海孜煤矿构造变形及其对煤厚变化的控制作用.pdf

收稿日期“ 作者简介琚宜文 8 B E J 8 K 8 D ; L单项抗压强度’ MN , 1L抗剪强度’ MN , 13L普氏硬度系数 O L割线模量’ P N , 1QL切线模量’ P N , 1RL泊松比 其次-从岩性组合-即岩石能干性结构方面分 析-岩层柱中由强硬岩石为主组成的能干层与由软 弱岩石为主组成的非能干层多次相间排列-从而为 多层次多级别层滑构造发育提供了物质基础山西 组底部及 5煤层顶板的砂岩-下石盒子组6 - * - 煤层顶板的砂岩-上石盒子组各煤层顶板的砂岩组 合均为能干层-它们控制了煤层断层及层滑构造的 发育特征 S 多煤层中小型断层特征 龙荣生将矿井构造按断层规模以及与煤厚的 关系分为大型0中型0小型三级构造2 O 4其中大中型 断层在勘探过程中已被查明-常作为矿井或采区的 边界已采区由此划分为T - T - TO采区等而 在采区内-中小型断层对生产影响很大-还有宽缓 褶皱的轴部以及煤0岩层横向相变带等2 Q 4 S U 断层密度与性质 在开采区域-中小型断层在不同煤层发育是不 同的据统计- 6煤层断层密度为Q O条V G - *煤 层为R 3条V G - 煤层为 Q条V G -而 5煤层为 * Q条V G 由此可见- 5煤层断层密度是6 - * - 煤层的3 W6倍-而且其展布复杂各煤层所见断层 落差大都在 WQ的范围内断层性质以剪切为 主-常见有压剪和张剪性断层特征1断层形成后-大 部分断层又受到拉张作用转化为正断层性质 S X 断层分区展布特征 6煤层T采区中6 5和6 工作面东段为复 杂区-断层走向为YZ - YYZ及YZ Z - Y[向交叉1 6 5和6 工作面西段为简单区-断层很少- T采 区上山位置为复杂区-断层发育主要方向为YZ Z 向1 6 - 6 O工作面东段为简单区-断层很少1中部 为复杂区-断层走向以YZ向居多因此- T采区 简单和复杂区呈现不等距的交替出现的展布特征 T采区则出现以YZ Z为主的断层带成等距分布 的复杂区和简单区交替展布的特征’图 , * - 煤层中T采区* 5 - * 工作面东段至采 区东翼为断层复杂区-断层走向为 YZ Z向为主- 次为YYZ向前者规模大-数量多-后者规模小- 数量少 * 5 - * 面中部为简单区-断层少1西部为 复杂区-断层方向为 Y[[ 和 YZ Z向 T采区 * 块段为断层复杂区-断层方向多为YZ Z向此 复杂区向西 5 5为简单区-断层极少1再向西 5 5为复杂区- 断层走向主要为YZ Z向1向西又 过渡为简单区 5煤层T采区 5 面东段为简单区-断层 少 见1西 段 为 复 杂 区-宽 约 5 5-断 层 走 向 以 YZ Z向为主- 次为 YZ向和Y[ 向1 5 工作面 东段为简单区-断层不发育1西段为极复杂区-断层 走向以YZ向为主-次为 YZ Z向和Y[ 向1向西 又过渡为T采区 5 - 5 O面东段的简单区-断 层极少1中段为复杂区-断层走向以YZ Z向为主- 并具YZ向1再往西又过渡为较简单区 5 - 5 O 面西段为复杂区-断层走向以YZ Z - YZ向为主-次 为Y[向断层1再向西又进入TO采区 5 O 6面东 段的较简单区-断层较少1其西段为复杂区-断层走 向为YZ Z向-次为YYZ向1再向西又过渡为简单 区 从上可以看出-各煤层构造复杂程度具有明显 的分区性-并呈现简单区和复杂区交替排列的断层 图案而且中小断层落差一般都小于Q-在垂直 Q63 第O期琚宜文等.海孜煤矿构造变形及其对煤厚变化的控制作用 万方数据 剖面位置上向下很快地尖灭而不会延至其上下煤 层“ 多煤层层滑构造特征 “ 层滑断层面 在矿井已采区层滑面见于煤层及其顶底板 中 层滑带构造的组合 层滑带附近常形成一系列伴生构造层滑带与 伴生构造共同构成一个层滑构造带的组合这个组 合可以是连续变形的褶皱组合或是不连续的各类 断裂组合也可以是煤岩层的增厚变薄等7擦 痕侧伏角为’ / 反映煤层顶板间受到顺时针剪 切作用“它是北西H南东方向伸展的结果A图 I C “ 3 细砂岩 层滑泥 碎裂煤 断层 层滑断层 A 断层B层滑构造形成机制 A C 断层B层滑构造与构造应力场 印支期以来D矿区经历了复杂的构造演化历 程D产生多期不同方向B不同性质和不同强度构造 应力场的转换与叠加笔者对海孜煤矿井下煤层及 顶底板中发育的中小型断层与层滑断层有代表性 的进行量测D运用其中9 ; 条断层擦痕进行反算D 并结合断层间相互切割关系D获得了四期构造应力 场的演化顺序印支期D为近E F向水平挤压应力 场DG 9H I J I D 这期应力场对煤层构造变形影 响较小燕山早中期D为FKLE M和FKKLE M M 向水平挤压应力场DG 9H9 9 9 I J I D 是引起煤层构 造变形的主要挤压应力场燕山晚期D为FKLE M 向水平伸展应力场DG 9H 9 I J N I D 喜马拉雅期D 为FM LE K向水平挤压应力场DG 9H P而 在 D D N煤层及顶底板D煤层与顶底板组合在一起 形成一个软硬相间B上下不连续B不协调D顶板断裂 时煤层还同时被揉皱的岩层组合体当遭受构造变 动时必须有较大的应力D才能将较坚硬的顶板岩石 切开从多媒层相对空间位置来看D D D N煤层层 间距较近D可以放在一起考虑D整体上作为一个软 弱岩层组合而且9 T煤层与N煤层层间距相隔较 远D因此具有以断裂为主的发育特征 A Q U 断层B层滑构造的组合与岩石力学性质 断层与层滑构造都是在同一构造应力场作用 第M P _ M X U H S J K HO H U R N K M [N K T I H V R M P O M M P P T H R S ’X M H M * ’ ’ ’P M O T I L K T W H K H K M [ HO H R K T QV H N [H H IP N O U X N U O H lm no p g q e 3X M W O T N T M IM P X M H ,*A 第期琚宜文等3海孜煤矿构造变形及其对煤厚变化的控制作用 万方数据