一、項目實施背景

12220工作面因為受到F16斷層影響原設(shè)計長度450米，且斷層南部的煤層參狀不明，儲量狀況不清楚，為了保證工作面能夠順利構(gòu)成，并且延伸工作面走向長度，保證耿村煤礦的采掘接替，我礦地測科抽調(diào)專業(yè)骨干力量，對F16斷層對12220工作面的影響范圍加強探測力度，進行深入研究，最終使得該工作面順利穿越F16斷層，工作面可采長度增加500米，增加煤炭可采儲量80.1萬噸，價值約4億元，直接經(jīng)濟效益1.6億元。

二、設(shè)計方案

根據(jù)工作面下巷在掘進過程中預計會碰到斷層的情況，我礦結(jié)合F16斷層的影響范圍初步?jīng)Q定用鉆探加巷探的辦法在斷層范圍內(nèi)進行探測，主要任務(wù)是探測該工作面下巷在斷層以南是否有煤層存在，并分析煤層的可采性。

三、主要勘探內(nèi)容

12220工作面下巷

(1)超前探測情況

耿村煤礦掘進的(2-3)12220工作面下巷在掘進到384米位置時距離F16斷層預計位置約71米，為了保證該工作面下巷的正常掘進，我礦在384進尺位置進行了探斷層工作。結(jié)合43勘探線剖面，頂部煤層較厚，斜距較長，所以為保證正常掘進，我礦把探底板斷與不斷作為重點進行探測，施工鉆孔一個，設(shè)計60米，坡度為3度，后因在鉆進到48米時卡鉆，終孔進尺為48米。

圖1(2-3)12220工作面下巷正頭鉆孔布置平面示意圖

煤層巖性為：窩面破底板巖1米，1.5米高灰分煤，夾矸厚度為0.8米，煤層為-3°下坡，在鉆孔施工過程中，第10米見窩面夾矸，16米過，經(jīng)過分析窩面這層矸參狀基本正常， 34米見夾矸，44米過去，后鉆進至48米為全煤，經(jīng)過分析在鉆進區(qū)域內(nèi)，煤層參狀正常，底板應(yīng)該沒有斷開。所以我礦決定再掘進50米再進行探測。

圖2 12220工作面下巷第一次探斷層示意圖

7月15日，(2-3)12220下巷掘進至430米，距離預計F16斷層位置約為25米，本次探斷層同樣把探測底斷與不斷作為探測重點，設(shè)計鉆孔長度為50米，坡度為5°，該孔共鉆進50米，經(jīng)過探測在16米時遇見窩面夾矸，21米過去，21米至44米為高灰煤，45米至51米為泥巖。經(jīng)過探測窩面夾矸在20米范圍內(nèi)參狀基本正常，45米范圍內(nèi)仍是全煤，沒有遇見大的煤層參狀變化，應(yīng)該是底板沒有大的斷層，可以保證該工作面下巷再正常掘進45米。

圖3 12220工作面下巷第二次探斷層示意圖

(2)實際揭露情況

根據(jù)實際揭露情況，斷層位置位于下巷420m～460m之間。其中在掘進至450米位置時，煤層壓力開始變大，層理發(fā)生紊亂，掘進至482米位置時巷道中約1米厚的砂巖表層發(fā)生斷裂，巷道下幫開始見明顯斷層線， 因F16斷層與下巷斜交，所以隨著巷道的掘進，該F16斷層線會不斷向上幫偏移，巷道掘進至500米時，巷道上幫見到斷層線，下巷全部進入到斷層上盤之中。因F16斷層屬于平推斷層，且該斷層底部煤層并沒有發(fā)生明顯的斷裂，所以經(jīng)過推斷，該斷層翻轉(zhuǎn)帶應(yīng)該在下巷420m～460m之間，斷層以北煤層頂板巖性為灰黑色泥巖，斷層以南為砂巖，下巷在350米--570米為o型棚配合雙路液壓抬棚支護，其他巷道為單路液壓抬棚支護，因受斷層影響，該段巷道變形量比較大，巷道高度變化(包括頂板下沉和底鼓)量為0.5米--1.3米。

