行開采必須考慮斷層的影響置巷道和進(jìn)行開采必須考慮斷層的影響 1、劃分水平和采區(qū)時(shí)，斷層所處的位置及對(duì)開采的影響；2、主要巷道（運(yùn)輸大巷，回風(fēng)巷道和采區(qū)上、下山）與斷層的相互位置關(guān)系；3、各斷塊之間的聯(lián)系方式，即所采用的巷道形式和數(shù)量；4、掘進(jìn)和開采遇斷層時(shí)的技術(shù)措施及過斷層的難易程度；5、各生產(chǎn)系統(tǒng)之間是否協(xié)調(diào)。（二）開拓或開采方案合理的要求？（二）開拓或開采方案合理的要求？ 上述幾個(gè)問題處理得當(dāng)，也就是在開拓或開采方案中，把斷層對(duì)安全生產(chǎn)的影響減少到最低限度（安全、高效、低成本），那么這個(gè)開拓或開采方案就是比較合理的。 總之，斷裂構(gòu)造對(duì)煤層的作用結(jié)果，把煤層分割成四分五裂的狀

13、態(tài)，在有斷層的情況下，巷道布置的實(shí)質(zhì)就是要把孤立的各斷塊用巷道聯(lián)系在一起，使其在構(gòu)成的生產(chǎn)系統(tǒng)中成為一個(gè)整體，在開拓、掘進(jìn)和回采時(shí)，就要提出具體的施工措施，使采掘工程順利通過斷層破碎帶。 （三）處理斷層的原則要求（三）處理斷層的原則要求 在設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備和生產(chǎn)工程工作中，處在設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備和生產(chǎn)工程工作中，處理斷層的原則要求理斷層的原則要求應(yīng)當(dāng)是在保證安全生產(chǎn)的前提下，最大限度的減少斷層對(duì)安全對(duì)生產(chǎn)的影響，減少處理巖石的工程量，降低成本及煤炭損失，盡快的通過斷層。 （經(jīng)濟(jì)工作的基本原則：多快好省多快好?。。?根據(jù)斷層在井田中的位置、落差大小及其對(duì)根據(jù)斷層在井田中的位置、落差大小及其對(duì)開拓和生產(chǎn)的影響程

14、度來分別對(duì)待及處理之。開拓和生產(chǎn)的影響程度來分別對(duì)待及處理之。 根據(jù)斷層在井田中的位置和落差大小以及對(duì)開拓和生產(chǎn)的影響程度的不同來進(jìn)行技術(shù)處理，這就是斷層處理的斷層處理的“方法策略方法策略”。 對(duì)落差大的斷層，應(yīng)在開拓部署中考慮處理；對(duì)落差小的斷層，由于難以預(yù)測(cè)，只好在掘進(jìn)和開采中處理。因此，我們將從以下幾方面談?wù)剶鄬拥奶幚磙k法： 1、開拓部署中斷層的處理；2、掘進(jìn)巷道中斷層的處理；3、采煤工作面中斷層的處理。二、開拓部署中斷層的處理方法二、開拓部署中斷層的處理方法 在遭受斷層破壞的地區(qū)，煤炭?jī)?chǔ)量的分布將發(fā)生變化：有些斷塊局部可采；有些斷塊由于斷層密布，喪失開采價(jià)值而無法開采；有些斷塊雖然可采

15、，但由于落差和破碎帶的影響，可采儲(chǔ)量可采儲(chǔ)量大大減少。由于儲(chǔ)量的變化，我們必須調(diào)整開拓部署，針對(duì)不同的斷塊，改變巷道布置的方法。 復(fù)習(xí) 一、巷道類別（開拓巷道、準(zhǔn)備巷道、回采巷道）及作用 二、斷裂構(gòu)造1、斷層要素：斷（層）面，斷盤（上盤、下盤），（上盤、下盤），斷層線（斷面（斷面與地面的交線）及斷煤交線（上盤斷煤交線、下盤斷煤交線），與地面的交線）及斷煤交線（上盤斷煤交線、下盤斷煤交線），斷距（地層斷距、水平斷距、垂直斷距）（地層斷距、水平斷距、垂直斷距）斷面產(chǎn)狀（三點(diǎn)：走向、傾向、傾角）。2、斷層分類：（1）按斷盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向分類： 正斷層，逆斷層，水平斷層（2）按斷面走向與巖層面走向的相對(duì)

