区域地质构造

区域地质构造（共8篇）

区域地质构造 篇1

0引言

在煤矿的开采中, 地质断层对于开采有着很大的影响。从现阶段发展来看, 对于断层构造的预测方法有很多。地质检测部门根据断层测量的数据来预测断层位置的地质情况, 从而指导煤矿开采工作安全地进行。

1地质断层对于煤矿开采的影响

断层能够影响矿井田地的划分和矿井的规模, 对于地质破坏比较严重的地区, 严禁建设大矿井。因此, 断层通常是划分井田的天然边界线, 影响开采的部署。位于井田内部的断层对于开采边界的划分、输运部署、巷道等都有着直接的影响。断层会破坏矿井结构, 使得开采区域划分混乱, 巷道分布复杂, 影响开采效率。断层地质构造复杂, 开采的工作面不规律, 需要多巷道的挖掘工作, 有时遇到无效进尺的情况, 使得掘进难度大, 开采效率低, 影响正常的开采工作, 甚至导致开采中断, 不安全因素增加。断层对于开采中的煤、瓦斯等有着很大的影响, 对于顶板工作面的安全性造成威胁, 增加了井下开采工作的不安全性。

2断层形成与煤层开采之间的关系

在煤矿开采过程中, 井边岩石在受力的作用下会超出其自身的强度, 岩体破裂形成缝隙, 长时间的堆积会在岩体山上形成破裂面, 断裂面两端的滑动形成断层。断层分为正断层、逆断层、平移断层三种形式, 根据其移动方向不同而进行分类。 图1为断层三个形式的模拟图。

断层的识别: 断层不是单独存在的, 其出现通常伴随着岩石的一些不正常现象, 通过对这些现象的检测和判断, 使得地质勘探人员能够准确地找到断层位置, 从而安全规划矿井范围, 对于矿井安全开采非常重要。岩体不正常现象: 煤层出现的不连续现象, 发生原因为断层导致地面发生沉降, 使得不同年代的岩石存在于同一个水平线上。通常情况下, 断层两侧都是年限相差非常多的岩石, 当断层出现后, 地壳发生运动, 使得煤层出现了不连续的情况, 煤层的形状发生变化。煤层的形状、厚度是由地质运动作用下积压形成的, 使得煤层的厚度、形状各不相同。由于断层的出现, 地壳发生上下运动, 地表的煤层被风蚀, 长此以往, 形成了厚度不同的现状。在地质变化的作用下, 地表的煤层再次回到地下, 但是仍然保留着原来的形态, 因此, 观察煤层的变化也是判断断层的重要方法。

3实例分析煤矿地质断层构造的预测

在矿井开采过程中确定断层的情况, 结合现有的检测资料来分析断层处顶板、煤层的变化, 从而分析断层附近煤层的情况, 为煤矿的开采提供帮助。本文以某矿井的开采为例进行研究分析。

井田构造情况简介: 矿井采煤层主要为7煤层、8煤层、9煤层, 矿井下部的构造以断裂为主, 带有褶皱, 井区内的构造为西北走向的张扭性断裂, 断层性质为正断层, 带有小部分的褶取, 对于回采和煤层的影响都很小, 断层的落差比较大。断层成因: 断层的主要表现形式为断裂。因此, 在研究中需要明确断层形成的原因, 地质运动形成应力, 达到岩石的强度极限后, 使得岩体发生连续性断裂, 在应力作用下进一步形成断层。岩石断裂表现为节理, 连续至不同长度的断层, 在这个过程中的连续性和强度与岩石结构、地质应力等有着直接的关系。从断层成因可以推断出, 煤层顶板变化是由断层形状发生变化导致的。现阶段煤矿开采中, 顶板通常以砂质泥浆为主, 受沉积影响, 顶板会发生明显的变化, 特别是对于7、8、9煤层来说, 其顶板结构和成分不同, 对煤层的影响也不相同。

断层的分析预测: 根据已经检测出的断层位置, 绘制出与煤层同高的等高线, 设计断层面上的等高线与巷道等高线相交的位置就是断层的位置, 具体操作如下: 断层面的等高线要与巷道工程设计图有着同样的等高距, 计算出断层面等高线的水平距离, 在断层面制定坐标, 将相关的数据绘制在设计图上, 确定岩巷等高线与断层面等高线相交的位置, 从而确定断层的位置。

从实例的分析来看, 以砂岩材料为顶板的煤层容易受到断层的影响, 由于受到应力的作用, 对煤层的影响也不尽相同, 顶板有时会存在明显的牵拉现象, 从而有煤层的渗入。当煤层厚度在3 m之上的时候, 硬度小的区域会出现多煤层、牵引等现象; 当出现断层后, 煤层会进入到岩石裂缝中, 从而发生冒顶等现象, 煤层会变薄或是距离缩短。根据对这些情况的掌握, 可以了解在断层影响下煤层的变化规律, 从而为煤矿开采做出正确的开采指导, 安全生产。

4结语

在煤矿开采中, 需要进行地质断层的预测分析, 根据不同的矿区和开采环境进行准确的分析, 从而为安全开采打下良好的基础。分析矿井情况, 确定可预测断层, 根据对现有资料和断层数据来判断煤层的变化, 从而制定出对应的解决方案。积极地进行地质断层预测, 提升煤矿开采的安全性, 从而促进我国煤矿开采事业的顺利发展。

参考文献

[1]李建安.煤矿地质断层构造预测的探讨[J].民营科技, 2012 (11) .

[2]李鹏.邢东煤矿地质构造分析与评价[D].陕西:西安科技大学, 2010.

