銅川金華山煤礦構(gòu)造發(fā)育規(guī)律及對煤層影響研究――本科畢業(yè)論文_圖文

1、論文題目：銅川金華山煤礦構(gòu)造發(fā)育規(guī)律及對煤層影響研究專業(yè)：資源勘查工程本科生：王星星 （簽名）指導老師：陳練武摘 要本文收集了銅川金華山煤礦5#煤層的斷層、褶皺以及層滑構(gòu)造等構(gòu)造資料，結(jié)合鉆孔數(shù)據(jù)對金華山煤礦5#煤層的構(gòu)造發(fā)育規(guī)律進行分析和總結(jié)。在金華山煤礦的構(gòu)造發(fā)育規(guī)律分析研究的基礎(chǔ)上，對金華山煤礦的各種構(gòu)造尤其是層滑構(gòu)造所形成的薄煤帶進行分析并研究構(gòu)造對煤層厚度的影響。關(guān)鍵詞：金華山煤礦，構(gòu)造發(fā)育，層滑構(gòu)造，煤層厚度研究類型：應用研究型Subject ：T ectonic Development Pattern and Its Impact on Coal Seam inJinhua Mo

2、untain Coalfield in TongchuanSpecialty ：Resources Exploration EngineeringName ：Wang Xingxing （Signature ） Instructor ：Chen Lianwu （Signatrue ）ABSTRACTThis collection of Tongchuan Jinhua Mountain Coal seam 5 faults, folds and gliding structure and other structural data, combined with borehole data Ji

3、nhua 5 seam coal mine construction and development has been analyzed and summarized. The construction of coal mine in Jinhua development law analysis, based on a variety of coal mine on the structure of Jinhua in particular layer structure formed by sliding a thin coal bands of analysis and study th

4、e impact of construction on the coal seam thickness.Key word ：Jinhua Mountain Coalfield，Tectonic development，Layer slip structure，Coal seam thicknessThesis ：Application Study目錄1緒論 . . 11.1本文的研究背景、研究目的及意義 . . 11.1.1選題背景 . . 11.1.2研究目的和意義 . . 11.2 礦井構(gòu)造的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 . . 11.3研究內(nèi)容、研究方法與技術(shù)路線 . . 31.3.1研究內(nèi)容 . .

5、 31.3.2本文的研究方法與技術(shù)路線 . . 32 區(qū)域地質(zhì)概況 . . 52.1 自然地理概況 . . 52.1.1地理位置及交通 . . 52.1.2井田范圍 . . 52.1.3自然地理 . . 72.2 地質(zhì)概況 . . 82.2.1地層 . . 82.2.2水文地質(zhì) . . 92.2.3煤層、煤質(zhì) . . 93構(gòu)造發(fā)育規(guī)律 . . 123.1礦井區(qū)域構(gòu)造背景 . . 123.2 礦井構(gòu)造發(fā)育規(guī)律 . . 123.2.1礦井斷層構(gòu)造 . . 123.2.2礦井褶皺構(gòu)造 . . 163.2.3礦井層滑構(gòu)造 . . 174構(gòu)造對煤層的影響 . . 194.1對煤層分布的影響 . . 19

6、4.1.1薄煤帶的形成 . . 194.1.2薄煤帶對煤層分布的影響 . . 214.2對煤層厚度的影響 . . 215結(jié)論和建議 . . 26致 謝 . . 27參考文獻 . . 281緒論1.1本文的研究背景、研究目的及意義1.1.1選題背景能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，保證穩(wěn)定的能源供應是經(jīng)濟建設(shè)的重要條件。煤炭是現(xiàn)代世界五大能源（煤炭、石油、天然氣、水電、核電）之一。我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國。煤炭在我國國民經(jīng)濟和能源結(jié)構(gòu)中，都占據(jù)著非常重要的地位。長期以來，煤炭在我國一次能源消耗中占70%左右，而且在今后相當長的時期內(nèi)，以煤炭為主的能源狀況不會改變。我國目前正

