時間:2022-04-10 02:51:01
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摘要
隨著地球資源的不斷開采、利用,礦業技術已逐步成熟,人們也越來越關注有關地質構造方面的問題,為使人們更加清晰地學習有關這方面的知識,本文分析探討了一些區域地質構造成礦的問題,并對影響成礦系統的發生和有關保存的因素進行了研究并提出了一些自己的觀點,希望都夠對相關研究人員提供一些幫助。
關鍵詞地質構造;礦床;研究
在地質的研究中,最重要的就是研究構造,構造可以控制礦床的形成,并且在礦床存在的時候,構造有時候還會影響礦床的保護和破壞。地質構造在一定程度上可以進行分類,將它的層次和級別進行劃分,最小的地質構造可以稱之為顯微構造,大的可以達到全球構造,成礦的范圍也受到它們的控制,研究價值也各不相同。
1.構造成礦研究簡史
隨著人類文明的發展,人們在很早以前就已經了解到礦體和構造有關,在一些文獻的記載中,各個國家古代的一些采礦大多是有跡可循的,它們的軌跡一般是沿著斷層和一些縫隙。在科技的不斷進步下,在礦業的不斷發展下,地質構造中單個形態的幾何學描述已經不足以滿足人們,為了更好地進行采礦,人們越來越喜歡研究地質構造的全方位特點,研究方向延伸到各個層次、各個尺度、各個方位等等,這樣的研究使得人們對構造以及礦床形成有了更深的理解。
2.礦床地質研究的進展
1)全球構造與成礦作用。科學界對成礦的研究只要集中在構造上,因此,全球構造和構造的演化也成了研究的重點問題,它對于成礦作用和礦床形成具有很高的要求和控制,也能很好地幫助我們進行礦床的定位,在之前的理論研究中,板塊偏移理論對全球的構造學研究都造成了巨大的影響,也是目前地質研究中最熱門的話題,在有關地學的領域中流傳甚廣,尤其這個理論在礦床地質學領域的影響更是巨大的。在這種理論提出之后,礦床研究的重點方向就是板塊構造和成礦作用的關系,以及超大陸板塊裂解和成礦作用之間的關系,在各種構造背景的研究下,人們對地質構造的了解正在不斷深入,裂谷帶、碰撞帶、轉換帶等地質構造也讓人們的眼界大開,最終也是得出了一系列的結論,如:金屬礦床的產生大多都要伴隨著這些地形,在大陸邊緣這種現象尤其明顯,這是因為有鈣堿性巖漿的訓在,使得熱流體作用產生了極大的影響,使得金屬礦床產生在這種環境下。
現代礦床地質的另一個研究,是在空間和時間上進行研究,研究者將地質構造的演化過程進行推演并根據這個研究礦床的形成所需要的環境,將礦床地質研究融入到全球地質構造的變化中去,這也是目前研究的一個熱點和進步點。在最近的研究中,人們已經不僅僅局限于研究單個的礦床構造,礦物學家將礦床的研究模式應用到地殼剖面上,將礦床在地殼剖面上的分布情況進行了統籌和分析,研究和分析范圍比以前要大了不少,與此同時研究難度也相對來講變得大了。如:在進行太古宙晚期巖漿時,將演化歷史進行了進一步的分析,發現金的成礦也是一種演化的表現形式――巖漿和熱在地殼中的變化。
2)超大型礦床研究。在對礦床的一些研究中可以發現,地球上的礦床基本以大型和超大型礦床存在,如果從數值上看,大約占到了70%~90%,這是非常龐大的比重,并且在一定程度上,只有大型和超大型的礦床才能有機會成為國家級的,成為穩定的金屬生產基地,因此,大型和超大型的礦床就成為了研究和發掘的重點,大型和超大型的礦床的尋找也成為了目前研究的意義所在。我們都知道,大型和超大型礦床是大量金屬物和成礦物質的堆積,并且滿足一定的條件。因此,這種條件和礦床的形成背景是目前地質學家研究的重點。近幾年來,人們對與巖漿有關的成礦作用的研究也逐步提高,在最近的陸松年的理論中,對成礦作用提出了新的想法,認為下層變質結晶基底本身特點和演化發揮了巨大的作用,才使得金礦床擊在那三個地區形成,并且在一定程度上,下層變質基底中初始地殼金豐度會制約金礦的形成,在金礦密集的區域起到了很明顯的作用,因此,在礦床形成的過程中,有一些必然的因素必須要滿足,比如大地構造要對礦床的形成有利、區域的背景要符合要求、周圍的巖石和物理化學環境要適合礦床產生、地質地殼的移動疊加等等,只有滿足了這些條件,大型和超大型金屬礦床才會產生。
3)研究成礦作用的新思想。在國內外的礦床學研究領域中,地質學家們越來越傾向于研究成礦模式,而其中研究最為廣的當屬剪切帶成礦模式,國內外很多地質學家都一致認為,剪切帶能夠有效地反映出全球各類金礦床的定位,并且其本身也是金屬礦床形成、發展和富集的整體,礦床的韌性到脆性的演化也包含在剪切帶里,剪切帶構造不僅僅是影響控礦的一種因素,還是一種機制,一種重要的成礦機制,因此,剪切帶的成礦模式方面的研究就有了很大的進步和發展。另外,一種新概念的產生和推廣,即含金剪切帶成礦機制,對我國的剪切帶金屬礦床的尋找和研究起到了很大的推動作用。另一方面,不只是理論研究上,近些年來,我國的陸續發現了一些與剪切帶有關的礦床,并且大多是中型和大型的,這些發現更是在一定程度上反映了剪切帶成礦模式的研究是有重大的實際意義的,更是一種應用型的成礦理論。
礦床成礦系列是一種自然組合,由我們生活的空間中的各個礦床組合起來的,所謂的礦床成礦系列,概念核心就是把所有的礦床當成一個整體來考慮,將整個歷史背景和流程穿起來,以便探索不同的階段礦床的形成規律,來發現他們之間存在的聯系,這種情況下,根據聯系和規律,在今后的礦床發現和研究中就會占據主導地位,并使得研究問題變得簡單和有跡可循。
在最近幾年的研究中,我國地學工作者經過了多方面的考察和理論研究,在成礦系統分析和成礦動力學方面有了一些進展,認為礦床在一定程度上講,可以當作是一種成礦系統,當然,這種成礦系統是非常復雜且龐大的。成礦系統分析是在最近幾年才逐漸興起的,它使得地質學家對成礦作用的認知更加清晰,并且引導人們從整體考慮。而成礦動力學方面,主要認為成礦是一種動力學問題,因此將成礦問題延伸到了動力學問題上面,這種地質構造的研究方法是全新的,對于地質學家來說這種研究領域也是全新的,將多學科融合和深入,將會對地質構造和從礦床形成的研究下產生深遠的影響。
3.問題與展望
有關礦床成因的問題。礦床,一直以來都被認為是一種地質體,具有特殊性和復雜性,而成礦的過程更是復雜的,因此,我們對于成礦的過程、成礦的作用等方面的研究都是不多的,并且對于已發現的一些礦床,地質學家們也在爭論它們的物質來源以及形成機理等方面,尤其是對一些典型的礦床,地質學家們經過了長期的研究和討論,至今也沒有達成共識。如:對于著名的美國內華達州的卡林型金礦,其內部存在的黃金儲量不斷的在擴大,因此對其的研究也是頗多,但至今對其成因仍存在三種意見。又如:我國內蒙的一處超大型鐵稀土礦床,地質學家們對其成癮也是爭論不休,而最近又有人提出了自己的意見――該礦是地幔流體交代礦床,相信未來會有一個確切的結果。
4.結論
在地質構造和礦床形成方面的研究已經有了很迅速的進展,尤其在最近的20年,地質學家們在地質構造的研究道路上已經走的越來越遠,我們相信,在科技的不斷發展下,在不久的將來,地質構造和礦床形成方面的研究必將有更大的突破,也必將為社會的進步做出極大的貢獻。
中國地處太平洋、歐亞、印度三大地質板塊匯聚之處,又是世界上緯度跨越最大、海拔高度跨越最大的國家之一,因此具備了極其多樣的地質地貌環境與自然生態系統。把中國的自然保護區放到地質地貌的大背景下觀察,可以更好地理解中國自然生態系統的多樣性和中國自然景觀的豐富性。
地質遺跡是生物圈之母
也是保護區的重要保護對象
中國的自然保護區分為9種類型:森林生態、草原草甸、內陸濕地、荒漠生態、海洋海岸、野生動物、野生植物、古生物遺跡、地質遺跡。實際上,野生動植物都依存于前5類自然環境與生態系統中,野生動植物作為一些保護區的分類類型,只是為了強調保護某些旗艦物種的價值和意義。另外,古生物遺跡其實是地質遺跡的一種,從分類上它可歸于地質遺跡之中。
地質遺跡作為地球演化過程中的自然遺存,它既是賞心悅目的自然景觀,例如高山、大川、平原、海洋,也是地球表面生物圈賴以存在的基礎,它還是人們得以認識地球演化過程的珍貴歷史記錄。因此,地質遺跡本身,也成為國家級自然保護區的重要類型和保護對象,它們包括了以下種類和案例。
