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2 0 0 6 年第 6 期能 源 技 术 与 管 理 祁南煤矿 7 2煤层构造煤分布特征及其成因探讨 胡雷 1 ， 吴基文 1 ， 范景坤 2 ， 陈富勇 2 ， 朱慎刚 3 ， 孙尚云 3 （1 . 安徽理工大学 资源与环境工程系， 安徽 淮南 2 3 2 0 0 1 ； 2 . 淮北矿业集团公司， 安徽 淮北 2 3 5 0 0 0 ； 3 . 淮北矿业集团公司 祁南煤矿， 安徽 宿州 2 3 4 0 0 0 ） ［摘要］ 采用测井解译方法， 对祁南煤矿 7 2煤层煤体结构进行了分析， 编制了煤层厚度等值 线图， 总结了构造煤的分布特征， 对构造煤的成因进行了探讨， 结果表明， 构造煤厚 度在走向和倾向上均呈厚薄相间分布， 其形态与褶皱现象基本一致， 其形成主要受 区域构造应力所控制。 ［关键词］ 构造煤； 煤体结构； 测井曲线； 厚度分布； 成因 ［中图分类号］T D 1 7 ［文献标识码］A［文章编号］1 6 7 2 9 9 4 3（2 0 0 6 ） 0 6 0 0 3 0 0 3 0 引言 构造煤是受构造应力作用煤的成分和原生结 构、 构造发生变化， 形成具有构造结构特征的煤。 构造煤的成因和分布规律是构造地质和瓦斯地质 共同关心的问题。 瓦斯地质研究表明， 在煤与瓦斯 突出的矿井中构造煤是煤与瓦斯突出发生的必要 条件，煤体结构的破坏程度是衡量煤与瓦斯突出 危险性的一项重要指标 ［1 ］ 。因此为了矿井的安全 生产， 有必要对构造煤进行研究。 在研究构造煤的 结构中我们利用了测井解译研究构造煤的结构， 结合祁南矿井构造背景对构造煤的成因和分布规 律进行了探讨。 1 矿井构造特征 祁南煤矿处在宿南向斜西南部转折端，属应 力比较集中地区， 小构造发育。 该矿总体构造为一 走向近似南北转至东西， 向西南凸出、 倾向东的弧 形单斜构造， 中部及东部发育次一级褶曲， 轴向基 本上与地层走向一致。 矿井内地层倾角北部略陡， 一般为 2 0 ～ 3 0 ；中部及东部较缓，一般为 7 ～ 1 5 。构造较为发育， 次一级褶曲 2 个 （王楼背斜、 张学屋向斜） ， 断层 6 5 条。 2 构造煤解译 2 . 1 原理 ［2 ］ 视电阻率法是以视电阻率作为参数的一种方 法，它对煤层特别是复杂构造煤层的分层定厚工 作十分有效。在煤系地层中， 煤层与夹矸相比， 具 有明显的高阻异常，视电阻率曲线在煤层处出现 正负两尖峰。 伽玛伽玛法是以研究岩层对入射伽玛伽玛的 散射和吸收为基础的一种测井方法。伽玛源的能 量在一定的范围内时，这种被测定的散射伽玛伽 玛测井被称为密度测井，不同煤岩层具有不同的 密度。在煤系地层中， 煤与围岩及夹矸相比， 煤层 的密度都比较低，所以煤层在伽玛伽玛散射曲线 上应表现为高异常。 构造煤与原生煤相比， 其裂隙 和孔隙发育，密度较小，因此构造煤表现为高异 常。 2 . 2 结果 测井解译时， 将煤分为三种类型 完整煤、 碎 裂煤、 软煤。 其中定义软煤为构造煤。 本文收集了 7 2煤层的 2 类测井曲线，即视电阻率曲线和伽玛 伽玛散射曲线， 共 1 1 5 个钻孔。 图 1 为其中一个钻 孔的柱状测井解译示例。 用测井曲线解译方法解译的构造煤所得到的 构造煤的厚度值用软件自动生成等值线图。同时 为了便于说明构造煤的分布特征和成因，同时也 给出了该矿区 7 2煤的 1 1 5 个钻孔总厚度等值线 图。 3 构造煤分布特征 总的来说，构造煤的分布受构造控制又影响 煤与瓦斯突出的分布，对构造煤分布规律的研究 既是煤层构造研究的组成部分也是煤与瓦斯突出 预测的需要。 祁南煤矿 7 2煤层中构造煤的分布有 基金项目安徽省教育厅自然科学重点研究项目 （2 0 0 5 K J 0 0 1 Z D ） 3 0 2 0 0 6 年第 6 期 如下特征。 3 . 1 平面上的展布特征 （1 ） 祁南煤矿 7 2煤层构造煤的分布基本上是 按南北转至东西向的展布趋势，与矿区的总体走 势一致。 （2 ） 在走向上， 构造煤总体呈弯曲的条带状分 布， 并且厚薄相间。 尤其是在东北至西南方向发育 的张学屋向斜和王楼背斜，等值线图也呈高值反 映， 即煤在背、 向斜轴部的位置厚度增大， 出现了 厚薄相间的串珠状形态。 （3 ） 构造煤在倾向上同样厚薄相间， 呈现串珠 状。 （4 ） 在祁南矿 7 2煤层总厚度图上， 煤层总厚 具有构造煤所出现的类似特征， 即 7 2煤厚度分布 在走向上和倾向上都呈现了厚薄相间变化的串珠 状形态。 3 . 2 剖面上的厚度变化特征 在倾向方向的剖面上，构造煤厚度呈现了厚 薄变化明显的起伏形态，非常直观地显示了煤的 厚度变化趋势， 如图 2 所示。 在走向方向的剖面上，构造煤厚度也呈现了 厚薄变化的起伏形态。 图 1 钻孔解译示意图 胡雷等祁南煤矿 7 2煤层构造煤分布特征及其成因探讨 4 构造煤成因 祁南煤矿位于宿南向斜的西南部转折端位 置， 受地质构造大趋势控制。从 7 2煤层构造煤厚 度等值线图及 7 2煤层煤总厚度等值线图上可以 得出， 无论是 7 2煤层的构造煤厚度还是 72煤层总 厚度，地质构造对煤层的后期改造所起的作用均 占主导地位。 构造煤的形成主要受多种因素的影响，但主 要是受区域地质构造的影响， 其中以褶皱、 断层的 作用为主 ［3 ］ 。在宿南向斜形成过程中， 西北- 东南 方向上受到了强大的挤压变形，促使煤体形成条 带状分布；之后在西寺坡断裂的逆掩断层的推覆 体强大动力作用下，使宿南地区形成了复杂的褶 皱及断裂， 致使煤层厚度呈不均匀变化， 如图 3 所 示。 由于不同的历史时期发育有不同的构造作用， 图 2 倾向剖面上煤层厚度变化图 3 1 2 0 0 6 年第 6 期 T h e D i s t r i b u t i o n a l C h a r a c t e r i s t i c s a n dI t s G e n e s e s D i s c u s s i o n o f S t r u c t u r e - d e s t r o y e do nt h e Q i n a nC o a l Mi n e N O . 7 2C o a l S e a m H UL e i 1 , WUJ i - w e n 1 , F A NJ i n g - k u n 2 , C H E NF u - y o n g 2 , Z H US h e n - g a n g 3 , S U NS h a n g - y u n 3 1 . D e p t . o f R e s o u r c e s a n dE n v i r o n m e n t E n g i n e e r i n g , A n h u i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y , H u a i n a n2 3 2 0 0 1 , C h i n a ; 2 . H u a i b e i C o a l M i n i n g G r o u pC o r p o r a t i o nL t d . , H u a i b e i 2 3 5 0 0 0C h i n a ; 3 . Q i n a nM i n e , H u a i b e i C o a l M i n i n g G r o u pC o r p o r a t i o nL t d . , S u z h o u2 3 4 0 0 0C h i n a A b s t r a c t A b s t r a c t B yt h ei n t e r p r e t i n gl o g g i n gm e t h o d s , w ea n a l y z e dt h ec o a l m a s s s t r u c t u r eo f N o . 