7、處于工業(yè)化進程中，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對能源的需求也呈快速發(fā)展的態(tài)勢。煤炭不僅是重要的能源，而且也是重要的工業(yè)原料。所以，加快我國煤炭生產(chǎn)建設(shè)，實現(xiàn)小康生活，增強國家的經(jīng)濟實力，不斷滿足人民生活的需要，是21世紀煤炭工業(yè)發(fā)展的緊迫任務(wù)。1.1.2研究目的和意義銅川金華山煤礦地質(zhì)條件復雜，礦井主采5#煤，屬結(jié)構(gòu)復雜的緩傾斜煤層。在開采過程中可以發(fā)現(xiàn)煤層中層滑構(gòu)造比較發(fā)育，層滑構(gòu)造的發(fā)育將對煤層產(chǎn)生較大的影響。不僅使煤層厚度發(fā)生變化, 而且對煤質(zhì)也產(chǎn)生影響, 同時對煤層頂板穩(wěn)定性及煤與瓦斯突出起著一定的控制作用。煤層厚度變化是影響煤礦開采的主要因素之一，嚴重制約采掘工作的正常進行，造成采掘比例

8、失調(diào)，生產(chǎn)成本提高，工作效率降低及井田煤炭儲量減少等。這就要求在生產(chǎn)過程中盡可能正確地鑒別煤層厚度變化的地質(zhì)特征，以便較好地預測煤層厚度變化的規(guī)律，確保煤炭資源合理開采和充分利用。因此，研究地質(zhì)構(gòu)造對煤層厚度變化的影響具有至關(guān)重要的作用。1.2 礦井構(gòu)造的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析地質(zhì)構(gòu)造要從宏觀與微觀，定性與定量兩方面進行，要從幾何學、運動學、動力學角度進行全面分析，深人研究構(gòu)造的展布與組合規(guī)律，對構(gòu)造的表達力求可視化。圍繞這幾方面我國礦井構(gòu)造研究取得了一些成果：(一 礦井構(gòu)造規(guī)律研究。數(shù)理統(tǒng)計研究是礦井構(gòu)造規(guī)律研究的最基本、最常用的方法。主要分析展布方向、組合規(guī)律、分析斷層力學性質(zhì)、形成機制等，在

9、此基礎(chǔ)上總結(jié)出斷層、褶皺的規(guī)模、等級、總體分布以及各種構(gòu)造間的切割、配套關(guān)系，并與區(qū)域構(gòu)造格局和演化規(guī)律聯(lián)系起來，提出礦井的構(gòu)造發(fā)育規(guī)律。但是并非規(guī)律類推出來的構(gòu)造完全符合事實，有的恰好相反，因為影響這個井田構(gòu)造特征的除了區(qū)域應力場外，還有巖石的力學性能，地層的厚度等。礦井的構(gòu)造特征不一定與區(qū)域構(gòu)造特征相似，有時候甚至是相反的。在現(xiàn)實的礦井生產(chǎn)過程中，就是因為礦井構(gòu)造有時無規(guī)律這個原因，給生產(chǎn)帶來的很大的困難，所以在巷道掘進之前需要進行各種各樣的物探，并且重視采掘?qū)Ρ取?二 煤巖學研究在構(gòu)造上的應用。在進行構(gòu)造煤和高溫高壓變形煤的EPR 實驗得出結(jié)論：鏡質(zhì)組反射率同樣也是變形煤微觀結(jié)構(gòu)演化的外

10、在反映，并且揭示了應變環(huán)境和應力作用的特征，是煤田構(gòu)造應力和應變分析的良好標志物之一。琚宜文、姜波(2005在進行構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)成分應力效應的傅里葉變換紅外光譜研究時，結(jié)果表明，在各類構(gòu)造煤中。芳香結(jié)構(gòu)、脂肪結(jié)構(gòu)以及含氧官能團的結(jié)構(gòu)成分吸收頻率幾乎一致，但吸收峰的強度卻不相同，這正是在構(gòu)造應力作用下構(gòu)造煤變形程度及變形機制不同所引起的。在低、中和高煤級變質(zhì)變形環(huán)境形成的不同類型構(gòu)造煤中，隨著構(gòu)造變形的增強，富氫程度降低，富氧程度也越來越低，而縮合程度增高，但不同類型構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)成分的含量變化又有區(qū)別。該法應用于構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)成分應力效應的研究，取得了較滿意的效果。(三 礦井構(gòu)造復雜程度評價研究。在構(gòu)造復

11、雜程度評價方面地質(zhì)工作者一直最求從定性向定量的發(fā)展，從80年代開始，隨著新理論新方法在礦井構(gòu)造研究中的應用以及計算機技術(shù)的高速發(fā)展，礦井構(gòu)造研究打破了傳統(tǒng)的規(guī)律分析的工作方法，進入了定性研究與定量評價預測相結(jié)合的新時期。國內(nèi)夏玉成等(1991將灰色關(guān)聯(lián)分析方法引入模糊綜合評判，用經(jīng)過歸一化處理的關(guān)聯(lián)度代替模糊綜合評判中的因素權(quán)重，從而實現(xiàn)了權(quán)重集的自動賦值及模糊綜合評判過程的計算機化。汪吉林、姜波(2005等提出礦井構(gòu)造系統(tǒng)的混沌時間序列分析。該方法基于基于實測的煤層底板的傾角、斷層強度、斷裂信息維等描述礦井地質(zhì)構(gòu)造的指標數(shù)據(jù)，依據(jù)地質(zhì)構(gòu)造具有自相似的特性，模擬了礦井地質(zhì)構(gòu)造演化的時間序列，并

