《斷層分析六步法》word版

1、.海 孜 煤 礦技 術(shù) 創(chuàng) 新 申 報 表項 目 名 稱 845工作面 防治水優(yōu)化設(shè)計 項 目建議人 xx xx xx 申 報 單 位 海孜礦地測科 申 報 時 間 編 號 海孜煤礦技術(shù)創(chuàng)新辦公室制申 報 說 明一、本表申報項目,只限于個人或班組，科區(qū)（車間）集體提出的科研、發(fā)明創(chuàng)造、可行性探討、科技論文；對設(shè)備、設(shè)施、工藝進(jìn)行的技術(shù)革新和改造；引進(jìn)新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備等推廣應(yīng)用。二、申報項目必須符合下列規(guī)定：1、項目要符合“三性”統(tǒng)一的原則，能有效解決礦井發(fā)展某些方面或某些環(huán)節(jié)存在的實際問題，具有推廣應(yīng)用價值或指導(dǎo)作用。2、年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值計算系指項目年創(chuàng)純經(jīng)濟(jì)價值。三、申報項目所屬

2、范圍指：工程技術(shù)、安全與環(huán)保、經(jīng)營管理、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建等。四、項目來源：上級指令性計劃項目和科研項目不列入本表范圍。1技術(shù)創(chuàng)新項目名稱845工作面防治水優(yōu)化設(shè)計2項 目 來 源生產(chǎn)實踐3申報項目類型新技術(shù)推廣4項目所屬范圍工程技術(shù)5開發(fā)人姓名工作單位工齡職務(wù)職稱提出人李忠凱海孜礦地測科9副科長工程師完善人協(xié)助人6實施單位（人）海孜礦實施起止時間2007年7月至今7項目應(yīng)用范圍、對象：距845工作面上覆745 采空區(qū)，8項目存在問題與現(xiàn)狀：海孜煤礦7煤層頂板存在巨厚火成巖體，在多煤層的開采下，使得中煤組覆巖不均勻沉降，產(chǎn)生離層積水，火成巖在采動動力影響下對砂巖中的封閉離層水體產(chǎn)生較高的動水壓力，

3、瞬間突破有限的隔水層，導(dǎo)水裂隙帶成為水進(jìn)入工作面的自然通道，從而引發(fā)工作面突水，對工作面的安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅，如何有效治理7煤層頂板砂巖離層水體直接關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)和穩(wěn)定發(fā)展。9注：本表1-12項、14項由建議人填寫項目創(chuàng)新或改進(jìn)的主要特點：845工作面上覆745采空區(qū)，10項目實施方案、辦法、措施說明：（應(yīng)附必要的圖紙、模型、技術(shù)及經(jīng)濟(jì)論證材料）斷層的形成，從力學(xué)角度上講是應(yīng)力在煤（巖）體中從開始產(chǎn)生應(yīng)力積聚最后釋放的過程。因此，在應(yīng)力釋放部位（斷層面）及其附近的煤巖層中，會保存一些受力、釋放的記錄斷層的牽引、伴生和派生現(xiàn)象，這些現(xiàn)象可以證實斷裂構(gòu)造變動及其強度，或預(yù)示前方是否存在斷層

4、及所在的位置，因此分析判斷、記錄這些現(xiàn)象對分析判斷斷層意義重大，現(xiàn)以煤礦為例進(jìn)行說明。當(dāng)采掘工作面出現(xiàn)斷層構(gòu)造時我們應(yīng)充分利用斷層自身特點，進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，為采掘贏得時間。第一步：層位對比這是分析斷層的基本方法，也是最常用的方法，直觀性較強，往往能夠直接判斷斷層性質(zhì)。當(dāng)斷層落差小于煤層厚度（巷道高度）時，通過直接觀察就能輕易的進(jìn)行判斷。圖一 曳曲當(dāng)斷層落差大于煤層厚度時，我們可以根據(jù)煤層頂?shù)装鍘r性變化進(jìn)行判斷。一般情況下，固定層位的巖層具有固定的性質(zhì)和特點，通過對巖層層位的認(rèn)知就可以對斷層的性質(zhì)進(jìn)行分析和判斷。如我礦10煤層頂板巖石顏色一般較淺，為灰色，以細(xì)砂巖或粉砂巖為主，中厚層狀，離煤層較近

5、的泥巖中往往發(fā)育有碎片狀葉片化石。而煤層底板巖層顏色一般較深，為深灰色或灰黑色，以粉砂巖或泥巖為主，薄層狀，離煤層較近的泥巖中往往發(fā)育有柱狀或長條狀根莖化石。通過上述巖層特點就能很輕松得判斷斷層性質(zhì)，指導(dǎo)生產(chǎn)。但是當(dāng)巷道施工層位在巖層中，且?guī)r層厚度較大，斷層斷距小于巖層厚度時就不能利用該方法進(jìn)行判斷，這時我們用斷層力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行判斷。第二步：牽引分析斷層的產(chǎn)生也是一個受力量變到質(zhì)變的過程，也就是說巖層在外力作用下，經(jīng)過塑性形變，最后剛性斷裂的過程，在這一變化過程中，對周圍巖層也會產(chǎn)生一定的影響，特別是剪切破斷時，其牽引現(xiàn)象明顯，這種牽引在地質(zhì)學(xué)上又稱為曳曲，即斷塊相當(dāng)運動使斷層兩盤煤（巖）層發(fā)生

