【正文】 斷層 ， 它是發(fā)育在煤系地層中的一種特殊的地質(zhì)構(gòu)造。 青東煤礦為新建礦井，地質(zhì)研究程度低，尤其作為首采煤層的 82 煤層，分叉、合并現(xiàn)象普遍，甚至發(fā)生煤層尖滅，煤層分布不穩(wěn)定，煤層厚變化大，層滑構(gòu)造是導(dǎo)致其不穩(wěn)定的主要因素。主要研究內(nèi)容如下： （ 1） 結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景資料，分析礦區(qū)地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等。按傳統(tǒng)的沉積學(xué)以及地質(zhì)構(gòu)造觀點，很難對井下所見異常地質(zhì)現(xiàn)象作出正確判識，給生產(chǎn)帶來很大困難，不僅增加了掘進中的 無效進尺，而且常造成工作面改造不當，帶來大量煤炭損失。 層滑構(gòu)造研究現(xiàn)狀 曹運興等 （ 1993） 研究探討了礦井層滑構(gòu)造的基本特征，而且還認識了層滑構(gòu)造的形成機制，構(gòu)造對瓦斯突出的控制作用及與煤層流變的關(guān)系，層 滑構(gòu)造類型對煤層厚度的變化影響。W Rambert、 M 基于地質(zhì)構(gòu)造的三維可視化技術(shù)和 GIS 技術(shù)，澳大利亞的 Leblanc Smith G和 Caris C (1997)根據(jù) Trap Gully 礦區(qū)和 Appin Colliery 地下煤礦的資料，利用多煤體虛擬現(xiàn)實技術(shù)建成 “ 虛擬采礦 ” 系統(tǒng)，將其與采礦和地質(zhì)勘查專業(yè)軟件相結(jié)合，能校為快速的生成各種參考信息和實時顯示真三維（四維）空間關(guān)系的各種圖件。安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 3 2 區(qū)域 地質(zhì)概況 區(qū)域地層 淮北煤田的地層類型屬華北型地層， 為其中 淮河地層分區(qū) 之 淮北地層小區(qū)（安徽省地層志， 1985）。大地構(gòu)造上屬于華北板塊南部東側(cè)，構(gòu)造演化既受華北板塊構(gòu)造演化控制，又受大別— 郯廬 — 蘇魯造山帶演化的控制，經(jīng)歷了古生代相對穩(wěn)定發(fā)展 階段和中、新生代活動階段兩個發(fā)展階段。 圖 21 淮北煤田區(qū)域構(gòu)造位置 淮北煤田位于華北板塊東南緣之淮北坳陷內(nèi)，東以郯廬斷裂與揚子板塊相接，南依蚌 埠隆起和淮南煤田相望，煤田構(gòu)造的形成和發(fā)展與華北板塊總體構(gòu)造的形成及板緣構(gòu)造的演化有密切聯(lián)系。具體表現(xiàn)為近南北向構(gòu)造切割、改造早起的近東西向構(gòu)造。已有資料證實，現(xiàn)存控煤構(gòu)造從其生成到 “ 定格 ” ，經(jīng)歷過兩期以上的地質(zhì)構(gòu)造運動，形成兩套以上疊加、復(fù)合的構(gòu)造應(yīng)力場，使本區(qū)一直處在一種多變的應(yīng)力狀態(tài) 之中，構(gòu)造形跡因此而得到不斷的改造和加強，存在追蹤、交接、疊加等多種復(fù)合形式。第一次主要為中性巖漿巖侵入，分布于宿北斷裂帶附近 ,巖性主要為閃長巖、閃長玢巖、石英閃長巖等，地表零星出露，大部為隱伏巖體，呈巖墻、巖瘤、巖床等形式產(chǎn)出。如丁里巖體，為此期出露原巖體，面積約為 18km2。東距宿州市，北東距淮北市均 45Km。 區(qū)內(nèi)地勢較平坦，海拔標高 +～ +，一般 +29m左右，略呈西高東低之勢。 圖 31 青東礦交通位置示意圖 本井田內(nèi)賦存可采煤層 5 層，其中 81 和 82 煤為主要可采煤層。全井田采用兩個水平開采。 32 煤層回采上限標高為 270～ 310m， 10 煤層回采上限標高為 260～310m；各煤層回采下限均為 1200m。 礦井初期首采 7 煤層。 淮北煤田屬華北型地層淮河地層分區(qū)之淮北地層小區(qū)。各組巖性特征由老到新簡述如下 ： 石炭系本溪組（ C1b）： 據(jù)鄰區(qū)臨渙煤礦資料，本組地層揭露厚 ，為泥巖、鋁質(zhì)泥巖夾粉砂巖，鋁質(zhì)泥巖為灰白色、紫紅色，含少量菱鐵鮞粒。 