12、通過重建相空間的方法，計算了時間序列的關(guān)聯(lián)維。朱寶龍(2001等使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN對礦井構(gòu)造進行定量評價，它是一種非線性動力學系統(tǒng)。它具有良好的自適應性、自組織性及很強的學習、聯(lián)想、容錯及抗干擾能力。因此，用于定量評價渴望建立接近于人類思維模式的定性與定量相結(jié)合的綜合評價模型。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)首先要用已知樣本對網(wǎng)絡(luò)進行訓練，整個評價過程基本由計算機自動完成，從而可大大降低人為因素的干擾。另外也有不少學者利用判別法，灰色理論對礦井構(gòu)造進行預測。(四 礦井構(gòu)造的可視化研究。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，對構(gòu)造的表達上力求可視化，對于地下的三維地質(zhì)體，通過計算機虛擬制造技術(shù)在屏幕上生動的展現(xiàn)，而且還可以

13、建立各種地質(zhì)模型，進行數(shù)值模擬。謝曉佳，鄧月華(2008曾經(jīng)利用MultiGen Creator虛擬現(xiàn)實技術(shù)的礦井三維建模對礦井可視化及井下人員的動態(tài)顯示系統(tǒng)的研究。汪吉林，丁陳建，吳圣林(2008在復雜地貌和地質(zhì)構(gòu)造條件下基于FLAC3D 的復雜地貌三維地質(zhì)建模。1.3研究內(nèi)容、研究方法與技術(shù)路線 1.3.1研究內(nèi)容本文主要的研究內(nèi)容如下： 1. 了解研究礦井的區(qū)域構(gòu)造背景。2. 分析研究礦井含煤地層，含煤建造，水文地質(zhì)，沉積環(huán)境等方面的條件。 3. 對研究礦井主要煤層中的斷層，褶皺，層滑構(gòu)造等進行分析綜合，總結(jié)礦井的構(gòu)造發(fā)育規(guī)律。4. 根據(jù)總結(jié)的礦井的構(gòu)造發(fā)育規(guī)律，分析構(gòu)造發(fā)育對煤層的影響

14、。1.3.2本文的研究方法與技術(shù)路線（1）本文的研究方法搜集金華山煤礦的構(gòu)造，地層，巖性，水文地質(zhì)等方面的資料。先對研究礦井有一個全面的認識和了解。著重分析研究礦井構(gòu)造（包括斷層，褶皺等）發(fā)育情況，結(jié)合實習的調(diào)查，總結(jié)礦井的構(gòu)造發(fā)育規(guī)律。再根據(jù)礦井構(gòu)造發(fā)育規(guī)律與煤層（主要是指5#煤層）的關(guān)系分析構(gòu)造因素對煤層的影響，用以指導煤礦生產(chǎn)實踐。（2）本文的技術(shù)路線如圖1.1。 圖1.1 技術(shù)路線2區(qū)域地質(zhì)概況2.1 自然地理概況 2.1.1地理位置及交通金華山煤礦位于陜西省銅川市東部，距銅川市約20km ，東西分別與徐家溝煤礦、王石凹煤礦毗鄰，地理方位為東經(jīng)109°14109°1

15、8，北緯35°0635°09。行政區(qū)劃屬銅川市印臺區(qū)紅土鎮(zhèn)管轄。礦井西距銅川市約20km ，礦區(qū)有咸銅鐵路運煤專線、305省道、銅（川）東（坡）公路通過，距305省道約4km ，距銅川至東坡鐵路運煤專線的紅土鎮(zhèn)車站約0.5km 。交通較為方便。金華山煤礦位于渭北石炭二疊紀煤田銅川礦區(qū)東部，是銅川礦區(qū)東部的一個中型生產(chǎn)礦井。煤礦于2001年3月辦理了采礦權(quán)接續(xù)登記，有效期2001年3月2019年3月。發(fā)證機關(guān)為陜西省國土資源廳。礦區(qū)的交通位置如下圖2.1。2.1.2井田范圍礦山標示坐標：Y= 36611003Y= 36617140，X= 3885747X= 3891717，礦