典型地質剖面:天津薊縣的中上元界地層剖面,河北撫寧縣柳江盆地的元古界-新生界的標準地層及典型地質構造剖面,河北蔚縣-陽原縣泥河灣的新生界地層剖面,浙江長興縣二疊-三疊系界線層型剖面以及長興階層型剖面。古生物遺跡:內蒙古鄂托克恐龍足跡化石,遼寧北票中生代晚期鳥化石等古生物化石群,福建晉江的海底古森林遺跡和古牡蠣海灘巖,山東即墨市馬山的硅化木,山東臨朐縣山旺的古生物化石,河南南陽的恐龍蛋化石群,湖北鄖縣青龍山的恐龍蛋化石群。火山地貌:吉林省四平、伊通、輝南、靖宇、長白山等地的火山地貌,黑龍江五大連池的火山地貌。喀斯特地貌:遼寧大連金州成山頭海濱喀斯特地貌。丹霞地貌:廣東仁化縣丹霞山的丹霞地貌,寧夏西吉縣火石寨的丹霞地貌。
除了這些地質遺跡類型的國家級自然保護區外,其他類型的保護區實際上也包含了諸如火山、喀斯特、花崗巖、丹霞、砂巖峰林、冰川、古生物化石等許多典型的地質遺跡與景觀。
縱橫南北的浩瀚山脈,呈現變幻多姿的森林面貌
森林生態類型是中國數量最多的一種自然保護區類型。目前,中國已建立的446處國家級自然保護區中,森林生態類有206處,如果加上64處依存于森林生態系統的野生動物類、野生植物類保護區,那么與森林生態系統相關的保護區共有270處,占國家級自然保護區總數的61%。
與森林生態系統相關的保護區都有一個共同點,即它們都與中國眾多的山脈唇齒相依。中國地處歐亞板塊東南緣,它受到來自東邊的太平洋板塊以及來自南邊的印度板塊的碰撞擠壓,在一二百萬年以來的晚近新構造運動時期,便逐漸形成了現今中國地貌的基本格局。其最顯著的特征,便是西部青藏高原的隆起,東部平原低地的沉陷,以及由西向東漸次降低的三級地形階梯,而大致平行經向(南北走向)和緯向(東西走向)的諸多山脈,便構成了中國地形的基本骨架與脈絡,也是森林植被的“基體”。其中不少山脈有古老的歷史,但在新構造時期都產生了新的活動與抬升。
一些山脈尤其是南北走向的山脈,常常構成中國地形大階梯的“階坎”。例如,一級地形階梯青藏高原向二級地形階梯云貴高原、四川盆地過渡的橫斷山脈東部;二級地形階梯蒙古高原、黃土高原、云貴高原向三級地形階梯東北平原、華北平原、長江中下游平原過渡的大興安嶺、太行山、巫山、武陵山等等。因此,森林植被的變化,既可以因這些山脈穿過不同的氣候帶而產生,也可以因山脈的巨大高差而在垂直方向呈現。例如,作為內蒙古高原東緣界山的大興安嶺,其北段分布有中最北端的寒溫帶針葉林與針闊葉混交林,向中南段過渡為中溫帶的以紅松、東北紅豆杉、蒙古櫟林、黑樺林、紫椴林為特征的針闊葉混交林。
山體垂直方向上的森林植被變化,則以橫斷山區的岷山、邛崍山、大雪山、云嶺、高黎貢山,以及喜馬拉雅山東段最為典型,這些高山、極高山不僅海拔極高,而且由于青藏高原邊緣的斷裂活動,地形切割也極大,高山深峽相伴,成為地球上地形高差最大的區域,可以見到由亞熱帶至寒帶的完美自然垂直分帶,在短距離內,即可出現極為豐富的森林植被群落的變化。
由于地球上的氣候分區主要是按緯度變化劃分的,因此,中國近東西走向的山脈,也常常成為中國南北地理與氣候區域的分界。這種地理的區劃界線,在自然界中并不是一條線,而往往是沿著山脈走向的一個過渡帶,這就使南北兩側不同的生物物種交叉混生,在森林群落上,表現出另一種多樣性和特殊性。例如,燕山以及太行山北段作為中溫帶與暖溫帶的分界;秦嶺-伏牛山作為中溫帶與北亞熱帶的分界;米倉山-大巴山作為北亞熱帶與中亞熱帶的分界;南嶺作為中亞熱帶與南亞熱帶的分界,等等。
在不同的氣候條件下,相似的巖石構成,也會表現出不同的山地地貌形態,山岳與森林景觀的美學特征也呈現出多樣化。例如,東北的大興安嶺-小興安嶺-長白山,主要由古生代至中生代的花崗巖、中-新生代的火山巖構成,在中溫帶以冰雪融凍為主的物理風化作用下,形成以花崗巖石峰、石穹,火山堰塞湖及火山口湖,熔巖臺丘等為主要特色的地貌景觀,與中溫帶的針葉林、針闊葉混交林相映襯,自有一種蒼涼、冷峻的意境。
在中國南方的幕阜山-九嶺山-武功山-羅霄山、括蒼山-雁蕩山-戴云山,以及南嶺諸山,不少山體也由花崗巖以及火山巖構成,在亞熱帶濕熱風化及流水侵蝕為主的作用下,形成許多峭壁千仞、奇峰兀立的峰叢、峰林、石柱景觀,與亞熱帶的常綠或落葉闊葉林相得益彰。
到了邊緣熱帶的海南島,由于更為強烈的濕熱風化作用以及熱帶雨林的覆蓋,以花崗巖為主體的五指山、黎母嶺、雅加大嶺,多呈現出峰嶺雖陡峭,但山石藏而不露,植被郁閉度很高的山岳景觀特征。
此外,在類似的氣候條件下,由于不同山脈的巖石構成差異,也會呈現山地地貌形態以及景觀美學的差異。例如,中國南方最具特色的山岳景觀當屬丹霞地貌、喀斯特地貌,它們在地貌景觀組合與美學特征上都獨樹一幟。例如,丹霞地貌的赤壁丹崖、峰叢石柱、甕谷懸瀑;喀斯特地貌的峰叢石林、峽谷地縫、溶洞天坑,等等。
另一方面,不同的巖石對于地形和土壤的影響、地質作用形成的特殊地貌,也會給森林的物種、群落結構、林相烙上不同的印記。例如,武夷山、南嶺丹霞地貌區的亞熱帶常綠闊葉林;大婁山北坡川南、黔北、渝西南一帶“赤水型”丹霞地貌區以竹林、桫邐特色的森林植被;在黔南及廣西境內的苗嶺、鳳凰山-九萬大山-大瑤山、六詔山等地,常見有中亞熱帶至南亞熱帶的喀斯特森林,或稱石灰巖的季風常綠闊葉林、山地苔蘚常綠闊葉林、季雨林等,白頭葉猴、黑葉猴是這類森林中的標志性物種。
火山噴發形成的火山口,或者喀斯特溶蝕塌陷作用形成的天坑,會造就環狀封閉的巨型凹坑。在中國,這些凹坑直徑最大可達千米左右,最深可達600多米,因坑內氣候溫和濕潤,蒸發量小,樹木生長旺盛,且不易受人類干擾,常常繁衍出壯觀的“地下森林”,生物多樣性比地面的森林群落更為豐富。以廣西雅長蘭科植物國家級自然保護區附近的大石圍天坑為例,天坑內的森林郁閉度遠高于坑外,保持了原始森林的特性,植物與洞穴動物的種類極為豐富,有許多中國乃至東亞特有種。在趨光作用影響下,凹坑內樹木的高生長也尤為突出,在黑龍江小北湖國家級自然保護區附近的鏡泊湖火山口“地下森林”中,一般樹高達50米以上,最高超過100米,遠高于坑外地面上的樹木。
從平原到高原,浩渺繽紛的濕地大觀
濕地是中國另一個十分重要的自然保護區類型。被定為“內陸濕地”類型的國家級自然保護區有53處,如果加上36處包括在野生動物、海洋海岸、草原草甸、森林生態、荒漠生態、地質遺跡等類型中的濕地類保護區,含濕地保護的國家級自然保護區中共有89處,占國家級自然保護區總數的20%。
由于不同的地質地理成因與背景,中國國家級自然保護區中的濕地也呈現十分多樣化的類型,筆者把它們分為以下幾類:
寒溫帶-中溫帶的東北平原河流湖泊濕地;中溫帶的內蒙古高原東部湖泊濕地;中溫帶的阿爾泰山、天山山地湖沼濕地;中溫帶的西北干旱區荒漠-綠洲濕地;暖溫帶的華北平原河流湖泊濕地;北亞熱帶-中亞熱帶的長江中下游平原河流湖泊濕地;暖溫帶-北亞熱帶-中亞熱帶的海岸灘涂及河口濕地;南亞熱帶-邊緣熱帶的紅樹林海岸濕地;高原暖溫帶-北亞熱帶-中亞熱帶的云貴高原湖泊濕地;高原溫帶-高原亞溫帶-高原亞寒帶的青藏高原高寒湖沼濕地。
東北平原-華北平原-長江中下游平原,是歐亞板塊東緣因與太平洋板塊碰撞形成的一個大的沉降帶。東北平原三面被山地圍繞,地勢低平,排水不暢,加上氣溫低、蒸發量小,以及凍土層的隔水作用,所以在松花江、嫩江、烏蘇里江、黑龍江、遼河沿岸形成大面積湖沼,當地人稱之為“泡子”。而新生代以來因板塊碰撞發生的廣泛火山噴發,常常堵塞河流,形成堰塞湖群,這也是東北平原大范圍積水成沼的重要原因。在東北平原,這類濕地保護區達到29處,是中國國家級濕地自然保護區分布最密集的區域。
華北平原以前是渤海和黃海的一部分,由于黃河以及由太行山而出的漳河、滹沱河、唐河、拒馬河、永定河、白河等帶來的泥沙淤積,才成為今日之平原。其中黃河居功至偉,它造就了以河南鄭州桃花峪為頂點的地球上最大的陸上三角洲。雖然在填海造陸的過程,潴積的不少湖淀現已干涸,但海河河口、黃河河口、海河水系的衡水湖以及河南境內的黃河沿岸,仍是目前華北平原的國家級濕地保護區所在地。
長江中下游平原歷史上曾經被浩渺如海的“云夢大澤”那樣的許多湖泊所占據,后雖因泥沙堆積以及人類活動影響,湖泊縮小分離,但這里仍保留了中國東部最大的淡水湖群,如今在洞庭湖、洪湖、龍感湖、鄱陽湖、洪澤湖以及長江口的九段沙,均建有濕地類的國家級自然保護區。