二疊系山西組（ P1s）： 與下伏太原組整合接觸，底界以太原組 L1 灰?guī)r之頂為 界，頂界至鋁質(zhì)泥巖下駱駝缽砂巖之底，厚 ～ ，平均厚 。發(fā)育交錯層理、平行層理。 10 煤組附近常發(fā)育泥質(zhì)線理或相變?yōu)槟鄮r及砂泥巖互層。含 8 五個煤組，含煤 4～ 10 層，平均總厚 ，含煤系數(shù) %。其上以泥巖為主，夾細砂巖及粉砂巖，發(fā)育平行層理，其中鋁質(zhì)泥巖為標志層，綠灰色，具紫斑，富含鋁質(zhì)及菱鐵鮞粒。泥巖為厚層狀，局部含鋁質(zhì)及菱鐵鮞粒，頂部偶夾暗紫色花斑， 4 煤組附近產(chǎn)瓣輪葉化石，細砂巖多為灰色～淺灰色，成份以石英為主，含暗色礦物，發(fā)育平行層理及交錯層理。含煤 2～ 13 層，平均總厚 ，含煤系數(shù) %。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 10 上段： 1 煤組以上，厚約 318m。下段厚度約 68～120m。 中新統(tǒng)：與下伏二疊系不整合接觸，厚度在 ～ ，平均厚 。上段厚度～ 102m，平均 。為河湖相沉積物。中段厚度 ～ ，平均 。 更新統(tǒng)：假整合于下伏新近系之上，厚度在 ～ 之間，平均安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 11 。粘土和砂 紙粘土一般均具鐵錳質(zhì)浸染現(xiàn)象，并含有鐵錳質(zhì)和鈣質(zhì)結(jié)核。巖性主要有灰黃色、黃褐色粉砂、粘土、砂紙粘土。其中全區(qū)可采和大部可采煤層由 3 8 8 10 煤層五層，可采煤層平均總厚 ，占 可采煤層厚度的 %。全區(qū)含煤面積，其中可采面積 ，可采系數(shù) %。合并區(qū)以外， 81 煤層集中分布在 10 勘探線以西及 7 勘探線以東地段，其它地段零星分布。在非合并區(qū)煤層相對較薄，一安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 12 般為 3～ 5m，厚度變化相對也較小。在 84個見煤點中，不可采 9 個、尖滅點 10 個，巖漿巖侵蝕點 4 個。由于有隔水良好的松散層第三隔水層（組）的存在，大氣降水、地表水和尊重界松散層一、二、三含水層地下水對礦井充水沒有影響。 石灰?guī)r巖溶裂隙水：太原組和奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙水在正常情況下，對開采 10 煤層無直接充水影響，但當遇到斷層或陷落柱時，使煤層與灰?guī)r “ 對口 ”接觸或間距縮短時，可能對礦坑產(chǎn)生直接充水。 地質(zhì)構(gòu)造分布特征 青東礦礦井地質(zhì)構(gòu)造分布特征簡略總結(jié)如下： （ 1） 青東井田位于淮北煤田的中部，臨渙礦區(qū)的西部。 ，沿地層走向方向出現(xiàn)小規(guī)模的地層起伏或次級褶曲；共發(fā)育斷層 218 條，其中正斷層 214 條，逆斷層 4 條；以北東向斷層為主，其次為北西向、近東西向和北北東向斷層。 （ 4） 次生褶皺多屬于斷層的派生構(gòu)造，主要受 北東向斷層的局部應(yīng)力場作用形成的寬緩褶皺，背斜多向 NE向傾伏，而向斜則向 NW 向揚起，沿地層延伸方向形成波狀起伏的構(gòu)造。在井田東部往往構(gòu)成地塹 地壘及階梯狀斷層組合，井田西部構(gòu)成帚狀構(gòu)造組合；北北東向斷層主要分布于井田中西部，平面上延伸較遠，多呈 “ S” 形或 反 “ S”形；北西向斷層構(gòu)成 “ 入 ” 字形構(gòu)造，在井田西部呈放射狀排列，可能與局部地殼隆伸有關(guān)。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 14 4 層間滑動構(gòu)造及其對煤層穩(wěn)定 性的影響 在地質(zhì)構(gòu)造變動中，由于軟弱層與其圍巖在應(yīng)變上的差異而產(chǎn)生滑動 變形 ，以適應(yīng)構(gòu)造形態(tài)的變化，軟弱巖層則易成為層滑構(gòu)造的發(fā)育面。 82煤直接底以泥巖為主，其次為粉砂巖。從層測定發(fā)生的巖性組合條件看，礦區(qū)巖性組合力學(xué)差異較大，為層滑發(fā)育提供了有得的條件；同時由于煤層頂?shù)装鍘r性屬于硬巖類，故井田范圍內(nèi)層滑構(gòu)造總體屬斷裂型層滑，少量為揉皺型，揉皺型層滑主要發(fā)生于煤層頂?shù)装鍨閭雾敃r。