16、關(guān)系分類： 走向斷層，傾向斷層，斜交斷層 構(gòu)造復(fù)雜時(shí)，斷層常以組合形式出現(xiàn)，如，階梯狀斷層、地壘、地塹。（一）劃分井田處理法（一）劃分井田處理法 煤田中存在著大斷層，要根據(jù)斷層落差、斷層分布和煤炭?jī)?chǔ)量情況，在劃分井田時(shí)處理，大型礦井和中型礦井，可將落差大于100m的斷層作為礦田邊界，小型礦井可將落差大于50m的斷層作為礦田邊界。 案例分析案例分析： 例如，鶴壁礦區(qū)即以落差100m以上的走向ne、傾向nw的高角度正斷層將煤田劃分為礦（井）田，分別以7個(gè)斷層，依次作為九礦、四礦、一礦、二礦、三礦、五礦和六礦的自然邊界，礦井生產(chǎn)能力為25萬t/a120萬t/a（符號(hào)t噸，a年） 參見，圖1-1。 提

17、示提示1： 相鄰礦井開采同一煤層時(shí)，必須在礦井邊界處留出40m（參考值）以上的隔離煤柱；如果礦井是以斷層分界時(shí)，要在斷層兩側(cè)各留出隔離煤柱；如斷層是含水?dāng)鄬?，須要?jì)算隔離如斷層是含水?dāng)鄬樱氁?jì)算隔離煤柱尺寸煤柱尺寸。這樣就劃出了礦井開拓的技術(shù)邊界。 我國(guó)礦區(qū)大部分是以斷層劃分井田的，井田邊界兩側(cè)須留設(shè)防水煤柱，以防止發(fā)生突水事故后波及鄰礦。 提示提示2： 礦井以斷層作為井田邊界時(shí)，應(yīng)考慮斷層導(dǎo)水的可能性，如屬含水或?qū)當(dāng)鄬?圖1-2），則斷層煤柱尺寸應(yīng)以承受承壓水的壓力而保持煤柱的穩(wěn)定來確定其尺寸。目前計(jì)算斷層防水煤柱的尺寸有以下公式： （1）煤層直接與含水層接觸）煤層直接與含水層接觸(圖1

18、-3），亦稱裘布衣公式，即 a=0.5l 式中 a煤柱寬度，m； l巷道（采場(chǎng)）寬或高，m； p水頭壓力，mpa； k p巖石抗張強(qiáng)度，mpa。 pkp30 （2）煤層與含水層相隔一定距離）煤層與含水層相隔一定距離（圖14），亦稱斯列薩烈夫公式，即 = 式中: 、 巷道底板及頂板隔水層厚度，m（圖15）； 、 巷道底部及頂部寬度，m； 、 水頭壓力，mpa； 、 巷道底板及頂板隔水層容重，kg/ ； 、 巷道底板及頂板隔水層巖石抗張強(qiáng)度，mpa。 = 用上兩式計(jì)算，選取較大值留置煤柱，并用下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算尺寸1t1t2t114811121211ppklrhklrl1l2l1h2h1r2r3m1p

19、k2pk2t224822222222ppklrhklrl經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算煤柱尺寸（1） 峰峰、焦作和新汶等礦區(qū)對(duì)上述公式都做了驗(yàn)證，并提出了修正的經(jīng)驗(yàn)公式。見圖16。 a=0.5lk + n 式中： l巷道（采場(chǎng)）寬或高，m； k安全系數(shù)，25； p水頭壓力，mpa； kp巖石抗張強(qiáng)度，mpa；n 開采后采空區(qū)邊界煤柱破壞寬度，m；t 隔水層厚度（圖16）按上式 計(jì)算后加n修正；n 開采后底板破壞深度，m。pkp302t經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算煤柱尺寸（2） 我國(guó)學(xué)者根據(jù)采動(dòng)覆巖的破壞參數(shù)、靜水壓力的破壞尺寸和礦山測(cè)量誤差等因素，綜合考慮并提出分別計(jì)算斷層上、下盤的防水煤柱尺寸。1、斷層下盤防水煤柱尺寸（圖1