“地球第三極”青藏高原的隆起,是晚近地質時期對地球氣候與環境產生重大影響的最重要的地質事件。由于成為許多大河的發源地,青藏高原也被稱作亞洲“水塔”,而保障“水塔”供水的重要水源涵養地,便是青藏高原獨具魅力的高寒草原-草甸-濕地生態系統。一方面是因為原來經剝蝕形成的低海拔平原被快速大幅抬升,保留了平緩的地形面,加上構造斷陷,容易積水成湖;另一方面,大面積凍土表層的融凍作用,也極易形成積水洼地并沼澤化,進而擴展連接成大片湖沼濕地。四川、甘肅、青海、西藏境內的若爾蓋、尕海、黃河首曲、隆寶灘、三江源、色林措等地,便是這類濕地及其保護區的典型。
比青藏高原外緣低一個“臺階”的云貴高原、內蒙古高原,也有許多高原湖泊濕地。在云南高原,它常常是沿著南北向斷裂帶發育的長條狀深水湖;在貴州高原,往往是伴隨著喀斯特及構造作用的溶蝕斷陷湖;在內蒙古高原東部,常見為構造拗陷低地的匯水湖盆。云南的蒼山洱海、貴州的威寧草海、內蒙古的達賚湖等國家級濕地自然保護區,可分別視為這些高原湖泊的代表。
值得人們高度關注的還有中國西北干旱區的荒漠-綠洲濕地,它主要分布在內蒙古西部、寧夏河套、甘肅河西走廊,以及新疆的塔里木和準噶爾盆地。在高山夾峙的這些干旱區斷陷低地,雖然戈壁沙漠廣布,但依賴于高山的冰雪融水,在山前的沖積扇上及沿河兩岸形成了綠洲濕地,它是荒漠地帶最富有生機的生態 “綠島”。例如已建立國家級自然保護區的內蒙古額濟納、甘肅的張掖黑河、敦煌陽關,新疆的艾比湖等。
氣候與地貌條件紛呈多樣的濕地,也孕育了各具特色的植物群落與動物種群。例如,青海三江源的高寒草原-草甸-濕地生態系統,為青藏高原特有的、以藏羚羊、野牦牛、藏野驢、藏原羚等為代表的大中型食草類動物種群提供了良好的棲息環境,成為它們的大種群集中分布區,同時還為高原上的雪豹、狼等肉食動物種群的生存提供了食物來源。當然,最重要的也許是,濕地為眾多鳥類提供了棲息地,而且由于中國地域遼闊,可作為同一類候鳥的夏季繁殖地與越冬地。例如,黑頸鶴在四川若爾蓋、青海隆寶灘、青海湖的夏季繁殖地,在貴州威寧草海,云南昭通大山包、西藏雅魯藏布江中游河谷的越冬地;丹頂鶴在黑龍江扎龍的夏季繁殖地,在江蘇鹽城的越冬地,等等。
從溫帶到熱帶,漫長的海岸線展示豐富多彩的海洋生態
中國大陸的海岸線長約18400公里,島嶼海岸線長約16900公里,二者相加約35300公里,而且中國的海岸線地跨溫帶、亞熱帶、熱帶多個氣候區,因此海洋海岸的自然特征也極為豐富多彩。
上文提到華北平原、長江中下游平原都有由海變陸、由湖變陸的演化歷史。在天津海河口的古海岸與濕地、河北昌黎黃金海岸、山東黃河口的濱州貝殼堤島與濕地、福建晉江深滬灣海底古森林遺跡等地的國家級自然保護區,反映海陸變化的古海岸遺跡,都被記錄在一道道古貝殼堤、古沙堤,或古牡蠣海灘巖中,它可以幫助人們閱讀這種自然變化的歷史書頁。
需要著重提到的,是位于南亞熱帶-邊緣熱帶的紅樹林海岸、珊瑚礁海岸,它們皆在北回歸線以南,主要分布于福建、廣東、廣西、海南的大陸及島嶼海岸。在這里已建立國家級自然保護區的紅樹林海岸有福建的漳江口,廣東的湛江,廣西的合浦山口、防城北侖河口,海南的東寨港;已建立國家級自然保護區的珊瑚礁海岸有廣東的徐聞,海南的三亞、文昌銅鼓嶺。
紅樹林海岸與珊瑚礁海岸都被稱為生物海岸,但其成因卻與地質作用密切相關。紅樹林海岸主要是受地質斷陷作用影響,海岸下沉,形成喇叭形海灣,又被稱為溺谷。河流帶來的泥沙大量堆積,形成低緩的灘涂,利于紅樹林生長。而珊瑚礁海岸是在相對抬升的巖石海岸上,因波浪侵蝕形成淺水平臺,給珊瑚礁生長提供了良好場所。紅樹林海岸與珊瑚礁海岸都是生物多樣性最突出的海岸段,而且它保護了海岸的穩定,也使海岸地貌呈現多樣化。
海南島由于全島處于熱帶,加上有利的海岸地貌條件,因此成為中國紅樹林海岸與珊瑚礁海岸發育最好的地方,其紅樹林、珊瑚礁的規模與物種種類都遠遠超過大陸東南沿海和臺灣島。而且,瓊北后水灣的鄰昌礁、瓊西洋浦灣的大鏟礁,還是中國海域內僅有的兩處堡礁。
[摘 要]造成礦山煤層頂板事故的主要原因多數是由于地質構造不清而引起的,所以準確掌握礦山開采范圍內的地質構造對預防頂板事故的發生具有極為重要的作用。本文通過簡單闡述地質構造對煤層頂板的一些影響及相應的管理辦法,希望對同業人員在實際工作過程中有一些啟發。
[關鍵詞]地質構造;頂板;事故
1.造成頂板事故的因素
1.1 構造
地層受力發生斷裂,沿破裂面兩側巖塊發生顯著相對位移的構造。在較大斷層附近一般都會伴生著一些較小的斷層及裂隙,其斷層性質基本與大斷層相同,這N情況在頂底板都是厚砂巖層時最為常見。這些小斷層及裂隙雖然落差小,不能影響煤礦工作面的正常開采,但是它將使煤層的頂底板產生破碎,如果這些小斷層及裂隙較多,將對煤層工作面的頂板產生更大的危害,容易造成頂板事故的發生。
1.2 褶皺
巖層在構造運動作用下,因受力而發生彎曲,一個彎曲稱褶曲,如果發生的是一系列波狀的彎曲變形,就叫褶皺。褶皺的基本單位是褶曲。褶曲是發生了褶皺變形的巖層中的一個彎曲,通常在地層受水平擠壓力或者受水平擠壓剪切力時產生。煤礦開采的煤層在受各種構造應力的作用下,會產生各種各樣的裂隙、節理等煤層內小構造。尤其在褶曲的軸部,這種地質表現尤為明顯,煤巖層的破壞程度也更大,當煤層在開采、掘進等生產過程中被揭漏就會更易產生脫落現象,甚至是發生片幫和冒頂等事故。
1.3 斷裂
在斷層的作用下,將煤巖層分割開,兩盤發生相對位移,使煤巖層不再具有巖層的連續性與完整性。斷層產生于各種不同構造中,在構造環境較復雜的煤礦礦區,伴隨斷層所產生的破碎帶及其對頂板的破壞程度都較構造環境簡單的礦區嚴重,因為破碎帶的大小與破碎程度是煤礦頂板事故的一個主要影響因素,所以這類礦區更易發生頂板事故。
在構造應力作用下斷層兩盤容易出現牽引褶曲、破碎、擠壓和揉皺等地質現象,且會改變煤層厚度,在煤礦生產過程中這些煤層在揭露后經常是發生頂板事故的地點,另外有些頂板斷裂而底板不斷裂或者底板斷裂而頂板不斷裂的構造部位,因為構造應力的影響,頂板容易發生冒落,一般冒落范圍都較大,且都不發生明顯先兆,這也是容易發生頂板事故的原因。
1.4 煤巖組合
煤層頂底板的巖性、強度、厚度及其存在的構造是煤礦生產過程中選擇支護方式和處理采空區方式的根據,也是頂板事故的主要誘發因素。由于煤層頂底板因為地層應力和構造影響,地層產生形變,導致頂板破碎,煤層變形。在實際煤礦生產中也證實,一般容易引起頂板事故的煤巖組合情況為:①煤層偽頂不連續,強度不夠,如果支護不及時,或者支護方式支護手段不能適應頂板變化,也容易發生頂板事故。②煤巖組合復雜的煤層中通常具有較多夾矸層,生產過程中容易發生分層砸落傷人;③主要成分是沼澤泥和泥炭沼澤泥的煤巖組合,在原始沉積時部分沉積物的表層可能發生風化,高嶺土化作用顯著,容易發生頂板事故;④頂板節理和劈理發育地段,在生產過程中容易導致頂板事故,在頂板上方存在積水情況下,積水沿構造導入,使頂板事故的發生幾率增大;⑤煤層厚度急劇變化地段造成頂板穩定性差,容易產生頂板事故;⑥如果煤層傾角較大,當某處發生頂板冒落時,將使煤層頂板沿傾角下移,有可能頂板冒頂事故的面積變大。
1.5 巖漿侵入
巖漿侵人會分割煤層,破壞煤層的完整與連續。一般情況下,巖漿巖體形狀都不規則,巖漿巖體與煤巖體接觸部分常常伴隨特殊褶皺及旋窩狀褶曲等小構造。在生產過程中這些地質情況不易掌握,且不易支護,是容易發生頂板事故的一個因素。
2.預防頂板事故的相關措施
2.1 加強煤層觀測工作
為更好的了解礦區地質狀況,就要充分了解所采煤層的各相關特性,以保證安全生產,在生產過程中盡量減少發生頂板事故的可能性。觀測內容:①結構:要查明煤層的各個分層和夾矸層,觀測夾矸層的層數、厚度、巖性及其與煤層的接觸關系。②煤厚:實際測量煤層的分層厚度及其總厚度,觀察分析煤層厚度的變化規律。③圍巖:觀測圍巖的巖性及其與煤層如何相接處,圍巖構造的發育及其穩定性等。④煤質:觀察所采煤層的物理性質、煤層結構及內在構造等特性;若因實際情況需要,可以對煤進行取樣化驗,以測定煤的灰份、揮發分等化學性質。⑤含水性及導水性:通過在實際生產過程中進行觀察,掌握所采煤層的含水性及其導水性。⑥產狀:煤層的產狀包括煤層傾角、傾向及走向。這些都需要在煤層揭露后由技術人員進行觀察測量。
