陷落柱伴生断层现象描述

伴生断层的性质及特征:

伴生断层均为正断层;其断层面为一光滑面，有擦痕，可见呈片状的断层泥，当揭露该断层时易沿断层面片帮;在水平剖面上，断层线呈弧形，与陷落柱边缘大致平行，其曲率一般较大，整个断层走向变化较大，有的断层走向变化可超过180°;所有伴生断层的倾向，均呈放射状由陷落柱中心向外倾斜;断层的落差一般不大于2.0米;对于某一个陷落柱来说，其周围可有多条伴生断层，落差大小不一，从0~5米，相差较大;对于一条断层来说，一般为中段落差大，向两端落差很快变小，直至尖灭;断层长度不一，长的可达百米以上，短的仅几米。

陷落柱周围伴生断层的分布规律及光滑破裂面:

陷落柱的伴生断层常常以数条呈同心状绕陷落柱分布，形成一个断裂带。在该带内相邻两断层间距一般不大，多在5米左右，最大不超过10米，断层两端有的相互合并，有少数陷落柱不规则的，其伴生断层可以与陷落柱边缘合并(见图1)。该带一般宽约10~20米，甚至可达30米，因此煤层受到破坏的面积比陷落柱面积大的多;在整个断裂带内，往往并存许多光滑破裂面，工作面揭露后，可见其表面光滑为一摩擦镜面，其上为一层断层泥，且有擦痕，极象断层面，但煤岩层未错开。其产状特征与伴生断层相似，该光滑破裂面也存在于煤层顶板以上岩层，在揭露的顶板上可见许多张性裂隙，裂隙内有方解石充填，顶板含水处该裂隙可导水，当巷道或工作面揭露该裂隙，可有淋水出现。由于诸多断层及光滑破裂面的存在，使该断裂带煤岩层比较破碎，是陷落柱及其周围最易冒落的地方。若回采至该处易形成片帮、冒顶。

伴生断层带内煤岩层特征及与周围煤岩层的关系:

在8#煤回采过陷落柱时，从揭露的煤岩层(见图2)可以看出，伴生断层在陷落柱周围呈阶梯状产出，由陷落柱中心向外，煤层随断层下落。附近煤岩层均以陷落柱中心向外倾斜，且倾角均较正常煤岩层大，有的可达20多度。如果陷落柱某一边多条伴生断层落差的共同效果较大时，则在陷落柱边可揭露现采煤层底板及其以下煤岩层。有的在陷落柱边缘可见9#煤底板，在很短距离内抬升高度达6米以上，使人们产生一种感觉，陷落柱带动附近地层跳起来，这种地质构造的存在，使顶板升高较多，支架接不上顶，加之该处煤岩层破碎、疏松，极易发生冒顶事故。

利用陷落柱伴生断层特征预报未知陷落柱

1 在48505工作面补副巷送道过程中，揭露两条正断层(见图3)，其中F1走向由NW转S落差1.2~1.6米，倾角70°;F2走向由NW转S再转SW落差0.4~1.8米,倾角65°，观察该段巷道顶板，可见许多条近于平行断层走向且内有方解石充填的裂隙，有的裂隙内还有淋水，巷道两煤帮疏软，易片帮，片帮处可见光滑断裂面，煤层却未错开。

依据以上特征，我们预该巷道右帮附近即煤柱内有一陷落柱，并依据断层走向曲率推断该陷落柱直径约为25米，后来在送补尾巷时，就在预测的位置揭露一陷落柱，预测基本符合实际。生产上根据我们的预测改变了设计，减少了无效进尺，降低了成本。

2 在48310工作面我们应用伴生断层的特征成功地预测出前方的陷落柱，一次工作面由西向东正常回采中，突然割见底板，我们去工作面经过仔细观察，发现是一条正断层，且走向为NE转SE，断层上盘易片帮，再割一刀后，断层完全揭露，落差1.2~1.5米，断层处煤层更疏松，易片帮，片帮处有与断层面平行的光滑面，顶板可见充填方解石的裂隙。由此，我们推测前方5~10米有陷落柱，发出预报，让队组做好了准备工作，果如其然，第三天就揭露了陷落柱(见图4)，未出现以往突然遇见陷落柱要停产待料的局面。