浅析地质构造的影响因素 篇2

关键词：地质构造；形势影响因素

所谓地质构造，指地壳岩层和岩体。其形成源于组成地壳的岩层和岩体，它们在内、外动力地质作用下发生变形变位，形成褶皱、节理、断层以及其他各种面状和线状构造等。本文以安徽的地质构造为例，对影响地质构造的因素进行探讨分析，为地质勘探工作提供参考。

一、安徽地质概况

安徽省被郯庐断裂（该断裂带沿嘉山-庐江分布）分成东西两部分，这两部分分别为扬子地台和华北地台。华北地台包括六个部分，这六部分分别是霍邱群片麻岩、浅粒岩、大理岩系以及新太古界五河群、古元古界凤阳群千枚岩、白云质大理岩系。该地台的基底出露在蚌埠、霍邱等地。盖层化石尤为丰富。从从长城系到中奥陶统新元古代开始沉积，浅海碳酸盐岩在其中占优势。相对比较缺失的是上奥陶统至下石炭统。海陆交互相含煤沉积和陆相碎屑岩为晚石炭世到早三叠世。侏罗纪起，开始转为陆相堆积。

扬子地台称上溪群，为一套低绿片岩相的千枚岩、板岩和变质砂岩系，其基底沿南部皖、浙、赣省界广泛出露，时代为中元古代。其上覆新元古代历口群含中、酸性火山岩。在该地台，存在完整而连续的南华系、震旦系和下古生界层序，其中比较有名的笔石动物群在南部。该地台也有缺失，即上泥盆统和下石炭统。晚侏罗世时期，有火山活动存在。在印支运动以后，该地台转为陆相。总的来说，晚古生代至早三叠世仍保持着浅海沉积。

秦岭-大别造山带侏罗纪以前的地层已全部变质，大别山群麻粒岩和高角闪岩相深变质杂岩是其中分布最广的。该地质曾内含有柯石英和微粒金刚石，这些物质的包含提示大陆岩石圈可俯冲到地幔深度。元古宙宿松群含磷岩系以及庐镇关群分布在大别山群南、北两侧。另外也可以判断得出，在全球出露范围内，大别地块也已经成为最大的超高压变质带。其中庐镇关群以变质火山岩为主。中、上侏罗统则分布于造山带北侧山麓，该山麓与向上变粗层序的长条状陆相红色盆地相平行。绿片岩相佛子岭群时代向上可能可追溯到新元古代，一直到古生代。同造山磨拉石为其代表。安徽全省的岩浆活动，根据分析，燕山期是最强烈的时期。晚侏罗世-早白垩世时期，其火山活动主要为安山岩、粗面岩。火山活动期间，相应成分的复式岩株也有侵入。这种发生的现象也反映了环太平洋构造带的影响。长江中、下游的铁、铜、硫等内生矿产均与此有关。

二、对地质构造的影响

郯—庐断裂带在安徽大地的平行移动，给这里留下了巨大的“伤痕”。关于这些伤害，目前仍可以找到很多迹象作为证据。比如，通过卫星照片和航空照片，断续相连的直线性影象可以被看到。从地图上可以看到肥东县古城以北地区断裂带内的地堑和地垒构造。所谓地堑地垒，指长条形的相对上升和下降的岩层断块。地垒地堑可以说是断裂留下的产物，受断裂方向的控制，在发生地壳断裂时，因为其所产生的巨大的挤压、碎裂，搓揉的力量，这一带的岩石被碎裂成粉末状。后来，这些粉末状物质又胶结起来，形成糜积岩。断裂运动影响产生了许多温泉，如庐江、舒城县的温泉以及嘉山女山古火山的喷发。

合肥盆地内发生过早白垩世末期的构造反转。在近郯庐断裂带的范围内有反转构造的主要发育。在晚白垩世末期，构造反转作用扩大了范围。它沿郯庐断裂带向北扩展。该期作用的反转构造中只有合肥盆地早期的反转构造有进一步的加强和改造。构造反转的作用到了早第三纪晚期向北进一步扩展。当时，在早第三纪末期就全部发生了反转的地区涵盖从华北到东北不少地方。其中，郯庐断裂带附近是反转构造的主要分布处。除此之外，进一步强化和改造的还有中南部盆地的反转构造。在晚第三纪末期至第四纪，分布在现渤海海域郯庐断裂段的南部两侧的反转构造开始发育，其不少构造都发育在增压弯曲部位。

三、研究分析

（一）在空间分布上，安徽省的西部要胜过东部的发育，西部中大别山碰撞造山带北部东西向线性构造最为发育。其次为为扬子板块。皖南山地区多期活动非常明显。这里在早期即皖南期前形成深断裂。六安，磨子潭断裂等的断层线弯曲或呈向南凸出弧形，走向北西西。晚期（即燕山期以来）主要形成的大断裂以金寨断裂为代表，走向东-西或北西，断层线平直。

（二）与大地构造演化密切相关。如磨子潭线性构造呈现东西向，据分析，这可能是因为华北板块及扬子板块的碰撞所引起的。此外，大别山碰撞造山带的形成和发展可能也与之直接的联系。

（三）新生代火山地震活动的控制。其中有五个地震中心包括磨子潭在内就在磨子潭断裂沿线周围有分布。附近的铜山地震中心被铜山断裂所控制。

（四）控制两侧差异地貌的形成以及第四纪沉积的分布。金寨断裂是其中最有代表意义的。六安平原第四纪沉积地区在该断裂的北面，大别山区前白垩纪地层剥蚀区在其南面。线型断层崖和断层三角面分布在霍山县石门山及舒城县晓天镇一带。比较明显的差异构造活动存在于断裂两侧。其中南侧为强烈隆升，北侧则为微弱下降。

长江矶头或拐角处的附近，有好几处断裂，包括繁昌断裂、安庆断裂、无为-芜湖断裂以及枞阳杨桥镇断裂、新丰-灌口北断裂。其中自上而下还有一段即望江至马鞍山江段。这也可以说明，尽管长江主河道的发展由北北东向左旋走滑断裂带控制着，但这个断裂的影响非常大。其主要影响表现为两岸岩土体可以破碎，河流对岸线的侵蚀作用加速，河道扩宽了。附近东西向构造影响的河道受上游一定的来水来沙等条件以及科氏力和自北向南的掀斜构造活动等作用的影响以及矶头的挑流的冲击，，长江河道形成了鹅头形。

四、结语

综上分析，可知东西向断裂控制了新生代以来的地貌、第四纪沉积、地震、温泉、矿床以及断陷盆地等的形成或改造，具有明显的特征。其中尤其需特别重视的是，影响长江断裂带的发育以及长江形成鹅头型河流的重要原因正是该区的东西向断裂。

参考文献：

[1]程言新，张福生，王婉茹，等.安徽省地貌分区和分类[J].安徽地质，1996，6（1） .