16、區(qū)長約5.1km ，寬約4.1km ，面積21.8007km 2。采礦范圍由以下27個拐點圈定（表2.1、圖2.2）。表2.1 金華山煤礦礦井范圍拐點坐標 開采標高由1084m400m。 圖2.1 交通位置圖 圖2.2 金華山煤礦采礦權(quán)范圍及拐點分布示意圖2.1.3自然地理本區(qū)自然地理屬陜北黃土高原南緣臺塬區(qū)的銅川長梁亞區(qū)，地表為廣厚的黃土所覆蓋，由于流水切割，形成臺塬、梁峁、溝谷相互交織的地貌景觀，地勢總體北高南低，以南部的金華山為最高，絕對標高在1100m 以上，北部龐河河谷為最低，標高927m 950m 。2.2 地質(zhì)概況2.2.1地層金華山井田廣為黃土覆蓋，僅在龐河河谷見有石千峰組地層

17、的零星露頭。依據(jù)鉆孔揭露和鉆孔觀測資料，采礦范圍內(nèi)地層自下而上依次為：（1）奧陶系中下統(tǒng)（O 1+2）奧陶系中下統(tǒng)為煤系地層的基地，巖性為深灰、灰、灰白色中厚層狀石灰?guī)r夾泥灰?guī)r。（2）石炭系上統(tǒng)太原組（C t ）屬于海陸交互相的含煤建造，為井田內(nèi)主要含煤地層，巖性以鋁土泥巖、砂質(zhì)泥巖、煤、細砂巖、炭質(zhì)泥巖等組成，厚度11.0846.38m ，平均厚度為22m 左右。（3）二疊系下統(tǒng)山西組（P 1s ）屬于陸相的含煤建造，為井田內(nèi)次要含煤地層，巖性以中、粗砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、煤等組成，厚度6.6176.20m ，平均厚度為40m 左右。（4）二疊系下統(tǒng)石盒子組（P 1x ）屬陸相碎屑巖建造，巖

18、性主要為河床相砂巖、河漫相、湖相砂質(zhì)泥巖和泥巖等組成，厚度13.84108.46m ，平均厚度為57m 左右。（5）二疊系上統(tǒng)石盒子組（P 2sh ）巖性以砂質(zhì)泥巖、泥巖、砂巖等組成，厚度0217.59m ，平均厚度為113m 左右。（6）二疊系上統(tǒng)石千峰組（P 2s ）巖性以中、粗砂巖、粉砂巖等組成，厚度0218.9m ，平均厚度為200m 左右。（7）新近系上新統(tǒng)（N 3）巖性以棕紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖等組成，一般厚度為530m 。（8）第四系更新統(tǒng)至全新統(tǒng)（Q 1-3，Q 4）巖性以黃土為主、次為粘土、亞粘土等組成，厚度0143.22 m ，平均厚度10m 左右。2.2.2水文地質(zhì)金華山礦水

19、文地質(zhì)條件較簡單。主要含水層自上而下劃分為：第一含水層：第四系全新統(tǒng)沖積層孔隙潛水；第二含水層：第四系更新統(tǒng)至第三系上新統(tǒng)亞砂土、粉細砂、鈣質(zhì)結(jié)核、砂礫石層孔隙潛水；第三含水層：二疊系上統(tǒng)石千峰組第一段砂巖裂隙承壓水；第四含水層：二疊系上統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙承壓水；第五含水層：二疊系下統(tǒng)下石盒子組砂巖裂隙承壓水，礦井主要充水源； 第六含水層：二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙承壓水，礦井直接充水源；第七含水層：中下奧陶系灰?guī)r裂隙溶洞水。各含水層基本無水力聯(lián)系。據(jù)礦井多年實測，最大涌水量為150m 3/h，正常涌水量為43.8m 3/h，礦井涌水主要來自煤層上部的砂巖，礦井水文地質(zhì)類型屬以頂板充水為主，水