圖4(2-3)12220工作面下巷遇斷層示意圖

(3)補充勘探情況

截止8月26日，綜掘一隊施工的(2-3)12220下巷已掘進549m，自下8點后10m(437m)至下9點前50m(537m)受斷層影響，煤層產(chǎn)狀不穩(wěn)定，夾矸較多，為確定其上方煤層情況，決定在此位置每隔10m探頂煤一次。鉆探位置選在下8點后10m，下8點，下8點前10m，下8點前20m，下8點前30m，下9點，下9點前10m，下9點前20m，下9點前30m，下9點前40m，下9點前50m處。其中下8點后(440米)打一個鉆孔33米煤，所以斷定此處為該斷層翻轉(zhuǎn)帶。

圖5 (2-3)12220工作面下巷補充勘探示意圖

(4)下巷掘進過程中遇斷層情況

(2-3)12220下巷在12月11日探煤厚時，頂煤厚度為5米見頂板，14日掘進至890米時窩面見頂板，遇見斷層，斷層性質(zhì)為正斷層，該斷層在切眼向上掘進20米時，又一次遇到，在前20米原為沿頂板掘進，而掘進至22米時頂煤變?yōu)?.5米見頂板砂巖，經(jīng)證實該斷層傾向為276°，傾角為上陡下緩，18°--40°之間變化，斷層落差在7米左右。

(5)上巷、高抽巷掘進過程中遇斷層情況

12220上巷第一高抽巷在掘進至330米時下幫見F16斷層的翻轉(zhuǎn)煤層帶，掘進至337米時高抽巷變?yōu)槿合锏?，在掘進至378米時高抽巷變?yōu)槿珟r巷道，高抽巷見全煤長度為48米。因12220在上巷掘進過程中沿底板掘進，所以沒有實際揭露F16斷層，結(jié)合12200下巷與12220高抽巷實際揭露F16斷層影響到12220上巷的位置應(yīng)該在810—860之間。

(6)切眼影響范圍

根據(jù)12220上下巷及高抽巷實際揭露F16斷層的位置推測，F(xiàn)16斷層巨厚煤層影響范圍應(yīng)該在上切口以上，工作面向外100米時，回采工作面上拐頭會遇到F16斷層巨厚煤層影響，工作面回采至410米時，F(xiàn)16斷層巨厚煤層對工作面影響可以結(jié)束。F16斷層巨厚煤層斜跨整個回采工作面，影響范圍在550米左右。切眼100米所遇斷層在工作面向外回采150米后，巨厚煤層影響范圍可以結(jié)束。

四、完成時間及效果分析

(2-3)12220工作面位于西二采區(qū)東翼，2-3煤軌道下山西側(cè)，該面在工作面掘進過程中，因其下巷受到F16斷層的影響，所以該工作面在設(shè)計時為刀把工作面，且該工作面原來平均長度為450米，工作面可采儲量為115.5 萬噸，為了能增加工作面長度，增加工作面可采儲量，延長礦井可采年限，地測科積極開展探煤厚工作面，嚴格控制巷道層位，并多次開展了鉆探工作，使12220工作面下巷長度由原來的450米，最終延長為960米，使工作面長度增加了510米。截止2014年5月該工作面已經(jīng)比原來設(shè)計增加煤炭產(chǎn)量80.1萬噸，價值約4億元，直接經(jīng)濟效益1.6億元。增加了工作面長度和可采儲量，保證了2013年全礦的采掘接替平衡，延長了礦井服務(wù)年限。

五、推廣應(yīng)用情況

通過超前鉆探、巷探等多種方式的勘探，最終使得12220工作面順利構(gòu)成，為我礦和集團公司2014年的采掘接替和保證我礦2014年順利完成集團公司下達的各項指標奠定了堅實的基礎(chǔ)，同時為兄弟礦井在跨F16斷層采煤過程中提供了數(shù)據(jù)支持，為義煤公司中部五礦對該斷層的研究開了先河，提供了準確的一手資料。