[2] 徐嘉炜.郯庐断裂带巨大的左行平移运动[J].合肥工业大学学报（自然科学版），1980，3（1）：1—26.

论构造地质与工程地质的基本关系 篇3

由于地表环境和地壳一直在发展变化, 且人类的工程建设对地壳也会造成不同程度的影响, 不同的地质灾害如地震、滑坡、泥石流、地裂缝经常发生, 对地质进行研究就显得尤为重要。

构造地质学主要研究的是由于地球动力造成的地球表面的几何形态、组合形式、形成机制以及发展变化的过程, 对作用力的方向、方式以及性质进行探讨, 研究范围包括大地构造、区域构造和显微构造;其目的是确定地质构造在空间层面的相互关系和在时间上的发育顺序, 解释地壳演化和地壳运动等的发展规律和内在动力。

工程地质在本质上是地质学的一个分支, 但它是通过调查、研究, 解决与工程建筑有关的地质问题的科学, 研究对象是各类工程建筑方面的地质问题, 研究目的是评价各类工程建筑场区的地质条件, 考察各类工程建筑会导致地质出现何种变化及对其的影响, 不仅如此, 工程地质学还为最佳建筑场地的选定和优化地质条件提供相关的理论依据。

虽然构造地质和建筑地质的研究都涉及了地质体和地质构造方面的内容, 但由于研究目标的不同以及研究重点的不同, 两门学科还是存在很大差异性的。构造地质主要研究了不同地质在形态分布以及演化过程中的发展规律, 这也为工程地质提供了理论依据, 对建筑工程的安全开展运行起到了重要的作用, 且构造地质学中的岩石性质和地质构造成因理论也对工程地质起到了一定的理论导向作用。构造地质学通过对各种相关理论的研究, 对地球板块的运动特征和全球的环境变化问题, 以及地质环境的保护上, 都起到了积极的作用。

2 构造地质学在工程地质中的应用

在进行构造地质的研究中, 构造面是研究的一个重点方向, 主要涉及了褶皱、断层、节理等各种构造变形, 也包含了相关的线状和面状构造。此外, 构造面还涉及了特定区域的稳定性、岩体稳定性和地下水渗流特征等方面的内容。因此, 在进行地裂缝、水库渗漏、矿井突水、滑坡等地质灾害的研究和斜坡稳定性、地基稳定性、地下洞室稳定性等工程地质的问题研究中都需要对构造面进行深入研究。

随着构造地质学的迅速发展, 对大陆动力学理论和岩石断裂力学理论的研究达到了一个新的层次, 进而发展成为新型的区域稳定性动力学理论, 其不仅整合了地震活动性与岩土体的工程地质条件, 也较为全面地对场地地基的稳定性作出了相关方面的评价。由于区域深层地壳的稳定性是由地壳深部变异层带的性质所决定的, 结构和流变特征又进一步将大陆岩石圈划分为在上地幔顶部流变层、在壳慢过渡流变层、在地壳软弱层以及在地壳持力层四套动力学子系统。一般造山带、盆地构造区带、盆岭构造区带是建筑工程师首选的大型工程场地地址, 它们都是由近地表上地壳的挤压和扩张伸展而形成的。造山带的结构以及动力学因素对资源开发、灾害防治和环境保护工作的影响极大, 造山带的形成机制基本上可以分为3类, 即逆冲推覆型、伸展型以及走滑型【1】。对于盆地的划分, 从盆地成因的角度可将盆地分为走滑盆地、伸展盆地以及压陷盆地3种类型。由于我国主要的大中型盆地多为人口稠密的地区, 在进行盆地的选址时应从各方面加以分析考虑, 如地震灾区重建的居民地选址工作以及在面对大型水利工程时, 需要考虑到盆地中的不稳定因素, 特别要注意隐藏的活动性断裂层。对于走滑盆地来讲, 其受到地壳剪切走滑的影响有着较强的活动性, 导致其相对的不稳定, 而伸展盆地由于中心地壳层相对较薄, 盆地边缘受边界活动影响严重, 稳定性极差, 相对来说, 压陷盆地的稳定性较好, 但在靠近山带的一侧活动性较强, 稳定性相对较弱。此外, 盆地上下的差异导致地震发生的概率较大, 这主要是由于盆地内部的隐伏断裂导致地震较易发生, 对生产工作的安全性及稳定性都会造成一定的威胁。

在进行地下洞室的开挖工作时, 极易造成地压显现的现象, 这主要是由于开挖工作中不当的维护及支撑方式所造成的, 进而导致岩体变形、岩层移动等现象的发生。不仅如此, 地压还会造成矿井事故的发生, 有些地址构造发育完全且结构较为复杂的洞室开挖很容易造成构造应力集中区, 导致事故的发生。因此, 在进行地下的挖掘工作时, 需要仔细分析矿井等地质的构造情况, 并研究构造纲要图, 以此对锚杆的支护提供技术指导, 这样可以取得良好的支护效果, 保证生产工作的安全进行。同时在进行矿井开采时, 当工作进行到向斜、背斜的轴部转折端或断层、陷落柱时, 应及时进行分析, 绘制出完整的构造纲要图, 详细分析对巷道支护造成影响的相关因素, 以确保支护工作安全有序地进行。

3 结语

根据以上分析, 构造地质学对工程地质有着相当重要的意义, 在进行山区工程的设计建造时, 构造地质学更是起到了决定性的作用, 两者之间是紧密相联、相互依托的。如果仅是研究其中一门学科, 必将使工作缺乏目的性和相关的理论依据, 甚至会造成人员以及资源上的浪费。因此, 工程师在进行工程地质工作时, 需熟悉构造地质学相关方面的知识, 从构造地质学的角度入手, 对所处的整个区域进行可行性方面的全面分析, 进而制定出安全可靠的方案, 并以具体的地质构造分布情况对方案进行科学优化, 兼顾安全性的同时做到经济最优化。

