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      煤礦斷層與層間滑動(dòng)構(gòu)造組合型式及其形成機(jī)制

      2017-04-21 10:26:12史智瑋
      科技資訊 2016年36期
      關(guān)鍵詞:形成機(jī)制

      史智瑋

      摘 要:煤礦斷層與層間滑動(dòng)結(jié)構(gòu)又可以稱(chēng)之為層滑結(jié)構(gòu),此類(lèi)結(jié)構(gòu)在煤礦中普遍發(fā)生,并且有多種多樣的組合方式。煤礦斷層與層間滑動(dòng)的組合型式非常值得工作人員的探究分析,進(jìn)行此類(lèi)探究之前需要仔細(xì)研究該煤礦歷史上發(fā)生過(guò)的所有構(gòu)造變形事例,除此之外還需要預(yù)測(cè)該煤礦的構(gòu)造變形規(guī)律。與此同時(shí)還需要對(duì)煤礦中的煤氣耗散進(jìn)行精準(zhǔn)的時(shí)間測(cè)量,這一研究將在一定程度上推動(dòng)煤礦企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。煤礦中煤層的頂板巖層與底板巖層組合差異較大,這一差異將會(huì)造成構(gòu)造變形的巨大差異,大多數(shù)歷史悠久的煤礦會(huì)發(fā)生多次的層間活動(dòng),并且每次發(fā)生層間活動(dòng)的組合都是多種多樣。該文主要研究了煤礦斷層與層間滑動(dòng)的部分構(gòu)造組合,并且深度剖析了煤礦斷層的形成機(jī)制,分析了煤礦斷層的形成原因及其決定因素。

      關(guān)鍵詞:中小型斷層 層間滑動(dòng)構(gòu)造 構(gòu)造組合型式 形成機(jī)制

      中圖分類(lèi)號(hào):P54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2016)12(c)-0238-02

      1 煤礦斷層

      煤礦斷層的構(gòu)造多種多樣,其中斷層又分為順層斷層、緩傾角斷層和層滑斷層,這些斷層形成的原因主要是煤礦中煤層的頂板巖層與底板巖層發(fā)育異常。以其中的一個(gè)為例進(jìn)行深度分析,層滑運(yùn)動(dòng)會(huì)造成固態(tài)物質(zhì)的流動(dòng)變化,這些在一定程度上可以解釋大自然中許多因數(shù)之間的制衡因素。礦產(chǎn)的形成是由層滑來(lái)控制的,層滑同時(shí)又制約著煤和瓦斯,最近幾年來(lái),煤礦的發(fā)展得到了穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí)相關(guān)學(xué)者在煤礦斷層方面的研究也越來(lái)越深入。隨著對(duì)煤礦研究的深入,人們逐漸將目光放到了斷層與層滑構(gòu)造的研究上,并得出最新結(jié)論,煤礦斷層與層滑的構(gòu)造制約著瓦斯和煤層流變。但是,由于受到技術(shù)和儀器的制約,對(duì)于煤礦斷層與層滑之間形成機(jī)制的研究還有待深入。

      2 煤層斷層與層滑構(gòu)造的組合型式

      2.1 斷層與層滑構(gòu)造的同期擴(kuò)展型式

      煤層斷層與層滑構(gòu)造的組合方式多種多樣,其中一種就是斷層與層滑構(gòu)造的同期擴(kuò)展型式,煤礦斷層還分為正斷層,其在煤層中變化時(shí)會(huì)在極大程度上接近煤礦的高角度斷層。層滑斷層在煤礦中的出現(xiàn)率較高,將煤礦的整體進(jìn)行仔細(xì)分類(lèi),可以分為斷層上部和斷層下部。當(dāng)煤礦下部在進(jìn)行順時(shí)針發(fā)育時(shí),會(huì)在煤礦薄壁上出現(xiàn)些許的擦痕和滑泥,并且在施工的煤礦壁上會(huì)出現(xiàn)層滑帶。在不斷的發(fā)育和變化中,正煤礦斷層會(huì)隨時(shí)間的變化逐漸演變成層滑斷層,煤礦在這個(gè)時(shí)期斷層和煤層之間的角度會(huì)越來(lái)越小,最終會(huì)彼此互相連接。層滑斷層也會(huì)得到不斷的擴(kuò)展和變形,這些煤礦層面變化并不會(huì)沿著固定的單一層面發(fā)育,而是隨著開(kāi)采的強(qiáng)度和面積進(jìn)行變化。

      2.2 斷層與層滑構(gòu)造組成塊體滑動(dòng)型式

      煤層斷層與層滑構(gòu)造的組合方式多種多樣,其中還有一種就是斷層與層滑構(gòu)造組成塊體滑動(dòng)型式,在早期形成的中小斷層會(huì)和煤礦結(jié)構(gòu)中層滑結(jié)構(gòu)形成組合塊體,進(jìn)而對(duì)煤礦的穩(wěn)定性造成一定程度的影響。這種情況一般會(huì)造成煤礦整體的滑動(dòng),斷層在某種程度上來(lái)講對(duì)于層滑結(jié)構(gòu)起到了限制的作用,也就是起到了邊界作用。另一種情況就是走滑斷層可以和同一時(shí)期的層滑結(jié)構(gòu)在一起組合成新型的滑動(dòng)結(jié)構(gòu),這個(gè)在學(xué)術(shù)上稱(chēng)之為滑動(dòng)體,這一種情況也會(huì)造成煤礦整體的滑動(dòng)。