2.2 加強地質工作
必須提高對煤礦地質的認識、加強地質勘探和地質隊伍建設、推廣引用地質勘探新技術、認真落實地質工作,防止頂板事故的發生。
我國煤礦在生產過程中通常使用通過打鉆以及圖紙分析等方法探查礦區范圍內地質構造情況。要繼續加強這方面的工作力度,做到在生產前掌握地質構造和頂底板特征,做好地質工作。同時,要積極引進先進的科學技術,比如物理探測方法進行地質勘查工作,結合傳統的技術手段,把頂板事故的發生可能性通過加強地質工作來降低。
2.3 合理布置巷道
在煤礦巷道的設計過程中,要盡量避免在斷層、節理破碎帶、泥化夾層等地質構造軟弱面附近布置巷道。頂板的次生應力與原巖應力和側壓系數有關,要把巷道的位置布置在頂板壓力不太集中、頂板穩定性較好的地點。
2.4 加強現場管理與技術管理工作
現場管理人員要經常性的對頂板進行檢查,發現問題及時處理。這對預防頂板事故來說是一項基礎工作,也是最為重要的一項工作內容。而技術人員要通過觀察已揭露煤巖層的活動規律,分析推測出本礦區內其它位置煤巖層的大概活動規律。詳細地了解頂板情況,編制出適合本礦井或本區域的一套行之有效的預防措施。同時,也要注重對一線工作人員的培訓,使一線工作人員對頂板管理有一個的科學的認識,讓他們能夠在生產過程中及時預防和處理可能危及他們生命安全的頂板事故問題。對檢查出來的安全隱患問題,要及時整改,定人員,定措施,定時間的保證將整改落實到實處。整改后,要進行嚴格驗收,保證合格,否則不可繼續進行生產活動。
2.5 細致編寫作業規程
在編制作業規程過程中,要根據具體的地質條件,編寫盡可能詳盡的頂板支護措施及實施細則,并嚴格執行所編寫的規程,以保證井下工作人員的人身安全,同時,根據實際情況的變化,及時編制補充措施,以適應實際工作中遇到的地質構造變化情況。
2.6 重視防治水工作
由于煤礦的采煤工作面往往在其上段存在采空區,采空區內積水可以通過采動裂隙及斷層等構造導入煤層的頂板,使其更容易發生頂板事故。所以,要加強煤礦防治水工作,盡量使采空區內的積水不能對煤層頂板產生影響,以減少頂板事故的發生。
3.結語
地質條件的不清晰是誘發頂板事故發生的主要因素。相關技術人員在實際生產工作過程中要對礦區的地質情況和頂板地質特點進行深入地調查與研究,掌握其與頂板事故的相關性,最后使用與礦區實際情況相適合的防范措施,這樣才能有效預防頂板事故的發生。對頂板事故的防治工作是礦山生產過程中的重要部分,必須認真對待,充分了解其發生的各種誘因,才能做好礦山安全工作。
作者簡介
高志廣,男,1967年出生,1990年畢業于鶴崗礦業職業學院學校采礦專業,助理工程師,現工作于黑龍江龍煤集團鶴崗礦業公司新陸煤礦地測大隊,主要從事地質工作。
摘 要:河北聰鼐襯詰乃炯矣北區鐵礦是近年來開采的大型露天鐵礦場,屬鞍山式沉積變質型。礦區范圍內大洪峪組白云巖與鐵礦床伴生,巖體主要呈似層狀,上被第四系地層覆蓋,位于太古界單塔子群變質巖地層之上,巖體與鐵礦床產狀一致,受礦區內震旦紀之后的北北東向和近東西向兩組為主的斷裂構造控制,其形態呈舒緩波狀展布。
關鍵詞:白云巖;礦床;構造;地質特征
0前言
河北省灤縣境內司家營北區露天鐵礦位于響R-李興莊-灤南縣樂營成礦帶上,是冀東地區重要的露天鐵礦集中區。該區的白云巖礦產資源儲量也相當豐富,研究對象為司家營鐵礦北區N6~N34線間,設計終了開采境界線以上的保有建筑用白云巖礦體,非金屬礦物包括石英,長石、碳酸鹽、綠泥石、黑云母和角閃石,其中石英含量較高。
1區域地質背景
司家營北區地處灤縣響R鎮境內,位于河北省東部,燕山南麓,灤河西畔,地處環渤海經濟圈和京津唐的腹地。該區探明儲量的礦產資源多達20多種,包括有鐵礦石23億噸,石灰石約2億噸,白云巖約1500萬噸。司家營北區鐵礦屬鞍山式沉積變質鐵礦床,位于新河復式背斜西翼,主要呈單斜構造,片理走向近南北,傾向西,傾角40-50度,從上世紀50年代,在經過幾次比較大的地質勘探過程中,共探明B+C+D級礦石儲量超過17.7億噸,平均品位為TFe29.17%。司家營礦區擁有豐富的水資源、電力設施、熔劑礦資源和煤炭資源,使鋼鐵工業具有資源與設施方面的優勢。
2礦床地質特征
本區大地構造位置為中朝準地臺、燕山臺褶帶、山海關隆起之昌黎凸起的西南邊緣地帶、司馬長復式向斜的次一級褶皺構造司家營復式向斜東翼新河復式背斜西翼。
2.1地層
礦區大面積被第四系覆蓋,基巖地層以太古界單塔子群黑云變粒巖和中元古界長城系大紅峪組石英砂巖、白云巖為主,沉積巖大洪峪組地層角度不整合覆蓋于單塔子群變質巖地層之上。
2.1.1太古界單塔子群
礦區出露變質巖地層為太古界單塔子群白廟子組三段,在礦區內廣泛分布。主要由一套變質程度比較淺,粒度比較細,巖性比較簡單的變粒巖類、片巖類和石英巖類等組成。混合巖化弱而普遍。該套地層走向近南北,傾向西,傾角40°~50°。
2.1.2中元古界長城系
礦區長城系地層為大洪峪組,巖性為石英砂巖、白云巖及含砂白云巖。走向北北東,傾向北西西,傾角10°~25°,以角度不整合直接覆于太古界單塔子群變質巖之上。由于區內第四系大面積覆蓋,長城系地層零星出露。礦體賦存于該層位中。
2.1.3第四系
分布廣泛,占礦區面積的70%以上。地表出露的以亞砂土為主,其次為坡殘積物。個別鉆孔中可見到粘土。第四系厚20~30m,最厚70m,一般是東薄西厚。
2.2構造
區內構造簡單,僅一條北北東向F4斷層:主要是在N6~N30線間的鉆孔中見到,全長約2700余米,向南、北端可能還有一定的延伸,為礦區內規模較大的斷層。其走向15°~20°,傾向北西西,傾角40°~55°。在平面上呈舒緩波狀,為一壓扭性走向逆斷層。該斷層在N8線將建筑用白云巖礦體斷開,導致長城系地層重復。水平斷距50~80m,傾斜斷距70~80m。斷層雖從礦體中通過,但因斷距較小,影響不大。
2.3巖漿巖
區內目前尚未發現巖漿的大規模侵入現象,只在極少數的鉆孔中出現了厚度較大,產狀不明的黑云霓輝正長巖。另外,伴生的還有一些中基性的脈巖,如變質輝長巖脈、橄欖灰綠玢巖脈、偉晶巖脈等。
2.3.1黑云霓輝正長巖
主要呈黑綠色,巖石幾乎全部由結晶礦物組成,具有不等的它形粒狀結構且表現為塊狀構造。礦物成分以輝石為主,其次為角閃石和黑云母。輝石呈現出帶狀結構的特征,透輝石在中心地帶,邊緣為綠色的霓輝石。微斜長石表面較臟,有的光性異常,為交代別的礦物而來。
2.3.2變質輝長巖脈
顏色主要呈黑綠色,以輝石、基性斜長石為主要成分,具變余輝長或纖狀變晶結構。巖脈中的輝石已經變質作用變為角閃石或陽起石。并伴有磁鐵礦、鈦鐵礦及磷灰石等副礦物的生成。在N18-N32線間分布有區內最大的變質輝長巖脈帶,斜切礦體,呈北西西走向 厚度為10-20米,長度約為1500米,傾角較陡。
2.3.3橄欖灰綠玢巖脈
灰黑色,具斑狀結構。斑晶常聚斑出現,主要成分為基性中長石;輝石、橄欖石的含量較少。基質中分布有雜亂無序的細小半自形條柱狀斜長石,輝石呈半自形或它形和細小鐵礦物一起分布在斜長石間隙,構成似輝綠結構。在N6線ZK238孔、N12線ZK200孔見此巖脈侵入于震旦系地層之中。
2.3.4偉晶巖脈
灰白色或肉紅色,具偉晶結構。巖脈的主要組分為鉀長石、斜長石和石英,并含有少量的黑云母、白云母、角閃石和磁鐵礦。分布較廣,多以透鏡狀順層貫入于變粒巖和礦層之中。
3.礦體地質特征
礦體賦存于長城系大洪峪組地層中,礦體呈層狀產出,礦體在礦區內主要分布于N6~N34線之間,賦存標高-200m~+40m,礦體平均厚度約80m,礦體走向15°~20°,傾向北西西,傾角40°~55°。礦石為厚層白云巖及含砂白云巖。
3.1礦石質量
3.1.1礦石的礦物成分
白云巖又稱苦灰石,白云巖是以白云石為主要組成的碳酸鹽巖,是碳酸鈣和碳酸鎂的復鹽。礦物成分以白云石為主,少量方解石、石英、粘土礦物及陸源碎屑(石英、長石和云母),有時也有少量的石膏、硬石膏、天青石、重晶石、黃鐵礦、有機質等。礦石主要自然類型為白云巖及含砂白云巖。
3.1.2礦石化學成分
礦石的化學成分主要為CaO、MgO,少量SiO2,其它組份微量。
3.2礦體圍巖及夾石