20、文地質(zhì)條件簡單，即水文地質(zhì)條件簡單的裂隙間接進水型礦井。采用排水泵排水方法基本解決了礦山涌水問題。老窯有一定的積水，開采應予以注意。 2.2.3煤層、煤質(zhì)（1）煤層金華山煤礦開采石炭二疊系太原組5#煤層, 煤系地層主要由頁巖、石灰?guī)r、鋁土泥巖和煤組成, 其中含少許砂巖, 厚度變化較大, 由西向東, 由南向北逐漸增厚。煤層走向北東-南東向，傾向北西-北東向，傾角24度，煤層厚度36 m ，煤炭容重1.46t/m3，其堅固系數(shù)f<1.5。煤層含矸2層, 上層為0.4m 炭質(zhì)泥巖, 較穩(wěn)定, 在全區(qū)普遍發(fā)育, 下層為0.10.3m 的炭質(zhì)泥巖, 一般不穩(wěn)定, 僅局部地段發(fā)育。煤層的偽頂為0.3

21、m 的炭質(zhì)泥巖, 局部地段較厚, 可達0.5m 左右；直接頂為砂質(zhì)泥巖, 局部地段為細砂巖, 厚度4.5m, 較穩(wěn)定；老頂多為K4砂巖, 厚度6.5m 左右, 較穩(wěn)定；煤層偽底多為0.4m 的炭質(zhì)泥巖, 直接底為5.6m 的粉砂巖, 穩(wěn)定，屬低瓦斯礦。區(qū)內(nèi)的含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，共含煤8層，自上而下編號為2、3、4、51、52、6、10、11煤層，其中以52煤為主要可采層，51煤和10煤層是次要開采層，其它各層僅局部或個別點可采。礦區(qū)范圍確定開采的為5-2煤層，煤層埋深100m 637m ，煤層平均埋深400m ，煤層底板標高400m 1084m 。礦區(qū)范圍內(nèi)所含煤層如

22、下： 2、3煤層位于山西組中上部，只在部分或個別鉆孔見有層位，厚度多在可采厚度0.6m 以下；3煤僅于查1、16、503、擴20孔四個零星點達可采，為不可采煤層。 4煤層位于山西組底部云母砂巖（K 4）之下，太原組頂部最后一個旋回之中，勘探區(qū)內(nèi)僅個別點見有煤層，多為煤線或受沖刷而殆盡，為不可采煤層。 5煤層位于太原組中上部，層位穩(wěn)定，厚度變化不大，一般含夾矸14層，最上一層夾矸較穩(wěn)定，自西向東厚度逐步增大，其變化為05.26m ，由于在部分地段最上一層夾矸厚度大于煤層的最低可采厚度，所以將5煤分為5-1和5-2煤層。5-1煤層僅局部可采，煤層厚度02.75m ，平均1.3m ，主要分布于井田的

23、東南角和北部，向西、南部與5-2煤層合并，其厚度變化很突然，煤巷的兩幫，一幫可采，另一幫則不可采。薄煤帶與薄煤帶相連，平行排列，鉆孔難以控制這種變化，屬極不穩(wěn)定煤層。5-2煤層在5-1煤層下部約00.5 m 處，分布普遍，層位穩(wěn)定，厚度0.00 m 8.05m ，平均3.42m ，含夾矸03層，多為兩層，夾矸以泥巖石和炭質(zhì)泥巖為主。煤層厚度與煤層結(jié)構(gòu)自西向東，由淺至深有厚度增大，結(jié)構(gòu)趨向較復雜的現(xiàn)象，屬于較穩(wěn)定煤層。 6煤層位于石灰?guī)r（K 2）之上，僅于擴2、擴18及14、擴20見有層位，僅擴20號孔厚度達0.6 m，其它均不可采，區(qū)內(nèi)無經(jīng)濟價值。 10煤層位于太原組底部鋁土泥巖（K 1）之上

24、，第一個旋回之中，有27個鉆孔見及，13個鉆孔可采，厚度02.1m ，平均厚度為0.74m ，煤層厚度受基底構(gòu)造影響，變化較大，屬不穩(wěn)定煤層。含夾矸02層，其巖性為炭質(zhì)泥巖或泥巖，厚為00.3m ，屬結(jié)構(gòu)簡單煤層。煤層層位的穩(wěn)定程度受沉積基底起伏控制，隨其高低而厚度不同，分布于井田西北部?？刹煞秶善植?，為局部可采煤層。（2）煤質(zhì)51煤：灰分（Ad ）19.8239.64，一般為25.71；揮發(fā)分（Vdaf ）18.7724.68，一般為20.8；發(fā)熱量（Qnet.ar ）26.96MJ/Kg，全硫（Std ）1.317.27，一般為3.04；磷（Pd ）0.070.109，一般為0.087