      2.3 斷層與層滑構(gòu)造的相互切割和限制型式

      斷層與層滑結(jié)構(gòu)的組合方式也是多種多樣,彼此之間相互切割和限制的類(lèi)型也是多種多樣,大體上可以將其分為兩種類(lèi)型:第一種就是斷層之間的互相切割和限制層滑結(jié)構(gòu),這種情況的斷層結(jié)構(gòu)一般是多種因素造成的,斷層與層滑結(jié)構(gòu)在互相的作用力之下,就會(huì)漸漸的出現(xiàn)限制斷層。第二種就是層滑結(jié)構(gòu)單一的構(gòu)造切割和限制斷層,這種型式的斷層情況可以反映出煤礦早期的形成條件,與此同時(shí)還會(huì)反映出是由哪種切割方式造成的。

      3 煤層斷層與層滑構(gòu)造組合形成機(jī)制

      3.1 應(yīng)力作用

      煤層斷層與層滑構(gòu)造的組合具有一定的機(jī)制,其中最具有決定力度的就是應(yīng)力作用,從早期的發(fā)展歷史來(lái)看,我國(guó)煤礦經(jīng)歷了長(zhǎng)期的動(dòng)蕩變化。不同的時(shí)期煤礦之中情況產(chǎn)生的問(wèn)題性質(zhì)、問(wèn)題原因各有不同,并隨著時(shí)代的發(fā)展也會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題。層滑斷層在煤礦中的出現(xiàn)率較高,將煤礦的整體進(jìn)行仔細(xì)分類(lèi),可以分為斷層上部和斷層下部。應(yīng)力場(chǎng)會(huì)在一定的條件下對(duì)煤礦產(chǎn)生應(yīng)力作用,并且會(huì)對(duì)煤礦中煤層的構(gòu)造造成細(xì)微影響,煤層變形也會(huì)在一定程度上對(duì)應(yīng)力場(chǎng)產(chǎn)生反作用力。

      3.2 介質(zhì)與力學(xué)性質(zhì)

      在研究煤層斷層與層滑構(gòu)造組合形成機(jī)制時(shí),我們首先需要對(duì)煤礦介質(zhì)和力學(xué)進(jìn)行分析,在煤礦中,斷層和層滑結(jié)構(gòu)一般情況下是處于相同的立場(chǎng)之下。煤礦中發(fā)生內(nèi)部變形的大多數(shù)是干性巖層,當(dāng)發(fā)生變形時(shí)的表現(xiàn)特征一般是脆性斷裂,其次就是煤礦介質(zhì)的彈塑性彎曲。相反來(lái)說(shuō),與干性相反的巖層就會(huì)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上發(fā)生巨大的變動(dòng),煤礦的整體變形程度上也會(huì)有所減少。煤礦一般都是由堅(jiān)硬的巖石圈構(gòu)成的,雖然在煤礦的中間構(gòu)造也會(huì)有少量的柔塑型巖層,但是一旦經(jīng)過(guò)開(kāi)采就會(huì)大大降低總含量。其次要了解煤礦的力學(xué)構(gòu)造,只有充分研究煤礦的受力方式,才能保證煤礦能給我們帶來(lái)長(zhǎng)久的利益輸出,并且是在保障礦工的生命安全的前提下。在不斷的發(fā)育和變化中,煤礦斷層會(huì)隨時(shí)間的變化逐漸演變成層滑斷層,煤礦在這個(gè)時(shí)期斷層和煤層之間的角度會(huì)越來(lái)越小,最終會(huì)彼此互相連接。

      3.3 應(yīng)變環(huán)境

      煤層斷層和層滑結(jié)構(gòu)需要在溫度較低的環(huán)境下,在煤礦的深處常常伴隨著大量的水溶液,這樣可以促進(jìn)煤礦煤層的快速構(gòu)成。煤礦深處的巖石較為平滑,滑面在一定程度上會(huì)增加巖石的阻力,也就是說(shuō)地下大量的水流量會(huì)減少煤礦構(gòu)造時(shí)間的壓力。同時(shí)煤礦中的地下水也會(huì)在一定程度上降低礦物質(zhì)之間的粘結(jié)力,會(huì)增加地下煤礦的應(yīng)變環(huán)境,應(yīng)變環(huán)境在一定程度上決定和抗壓強(qiáng)度。在煤礦的縫隙之間填充地下水,水流體就會(huì)產(chǎn)生流體壓力從而去抵消巖體所產(chǎn)生的壓力,在煤礦之中形成很好的浮力效應(yīng)。這也在一定程度上推動(dòng)了煤礦斷層與層間構(gòu)造的多樣組合,推動(dòng)煤礦層滑運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行,改善煤礦在地下的應(yīng)變環(huán)境,保證煤礦能給我們帶來(lái)長(zhǎng)久的利益輸出。

      4 結(jié)語(yǔ)

      綜上所述,煤礦中煤層的頂板巖層與底板巖層組合差異較大,這一差異將會(huì)造成構(gòu)造變形的巨大差異,大多數(shù)歷史悠久的煤礦會(huì)發(fā)生多次的層間活動(dòng),并且每次發(fā)生的層間活動(dòng)的組合都是多種多樣。希望上述可以為相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士提供參考借鑒的材料。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 何學(xué)秋,王恩元,林海燕.孔隙氣體對(duì)煤體變形及蝕損作用機(jī)理[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1996(1):6-11.

      [2] 琚宜文,王桂梁.煤層流變及其與煤礦瓦斯突出的關(guān)系[J].地質(zhì)論評(píng),2002(1):96-105,114.

      [3] 王桂梁,徐鳳銀,龍榮生,等.礦井構(gòu)造預(yù)測(cè)[J].北京煤炭工業(yè)出版社,2008.

      [4] 朱志澄,宋鴻林.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)[J].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,2008.

      [5] 江忠彥.煤礦斷層與層間滑動(dòng)構(gòu)造組合型式及其形成機(jī)制探索[J].地球,2014(8):113-114.

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