参考文献

825-《构造地质学》 篇4

构造地质学是地质学的一门分支学科，是地质学、资源勘查工程及地质工程专业类学生的一门专业课。其研究对象是地质力对地壳或岩石圈的作用所引起的形变及形变组合，如岩层、褶皱、断层、节理等构造形态及组合规律。要求应掌握构造地质学较坚实的地质基础理论知识和较系统的构造地质学专门知识；应掌握必要的野外地质调查工作方法和实践实验技能；具备较熟练运用地质图的能力和读图作图的基本技能，通过读地质图和作图，研究它们的产状，形态、性质及组合规律，学会剖面组合标绘方法，建立各类构造变形的空间三维概念。学会综合分析某一地区地质构造特征及构造形成、发展与演化规律。了解本学科专业发展现状和动向。

涉及理论课程考试章节（参照徐开礼教材章节）的主要是第一章绪论、第二章原生构造、地层接触关系、第三章应力-应变分析、第四章褶皱类型和主要特征、第五章节理类型和特征、第六章断裂类型和主要特征、识别标志、运动方向判定、第七章面理线理类型特征；了解岩浆岩流面流线构造、变质岩构造置换、叠加构造的概念。

地质构造对煤层顶板的影响分析 篇5

关键词:地质构造;顶板;煤层冒落

0 引言

在煤巷掘进过程中,有时会发生煤巷冒顶,引起顶板的大面积冒落,导致掘进头停产,影响了工作面的布置,延长了采掘衔接,不但使生产成本增加,安全生产也受到威胁。煤巷冒顶的原因是多方面的,地质构造不清、顶板

压力显现规律不明是发生冒顶事故的主要因素。采动容易使构造结构面“活化”,从而影响煤层顶板的稳定性。

1 地质概况

淮南矿业集团潘北煤矿是设计年产400万吨现代化的特大型矿井,2005年开工建设,设计于2007年8月正式投产。为满足安全高产、高效矿井的需要,潘北煤矿决定采用先进的计算机技术来实现矿井现代化管理,从而使地质测量成果能高质量、高效率全面地服务于矿井生产。

1.1 煤层顶底板岩石工程地质特征 主要可采煤层顶底板岩性:13-1煤层顶板以粘土岩为主,次为砂质粘土岩,个别为砂岩,底板一般为粘土岩;11-2煤层顶底板为粘土岩及砂质粘土岩,十西线～十一东线顶板常见砂岩;8煤层顶板七—八线～十二东线基本为砂岩,其它部分为粘土岩及砂质粘土岩,底板以粘土岩为主。砂质粘土岩次之;4-1煤层顶底板九线以东粘土岩、砂质粘土岩为主,次为粉砂岩,九线以西粉细砂岩或砂页岩互层为主,砂质粘土岩、粘土岩次之,底板为粘土岩及砂质粘土岩,偶见粉细砂岩;1 煤层顶底板为粘土岩和砂质粘土岩。粘土岩及砂质粘土岩的一般特征为致密,性脆,受力易碎呈碎块状,砂质粘土岩比粘土岩稍好;砂岩一般以石英为主,次为长石,含少量暗色矿物或菱铁,泥硅质胶结,较坚硬,局部裂隙比较发育。受构造影响的部分岩芯破碎;粉砂岩、粉细砂岩、砂页岩互层坚硬程度及破碎情况介于两者之间。

煤层顶底板岩石物理学试样根据勘探设计在13-1、8、1等煤层取样,大巷孔岩样根据省煤矿设计院要求而确定。

1.2 煤层顶底板类别 淮南煤矿开采对煤层顶底板的控制对象分为:伪顶、直接顶、老顶及直接底。这是最常用的矿山煤层顶底板分类,各类的基本含义如下:

1.2.1 伪顶:紧贴煤层之上,极易垮落的较薄煤岩层。它由炭质页岩等软弱岩层组成,厚度小于0.5m,其特征是随采煤而垮落。

1.2.2 直接顶:位于伪顶或煤层之上的一层或几层相同或不同的岩层。一般由泥质页岩、页岩、砂质页岩等不稳定岩层组成,具有随回柱放顶而垮落的特征。其厚度是指回放顶后能在采空区自行垮落的岩层厚度。直接顶一般相当于冒落带内的岩层。直接顶厚度一般为采厚的3～5倍,同时与岩性、岩组的组合有关。

1.2.3 老顶:位于直接顶之上的岩层,由砂岩、砂砾岩等坚硬岩石所组成,其厚度大于2m,岩石单向抗压强度大于60～80Mpa,岩层内节理裂隙不发育,自然分层比较大,整体性较强(裂隙间距和分层厚度一般大于1m),采空后能悬露较大面积。

1.2.4 直接底:直接底是位于开采层下面的岩层。当它为坚硬岩石时,可作为采场支柱的良好底座;如为泥页岩等松软岩层时,则常造成底鼓和支柱插入底板等现象;在急倾斜煤层时,直接底还可能出现沿倾斜滑动的现象。

2 影响煤层顶板稳定性因素

2.1 直接顶的厚度 生产实践表明,砂岩顶板比粉砂岩顶板稳定,粉砂岩顶板比泥质岩顶板稳定。同一岩性的顶板

厚度越大,稳定性越好。顶板的厚度还影响着小断层的发育程度,而小断层的发育在很大程度上影响着顶板的坚固性和整体性。

2.2 直接顶厚度与采高的比值 直接顶冒落后能够充满采空区的充分条件是具有6倍采高的厚度,此时老顶几乎起不到任何作用。多数情况下,直接顶厚度大于煤层采高高度3-5倍时,采空区基本能被充满,老顶的作用不明显;直接顶厚度小于3倍采高时,老顶对控顶区的作用较明显。当直接顶厚度小于0.3倍采高或无直接顶时,老顶来压较强烈,须采取强制放顶、弱化顶板或局部充填等方法对采空区进行处理。