25、。屬富灰、富硫、中磷、高發(fā)熱量煤，主要用于動力用煤。52煤：灰分（Ad ）9.06 57.62，一般為26.06；揮發(fā)分（Vdaf ）13.4482.96，一般為21.06；發(fā)熱量（Qnet.ar ）25.51MJ/Kg，全硫（Std ）0.3512.38，一般為3.22；磷（Pd ）0.00330.062，一般為0.028。屬富灰、富硫、低磷、高發(fā)熱量煤，主要用于動力用煤。6煤：灰分（Ad ）16.8949.2，一般為29.07；揮發(fā)分（Vdaf ）12.7725.91，一般為20.23；發(fā)熱量（Qnet.ar ）23.56MJ/Kg，全硫（Std ）1.8113.04，一般為6.67；磷（

26、Pd ）一般為0.019。屬富灰、高硫、低磷、中發(fā)熱量煤，主要用于動力用煤。10煤：灰分（Ad ）14.8938.37，一般為22.31；揮發(fā)分（Vdaf ）14.5620.84，一般為18.86；發(fā)熱量（Qnet.ar ）29.50MJ/Kg，全硫（Std ）4.546.7，一般為5.75；磷（Pd ）0.0040.016，一般為0.012。屬中灰、高硫、低磷、高發(fā)熱量煤，主要用于動力用煤。123構(gòu)造發(fā)育規(guī)律3.1礦井區(qū)域構(gòu)造背景金華山煤礦在區(qū)域構(gòu)造中的位置位于鄂爾多斯地塊南端、渭河地塹北緣?；緲?gòu)造形態(tài)為：走向北東-北東東，傾向北西-北北西的單斜構(gòu)造，平均角度5°9°,

27、 在單斜構(gòu)造的基礎(chǔ)上發(fā)育了次級不同方向的褶皺、斷裂、層間滑動構(gòu)造。井田內(nèi)的構(gòu)造主要有三類：第一類為斷裂構(gòu)造，以北東走向平行斜列展出，傾角45°79°, 落差小者12m ,大者可達十余米；第二類為向斜褶皺構(gòu)造，軸向以南北向、北西向展出，傾伏向180°320°，傾伏角2°3°，延展長度420800m ；第三類為層間滑動構(gòu)造，也稱“滑矸”，此類呈帶狀展布，方向以北西向為主。此兩類構(gòu)造對煤礦生產(chǎn)影響極大，斷裂構(gòu)造常造成工作面無法正常布置和回采，層滑構(gòu)造常造成煤層變薄和無煤帶。它不僅直接破壞了煤層厚度的穩(wěn)定性，致使不可采薄煤帶頻繁出現(xiàn)，而且使煤

28、層及其圍巖完整性遭到破壞，經(jīng)常呈鱗片狀（俗稱滑矸），造成采掘巷道支護困難，壓力增大，維護費用和耗材也因之加大，成本也因此提高。另外，煤層偽頂及底板混入煤中又難以選出，灰分較高，煤質(zhì)因此變壞，直接影響經(jīng)濟效益。金華山煤礦整體構(gòu)造如圖3.1。3.2 礦井構(gòu)造發(fā)育規(guī)律 3.2.1礦井斷層構(gòu)造本井田斷裂構(gòu)造發(fā)育，對煤礦生產(chǎn)影響較大，構(gòu)造類型為二類構(gòu)造，比較復雜。礦井斷層分布情況如表3.1。 13圖3.1 金華山煤礦5-2煤層構(gòu)造圖14表3.1 金華山煤礦大中型斷層數(shù)據(jù) 1516 3.2.2礦井褶皺構(gòu)造金華山礦區(qū)的褶皺構(gòu)造不是很發(fā)育，只分布著3個向斜構(gòu)造，一個直立向斜，兩個斜歪向斜，其產(chǎn)狀和兩翼的數(shù)據(jù)如

29、表3.2。表3.2 金華山礦大中型褶曲3.2.3礦井層滑構(gòu)造層滑構(gòu)造是指巖層間相對滑動形成的構(gòu)造。層間是個相對概念, 可以理解為相鄰的兩個巖層與巖層之間, 或?qū)觾?nèi)兩個分層之間, 也可以理解為相鄰的兩套層組之間。它由滑動上盤、下盤、滑動面及滑動構(gòu)造帶組成?；瑒颖P多為堅硬巖層, 滑動面一般是軟弱夾層或滑動盤之間的巖性分界面, 滑動帶則由一系列滑動面、滑動斷裂帶、不協(xié)調(diào)褶皺組成。礦區(qū)層間滑動構(gòu)造發(fā)育對煤礦生產(chǎn)影響較大，構(gòu)造類型為二類構(gòu)造，偏復雜（1）層滑構(gòu)造的特點從層滑構(gòu)造常見的形跡表現(xiàn)來看, 層滑構(gòu)造的特征主要有以下幾個方面: 方向性。它是層滑構(gòu)造最顯著的特征。由于受滑行力方向、方位的制約, 層滑

