陷落柱伴生斷層

陷落柱伴生斷層是陷落柱周圍與陷落柱形成有密切關係一系列斷層。

基本介紹

• 中文名：陷落柱伴生斷層

現象描述

伴生斷層的性質及特徵：

伴生斷層均為正斷層；其斷層面為一光滑面，有擦痕，可見呈片狀的斷層泥，當揭露該斷層時易沿斷層面片幫；在水平剖面上，斷層線呈弧形，與陷落柱邊緣大致平行，其曲率一般較大，整個斷層走向變化較大，有的斷層走向變化可超過180°；所有伴生斷層的傾向，均呈放射狀由陷落柱中心向外傾斜；斷層的落差一般不大於2.0米；對於某一個陷落柱來說，其周圍可有多條伴生斷層，落差大小不一，從0～5米，相差較大；對於一條斷層來說，一般為中段落差大，向兩端落差很快變小，直至尖滅；斷層長度不一，長的可達百米以上，短的僅幾米。

陷落柱周圍伴生斷層的分布規律及光滑破裂面：

陷落柱的伴生斷層常常以數條呈同心狀繞陷落柱分布，形成一個斷裂帶。在該帶內相鄰兩斷層間距一般不大，多在5米左右，最大不超過10米，斷層兩端有的相互合併，有少數陷落柱不規則的，其伴生斷層可以與陷落柱邊緣合併（見圖1）。該帶一般寬約10～20米，甚至可達30米，因此煤層受到破壞的面積比陷落柱面積大的多；在整個斷裂帶內，往往並存許多光滑破裂面，工作面揭露後，可見其表面光滑為一摩擦鏡面，其上為一層斷層泥，且有擦痕，極象斷層面，但煤岩層未錯開。其產狀特徵與伴生斷層相似，該光滑破裂面也存在於煤層頂板以上岩層，在揭露的頂板上可見許多張性裂隙，裂隙內有方解石充填，頂板含水處該裂隙可導水，當巷道或工作面揭露該裂隙，可有淋水出現。由於諸多斷層及光滑破裂面的存在，使該斷裂帶煤岩層比較破碎，是陷落柱及其周圍最易冒落的地方。若回採至該處易形成片幫、冒頂。

伴生斷層帶內煤岩層特徵及與周圍煤岩層的關係：

在8#煤回採過陷落柱時，從揭露的煤岩層（見圖2）可以看出，伴生斷層在陷落柱周圍呈階梯狀產出，由陷落柱中心向外，煤層隨斷層下落。附近煤岩層均以陷落柱中心向外傾斜，且傾角均較正常煤岩層大，有的可達20多度。如果陷落柱某一邊多條伴生斷層落差的共同效果較大時，則在陷落柱邊可揭露現採煤層底板及其以下煤岩層。有的在陷落柱邊緣可見9#煤底板，在很短距離內抬升高度達6米以上，使人們產生一種感覺，陷落柱帶動附近地層跳起來，這種地質構造的存在，使頂板升高較多，支架接不上頂，加之該處煤岩層破碎、疏鬆，極易發生冒頂事故。

陷落柱伴生斷層平面圖

陷落柱的預測

利用陷落柱伴生斷層特徵預報未知陷落柱

1　在48505工作面補副巷送道過程中，揭露兩條正斷層（見圖3），其中F1走向由NW轉S落差1.2～1.6米，傾角70°;F2走向由NW轉S再轉SW落差0.4～1.8米,傾角65°，觀察該段巷道頂板，可見許多條近於平行斷層走向且內有方解石充填的裂隙，有的裂隙內還有淋水，巷道兩煤幫疏軟，易片幫，片幫處可見光滑斷裂面，煤層卻未錯開。

依據以上特徵，我們預該巷道右幫附近即煤柱內有一陷落柱，並依據斷層走向曲率推斷該陷落柱直徑約為25米，後來在送補尾巷時，就在預測的位置揭露一陷落柱，預測基本符合實際。生產上根據我們的預測改變了設計，減少了無效進尺，降低了成本。

2　在48310工作面我們套用伴生斷層的特徵成功地預測出前方的陷落柱，一次工作面由西向東正常回採中，突然割見底板，我們去工作面經過仔細觀察，發現是一條正斷層，且走向為NE轉SE，斷層上盤易片幫，再割一刀後，斷層完全揭露，落差1.2～1.5米，斷層處煤層更疏鬆，易片幫，片幫處有與斷層面平行的光滑面，頂板可見充填方解石的裂隙。由此，我們推測前方5～10米有陷落柱，發出預報，讓隊組做好了準備工作，果如其然，第三天就揭露了陷落柱（見圖4），未出現以往突然遇見陷落柱要停產待料的局面。