礦體頂底板為石英砂巖、含礫砂巖及燧石巖,地層為長城系大洪峪組。圍巖與礦體產狀一致,接觸面比較規則。
夾石:礦體內偶見砂巖夾石,砂巖夾石厚度較小達不到剔除厚度時,本次估算未剔除。
3.3白云石的礦物特征
純白云石的化學分子式為CaMg(CO3),理論含量CaO:30.41%,MgO:21.86%,CO2:47.73%,其晶體結構為三方晶系,晶形為菱面體形態。顏色為灰白色,有時為淺黃、淺褐、淺綠、肉紅色。光澤為勃利光澤,解離完全。莫氏硬度3-4,密度2.8-2.9g/cm3。滴入鹽酸后不發泡,只受侵蝕。
摘要:隨著煤礦行業的快速發展,對于井下瓦斯賦存狀態影響因素的研究得到了業內人士的高度重視。對于瓦斯賦存狀態在多數情況下不僅受到一個區域地質構造型式的影響,還會受到局部地質構造型式的影響。可以說,地質構造型式對瓦斯賦存狀態起著決定性的作用,同時也可以有效地評估該地區的煤田瓦斯狀況。本文結合對地質構造特征的描述,闡明了地質構造型式對瓦斯賦存狀態的影響作用。
關鍵詞:地質構造型式;瓦斯賦存狀態;影響作用;分析
一、前言
瓦斯是煤在地質歷史演變過程中逐漸形成的氣體地質體,影響瓦斯涌出量大小和煤層瓦斯賦存狀態的地質條件是含煤層歷經多次構造運動演化的結果。瓦斯賦存和運移與地質構造有著十分緊密的關系,從地質角度來分析礦井瓦斯賦存規律,對于瓦斯抽放利用及防治礦井瓦斯災害有重大意義。
目前,隨著將瓦斯與地質構型相結合研究工作的開展,在對地質構型與瓦斯生產、轉移等關系之間的研究已經取得了初步成效以及進一步研究的基礎。現如今,在越來越先進的技術支撐下,必須要善于利用這些技術并加大對該課題的理論研究,全面提升相關研究水平,最終為煤和瓦斯的進一步發展提供可靠的理論基礎,從而更進一步推動我國煤礦事業的大力發展。筆者根據多年的工作經驗,采取地質劃分的方法,對該課題進行簡要的分析研究。
二、地質構造特征介紹
(一)斷裂構造介紹
地殼的形變,一般都是從褶皺到斷裂,斷裂又可分為斷層和節理;但一旦發生斷裂,它便作為地塊的邊界條件,從而對以后的變形起決定性影響。雖說每個采煤礦區的地質環境條件各有不同,其斷裂構造形態也不盡相同。但經過研究,可以看出它們之間也存在著一些相同的規律性可循。對具有成生聯系的各項結構因素而言,在統一的構造應力場的作用下,在具體統一的地質構型下,其產生的構造形跡并不是隨機無序的,盡管這些結構要素可能具有不同形態、不同級別、不同性質、不同方向和不同序次,但仍有著一定的內在規律可循。斷層的封閉性和透氣性將對瓦斯的積聚產生巨大的影響。
(二)褶皺構造介紹
每一個采煤礦區的地質構型都各不相同,除了上面提到的斷裂構造外,還存在著一種褶皺構造。當煤層受到褶皺的充分影響作用后,在褶皺區域的不同部位對于瓦斯的賦存狀態也是千差萬別的。例如在復式向、背斜軸部轉折端,瓦斯極易聚集,而在褶曲兩翼,則瓦斯不易于積聚。
(三)地質動力的區分?
地質動力區分是結合了現有先進的科學技術,以地質形態的基本常識與常見的地質外形為依據,來正確地預測出該地區的地質形態。在這其中,必須有對該地區地質形態最專業和權威的分析研究,還必須要能夠分析出該地區地質斷裂形成的原因以及其歷史的發展變化情況,再利用現代化先進的數據分析軟件、應力測量儀等來找出應力集中的地域或方位。這種辦法現在已經在中國很多礦區加以實際推廣應用,也得到了業內人士的一致好評,為煤田的順利開采提供了一定的技術支持與豐富手段,也值得進一步的推廣使用。
三、地質構造對瓦斯賦存狀態的影響分析
(一)地質構造與瓦斯賦存的關系分析
地質構造形跡對瓦斯賦存的影響主要表現在:一方面造成了瓦斯分布的不均衡,另一方面是形成了有利于瓦斯賦存或排放的條件。受到地質構造應力的作用和應力場復雜性的影響,在同一構造形跡內會出現有應力集中程度不同的塊段,從而形成了相對的高壓和相對的低壓區域,壓力差驅動了瓦斯的運移,形成了瓦斯的相對聚積,這也是造成瓦斯分布不均衡的重要原因。
如果煤田所處斷層較少,瓦斯賦存就主要受到區域褶皺的控制。由于褶皺運動,會造成褶皺產狀發生較大變化,而煤層作槌粱巖中最軟弱的成分之一,在構造應力的作用下或重力作用下極易發生形變,甚至產生塑性流變,從而形成復雜的褶皺和厚煤包。巖層經過褶皺作用后,在褶皺不同部位圍巖封閉瓦斯能力也具有較大的差別,在背斜軸部節理以張性為主,其封閉瓦斯的能力明顯較弱。而在向斜軸部,節理以壓性或壓扭性為主,因此,圍巖封閉瓦斯的能力會介于背斜軸部和向斜軸部之間。此外,背斜傾伏端埋深相對大,封閉瓦斯的能力也會相應增強;而向斜仰起端埋深相對減少,則封閉瓦斯的能力也相對減弱。
(二)煤層埋藏深度及圍巖與瓦斯賦存的關系
瓦斯含量隨埋深增大而增大,煤層埋深越大,煤層中的瓦斯向地表運移的距離就越長,就越容易保存下來。此外,深度的增加致使壓力增大,煤層及圍巖被壓實,降低了透氣性,有利于保存瓦斯,正常情況下,煤層的瓦斯含量與埋深呈現一定的相關性。
由于壓力的作用,煤層瓦斯會不斷運移和排放,圍巖和煤層的滲透性決定了瓦斯運移和排放的速度。如果煤層頂底板為致密較完整透氣性差的巖層,如泥巖、裂隙不甚發育的灰巖,瓦斯不易滲出,瓦斯在煤層中就容易保存下來,致使煤層瓦斯含量過高,瓦斯壓力過大。相反,如果煤層頂底板由膠結較差的中粗砂巖、礫巖組成,則煤層瓦斯含量低,瓦斯壓力小。
(三)地質構造對瓦斯含量及壓力預測的影響
對于一個采煤區的瓦斯含量及其壓力等方面的測評工作是十分必要的。在實際工作中,可以利用目前先進發達的儀器設備來進行具體測試。首先,需要對具體煤礦的井下瓦斯原始值進行測量,并且要做好多組數值的歷史記錄;其次,要能夠正確靈活地使用多場耦合分析模擬系統,正確計算出最后的數值;最后,需要結合記錄下來的數值,在適合的軟件里面做出曲線圖。經過對這些測試、分析以及總結的經驗中,可以很直觀的發現地質形態對于瓦斯和壓力值都有很大的影響作用。
(四)區域構造對于瓦斯賦存的影響
大型構造體系決定了煤田盆地的形成。如含煤巖系一般保存于山字型的馬蹄形盾地和兩翼負向構造單元內,盾地部位可以是構造簡單的含煤盆地,也可以是一系列含煤向斜構造,兩翼的含煤向斜構造則呈雁列展布。煤田中常見一些中、小型直扭型構造型式,如中、小型多字型構造和中、小型入字型構造等。在多字型構造中,保存含煤巖系的褶皺和斷裂構造具有等距、雁列展布特征,一般以長條狀、短軸狀褶曲為主,兩翼不對稱,陡翼常伴生走向逆沖斷層。入字型構造其主干斷層一般長數十公里,張扭性分支斷裂與主干斷層所夾銳角指向所在盤相對運動方向,含煤巖系一般保存于分支斷層下降盤或拖曳向斜構造內,等距、雁列于主干斷層旁側。在構造型式的控制下,煤區周圍出現一定的應力集中區,從而導致瓦斯得不到及時的釋放,使得這個地區的瓦斯量比較高。這種對地質形態的預測為進一步評估一個地區的瓦斯賦存具體狀態有著不可取代的重要作用。除此之外,由于地區的環境條件不同,其煤層的透氣性能以及斷層的情況對瓦斯的賦存狀態同樣有著相當重要的影響作用。
四、結論
隨著科技的不斷發展,煤礦行業也在發生著日新月異的變化。對瓦斯賦存狀態的研究一直都是業內人士非常關注課題,經過不斷地研究分析發現,地質構造型式對其的影響作用是至關重要的。在實際的煤礦運營中,技術人員應該在大量理論知識的支撐下,對該課題進行更深層次的研究與分析,進一步提升我國煤炭事業的發展與壯大。
摘 要 煤礦行業作為國家重點高危行業,安全生產是其工作的重中之重,安全與生產兩者密不可分,要想搞好生產,實現礦井的高效高產,第一要務就是抓好安全。隨著煤礦開采的礦井越來越深,井下地質構造更加復雜、煤層厚度所呈現出的不穩定及不規則形態,會對煤層開采及井巷掘進造成嚴重影響,是影響煤礦安全生產的最重要客觀因素。
關鍵詞 地質構造 煤礦 安全生產 影響
0前言
據不完全統計,近年來我國發生的各類煤礦安全事故中,有超過60%為瓦斯、頂板及突水等惡性事故,而這些類型的事故的發生基本都與煤礦地質構造有著密切的關聯。
1煤礦地質構造與瓦斯事故的關系
1.1煤與瓦斯突出
煤與瓦斯突出是指在煤礦井下采掘過程中,在煤和地應力的共同作用下,在極短的時間從煤巖體內噴出大量煤巖與瓦斯的動力現象。瓦斯突出與地質構造的關系十分密切,其多發生在地質構造帶內,如褶曲、斷層或火成巖侵入區附近,可能造成設施破壞或人員傷亡事故。