30、構(gòu)造的形跡展布、變化具有方向性。一般情況下, 煤層(包括軟巖 增厚、薄化條帶的延展與滑行力方向垂直；波狀折曲及小折曲軸向與滑行力方向垂直；斷裂、拉伸、擠壓斷層的走向與滑行力方向垂直, 扭動斷層的走向與滑行力方向呈斜交。間隔性。礦井生產(chǎn)的地質(zhì)資料證實, 層滑構(gòu)造形跡的展布呈現(xiàn)出間隔性。由于受到層組的彈性、塑性變形及構(gòu)造應力的作用, 層滑構(gòu)造的形跡表現(xiàn)為煤層的增厚變薄條帶、波狀折曲、斷裂的展布排列等, 常表現(xiàn)出相對規(guī)律的間隔性和等距性。伴生性。由于層滑構(gòu)造在形成過程中, 受構(gòu)造應力、格架變形程度、受力場邊界條件, 以及剖面介質(zhì)條件的制約, 層滑構(gòu)造與格架構(gòu)造體系有明顯的依附伴生關(guān)系。在主干斷裂或大

31、斷層、大褶曲等較大的構(gòu)造附近, 受構(gòu)造應力的作用, 往往強化了層滑構(gòu)造形跡的發(fā)育, 表現(xiàn)出不同復雜程度的層滑構(gòu)造形跡與應力場的配套關(guān)系。對應性。層滑構(gòu)造一般是由側(cè)向水平構(gòu)造應力作用的產(chǎn)物。煤層增厚薄化、巖層傾角、折曲緊密度、斷層分布多呈現(xiàn)出對應關(guān)系, 以及在一個區(qū)段內(nèi), 層滑構(gòu)造導致的煤層增厚薄化、斷裂強度、波狀折曲、煤巖層遭到破壞的程度、層滑構(gòu)造形跡的復雜程度、密集度等, 都具有強弱區(qū)段分布的對應性。（2）層滑構(gòu)造的表現(xiàn)層滑構(gòu)造產(chǎn)生的形跡, 發(fā)生及發(fā)展通常在層、層組范圍內(nèi), 以滑動擦痕為顯著的標志。煤礦生產(chǎn)中較為常見的形跡表現(xiàn)為：層滑。層滑是層滑構(gòu)造最基本的構(gòu)造形跡, 它使煤層結(jié)構(gòu)遭到破壞,

32、 煤厚發(fā)生變化。有煤層頂、底板單滑, 層組滑動, 巖層層滑, 煤層層滑。巖層層滑, 往往呈現(xiàn)滑面擦痕, 硬巖破碎, 軟巖揉皺或成滑片矸, 滑面上有糜棱泥, 原巖層理、結(jié)構(gòu)破壞。煤層層滑, 煤層結(jié)構(gòu)常呈鱗片狀、粉末狀、碎粒狀, 揉皺, 軟分層, 條帶軟煤等現(xiàn)象。斷裂。層滑構(gòu)造斷層是層滑面與巖層裂面組合滑動的產(chǎn)物, 限于層、層組之內(nèi), 為水平構(gòu)造作用力所致。斷面發(fā)生、歸并于滑面。煤礦生產(chǎn)建設(shè)中多為頂?shù)装鍐螖?。頂、底板“穿刺”或“巖鍥”。煤層頂或底板, 尤其是偽層, 在滑行中沿破裂面插入煤層, 其根部未離開原巖層的一種層滑現(xiàn)象, 其規(guī)模大小不一?！按?、鍥”體巖層能見滑痕、巖石破碎, 與煤層接觸關(guān)系能

33、見較明顯的擠壓痕跡。煤層剝蝕。煤層頂板或底板的緩傾角弧形斷層在滑動中常造成煤層被剝蝕, 以及偽頂?shù)讓幽鄮r被剝蝕, 剝蝕多成條帶狀出現(xiàn)。弧形破裂面巖石呈破碎狀, 接觸面上見靡棱狀或泥狀滑面, 巖層與煤層多呈不整合接觸關(guān)系。這種現(xiàn)象在礦井地質(zhì)工作中常被誤判為古河床沖刷帶。波狀折曲、卷曲。波狀折曲多出現(xiàn)在復式褶皺中的次級褶皺頂部及大逆斷層附近, 系層組滑動構(gòu)造形跡的表現(xiàn)。折曲軸向與次級褶皺多呈平行狀, 具有定向傾斜頻率遞變性和間隔性, 對煤層增厚變薄的改造及破壞性較大此外, 還有煤層增厚薄化、裂縫聚煤、滑脫夾矸、藕節(jié)并層、巖層位移、巖珠滾動等現(xiàn)象。4構(gòu)造對煤層的影響4.1對煤層分布的影響 4.1.1