20、8)計(jì)算公式： w= + + w= wp + wf + 式中 ：w邊界防水煤柱寬度，m; 煤柱邊界受支承壓力作用而形成的屈服帶寬度，m；對(duì)中硬覆巖可取=(0.005mh); m煤層開采厚度（圖18中以m 表示煤層采厚），m； h煤層埋藏深度，m； 抗靜水壓力破壞所需的煤柱寬度，m; mt礦井邊界處確定煤柱位置的測(cè)量誤差，取mt=3m;wf抗覆巖破壞（導(dǎo)水裂縫帶和巖層破壞角）導(dǎo)水所需的煤柱寬度，m。ywywpwpwtmtm抗靜水壓力破壞所需煤柱寬度抗靜水壓力破壞所需煤柱寬度 的計(jì)算的計(jì)算 =0.5km k安全系數(shù)，23； p水頭壓力，mpa; m煤層開采厚度，m； kp巖石抗張強(qiáng)度，mpa； p

21、wpkppwwf應(yīng)據(jù)具體情況分別加以考慮：1、當(dāng)斷層面走向與煤層走向垂直時(shí)： wf=h柱（ctg1+ ctg )式中:h柱抗覆巖破壞導(dǎo)水所需巖柱高度，m; h柱=h裂+h保 h裂導(dǎo)水裂隙帶高度，m; 對(duì)初次采動(dòng)的煤層h裂：軟覆巖 h裂=10m1； 中硬覆巖 h裂=20m1； 硬覆巖 h裂=30m1； m1單一煤層首次采厚，m; 對(duì)煤層分層開采或近距離煤層群開采h裂： 軟覆巖 h裂=10m+10 ；中硬覆巖 h裂=20m+10； 硬覆巖 h裂=30m+10； m厚煤層各分層或近距離煤層群的累計(jì)采厚，m m厚煤層各分層或近距離煤層群的累計(jì)采厚，m； h保保護(hù)層厚度，取10m； 1 斷層面傾斜角；

22、巖層沿走向方向的裂縫角。2、當(dāng)斷層面走向與煤層反向相交時(shí)： wf=h柱ctg2+ ctg (- ) 上山方向的巖層裂縫角。3、當(dāng)斷層面走向與煤層順向相交時(shí)： wf=h柱ctg2+ ctg (- )下山方向的巖層裂縫角。 按上述兩種計(jì)算公式得出的煤柱尺寸w值，取其中大者，在首采煤層煤柱尺寸確定后，從其端點(diǎn)引相應(yīng)的裂縫角劃定各煤層的煤柱尺寸。 2、斷層上盤防水煤柱尺寸計(jì)算（圖19) ：當(dāng)斷層面傾角小于相應(yīng)的煤層頂板巖層裂縫角時(shí)，首采煤層僅考慮水壓的影響，按式：w=wy+wp+mt計(jì)算。如果斷層面的傾角大于相應(yīng)的煤層頂板巖層裂縫角時(shí)，視斷層面和煤層的關(guān)系，采用相應(yīng)的公式計(jì)算煤柱尺寸，此時(shí)注意ctg2

23、 的符號(hào)， 2 90 時(shí)取“+”，2 90時(shí)取“-”。第一章第一章 斷裂構(gòu)造煤層開采方法斷裂構(gòu)造煤層開采方法 第二講：第二講： 斷裂構(gòu)造的影響及開拓部署中斷層的處理方法（下）（二）井田內(nèi)開拓中的斷層處理方法（二）井田內(nèi)開拓中的斷層處理方法 1、落差小，用單水平主要石門開拓、落差小，用單水平主要石門開拓 礦井開采水平的數(shù)目，決定于煤層的埋藏礦井開采水平的數(shù)目，決定于煤層的埋藏深度、沿傾斜的延長(zhǎng)距離、煤層的傾角和煤層深度、沿傾斜的延長(zhǎng)距離、煤層的傾角和煤層間距等。當(dāng)煤層被斷層破壞后，由于其相互位間距等。當(dāng)煤層被斷層破壞后，由于其相互位置發(fā)生了變化，井田內(nèi)斷層落差和斷塊的相對(duì)置發(fā)生了變化，井田內(nèi)斷層