6、彎曲現(xiàn)象。正常情況下曳曲的指向就為相對盤運動方向。見圖一。第三步：擦痕（階步）判斷圖二 階步擦痕又稱“丁”字痕，是擦溝和擦紋的總稱。它是由于斷層在形成過程中巖粒摩擦斷層面形成的痕跡，一般與斷層兩盤運動方向平行，“丁”字痕丁頭指向為對盤運動的方向，也就是說擦痕的延展方向表示斷層的滑動方向。階步又稱擦階，是斷層面上與斷層擦痕伴生并與之垂直的微小陡坎，坎高不足一毫米或幾毫米，陡坎的走向與斷層滑動方向垂直，階步的緩坡向陡坡的方向即對盤的位移方向。見圖二。第四步：共扼（X）節(jié)理分析斷層兩盤相對運動過程中，側(cè)旁常常發(fā)育羽狀排列的張節(jié)理和剪節(jié)理。這些派生節(jié)理與主斷層斜交，交角的大小因派生節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)不同而

7、有差異。羽狀張節(jié)理與主斷層常成45°角相交，羽狀張節(jié)理與主斷層所交銳角指示節(jié)理所在盤的運動方向。斷層派生的節(jié)理除羽狀張節(jié)理外，還可能有兩組剪節(jié)理，一組與斷層面成小角度相交，交角一般小于15°，即內(nèi)磨擦角的一半；另一組與斷層成大角相交或直交。小角度相交的一組節(jié)理，與斷層所交銳角指示本盤運動方向。見圖三。利用該方法時必須與曳曲區(qū)分開，曳曲就是巖層層面的彎曲，而節(jié)理則是與巖層層面相交，切割巖層。通過上述四步分析與判斷，一般的斷層都能進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，但并不是所有斷層在發(fā)育發(fā)展中都會產(chǎn)生上述斷層痕跡，如果發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象該如何判斷呢？我們就要采取第五步，把井下實見資料收集后，進(jìn)行地面分析，

8、我認(rèn)為首先要進(jìn)行標(biāo)高對比。第五步：標(biāo)高對比由于斷層錯動，使煤層頂、底板標(biāo)高在同一水平或垂直線上發(fā)生變化。當(dāng)我們利用鉆孔、井巷工程進(jìn)行繪制等高線時，在斷層附近會發(fā)現(xiàn)等高線及其不協(xié)調(diào)，反之當(dāng)未知斷層存在的前提下，如果發(fā)現(xiàn)無論采取三邊網(wǎng)還是四邊網(wǎng)對一些點進(jìn)行計算標(biāo)高時，等高線均表現(xiàn)及其不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，我們就能初步判斷該點附近發(fā)育有斷層，再根據(jù)周圍見煤點（鉆孔、井巷）或其它特征巖層進(jìn)行判斷斷層性質(zhì)和落差，及時下發(fā)聯(lián)系單，指導(dǎo)生產(chǎn)。圖三 斷層伴生節(jié)理素描圖但是這種方法存在最大的問題就是不能準(zhǔn)確區(qū)分小型波幅較大的褶曲，因此采取該步驟時要綜合所有能利用的地質(zhì)資料，進(jìn)行綜合分析。若判斷點附近存在三維地震勘探或地震

9、時間剖面的話，問題就迎刃而解了。第六步：物探資料分析目前技術(shù)相當(dāng)完善、手段先進(jìn)的三維地震勘探已廣泛應(yīng)用于礦山生產(chǎn)中。它主要是利用地質(zhì)體自身特點，采取地震波的形式，對地下地層地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行分析的勘探方法，不論是斷層還是褶曲等地質(zhì)現(xiàn)象在地震波上均有所反應(yīng)，通過對地震時間剖面進(jìn)行解譯，就可以得到準(zhǔn)確的地質(zhì)信息。揭露大中型斷層時相應(yīng)波形發(fā)生變化，如：目的層和追蹤層反射波組發(fā)生明顯錯斷。受斷層面反射波影響，頂?shù)装宀黠@缺失或紊亂。目的層在斷層附近波形缺失。而揭露小型斷層時波形相應(yīng)發(fā)生如下變化，目的層連續(xù)但波組錯斷。目的層較兩側(cè)起伏變化大，往往是低角度中小型斷層的反映。頂?shù)装宀ㄐ瓮暾蜉p微錯斷。目的層反射波

10、同相軸分叉、合并、強相位轉(zhuǎn)移等。通過上述現(xiàn)象，準(zhǔn)確對目的層追蹤，就能準(zhǔn)確判斷煤層位置。斷層解釋六步，是一個從簡到繁的過程，上述步驟可以孤立使用也可綜合利用，關(guān)鍵是怎么樣能夠從快從準(zhǔn)解決礦井生產(chǎn)問題。對斷層的分析并不是僅僅存在上述六步，還可以通過斷層旋回、伴生小構(gòu)造、鉆探查明等方法。總而言之，為了準(zhǔn)確判斷斷層，指導(dǎo)礦井生產(chǎn)，要求地質(zhì)工作者認(rèn)真記錄各種地質(zhì)現(xiàn)象，不斷總結(jié)經(jīng)驗，提高自我認(rèn)知能力，不論采取哪知方法，只要解決了礦井生產(chǎn)實際問題都是值得提倡的。11項目實施費用預(yù)算：項目依靠平時經(jīng)驗積累，不需投入。12項目年節(jié)約或創(chuàng)造純經(jīng)濟(jì)價值計算：準(zhǔn)確判斷斷層，預(yù)計煤層位置，不僅可以減少鉆探實施的時間和費用，同時保證了巷道的安全順利施工。13財務(wù)部門對年節(jié)約或創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值審核意見：負(fù)責(zé)人簽章審定日期14開發(fā)人對項目實施后（或暫未實施）的意見：通過上述方法的實施，