2.3 顶板的分层层数 当顶板悬空时,沿层面易出现离层,进而发生顶板冒落。岩层层数越多,其顶板的整体性就越差,因此容易发生冒落。煤层顶板稳定性主要取决于靠近煤层之上3m以内顶板岩层的稳定性,而不是整个顶板岩层。

2.4 页板岩层中砂岩的含量 煤层顶板的岩石类型基本分为两种,一种是软质岩石,包括泥岩、砂质泥岩和粉砂岩;另一种是硬质岩石,包括各类砂岩。顶板岩石的采动和稳定性能与这两种岩石的组合和相对比率有很大的关系。砂岩比率相对较高的顶板组合,其稳定性能相对较好;反之,稳定性就较差。

2.5 主采煤层与薄煤层的间距 主采煤层之上的薄煤层或煤线往往是顶板的软弱面。据分析,当薄煤层与主采煤层相距1.8-3 m时,由于顶板锚杠不能穿透其上薄煤层,锚杠起不到固定顶板的作用,薄煤层以上的岩层呈悬空状态,这时极易发生冒顶事故。当主采煤层开采后,其上的薄煤层(或煤层)构成直接顶与老顶间的软弱而,连接力极差,造成薄煤层以下的岩体塌落,酿成冒顶事故。因此主采煤层和薄煤层的间距与煤层顶板稳定性成反比。

3 可采煤层的顶底板的特征

淮南矿区主要可采煤层的顶板已泥岩、砂质泥岩为主,其次为粉砂岩和细砂岩;底板以泥岩、砂质泥岩为主。据物理力学测试成果,岩石的抗压强度与层位、深度、容重的关系不明显,主要与岩性有关。泥岩强度最低,砂质泥岩次低,砂岩类强度高。砂岩类中砂岩和细砂岩强度最高见表1。

4 生产中遇到的工程地质问题及解决方法

4.1 复合顶板的控制问题 复合顶板又称离层型顶板,由下软上硬岩层组成,下部软岩层易于上部硬岩层离层。潘集地区的13-1煤层多为复合顶板,夹有软岩薄层,因此,直接顶难以支托住,顶板容易冒落,严重影响生产与煤质。通过多年的实践,对复合顶板的冒落规律及管理取得了许多经验,已能较好地控制复合顶板。

4.2 顶板砂岩体相变问题 煤层顶板砂岩是网状、数枝状、掌状河流沉积环境,砂岩分布与厚度变化大,常常相变为砂质泥岩或泥岩。煤矿开采表明,顶板异常冒落往往发生在砂岩体相变的部位。近几年来研究应用三维地震反演技术,解释煤层顶板砂岩体的分布范围,研究岩相变化与开采矿压显示的关系,进行有效的顶板控制与管理已取得初步的成果。

5 煤巷冒落的防治措施与建议

为了有效防止地质构造引起的煤巷顶板冒落,保证煤矿生产的安全,建议采取以下几种防治措施。

5.1 结合实际情况,认真贯彻执行相关操作规程,并制定易于操作的实施细则,确保施工人员的安全。在新办煤矿企业时,必须实行地质灾害评估制度,对于可能造成地质灾害隐患的煤矿,应保证有相应的配套治理措施。

5.2 加强地质预报工作,对目前正在生产的煤矿,通过收集资料、打钻、电测等手段,查明地质构造的复杂程度和变化趋势、陷落柱的分布范围、断层的延伸长度等,尽量在掘进前探明地质构造,提前做好顶板维护措施。

5.3 尽量避开地质异常区,重新对巷道定向,或者使巷道与其尽可能接近90°。如果掘进过程中不可能避开地质异常区,就应采取妥善的支护方式,如采用钢带、金属网,特殊地带增设木桁架等作为补充支护。

参考文献:

[1]范世义.掘进支护工[M].北京:煤炭工业出版社.1996:122-123.

煤矿地质构造分析与评价 篇6

煤炭资源作为我国的主要资源, 其发展历程相当漫长。我国的地质构造为煤层的生存提供有利条件同时, 也使得我国在进行煤炭开采中遇到了极大的问题, 矿井事故频频发生, 如何避免事故, 发挥地质构造优势, 是我国煤炭业的关注焦点。

1 易赋存煤层的地质构造

1.1 地质构造的形成及分析。

地质构造是在内、外力的作用下, 通过地壳运动致使岩层和岩体发生的一系列外形变化。通常地质构造可分为水平构造、倾斜构造、褶皱及断层。其不同的构造对人类有着不同的作用, 特别是褶皱和断裂, 对煤矿的建设、煤炭的开采有着非常重要的影响。

1.2 褶皱与断裂。

褶皱与断裂由于其构造的特殊性, 使得煤层极易赋存, 我国的大部分煤层都存在于褶皱和断裂之中, 其影响着煤矿的建设类型、矿井的结构及煤炭开采方式等等, 更为重要的是, 褶皱与断裂的构造在为我国提供资源的同时, 也使得开采煤炭过程中, 遇到了严峻的问题。

1.2.1 褶皱。

通常, 褶皱是在多种力的作用下所形成的折曲, 在改变岩石表面结构的情况下, 依然使岩石保持其完整性和连续性。褶皱的大小不尽相同, 但是最重要的组成部分都为背斜和向斜。相对来讲背斜更容易累积煤层, 当倾斜角度较大时, 井筒要设在背斜轴部, 相反当倾斜角度较小时, 由于轴部相对平坦, 应该布置开拓巷道。

1.2.2断裂。

与褶皱成因类似, 在地壳的运动下, 使得岩石产生了较的的变化。根据变化程度, 断裂可分为三个层次:一是劈理。是指岩石发生微小的断裂, 没有完全破坏内部相连结构;二是节理。其位于中等断裂程度, 是指当岩石裂开但并未发生位移的状态;三是断层, 也是断裂中最严重状况, 岩石发生完全断裂和位移, 内部相连结构完全破坏。其为我国煤炭开采带来了不小的困难。