24、落差和斷塊的相對(duì)位置影響了礦井開采的水平的設(shè)置。位置影響了礦井開采的水平的設(shè)置。 如煤層被斷裂錯(cuò)動(dòng)，其淺部和深部的各斷塊趨近于同一部位，此時(shí)可用（立井）單水平主要石門貫通各斷塊煤層，這有利于巷道布置（圖110）。 2、落差大，用多水平開拓、落差大，用多水平開拓 當(dāng)斷層落差很大時(shí)，則必須用多水平開拓各斷塊如圖111所示 。 案例：吉林蛟河煤礦開采煤層四層，被走向斷層切割為四個(gè)斷塊，其下部有三個(gè)斷塊位置相近，設(shè)+75水平開采一塊段，設(shè)-75水平開采二、三和四塊段，斷層的作用將深部的煤層錯(cuò)動(dòng)抬起，給深部開拓開采創(chuàng)造了有利條件（圖112）。 3、礦田深部被斷層切割時(shí)，可以以斷層、礦田深部被斷層切割時(shí)，

25、可以以斷層作為井田的深部自然邊界作為井田的深部自然邊界 礦田深部被斷層切割時(shí)（圖113），可以以斷層作為礦田的自然邊界，但這會(huì)使各煤層的斜長(zhǎng)不一致，如果仍用石門聯(lián)系各煤層，勢(shì)必造成石門過長(zhǎng)，最下層煤開掘很長(zhǎng)的下山，或用兩段下山開拓，給運(yùn)輸、提升、通風(fēng)、排水和巷道維修帶來困難。因此，在這種情況下，應(yīng)當(dāng)采用傾斜巷道（巖石斜巷）來代替石門開拓傾斜長(zhǎng)度較大的煤層。 4、煤層被若干走向斷層所斷裂，用石門暗、煤層被若干走向斷層所斷裂，用石門暗井方式的開拓井方式的開拓 當(dāng)煤層被若干走向斷層所斷裂，用主要石門開采不便時(shí)，可用石門暗井的方式聯(lián)系各斷塊。 圖114為石門暗井開拓實(shí)例，該礦每一斷塊都有石門和暗井獨(dú)立

26、進(jìn)行運(yùn)輸和通風(fēng)。 5、礦井深部部分煤層被斷至開采水平以、礦井深部部分煤層被斷至開采水平以下時(shí)，可用暗井開拓。下時(shí)，可用暗井開拓。 圖115所示，礦井深部部分煤層被走向斷層所切割，如果用石門貫通被斷裂的煤層，需要延伸井筒，并要開掘很長(zhǎng)的石門，這是很不經(jīng)濟(jì)的。但在開采水平打一暗井溝通被斷裂煤層，無論是對(duì)掘進(jìn)還是對(duì)生產(chǎn)都是有利的。6、井田內(nèi)各斷塊賦存的水平位置和斷塊尺寸相差懸、井田內(nèi)各斷塊賦存的水平位置和斷塊尺寸相差懸殊，以階段（水平）差別較大的布置方式來解決之。殊，以階段（水平）差別較大的布置方式來解決之。 井田內(nèi)各斷塊賦存的水平位置和斷塊尺寸相差懸殊，致使階段（水平）的布置差別較大。 如棗莊礦務(wù)

27、局八一煤礦主采第三層煤，井田中斷層多且落差大，導(dǎo)致井田傾斜方向尺寸不一（圖116）。礦井采用斜井多水平開拓方式，第一水平（-120m水平）走向長(zhǎng)1.4km，斜長(zhǎng)僅400m ，井田南翼煤層受斷層切割，向深部斷失，-300m以上沒有煤炭；第二水平（-340m水平）走向長(zhǎng)1.7km，斜長(zhǎng)600m，基本上位于井田北翼；第三水平（-600m水平）走向長(zhǎng)3km4.6km，斜長(zhǎng)600m1000m，大部分位于井田南翼。因此，井田內(nèi)的階段劃分達(dá)不到理論上的每個(gè)階段貫通整個(gè)井田走向的要求，而成為分塊段地劃分階段（水平），即-120m水平和-340m水平只在井田北翼出現(xiàn)，其深部水平南翼設(shè)在-600m，而北翼設(shè)在-5