1.2對瓦斯風化帶的影響
煤田形成后,煤變質生成的瓦斯經煤層、圍巖裂隙和斷層向地表運動;地表的空氣、生物化學及化學作用生成的氣體由地表向深部運動。由此形成了煤層中各種氣體成分由淺到深有規律的逐漸變化,即煤層內的瓦斯呈現出垂直分帶特征。一般將煤層由露頭自上向下分為四個瓦斯帶:CO2-N2帶、N2帶、N2-CH4帶、CH4帶。前三個帶總稱為瓦斯風化帶。在地質構造復雜區域的煤層結構被破壞時,即可能影響瓦斯風化帶的發育程度。如采掘工程在瓦斯風化帶內,當通風不良或停風時,不但會存在CO2引起窒息的危險,還有發生瓦斯爆炸的危險。
2煤礦地質構造與頂板事故的關系
2.1斷裂構造與頂板事故
斷裂構造是指巖石在地殼內的動力作用下,沿著一定方向產生機械破裂,失去其連續性和整體性的一種現象。斷裂構造包括斷層和節理,其中斷層使巖(煤)層兩側發生明顯位移。斷層在不同的構造環境中發育廣泛,特別是地質構造復雜的礦區,斷層的規模不等、大小不一,小的不足一米,大的則達數十、上百米,其斷距、破碎帶大小不一,對圍巖的破壞程度也不盡相同,其中在破碎帶極易產生頂板事故;另外,在斷層的兩側還可能出現牽引揉皺、褶曲、擠壓和破碎等現象,造成煤層和頂、底板巖層中裂隙也顯著增加,同時可能導致煤層厚度突增或壓薄,在采掘過程中該處煤(巖)層暴露后極易產生冒頂事故;還有一些斷頂不斷底或斷底不斷頂的小斷層以及層間滑動構造部位,在構造應力的作用下,圍巖易脫落,且脫落面積較大,沒有預兆,造成采掘時也易發生頂板事故。
2.2褶皺構造與頂板事故
褶皺構造是巖(煤)層在構造運動的作用下而發生形變,形成的一系列連續彎曲。從褶皺成因分析,褶皺一般是由橫彎褶皺作用、縱彎褶皺作用和剪切褶皺作用形成。其中巖層受到與巖層面垂直的外力作用而發生彎曲形成褶皺的過程稱為橫彎褶皺作用;受順層擠壓應力作用導致巖層彎曲而形成褶皺的作用稱縱彎褶皺作用;由于切層或順層剪切而導致褶皺形成的作用為剪切褶皺作用。在構造應力作用下,巖(煤)層要發生塑性流動或滑動,使得不同部位產生一系列的裂隙、小斷層、節理等內部小構造。在褶曲的核部裂隙、節理加速發育,巖造成層極易破碎,易冒落,巖(煤)層軸部結構急劇變化,煤層厚度發生急劇擠厚或壓薄現象,導致采掘過程中不易支護,一旦支護不到位,很容易發生片幫及冒頂事故,給頂板的管理帶來困難。
2.3煤巖組合與頂板事故
由于煤系地層受到地質應力及后期構造運動影響,煤巖層均已產生形變,導致圍巖破碎,頂板多變不平整,煤層形態多變。經生產實踐證實,在煤層偽頂完整性差,強度低,如果支護不到位,或支護手段、方式沒有適應煤層頂板變化;另外在煤巖結構復雜的煤層中又常含有多層夾矸層,開采過程中發生夾矸至上分層脫落的煤巖組合情況下,極易產生頂板滑移甚至冒頂事故。
3煤礦地質構造與突水事故的關系
礦井突水是指在采掘過程中巷道揭穿富水溶洞、導水通道、積水老窿時,大量地下水突然涌入礦井內的現象。礦井突水一般來勢兇猛,常會在短時間內淹沒巷道,給礦井生產帶來極大危害,甚至造成人員傷亡。復雜的地質構造都是地下水富集的地方,V井突水都具備三個基本要素即水源、水量和導水通道。因此,在煤炭采掘過程中地質構造可能引起井下突水事故的發生,不但給煤礦造成生產上的被動和損失,更給安全帶來極大的隱患。
3.1斷裂構造對煤礦突水的影響
井下隔水層對突水起阻擋作用,其阻水能力由其厚度、巖性組合及力學強度決定。當采掘遇到斷層時,上下兩盤巖(煤)層可能發生錯動,縮短了煤層與底板含水層間的距離,造成底板隔水層有效厚度減少,甚至造成斷層一盤的煤層與另一盤的含水層直接接觸,造成底板隔水層有效厚度消失,將極大的增加煤層底板突水的危險性。另外,隨著斷裂帶內裂隙發育,巖體破碎,強度降低,不僅給承壓水的導升創造了有利條件,甚至裂隙帶可能成為充水帶,使水文地質條件更加復雜,給突水創造了條件,從而造成采掘過程中極易發生突水事故。
3.2陷落柱對煤礦突水的影響
巖溶陷落柱是指埋藏型巖溶的地下溶洞的頂部巖層和覆蓋層,在荷載或其他動力作用下,失去支撐發生坍塌或剝落后形成的上小下大的錐狀塌陷體。陷落柱突水災害是礦井巖溶突水災害的重要類型之一,其主要特點是突水性強,規模大,破壞損失嚴重。因巖溶陷落柱除自身常儲聚大量地下水外,還常成為溝通其他水源的導水通道,所以陷落柱突水時極易造成嚴重的淹井事故。
4結語
綜上所述,在煤礦安全生產工作中,不能就安全抓安全,探明地質構造的類型和規模才是保障安全生產的首要任務,并且應時刻關注地質構造的變化,認真研究分析這些地質因素,總結規律,制并定科學有效的防治措施,從根本上降低煤礦重大事故的發生概率。
所有的地理學家都沒能料到龍門山構造帶會發生如此劇烈的震動,以至于搖晃了半個亞洲。
“龍門山構造帶的確是活動的,但我沒想到這里會有如此大的地震。”自80年代末開始即在四川西部地區開展地質研究工作的美國麻省理工學院地球與行星科學系教授、美國地質學會前主席伯奇費爾先生對這次發生在汶川的8.0級地震表示非常出乎意料。
一般來講,大地震通常發生在板塊邊界,例如印尼蘇門答臘大地震。而這次龍門山地震是發生在大陸內部的一次“非典型”陸內變形。
自上個世紀60年代以來,板塊構造假說的提出為地質學注入了強大的生命力,似乎地球上的火山、地震分布之謎一下子就解開了。然而,隨著研究的深入,當板塊構造假說在海洋地質學家和地球物理學家那里取得巨大勝利的同時,許多大地構造地質學家對板塊構造假說提出了質疑,因其并不能有效地解釋發生在大陸內部的變形(例如位于大陸內部的火山、地震)。因此,對該假說的懷疑和如何“登陸”也被提出來了。
中國的青藏高原是研究大陸變形的天然實驗室,在我國青藏高原內部和邊界發生著大規模的地殼運動,例如2001年發生在昆侖山的8.1級地震和橫斷山脈頻繁的地質活動。這次發生地震的龍門山斷裂帶就是位于青藏高原和四川平原轉換的邊界上,是研究青藏高原隆升和陸內變形的關鍵地區。根據美國地震局發表的此次地震的震源機制解釋,加拿大蒙特利爾工學院嵇少丞教授表示:引發汶川大地震的龍門山主中央斷裂震源深度為10~20公里,斷層走向平行于龍門山走向(向北西傾),在垂直剖面上呈鏟形,近地表傾角最大達65度。地震發生時,在短短的兩分鐘時間內,地殼巖石中就形成了一條長約250公里、深近20公里的大斷裂,順著這條斷裂,西邊的松潘――甘孜地塊向東邊的四川盆地狠狠地挺進了一大步,這一步在有的地方竟然邁了9米之遠!這些特征必然造成地震的最大烈度帶從震中向北東方向強烈展布。
汶川大地震的發生的地質背景是極其復雜的。龍門山構造帶是研究中國中新生代大陸構造的關鍵地區,它被圍限在華北、揚子和羌塘三大陸塊的拼貼構造之間。三疊紀晚期華北陸塊、羌塘陸塊與揚子陸塊碰撞拼貼不僅直接使秦嶺山脈崛起,在龍門山地區也造成了強烈的褶皺――逆沖構造作用,地殼縮短變形并形成了古龍門山。在約5000萬年前,印度次大陸和歐亞板塊碰撞拼貼,雄偉廣闊的青藏高原在這個時候開始崛起,古龍門山構造帶也重新復活,在中新世――更新世經歷了類似現今青藏高原東北緣柴達木祁連山的逆沖縮短作用,川西的貢嘎山即是因為部分吸收了晚新生代沿鮮水河斷裂的左旋走滑位移而隆升逾7000余米,龍門山――岷山構成了中國東西部地形地貌的重要邊界,部分地方的海拔可以在50公里內由四川盆地的幾百米上升至龍門山的5000米左右,成為和喜馬拉雅并列的世上最陡峭的地形邊界。
然而令人困惑的是,在這次汶川大地震之前,現今的觀測資料表明龍門山地質活動并不特別強。這一地區最大歷史地震為7.5級,近年來較大的地震為1976年松潘、平武兩次7.2級地震,但是這些7級以上地震都是發生在岷山構造帶上而非龍門山,龍門山地震活動主要以中小地震居多,歷史上只發生過4次6級地震,沒有7級以上地震的紀錄,近年來發生的最大地震為1999年綿竹地區的兩次5級地震,北川以北歷史上未發生過6級以上地震,并且GPS測量并不支持龍門山現代存在顯著的地殼縮短量。因此,可以說這次汶川大地震完全出乎中外地質學家的意料。
然而,必須認識到,人類出現在約300萬年前,同5000萬年的青藏高原演化史相比時間太過短暫。因此,在歷史的長河中,龍門山相對平靜的地震歷史也許僅相當于大自然打了一個盹。從科研角度來講,汶川大地震必將帶來對青藏高原現今地殼活動的全新審視,從而加深大地構造地質學家和地震學家對陸內變形的認識,為解決陸內地震發生的機理提供寶貴的資料。2008年5月12日,我們為汶川大地震付出的代價是血,而人類必將在隱忍含吞中進步,了解自然,敬畏自然。