它使煤層結(jié)構(gòu)遭到破壞，煤厚發(fā)生變化。 （ 2）煤層受強烈擠壓揉皺破碎 當煤層頂板或底板較軟弱時，煤巖層 韌 性或粘性多變，滑動帶煤層結(jié)構(gòu)強烈破壞， 表現(xiàn)為煤層或夾矸層整體揉皺呈漩渦狀或向某一方向流變，是的某一部位煤層厚度突然變化，形態(tài)極不規(guī)則，有 時 煤層中穿插有破碎巖石。 82 煤層頂?shù)装迮c煤層理學(xué)差異較大，為層滑的發(fā)生提供了有力的條件，其頂?shù)装宥酁橛矌r，由于層滑產(chǎn)生脆性斷裂。 （ 4）伴生小褶皺 在 82 煤層層間滑動過程中，煤層及其頂?shù)装逅纬傻乃苄宰冃螛?gòu)造，往往出現(xiàn)滑面 上下部協(xié)調(diào)現(xiàn)象，有頂褶底平、底褶頂平，頂?shù)坠柴薜?，這種構(gòu)造在青東礦 82 煤層中常見，增加了掘進和開采的難度。若強烈滑行擠壓，孤立煤層而成為煤層混雜體 （圖 41 15） 。 見圖 416。同事，由于煤層的塑性流動在褶曲的肘部煤層厚度增大。因受層滑構(gòu)造的影響煤層厚度極不穩(wěn)定，時而增厚進而變薄，甚至出現(xiàn)無煤帶。煤層的穩(wěn)定性可分為四型： ① 穩(wěn)定型：煤層厚度和煤質(zhì)變化很小，或變化規(guī)律明顯，結(jié)構(gòu)簡單到較簡單，全區(qū)可采或基本可采； ② 較穩(wěn)定型：煤層厚度和煤質(zhì)均有一定變化，但規(guī)律性較明顯，結(jié)構(gòu)簡單到復(fù)雜，全區(qū)可采或大部分可采，在可采范圍內(nèi)厚度變化不大； ③ 不穩(wěn)定型：煤層厚度或煤質(zhì)變化較大，無明顯規(guī)律，結(jié)構(gòu)復(fù)雜到極復(fù)雜，常有煤層不符合工業(yè)指標要求的地段出現(xiàn)，包括難以分層對比而可以進行層組對比的復(fù)煤層； ④ 極不穩(wěn)定型： 煤層厚度和煤質(zhì)變化極大，一般不連續(xù)，很難找出規(guī)律，可采塊段分布零星，包括層組對比也有困難的復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層。在縱彎褶皺或斷層的形成過程中，巖層間要發(fā)生相對滑動，在層間滑動產(chǎn)生的剪切力作用下，由于斷層強度低，往往要產(chǎn)生塑性流變，從而導(dǎo)致煤層厚度的變化。 其影響主要有以下幾點： （ 1）煤系地層中的層間滑動構(gòu)造易引起煤層層滑，易造成煤層結(jié)構(gòu)呈鱗片狀、粉末狀、碎粒狀等現(xiàn)象。 （ 4） 82 煤層的頂?shù)装鍘r層，尤 其是偽頂，在層間滑動過程中，沿破裂面插入煤層或煤層入頂板中，形成巖楔、巖刺或煤刺等 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 23 （ 5）層間滑動構(gòu)造易造成煤層被剝蝕的現(xiàn)象，使得煤層在某一個地方發(fā)生尖滅，或者是突然變巨厚。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 24 5 結(jié)論 層滑構(gòu)造是巖層在構(gòu)造應(yīng)力作用下產(chǎn)生的順層滑動，主要沿軟弱巖層或強硬巖層接觸面發(fā)生，在地層中多沿煤層、泥巖或砂、泥巖接觸面滑動，致使斷層遭受剪切拉伸變薄或增厚。主要結(jié)論如下： （ 1）青東礦的次生 褶皺多屬于斷層的派生構(gòu)造，主要為受北東向斷層局部應(yīng)力聲作用形成的 寬緩譜曲斷裂中心北東向斷裂的發(fā)育程度最高，其次為北西向、近東西向和北北東向斷裂。井田西部 82 煤頂板主要是完整結(jié)構(gòu)，局部塊裂結(jié)構(gòu)；東部 F1～ F11 斷層間 82 煤頂板主要為松散結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性由南、北向中段降低。 （ 4） 青東礦煤層夾矸引起的煤層厚度的變化并非是煤層原生沉積引起的。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 參考文獻 [1] Frodsham K, Gayer AR. 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