2 煤矿地质构造易引发的问题

2.1 矿井突水事故

2.1.1 地质构造成因。a.断层和次生构造过于发育。由于次生构造的影响, 岩体发生严重变形, 导致地层倒转, 煤层不够稳定, 加之违规开采, 极易导致突水发生。b.褶皱背斜倾斜角过大。倾斜角过大容易使得局部直立倒转, 大气降水通过熔岩裂隙向老窑注水, 从而通过煤层及其断裂处向矿井充水, 致使突水事故的发生。2.1.2解决措施。a.在开采中要遵守规则, 如不可违规开采隔水层及在老空边界进行空巷挖掘采煤等等。b.一旦突水事故发生, 必须保持镇静, 进行迅速地抢险。首先要进行应急排水, 其次对防水墙进行封堵, 内部人员要配合外部人员的搜救, 以节省时间。

2.2 瓦斯爆炸事故。

通常瓦斯以两种形式存于煤矿中, 一种是在空气中的游离状, 另一种是依存于煤层中的吸附状, 根据各煤矿发生瓦斯爆炸事故的调查, 大部分为吸附状瓦斯。

2.2.1 地质构造成因。

一般瓦斯事故是在主、客观因素共同的作用下发生的, 在以岩石断层的状态下, 矿井通风设备差, 造成瓦斯聚积于巷道顶部, 是瓦斯爆炸最普遍的原因。

2.2.2解决措施。

a.改善通风方式。安装良好的通风设备, 积极为矿井进行通风, 避免瓦斯过度聚积, 降低矿井内瓦斯的浓度。b.杜绝火源。一是杜绝岩层断落时的火花及其它机器设备火花, 二是杜绝一切明火, 从根本上防制瓦斯爆炸事故的发生。

2.3 火灾事故。

火灾事故既有人为因素, 也有客观因素。矿井一旦火灾事故, 难以找到火源, 作业人员也难以逃生, 因此引起了大部分煤矿的重视。而地质构造是不可忽略的原因之一。

2.3.1 地质构造成因。在褶皱及断落岩层的优良条件下, 赋存了相对较厚的煤层, 但是由于次生结构的影响, 致使煤层发生急剧倾斜, 是煤矿产生火灾的原因之一。2.3.2解决措施。a.提高警惕性, 规范操作。发生火灾的原因是多样的, 因此作业人员必须时刻保持高度的集中力, 注意观察在作业中是否出现反常现象。另外, 必须遵守规则进行煤炭开采, 在回采过程中, 更要小心谨慎, 不可随意放炮、吸烟等等。b.保证灭火工具的正常使用。矿井作业人员必须全部熟练掌握灭火方法, 要保证灭火工具的有效性, 一旦发生火灾, 要保持镇静, 及时进行扑灭。

3 减少地质构造对煤矿的不利影响, 提高煤炭开采利用率

3.1 实地勘测。

在矿井建设前, 需要进行详细的实地勘测。既要了解地质, 也要了解岩体的状态。根据地质构造, 设置合理的巷道, 建设最优的煤矿。

3.2 充分的准备工作。

根据当地的地质构造及煤矿的自身特点, 要有一套完善的方案, 对易发生的问题进行预测, 另外还要准备多种解决措施, 以便在作业过程中能够具体问题具体分析。

3.3 提高技术人员的专业性。

技术人员的专业性与煤矿的安全紧密相关, 因此, 各个煤矿要把培养技术人员, 提高其专业水平作为重中之重, 定期对其进行培训及现场模拟, 保证事故发生时, 能做最好的处理。

3.4 良好的现场管理。

现场管理贯穿于煤炭开采始终, 提高管理人员警惕性, 保证作业秩序, 监督规范操作, 能够有效地避免由于地质构造所带来的不利影响。

4 对煤矿地质构造的评价

煤矿地质构造属于不可抗力因素, 褶皱和断层由于其自身特点既有利于煤层的沉积, 为煤矿的建设带来了便利, 为我国煤炭资源的开采提供了可能性, 但也是煤矿事故频发的不可忽略的原因之一。因此我国的各个煤矿, 应该积极利用地质构造的有利因素, 消除不利因素, 不断提高科学技术水平, 逐步将高新技术引入煤炭开采, 特别是在预警、勘测方面, 通过人为控制, 不断减少不利影响, 尽量避免一切事故的发生, 积极发挥我国的地质构造优势, 进一步发展我国煤炭行业, 促进我国煤炭资源的高效生产。

结束语

综上所述, 科学技术的发展虽然使我国的煤矿资源地质结构分析能力得到突飞猛进, 但是当我国享有工业大国称号的同时与其他先进的发达国家相比, 我们仍然处于较为落后的状况之下。我们必须保持清醒的头脑认识到问题继续发展科学技术才是根本之路。因此煤矿地质结构分析工作者们仍然不能停歇脚步, 仍然要继续前行, 尽最大努力完善中国地质地质结构分析技术。

摘要：我国在成为工业大国的同时也体现出我国是能源大国, 正是因为具有丰富的能源才可以完成需要工业生产。随着社会的不断进步, 各种需求都在增多, 煤矿的需求量仍然持续上升。因此煤矿安全生产工作必须要得到重视, 对于煤矿的地质结构分析评估可以有效地提升煤矿生产效率, 提高煤矿安全生产。

关键词：褶皱,断裂,沉积,煤矿事故

参考文献

[1]宁尚提.煤炭地质构造分析与评价[J].内蒙古煤炭经济, 2013 (10) .

[2]王文静.煤矿地质灾害安全评价与损失预测研究.[D].济南:山东科技大学, 2011 (6) .

