鸭口井田中小型地质构造特征的剖析

1、鸭口井田中小型地质构造特征的剖析鸭口井田中小型地质构造特征的剖析1井田地质概况鸭口井田位于铜川矿区东部。西距铜川市35公里，东距蒲城县42公里，地理坐标为东经109191092230，北纬350657350822其大地构造位置属鄂尔多斯台向斜陕北拗陷区的南缘，是渭北煤田的一个组成部分。其含煤建造属地台广阔稳定拗陷型，华北聚煤期晚古生代石炭二叠纪。其主主采煤层为石炭系太原群5#煤层。其赋存较为稳定，但受区域构造的控制和后期构造的改造，井田内中小型断裂、褶曲非常发育，是影响矿井开采的主要地质因素。2煤系地层及煤层赋存特征2.1地层发育特征探采揭露资料证实，井田内地层的发育本文由论文联盟搜集整理由老

2、到新依次有：奥陶系中下统马家沟群1+2、石炭系上统太原群3T、二叠系山西组-下石盒子组-上石盒子组-石千峰组P1P2、第四系更新统Q。基底奥灰面与上覆地层呈假整合接触，煤系基岩面与上覆之黄土层呈角度不整合接触。图1地层层序示意图2.2煤系地层及标志层特征井田内主要含煤地层为石炭系太原群，沉积厚度535米，一般约20，属海陆交互相沉积，含煤24层，含煤系数10%，岩性由砂岩、砂质泥岩、铝土泥岩、泥质灰岩及煤层组成。主要标志层有：K1铝土泥岩。是判别基底石灰岩与煤系地层的标志性岩层。K2泥质灰岩或砂岩。是划分和判别10#煤层的标志性岩层。该层有缺失现象，当该层灰岩缺失时灰白色石英细砂岩可作为替代标

3、志层。K3泥岩。是划分5#煤层与6#煤层的标志性岩层。K4石英砂岩。薄层状，层面富含白云母碎片，它既是划分石炭系与二叠系的标志，也是判别5#-1和5#-2煤层的标志性岩层。以岩性、岩相可分为上下两段：下段：由奥灰面K2石灰岩底，厚度025，岩性以泥岩为主，含数层砂岩和砂质泥岩，其特点是厚度变化大，旋廻构造简单，呈海进相序。上段：由K2石灰岩或相当于该层位的砂岩山西组底部K4砂岩底。厚度510，由砂质泥岩、泥岩和煤层组成。其特点是厚度变化较小，旋廻构造较下段复杂，一般由两个旋廻组成，总体呈海退相序。2.3煤层赋存特征5#煤层在铜川矿区西部受古河床冲刷而大部分不可采。矿区东部自王石凹矿以东逐渐增厚

4、，金华山以东分岔为5#-1和5#-2两层。对5#煤层分岔的成因争议有二：其一认为后期构造所致；其二认为原生沉积造成。笔者从煤田地质学的角度分析认为，在远古成煤时期由于地壳运动产生了不同区域的不平衡沉降，导致了泥潭沼泽在沉降速度上的差异，不同地区承受沉积的速度也不一致。从区域古构造看，金华山以西为基底拗陷区，泥潭沼泽沉降速度快，连续堆积故为一层。而金华山以东为基底隆起区，地壳缓慢上升成煤物质不易聚积，泥炭沼泽沉积速度较慢，发生了短暂的间隔，同时沉积了一层泥沙，就形成了同一层煤的两层分岔现象。沉积间隔层的后厚度03米，且由西向东逐渐增厚，岩性以炭质泥岩泥岩砂质泥岩过渡。分岔后的5#-1煤层，由西向

5、东变保厚度0.21.98，一般约1.1，构造为：0.70.070.4，属构造简单的薄煤层。厚度变化大，赋存不稳定，作为井田内的配采煤层。5#-2煤层；厚度0.54.17，一般为2.3，构造1.050.150.650.20.3、属构造复杂的中厚煤层。厚度变化较小，赋存稳定，是井田内的主采煤层。图2铜川矿区5#煤层比照图3构造的控煤机制煤层厚度的变化，主要受同沉积构造控制。由太原组沉积特征分析。其下段沉积厚度变化大。受右地形控制。即在奥灰面凹坑处，沉积厚度大。上段地层厚度变化较校可见在沉积煤层之前。下段地层沉积，对古地形填平补偿，已趋准平原状态。5#煤层厚度变化同上段地层根本一致。符合沉积规律。即

6、在向斜处，煤层厚度大。分析造成向斜之原因。认为是在成煤区受区域应力作用，加之煤系下段沉积厚度不等，形成了一系列有规律、幅度大小不等的同沉积背向斜构造。影响控制了本区煤层沉积，成煤后期的构造对煤层起改造破坏作用，主要表如今中小型断裂构造非常发育，部分或沿构造带煤层有变薄现象。图3构造控煤机理示意图4中小型地质构造的发育特征及展布规律由于地层受燕山期南北向程度挤压力的作用，形成了近东西向的背向斜，后期又受喜马拉雅山运动的影响，形成了NE和N向断块。铜川矿区区域构造分布为：陈炉断层和高阳断层，分布于矿区的南部浅部；枣庙断层和杜康沟断层分布于矿区的北部深部；董家沟断层分布于矿区的中部。鸭口井田总体构造