7 2c o a l s e a mi nQ i n a nm i n e a n dp l o t t e dt h e i s o l i n e o f c o a l s e a mt h i c k n e s s . We s u m m a r i z e dt h e d i s t r i b u t i n g c h a r a c t e r i s t i c s o f t e c t o n i cc o a l a n dd i s c u s s e dt h eg e n e s i s o f t e c t o n i cc o a l . T h er e s u l t s s h o w e dt h a t t h et h i c k n e s s o f t e c t o n i cc o a l d i s t r i b u t e s a l t e r n a t i v e l yt h i na n dt h i c ka l o n gt h es t r i k ea n dt h ed i p - p i n g d i r e c t i o na n dt h e g e o m e t r i e s o f t e c t o n i c c o a l a r e b a s i c a l l y i na c c o r d a n c e w i t hf o l d s . I t s f o r m a - t i o ni s m a i n l y c o n t r o l l e db y t h e r e g i o n a l t e c t o n i c s t r e s s . K e y Wo r d s t e c t o n i c c o a l ; c o a l m a s s s t r u c t u r e ; l o g g i n g c u r v e ; d i s t r i b u t i o no f t h i c k n e s s ; g e n e s i s 图 3 宿县矿区构造示意图 能 源 技 术 与 管 理 这就形成了多期构造的复合作用。 煤层是沉积岩中最软弱的成分之一，在构造 应力作用下极易发生变形， 甚至产生塑性流变， 形 成复杂的褶皱包 ［4 ］ 。由两张煤层厚度等值线图所 呈现的厚薄相间串珠状形态，可以推断在煤层形 成后， 由于构造应力对非均质岩体的挤压作用， 使 岩体发生不规则运动，造成煤层厚度的不规则变 化，表现了构造对煤层的后期改造起了相当大的 作用。 5 结论 （1 ）地质构造对构造煤的形成起了决定性作 用， 即控制作用。 （2 ） 通过对构造煤厚度等值线的分析， 可以进 一步了解该矿区构造煤的发育程度。构造煤的发 育程度进一步反映了构造作用的强烈程度。 （3 ） 构造煤的形成有其复杂的内因， 并非单一 的构造所致， 它是成煤原始质料、 成煤环境、 构造 破坏以及火成岩侵入等综合作用的产物，应加强 综合研究。 ［参 考 文 献］ ［1 ］袁崇孚. 构造煤和煤与瓦斯突出 ［J ］ . 瓦斯地质， 1 9 8 5 ， （1 ） . ［2 ］张玉贵， 樊孝敏， 王世国. 测井曲线在研究构造煤中的 应用 ［J ］ . 焦作矿业学院学报， 1 9 9 5 , 1 4（1 ） 7 6 - 7 8 . ［3 ］郭德勇， 韩德馨， 袁崇孚. 平顶山十矿构造煤结构成因 研究 ［J ］ . 中国煤田地质， 1 9 9 6 ，（3 ） . ［4 ］琚宜文， 姜波， 侯泉林， 王桂梁. 构造煤结构- 成因新分 类及其地质意义 ［J ］ . 煤炭学报， 2 0 0 4 ， 2 9（5 ） 5 1 3 - 5 1 7 . ［作者简介］ 胡雷 （1 9 7 7 - ） ， 男， 辽宁凌海人， 安徽理工大学地质工 程专业在读硕士研究生。［收稿日期 2 0 0 6 - 0 8 - 1 1 ］ 3 2