摘 要:在地質構造不同的條件下,頂板巖層的狀態和性質對開采煤礦的安全產生較大影響,特別是遇到陷落柱、節理和遇斷層等復雜地質構造時,加強工作面的頂板支護,對采煤過程中的安全管理問題尤為重要。本文通過對工作面頂板支護技術和地質構造的現狀加以分析,探討如何有效保障工作面頂板支護安全。
關鍵詞:頂板支護;采煤工作面;地質構造過斷層
在開采煤礦的過程中時常會出現冒頂事故,該事故對采煤工作面的影響較大,是安全生產的極大隱患。隨著采煤工作面的不斷變化(向前、移動、加深)情況,頂板條件和壓力也會隨著地質結構的變化發生變化,工作面的狀態一直是動態循環狀態,在遇到陷落柱、節理、遇斷層等復雜構造時,頂板發生的變化更為劇烈,所以,在采煤過程中,頂板的支護尤為重要。頂板的支護不僅能保證施工人員的人身安全,還能根據不同地質條件的變動,最大程度地保障開采工作安全,提高開采效率。
一、遇過斷層情況
遇到過斷層之前,煤層表面通常會出現一些前兆。例如工作面傾斜、煤層節理面增多及煤層走向改變等。這些現象對工作面上下板棚會產生破壞性影響。使煤層煤量減少、煤質變軟,煤層層理不清,光澤變暗,還會發生瓦斯流出等嚴重情況。
1.過斷層:(1) 繞過斷層方法。繞過斷層方法通常在斷層過大的工作面中較為常用。因其斷層落差大,影響范圍也隨之變大,所以必須明確斷層范圍及區域,繞過斷層區域挖掘新的采煤切口。采煤過程中遇到斷層區域,應立即停止采煤操作,重新尋找采煤切口再進行開采,確保安全施工,同時提高煤礦資源的開采效率。(2)硬過斷層方法。硬過斷層方法通常在斷層較小的工作面中較為常用。斷層工作面處的煤質通常較松軟,再加上大量澆水等原因,極易發生冒頂事故。為了避免事故發生,我們通常會采用硬過斷層方法,這樣可以有效避免冒頂事故,保證采煤施工安全性。
2.單體支柱工作面遇硬過斷層方法。單體支柱工作面遇過斷層時,應確定采煤面與斷層角度。當斷層與工作面煤壁角度較小時,破碎范圍就越廣,對頂棚維護的難度越大。情況允許的條件下,應對煤采煤面與斷層角度進行適當調整。頂棚穩定時,應保持在25°~35°范圍內,頂棚不穩定時,應保持在35°~45°范圍內。縮短工作面斷層距離,在過斷層之后,再對切口進行填平復原。在頂板支護完好無損的情況下,斷層位置較低時,不需要對過斷層采取特殊措施。在采煤過程中,會存在傾斜開采的情況,這時可以通過調整斷層來設置開采高度。硬過斷層時,斷層工作面處的煤質通常較松軟,導致機器設備難以輸送進去。這時應增加頂板厚度及支撐力,進行挑頂處理,保證頂板坡度可以緩慢變化,從而確保安全性。
斷層較小時,頂板支護主要有以下幾種方式:(1)帶帽點柱。帶帽點柱通常用在斷層落差較小、頂板及斷層面較為平整的采煤工作面。(2)木垛。木垛較適用于斷層區域巖石破碎較為嚴重及頂板壓力較大的情況下。木垛通常會設置在采煤工作面兩側及斷層暴露較多的區域。(3)橫板棚。工作面頂板較為破碎的情況下,可采用橫板棚進行支護。橫板棚間的距離應保持一定間距,在頂板壓力較大的情況下,可根據實際情況對橫板棚進行適當調整,確保可以安全支護。臥底過斷層如頂煤煤質比較松軟,可以先打前拖梁,再以從下向上的方式釘木垛。遇過斷層時,打孔應盡量不要太深,并在周圍設置小炮,在斷層周圍區域禁止置防大炮。在置頂時合理計算距離,盡量一次性全部收回支架。
二、過陷落柱
由于巖石坍塌形成的細小碎石稱之為陷落柱。采煤過程遇陷落柱情況時,工作面煤質會被細小碎石覆蓋,這種情況又叫無煤柱現象。由于陷落柱周圍頂板破碎程度相對較大,這種情況下極易引發冒頂事故。
過陷落柱與過斷層的前兆及現象反應基本相同。不同之處是陷落柱呈鋸齒形狀,相對于過斷層,陷落柱邊緣較為凹凸不平,其物質主要是各種碎石,斷層附近則基本都是巖石物質。陷落柱范圍^大時,應采用探巷法對范圍進行探測,另外開采切口,避開陷落柱區域。陷落柱范圍較小時,應明確破碎具體區域,根據巖石破碎嚴重程度,采取有效的補救措施。陷落柱巖石破碎較為嚴重時,可采取橫板棚支護方式,棚距控制在0.5m以下的范圍,避免造成頂板暴露的現象。在過陷落柱時,巖石和陷落柱的邊緣應架置木垛來配合支撐。過陷落柱應由專業技術人員操作,提前進行大眼放炮,做好準備工作推進工作進度,防止破壞支撐柱梁,使開采工作能正常運行。
三、采煤工作面過沖刷帶
在開采煤礦時,覆蓋元煤層的物質被水質沖刷掉,經過長時間累積沉淀,在煤層表面會形成一層新棚,即為沖刷帶。在遇到沖刷帶之前通常會有明顯的預兆,例如煤層厚度大面積變薄或變松軟,沖刷帶附近區域煤層受水侵蝕發生巖石風化,煤層疏松變薄變脆,孔隙擴大。在采煤工作面中遇到沖刷帶的范圍較大。由于沖刷帶煤層變薄、變脆或直接破碎,離層后容易產生離層垮塌的現象。因此對頂板需采取必要的支撐措施才能避免不良現象的發生。工作面在遇到沖刷帶時,必須對頂板實施大面積支撐置架。防止頂板垮塌和冒頂事故。對沖刷帶周圍區域,應加大保護措施并增加保護裝置,進一步預防冒頂事故的發生。
過沖刷帶時,應調整沖刷帶頂棚距離,縮小至最短距離,并及時維護沖刷帶區域的支架及頂棚。增加木垛和支架的架置數量,在采高較大的情況下,應打戧柱或架設戧棚。
四、采煤工作面過節理
節理是指斷裂面兩側巖石斷裂的構造,又稱裂隙。其結構形式較為規律,在開采巖石中,通常會以節理地質構造優先進行開采。
五、頂板分類
由于頂板事故的頻發,會經常出現巖石脫落現象,再加上開采人員的工作疏忽,甚至會使采煤工作面大范圍冒頂。該現象頻發的主要原因為煤層上有很多不同壓力不同性質的巖石,也就是煤層頂板。從上至下分為(老頂-直接頂-偽頂,見表1)。老頂由堅硬巖石所組成,直接頂由砂質泥巖所組成,兩者都具備相對的穩定性,在遇到節理、斷層等地質構造時,頂板支護實施最佳的支護方式,頂板支護的效果好壞,直接影響事故的發生概率和頻率。偽頂則是由松軟的巖石所組成,其巖層非常薄,會隨著開采而脫落,影響采煤質量。
六、頂板支護的類型
在開采過程中,常遇到傾向和走向出現變化的情況,煤層松軟失去光澤,并時常出現巖溶和崩塌作用形成的巖石堆積體等等現象。對頂板進行適當支護才能確保煤層開采安全施工。不同的地理環境和地質構造,支護的方式也相應不同。支架和支柱的建立和使用,都是在開采實踐中,通過對巖層壓力計算得來。
1.端頭頂板支護。在基礎支護上,多人配合將機頭機尾支架拉移,工作面與端頭支柱的推進保持一致,木柱帽方向與巷道方向保持垂直。
2.側頂板支護。側頂板支護通常采用雙排支柱的方式,在配合后排支柱的同時,使支架水平方向與支架高度保持一致。在回撤支柱時,操作人員必須保持安全距離進行回撤,按照先支后回的原則,用專業工具將側面支柱取出,然后把回撤支柱按標準支好,為了確保操作人員安全,應先把支柱移出再進行移架。
結語
在全面提倡安全施工的今天,煤礦開采屬于危險系數極高的行業,應更加注意開采工作的安全問題。頂板支護是防止事故發生的重要措施,在開采工作中重視頂板支護技術,重點發展頂板支護技術,堅持安全生產原則,能更好地促進開采行業的可持續發展。
瑪麗安娜海溝中的挑戰者深淵是世界大洋的最深地點,它縱深海面下達10900米。這個裂縫據悉是由2個海洋板塊垂直錯動形成的,不過研究人員現已掌握的事實更具有戲劇色彩。跡象顯示一個板塊正被推向另一板塊下,擠壓作用力正把下沉板塊劈成兩半。
挑戰者深淵的陷落溝渠地區坐落西太平洋,是卡羅琳板塊和瑪麗安娜小板塊之間的界標。地震記錄表明這里溝渠中的大多數地震顯然震源都靠近地表,因此地震學家認為兩個板塊一定正在垂直相互錯動。遂后夏威夷地球物理學和行星學研究所由帕特里夏?弗賴爾領導的研究小組利用最新地震學資料進行了一項更為精確的勘測,他們發現大多數地震實際上發生在地球深處。
這一發現說明卡羅琳板塊正遭受擠壓,深邃地嵌入瑪麗安娜板塊下。弗賴爾指出:“有些地震震源深達300公里地表下,那只能用一個板塊正大力擠壓另一個板塊來解釋。”