如何识别各种地质构造体 篇7

关键词：新能源技术,地质结构,油气勘探,济阳坳陷

1 概述

地质构造有不同的级次, 全球性的、大区域的级别最高, 称作大地构造。大地构造学就是专门研究这些大型构造的形态特征, 发生、发展过程, 组合规律, 演化模式, 分析产生这些大型构造的地壳运动方式及动力机制。

大地构造学理论对地质学各个分支的研究方向有着深远的影响, 因此, 在地质学领域有着十分重要的地位。

油气勘探、开发研究的主要是与油气密切相关的盆地及盆地内的次级构造, 属于小型的区域性局部构造。但小型区域构造是受大地构造背景控制的, 因此, 我们在研究区域构造之前必须对大地构造的主要观点有所了解。

大地构造学有多种学派, 他们都试图客观准确地揭示、解释全球大地构造的现象和本质。目前主流学派有三种:

(1) 地槽-地台说:该学说认为地壳以垂直运动为主, 且有相对的活动期和稳定期。处于活动期的地壳称为地槽, 处于相对稳定期的地壳称为地台。

(2) 地质力学说:地质力学说是我国地质学家李四光先生创立的, 他认为引起地壳变动的动力来自地球自转速度的变更, 运动方向以径向和纬向的水平运动为主, 而垂直运动是由水平运动派生的, 不是主要的。

(3) 板块构造说:板块构造说是在大地漂移说和海底扩张说的基础上建立起来的一种新的全球性大地构造学说。它认为地球的表层是由为数不多 (10-25块) 、大小不等的岩石圈块体拼合起来的。这些块体厚度很大, 一般既包括大陆地壳、也包括大洋地壳。由于地幔热对流 (放射性物质释放的热量积聚) , 引起海底扩张, 推动板块缓慢分离、会合或平错。

目前板块说收集到的有力证据有三点:

(1) 大西洋两岸的大陆地层、构造遥相对应, 可以拼接。两岸古生物及古气候在古生代末和中生代初很相似。

(2) 地球上同一地质时代形成的岩石古地磁指向应该是相同的, 但实测结果, 现今同一时代, 不同板块岩石的古地磁指向不相同, 显然是古块体位置发生了大的漂移。

(3) 现今为止, 发现洋壳地层最老的是三叠、侏罗系, 未发现前中生界地层。显然是地壳板块不断离散、俯冲进入地幔, 老地层已被消融、同化而消失。

2 地质构造体的分类及济阳坳陷分析

地质构造是岩层在地质作用下发生的弯曲变形和断裂, 由地球内力的地质作用形成的构造在分布范围、规模及数量方面都占绝对优势, 是构造地质学的主要研究对象。本节根据油气勘探现场工作的需要, 主要介绍与含油气盆地密切相关的中小型构造, 内容包括褶皱、断裂和面理。

2.1 褶皱构造

褶皱构造是地壳中常见的构造形态, 是岩层受力变形产生的连续弯曲, 岩层的连续完整性没有遭到破坏, 它是岩层塑性变形的表现。褶皱中的单个弯曲称为褶曲, 其基本形态有两种, 向上弯曲叫背斜, 向下弯曲叫向斜。

2.2 断裂构造

当应力达到岩石的破裂强度时, 岩石将发生破裂变形, 形成所谓断裂构造。断裂构造有两类, 即节理 (裂缝) 和断层。节理 (裂缝) 是指断裂面两侧的岩石无明显相对位移的断裂构造。断层则是断面两侧岩石沿断裂面发生了显著位移的断裂构造。断裂构造广泛分布于地壳中, 它可以成为油气运移通道, 也可以作为油气的储集空间。

2.3 面理构造

面理主要指地质体变形、变质过程中形成的次生“透入性”面状构造。劈理是面理的主要类型, 它是在区域压应力作用下, 岩石的矿物组分机械旋转、定向结晶、压溶分异或岩中在垂直压应力方向的缩短等所表现出来的一种面状构造。在变形岩石中, 绝大多数劈理与褶皱同期发育, 劈理大致平行褶皱轴面。在强岩石 (如砂岩) 和弱岩石 (如板岩) 组成的褶皱中, 强岩石中劈理常成向背斜核部收敛的扇形, 弱岩石中的劈理则成向背斜转折端收敛的反扇形。紧闭褶皱中 (两翼几乎平行的褶皱) , 劈理与轴面几乎一致, 与褶皱两翼近乎平行, 仅在转折端处, 劈理与层理面大角度相交或近于垂直, 这充分说明劈理垂直于最大压应力方向。劈理在区域变质岩区常见, 认真观察, 描述劈理构造的特征, 判断其成因类型是进行区域应变分析的重要手段。

坳陷是由于褶皱、断裂和面理综合作用形成的一种地质结构, 是盆地内相对下降占优势的负向构造单元, 它往往是复向斜或地堑, 是一定地质时期的沉降, 沉积中心。我们以济阳坳陷为例说明它与油气勘探的关系。

济阳坳陷是中生代末燕山构造活动期形成的基底单面山式新生代陆相盆地, 面积约25000km2。受鲁西隆起的影响, 坳陷内部又被次一级的基底断裂分割成几个相互间隔的凹陷和凸起, 由南而北依次是东营凹陷、青城――滨县――陈家庄凸起、惠民――沾化凹陷、无棣――义和庄凸起、车镇凹陷。盆地四周被南部的广饶凸起、东部的垦东青坨子凸起, 北部的埕子口凸起和西北的无棣――宁津凸起所包围。

次级凹陷都是北断南超式的箕状盆地, 北侧被巨大的基底同生断层所切割, 巨厚的新生界沉积通过断层直接与基底老地层接触, 南侧为平缓的斜坡, 新生界地层向上倾方向减薄、尖灭、超覆、退覆。

东营凹陷是济阳坳陷中最大的一个凹陷盆地, 面积约5700k m2, 自北而南分布着七个二级构造带, 即滨县――陈家庄潜山构造带、北部断裂带, 坨胜永逆牵引背斜带、中央隆起带, 梁――牛――六凹陷带, 草桥――八面河断鼻带, 南部斜坡带。

总的来说, 济阳坳陷主要形成于裂陷环境, 区内伸展构造样式占绝对优势。按几何学和成因学特征, 可将其划分为翘倾断块式、滑动断阶式、潜山披覆式、重力背形式、底辟等5种次级构造样式。不同构造样式对油气的运移和富集都有一定影像。其中, 翘倾断块、滑动断阶、潜山披覆、重力背形、底辟等构造不仅控制盆区的沉积作用, 而且有利于油气的成藏和聚集, 是研究区油气地质研究和勘探的重要对象。