28、60m；南北兩翼水平數(shù)目不等，且煤炭分布的面積和儲(chǔ)量亦不平衡，表明斷層分割煤層造成礦井開拓難度很大。7、由于斷層可以使煤層群中不同的煤層錯(cuò)動(dòng)、由于斷層可以使煤層群中不同的煤層錯(cuò)動(dòng)在一起，開拓巷道可以布置在不同的煤層中。在一起，開拓巷道可以布置在不同的煤層中。 在開拓煤層群時(shí)，由于斷層可以使不同的煤層錯(cuò)動(dòng)在一起，開拓巷道可以布置在不同的煤層中。 見圖117，當(dāng)穿過兩道斷層時(shí)卻遇到了第二層煤和第四層煤，因此階段運(yùn)輸大巷也就布置在不同煤層中了，從而改變了運(yùn)輸和提升系統(tǒng)在斷層破碎區(qū)，用采區(qū)石門和區(qū)段暗井聯(lián)系各斷塊以解決運(yùn)輸和通風(fēng)的問題。附：過去的做法（案例），附：過去的做法（案例），采區(qū)石門暗井開拓。

29、 圖118是新邱四坑采區(qū)石門暗井開拓的例子。 東北地區(qū)許多礦井在采用石門暗井開采斷層破碎區(qū)的例子很多，經(jīng)驗(yàn)也很豐富。8、井田中落差較小一些的斷層，例如落差、井田中落差較小一些的斷層，例如落差20m50m，可考慮作為水平或采區(qū)劃分，可考慮作為水平或采區(qū)劃分的依據(jù)。的依據(jù)。 被20m50m斷層分割的井田斷塊，其傾斜長(zhǎng)度較大，煤炭?jī)?chǔ)量又能滿足一個(gè)水平的服務(wù)年限，可以考慮以走向斷層作為水平邊界。如圖119所示，某礦井田內(nèi)有5條斷層（基本上屬于走向斷層），將煤層分割為四大部分，該礦在開拓部署中，就以斷層為界劃分四個(gè)水平：-65m、-225m、-375m和-420m水平，這是一個(gè)很好的例子。 在上山（或下

30、山）部分存在走向斷層時(shí)，其落差較大，但被斷層分割的傾斜長(zhǎng)度較短，可以考慮以走向斷層作為水平的輔助水平，當(dāng)然運(yùn)輸將是兩段，系統(tǒng)復(fù)雜些（圖120）。 9、采區(qū)巷道布置要因地制宜采取適合方案、采區(qū)巷道布置要因地制宜采取適合方案 當(dāng)?shù)V田傾斜斷層將煤層切割后，各斷層煤層的長(zhǎng)度長(zhǎng)短不一，采區(qū)巷道布置要因地制宜采取適合的方案。斷塊走向長(zhǎng)在千米以內(nèi)，可用單翼上山；走向長(zhǎng)在2000m左右可用雙翼上山布置方案。斷層落差大于20m，斷塊尺寸較大時(shí)，可以斷層為采區(qū)邊界。斷層落差小于20m，斷塊尺寸較小時(shí)，則不以斷層為界，采區(qū)可跨越斷層。 案例案例 例如，20世紀(jì)50年代雞西小恒山煤礦凡遇到斷層落差在10m15m時(shí)，都

31、采取通過斷層的辦法；斷層落差大于20m，就以此作為采區(qū)邊界劃分采區(qū)，其效果較好；而嶺西煤礦都采用了另開上山的辦法，結(jié)果多開了絞車道、車場(chǎng)和切眼，影響了掘進(jìn)率，增加了搬家次數(shù)。這是一個(gè)很明顯的對(duì)照。 如以圖121為例，其經(jīng)濟(jì)比較如下： i方案掘進(jìn)費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、維護(hù)費(fèi)等費(fèi)用，1，2，3，k。 至于是否跨越斷層，這取決于經(jīng)濟(jì)效果，即當(dāng)過斷層石門方案的總費(fèi)用小于另開上（下)山方案所需的總費(fèi)用時(shí)，就采用過斷層石門跨斷層開采的方案。kic1石門kic1上山 在使用走向長(zhǎng)壁采煤法時(shí)，往往因受斷層的切割，采煤工作面的長(zhǎng)度受到限制，此時(shí)可根據(jù)斷層的分布方向，適時(shí)地改變巷道布置方式，采用不同的回采方法，以提高回采率和產(chǎn)量。 如某礦井田內(nèi)斷層較多，區(qū)內(nèi)被斷層切割成不同形狀的條帶，很難找出沿煤層走向近千米無斷層的塊段，難以布置長(zhǎng)壁工作面，如采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法，則大大增強(qiáng)了對(duì)煤層的適應(yīng)性，降低了巷道掘