34、薄煤帶的形成礦井由于受到層滑構(gòu)造的影響，出現(xiàn)了大量的薄煤帶或者無煤區(qū)。全區(qū)厚、薄煤帶多言東西向帶展布。煤系內(nèi)層間滑動也十分強烈, 由層間滑動派生的層內(nèi)揉皺、層內(nèi)小斷層和定向構(gòu)造薄煤帶處處皆是, 造成煤層厚度變化劇烈, 頂板破碎, 滑矸發(fā)育。根據(jù)礦井的構(gòu)造圖，從中把薄煤帶分布的區(qū)域分離出來造區(qū)，畫出每個薄煤帶的長軸和短軸，計算長短軸的長度和薄煤帶的面積，并測出長軸的方位等數(shù)據(jù)。礦井內(nèi)的薄煤帶展布如圖4.1。 圖4.1 礦區(qū)薄煤帶展布圖薄煤帶展布圖中各個薄煤帶的長軸、短軸的長度，長軸走向等數(shù)據(jù)如表4-1。表4-1 金華山煤礦5-2煤層的薄煤帶數(shù)據(jù) 4.1.2薄煤帶對煤層分布的影響金華山礦區(qū)共有45

35、個煤層薄化帶，大致呈北西向展布，西部比東部分布得多。薄煤帶的產(chǎn)生主要是由于煤層與頂?shù)装逯g的層間滑動造成的。層滑構(gòu)造的主要特點是軟弱帶發(fā)生層間滑動, 煤層為煤系地層中主要的軟弱帶, 層滑帶也集中在煤層中, 故層滑構(gòu)造對煤層的影響是巨大的, 這主要體現(xiàn)在對煤層厚度的影響, 產(chǎn)生薄煤帶, 甚至導致煤層尖滅不可采, 影響礦井生產(chǎn)。層滑構(gòu)造位置出現(xiàn)在薄煤帶展布的區(qū)域，層間滑動的方向與薄煤帶展布方向具有相互垂直的特點, 中西部層滑構(gòu)造相比于東部發(fā)育, 主要是由于中西部構(gòu)造較復雜, 顯示薄煤帶與層滑構(gòu)造具有相伴生的特性；層滑構(gòu)造在許多礦區(qū)都較為發(fā)育, 其成因復雜, 成因各異, 在礦井地質(zhì)工作中, 要重視層

36、滑構(gòu)造對礦井生產(chǎn)的嚴重危害, 加強層滑構(gòu)造特征和規(guī)律的研究, 指導采區(qū)的合理開拓、布置。4.2對煤層厚度的影響礦區(qū)內(nèi)的各種復雜的構(gòu)造控制著煤層的厚度變化。礦區(qū)內(nèi)的鉆孔數(shù)據(jù)（見煤點等）和煤層厚度數(shù)據(jù)如表4.2。表4.2 金華山煤礦5-2煤層的鉆孔數(shù)據(jù) 22 2324 由以上鉆孔的地理坐標和煤層厚度值繪制金華山煤礦5#煤層厚度等值線圖如下圖4.2。 25圖4.2 煤層厚度等值線圖通過繪制的煤層厚度等值線圖可以看出礦區(qū)由東至西方向分別出現(xiàn)了10處煤層厚度變化較大的區(qū)域。中西部煤層厚度穩(wěn)定性較差，起伏較大，煤層成藕狀展布。由于斷層兩盤的相對運動引起煤層在斷層帶附近尖滅或者是變薄形成薄煤帶或無煤帶；煤層在構(gòu)造應力的作用下, 受到南北方向水平擠壓, 出現(xiàn)煤層局部加厚或者是變薄的現(xiàn)象?；瑒訕?gòu)造面的主滑面是沿煤底板滑動, 在滑動的過程中, 煤層易受到剪切破壞, 煤層中滑面發(fā)育, 裂隙多, 導致巖性松軟破碎, 開采過程中容易混入煤中, 增加灰分的含量, 降低了煤的發(fā)熱量。265結(jié)論和建議通過對銅川金華山煤礦的構(gòu)造