7、形态为一走向NEE，向N倾伏的单斜构造，在持续构造应力作用下，单斜构造面上中小型断裂、褶曲极为发育。4.1褶曲构造以近东西和近南北向褶曲为主干构造，对井田内的煤系沉积厚度、岩性变化起主要控制作用。如井田南部的景家堡背斜，横跨徐家沟、鸭口两矿，倾伏于东坡井田。以NE向和N向褶曲为后期生成的次一级构造，它对井田内煤层赋存及煤厚变化起改造作用。井下所见者多为幅度大小不一的宽缓短轴背向斜相间出现。4.2断裂构造断裂即我们通常所说的断层，它是地壳运动的产物或形迹，构造类型要通过围岩层位断定和产状要素测量才能确定，并反映到地质平面图上再结合煤层底板等高线和邻近揭露证实的资料进展综合考虑，才能对采掘部署和工

8、作面消费提供参考性意见或建议。探采资料显示，井田内1023米的断层有五条，性质以张性正断层为主，倾角在4060，在较大断层附近派生的小型断裂构造落差15米的断层非常发育。5利用构造特征和规律进展预测预报对于矿井地质工作者而言，分析和掌握井田内构造发育特征及展布规律的目的，是为矿井各类设计提供较为详尽的地质信息，为矿井消费接续提供较为准确的地质预测预报。5.1褶曲构造的预测预报由沉积特征和控煤机制分析，本区煤系沉积受基底奥灰起伏影响较大。在成煤期受区域应力的作用：形成了一系列小型同沉积褶曲，控制了煤层的沉积厚度，向斜部位煤层较厚，背斜部位较保成煤后，不仅受区域应力作用，加之上覆岩层的压力致使小型

9、同沉积褶曲不断加强，变化，形成了幅度大小不同的褶曲构造，其轴部和翼部煤厚变化较大。井田内褶曲幅度10米以上者，对采区设计和采掘布暑有很大影响。幅度范围在5米左右时对采面布置和正常回采有较大影响。因此利用煤层到奥灰面的厚度变化可预测小型褶曲构造；利用煤层自身厚度的变化，可预测大中型褶曲构造。5.2断裂构造的的预测预报既然煤系厚度和褶曲构造的发育是受沉积基底的控制，而从井田内揭露的断裂构造发育特征分析，断裂构造也同样受基底起伏的影响和控制。因为井田内褶曲与断裂构造形迹与本区含煤建造和改造有着必然的联络，基底的起伏转折必然引起煤系地层厚度和煤层厚度的变化，在与基底起伏相应的部位，褶曲和断裂构造将同时

10、派生。根据井田内断裂及褶曲构造的发育特征和展布规律，将断裂构造细分为NE向断裂构造、N向断裂构造；NE向褶曲伴生断裂、N向褶曲伴生断裂四个类型。而层间滑动作为断裂构造的一种特殊类型出如今构造发育的部位，只是位移的幅度和范围较小而已。5.3地质预报预测工作中应掌握的一些根本规律通过本人多年来的地质工作体会，总结出了一些判断和分析地质构造现象的经历，欲在矿井地质预测预报工作方面，为大家提供一点参考资料。不妥之处，请指正。1小型褶曲和岩层破碎程度的关系。在正常情况下，岩层破碎、节理发育。说明前方很可能会遇到坑包或接近较大的断裂带。2倾角与褶曲的关系。煤岩层倾角突然加大，前面可能有大坑包，假如仅是煤层

11、底板倾角加大，顶板正常时，那么坑包不会太大，很快就会过去；假如顶底板倾角同时加大，那么坑包起伏的范围与幅度均较大。3褶曲与煤岩层厚度的关系。在凹坑地带，煤岩层厚度大于正常地带，煤层底板变薄时，出现包的可能性最大。4构造与煤岩层风化带的关系。在煤岩层风化边缘地带的节理、裂隙或层理面上，发现有薄层石膏脉的沉积，前面十有八九会遇到风化或黄矸带。5顶板周期压力与断裂构造的关系。如遇到和工作面平行的断层或接近构造复杂的地段，顶板周期压力会突然增大或提早来压。6倾角大的部位压力大，特别是大凹坑或短轴背斜附近，老顶压力集中而容易造成冒顶。7判别构造复杂程度的根本规律A、从构造形态看一般单斜区构造简单，断层稀少且煤层稳定；背斜区构造比拟简单，断层较少，煤层比拟稳定；向斜区构造复杂，断层发育，煤层厚度变化大。B、从煤层底板等高线上看等高线密集的地带，构造复杂，断裂发育；等高线稀疏的地带，构造简单，断层稀少，煤层稳定。、从煤系地层的垂间距上看煤系地层厚度大的地区，构造复杂，因为岩层厚度大多为凹坑向斜地带，煤层较厚，但不稳定。岩层厚度薄的地区多为鼓包背斜，煤层比拟薄，但较稳定，厚度变化不大。以上这些规律性的，有它的普遍性，也有其特殊性，不能