3 结语

本文从地质结构的形成学说入手, 简要介绍了三种地质构造学说的特点和理论依据, 然后就油气勘探常用地质结构进行了分类:褶皱、断裂和面理, 其中坳陷属于形成复合式油田的一种重要地质结构, 认真分析济阳坳陷的成因和地理分布, 以及其对应的油气勘探的关系, 对于我们提高传统能源的发现和利用是有重要意义的, 但文章还难免存在一些疏漏之处, 希望有关同行提出宝贵意见批评指正。

参考文献

[1]陆克政, 漆家福.渤海湾新生代含油气盆地构造模式.北京:地质出版社, 2005[1]陆克政, 漆家福.渤海湾新生代含油气盆地构造模式.北京:地质出版社, 2005

区域地质构造 篇8

关键词：地质构造；评价指标；指标；优选

煤矿地质构造是影响煤矿采掘部署和安全开采的重要地质条件之一，实现矿井地质构造的综合评价和预测是煤矿走向稳产高产的基本前提。目前，矿井构造研究已从过去单纯的经验定性分析迈向了定性分析与定量评价预测相结合道路。一些先进的评价预测数学模型及专用软件系统不断地在国内外煤矿得到探索和实践。然而，作为煤矿地质构造定量评价与预测重要基础的指标体系及其优化筛选方法却鲜有报道。本文建立一整套地质构造综合评价与预测指标体系，研究成果将直接服务于相关煤矿构造综合评价与预测软件系统。

一、矿井地质构造分析

研究矿井构造是一项贯穿于煤田地质勘查、矿井建设和煤矿开采等各个阶段的首要地质任务，也是构建现代化安全高效矿井地质保障系统的核心内容。

对于矿井地质构造研究主要采用地质评价和综合探测两种方法：

（1）地质评价是从地质角度，采用多学科、多方法、多手段对矿井构造发育规律及复杂程度作出客观评价；（2）综合探测是在地质评价的基础上，选择矿井内具有生产前景的采区，进一步采用地质、物探、化探及钻探等多种手段互相配合，具体查明区内构造的规模、性质及对煤层的破坏程度等。

二、煤炭矿井开采利用率分析

随着开采水平的延深，煤层产状及地质构造发生了很大的变化，地质构造非常复杂，所以对煤的有效开采与回收也变得困难起来，如何提高煤炭矿井开采的利用率，回收率，提高经济效益是我们当前矿业工作的一个重要挑战，面对这一挑战，我们提出以下应对办法：

（1）进行补充矿井地质勘探、巷探，调查研究煤系地层中伴生矿产的储存情况和能利用价值；（2）计算和核实矿井储量，掌握储量动态，提高储量级别，设法扩大矿井储量，及时提出合理开采和利用煤炭资源的意见；（3）研究地质构造、煤层和煤质的变化规律；（4）对煤系地层观测时，对一切穿过煤系地层的井巷均应逐层观测其岩性特征和厚度，对煤层、标志层和煤层顶底板需做重点观测。

三、评价指标的建立

结合煤矿地质构造和采掘工艺特点，力求全面客观地反映地质构造复杂程度及其对采掘生产和经济效益的影响原则，建立经济技术、构造评价2类指标。

3.1经济技术指标

经济技术指标集中反映了地址构造综合复杂程度及其对采掘生产和经济效益的影响大小，解决了矿井构造定量研究与生产脱节问题。（1）构造面积损失系数（S）；（2）构造面积掘进系数（J）。

3.2构造评价指标

从不同侧面建立构造复杂程度评价指标，是实现构造复杂程度定量评价与预测的前提。（1）煤层厚度变异系数（P）；（2）褶皱密度（W）；（3）剖面褶皱强度系数（Z）；（4）断层密度（C）；（5）断层影响系数（F）；（6）断层密度（R）；（7）煤层倾角变异系数（D）；（8）构造组数密度（N）。

四、评价指标筛选

煤矿的地质构造表现在褶皱、断层、层间滑动和煤层流变等多个方面，地质构造同时又受到多种因素的综合影响和控制。单个评价指标只能从1个侧面反映地质构造的发育程度，在对地质构造进行定量综合评价和预测时，首先应该对这些评价指标进行优化筛选，以选择灵敏度较高的指标，并通过确定每个评价指标的权重值，才能得到较好的综合评判结果。采用了灰色关联分析和逐步回归分析相结合的方法，完成构造评价指标的优化筛选。

（1）灰色关联分析法。灰色关联分析是灰色系统理论中的1种重要方法，主要用于分析系统内各因素之间的关联状态，并采用关联度来定量描述因素之间的关联程度。影响地质构造复杂程度的因素之间具有不确定性关系（灰色关系），人类在主观上难以确定它们的主次，为了客观地评价和预测地质构造复杂程度，完成评价指标的优化筛选工作，以构造面积损失系数（S）为母因素，通过灰色关联分析程序，分别求出各构造评价指标和建模预测指标相对于构造面积损失系数的关联度，关联度越大的指标，在地质构造综合评判和预测时应着重考虑。

（2）逐步回归分析法。为了验证灰色关联分析法筛选指标的实际效果，选取构造面积掘进系数（J）为因变量，分别以8个构造评价指标为自变量，采用逐步回归分析程序完成了评价指标的筛选。

通过煤矿地质构造特征、规律、形成机理的系统分析，建立一整套地质构造综合评价与预测指标体系。通过经济技术指标、构造评价指标建立，采用灰色关联分析和逐步回归分析对指标进行智能化筛选，优选出最适合的构造评价指标，研究结果可直接服务于后续煤矿构造定量评价预测工作。

参考文献：

[1]薛喜成.煤矿小型地质构造评价榷议[J].矿井地质，1993，（1）：38-43.

[2]龙荣生.矿井地质学[M].北京：煤炭工业出版社，1991.

[3]李北平.杉木树煤矿地质构造特征分析[J].煤炭技术，2007，26（1）：111-114.