由于地震出現在靠近板塊交界處,因此定位地震就有可能發現兩個板塊的邊緣。利用這種解釋方法,科學家就能查明在挑戰者深淵周圍的卡羅琳板塊已經極其傾斜地潛入下面的地幔中。弗賴爾認為這么劇烈的地質構造活動最現實的解釋是卡羅琳板塊被肢解。這種地質構造活動促使部分板塊分離并且迅速下沉,從而形成一個更為深邃的海溝。
弗賴爾研究小組對該地區所作的側掃描聲納勘測也支持板塊肢解的設想。側掃描聲納勘測是地震波從海底以不同角度反彈回來呈現一個地表三維圖像。研究小組在挑戰者深淵以北發現那里海床上覆蓋著地層碎片――跡象表明卡羅琳板塊正被劇烈地拉伸,這可能正是板塊之間碰撞撕裂的痕跡。
聲納勘測資料還揭示一個以前從未發現的海底地層區域,這一地域幾乎和挑戰者深淵一樣深。弗賴爾為首的研究小組已正式將這個地區以他們的研究小組命名為夏威夷則繪研究小組深淵并且估測該深淵為海平面下10732米。它距離挑戰者深淵約250公里,而且也是由下潛板塊的地質構造肢解活動造成的。
認識瑪麗安娜板塊正怎樣應對這類地質構造肢解活動,有望查明地震給該地區帶來的危害,包括關島。弗賴爾指出:“測繪板塊斷裂形態正在幫助我們解釋波及關島及其周邊島嶼主要的地震類型和分布,這個地區可能會出現比以往確認更高能級的地震。”
摘要:本文主要闡述了沉積巖、巖漿巖、變質巖的構造特點。地層賦存特點與構造的主要形式分為地層單位、巖層產狀、地質構造主要形式。原巖應力在礦山工程中的地位和對礦山工程的影響主要有原巖應力在礦山工程中的地位和地質構造對礦山工程的影響。
關鍵詞:地質構造;形式;礦山工程;影響
1 巖石的生成分類與構造特點。
巖石的生成一般分為沉積巖、巖漿巖和變質巖三類。
1.1 沉積巖 沉積一般以層狀形式分布,呈現明顯的層理性。按照沉積條件和成分不同可分為礫巖各種砂巖及鉆土巖、各種碳酸巖,包括石灰巖、灰巖等。
機械性沉積巖的組成包括顆粒成分與膠結成分。粗顆粒沉積巖性質主要取決于膠結成分。膠結成分包括硅質、鐵質、鈣質及泥質等,硅質和鐵質膠結的巖石較堅固,鈣質膠結易于溶解,泥質膠結巖石遇水后會軟化。
細顆粒沉積巖的性質與顆粒的礦物成分關系較大,主要有高嶺石、蒙脫石、伊利石等成分等,這類巖石孔隙率小、滲透性差,遇水后易于泥化、有塑性變形,吸水膨脹。中、細粒砂巖的強度、滲透性以及抗風化性視顆粒組成與膠結成分不同而異。化學沉積巖石有不同的溶解性。
1.2 巖漿巖 依據成因一般分為火山巖和侵入巖。它的礦物組成與結構非常復雜。深成的侵入性巖漿巖形體大、結晶較均勻,噴出性火山巖一般含有不同的凝灰成分,并有間層等不規則結構。深成巖-淺成巖-噴出巖之間的強度和抗風化能力形成從高到低排列。
巖漿巖通常被視為均質、各向同性體,物理力學指標比較高。
1.3 變質巖 它隨變質環境(母巖種類、溫度、壓力)的不同,有石英巖、片麻巖、板巖、大理巖等。通常具有結晶和定向排列結構;但其成分不同,變質程度也有深淺區別,所以,巖性差別較大。變質巖的母巖如是沉積巖,變質會改善其力學性質,變質程度越深巖性越好。
2 地層賦存特點與構造的主要形式
2.1 地層單位 在地質時代漫長不同發展階段,地殼內形成各種不同的礦產資源。為便于尋找和開發礦產資源,要對各地的地層建立統一的名稱和地質年代。國際通用的地層劃分單位分界、系、統三級。地層對應的地質年代單位為代、紀、世三級。
2.2 巖層產狀 地層產狀指巖層的空間幾何關系。其主要參數有:走向傾斜巖層面與水平面的交線,構成巖層走向線方向;傾向通常指巖層傾斜向下且與走向正交的方向,用其在水平面上投影所指的方向表示;傾角巖層層面與水平面的交角。
2.3 地質構造主要形式 ①地質構造形式。單斜構造在相應范圍內巖層或礦體大致向一個方向傾斜的構造形態;褶皺構造巖層或礦體受水平擠壓后彎曲,而仍保持連續性的構造形態。褶皺構造的基本單位是褶曲,褶曲是巖層的一個彎曲。摺皺構造分為背斜和向斜。背斜是巖層層面凸起的彎曲構造。向斜是巖層層面凹下的彎曲構造;斷裂構造巖層或礦體受力后產生斷裂,失去連續性和完整性的構造形態。斷裂面兩側巖層或礦體沒有明顯位移的就是裂隙,斷裂面兩側巖層或礦體發生明顯位移的就是斷層。②斷層基本知識。斷層的要素。斷層面和斷層線斷層面指巖層沿之斷裂的面,斷層線指斷層面與地面的交線;交面線指斷層面與礦體或煤層的交線;斷盤指斷層面分開的兩側巖體,斷層面上面的斷盤叫上盤,斷層面下面的斷盤叫下盤;斷距和落差斷距是斷層兩盤相對移動的距離,落差指垂直斷距;斷層的走向、傾向和傾角斷層面的走向、傾向和傾角即是斷層的走向、傾向和傾角。
斷層的分類。根據斷層上下盤相對移動的方向可分為正斷層:上盤相對下降,下盤相對上升的斷層;逆斷層:上盤相對上升,下盤相對下降的斷層;平推斷層:兩盤沿近直立的斷層面作水平移動的斷層。按斷層走向與巖層走向的關系可分為:走向斷層:斷層走向與巖層走向平行的斷層;傾向斷層:斷層走向與巖層走向垂直的斷層;斜交斷層:斷層走向與巖層走向斜交的斷層。
3 原巖應力在礦山工程中的地位和對礦山工程的影響
3.1 原巖應力在礦山工程中的地位 構造應力通常以水平應力為主;因有構造應力存在,原巖應力的水平側應力系數又經常變得大于1。構造應力雖然分布是局域性的,而由于它作用大,一般造成巖層和礦山井巷工程的破壞。
原巖應力是礦山井巷工程開挖前,地下未受擾動的應力分布狀態。原巖應力的主要組成部分是自重應力和構造應力。構造應力一般指由地質構造運動引起在地殼巖石內的應力或者是其殘余應力。目前還不能用計算方法確定。
原巖應力是引起地下結構荷載的主要因素。在地下工程中施筑支護后,支護限制圍巖的變形或支撐破壞的巖石重量,同時也承受巖石的作用,這是圍巖對支護的荷載(地壓),支護荷載的能力直接與原巖應力有關。
3.2 地質構造對礦山工程的影響 ①構造應力的分析方法。研究地質構造形態與地質作用的關系能確定構造應力的主作用方向。這些關系是:褶曲的主作用方向和褶曲軸垂直,褶皺受扭剪作用而呈斜列式排列時,褶曲軸與剪作用斜交;斷層通過斷層性質和滑動方向,能判斷最大構造應力的主方向;節理:巖層內X狀節理的最大主作用方向平分X的夾角,并與一個節理面成45°-4/2;主作用方向和縱張節理平行,和橫張節理垂直。②地質構造對采礦系統及巷道布置的影響。斷層的影響:斷層把原完整的礦床、礦體或煤田、煤層分為若干斷塊,給礦井掘進、運輸、巷道維護及開采帶來一些困難。斷層附近巖石通常較破碎,支護困難;含水層水和地表水容易通過斷層涌入井下,造成礦井涌水量增大和突水。
井田內存在大斷層,會增加巖石巷道的工程量;一些礦井一般以大斷層為井田邊界;中小型斷層也經常限制采區或盤區的劃分,影響巷道布置,增加巷道掘進工程量,影響機械化設備的發揮作用和高產高效開采;斷層兩側一般要保留礦柱,增加了礦體損失。
褶曲的影響:褶曲軸部頂板壓力一般出現增大現象,巷道變形,不易維護,開采要加強支護;煤礦向斜軸部是煤礦瓦斯突出的危險區域;通常井田內階段或水平運輸大巷、總回風巷沿走向布置。褶曲使沿層布置的巷道出現彎曲。
摘要:艾維爾溝礦區作為新疆維吾爾自治區重要的煉焦煤生產基地,位于新疆天山山脈中。根據艾維爾溝礦區的厚煤層地質構造的規律,分析厚煤層地質構造的主控因素等。在石門揭穿緩傾斜特厚突出煤層時,穿煤段距離一般長達幾十米,抽排鉆孔施工時,噴孔、卡鉆嚴重,施工困難,無法一次性穿透煤層全厚,傳統上只能采取分段防突措施,揭穿煤層。但分段實施防突措施,危險性大,揭煤時間長。為此,提出了復雜條件下的石門揭煤區域綜合防突措施,對礦井在未采區域生產過程中防突措施設計工作有著一定的指導意義。
關鍵詞:艾維爾溝煤礦 厚煤層地質構造 防突措施
新疆艾維爾溝礦區是新疆維吾爾自治區重要的煉焦煤生產基地,該礦區位于新疆天山山脈,坐落在新疆吐魯番盆地西翼,交通便利,距烏魯木齊市130公里,距托克遜縣120公里,隸屬新疆維吾爾自治區烏魯木齊市達坂城區管轄。
1 礦區厚煤層地質構造
1.1 構造特點。新疆艾維爾溝礦區內出露地層比較復雜,主要有古生界的石炭系、二疊系以及中生界的三疊系和侏羅系地層,其中石炭系地層和侏羅系地層為斷層接觸,三疊系地層與侏羅系地層呈角度不整合接觸。礦區受冰達坂-夏熱嘎斷裂和紅五月橋斷裂控制的影響和制約,其次一級逆斷層發育[1],嚴重破壞煤層。古生代地層受西南翼斷層切割的影響,向北逆沖在中生代侏羅系地層之上,在一定程度上形成疊瓦狀推覆構造。巖層和煤層傾角為9-25度,受斷層破壞影響個別露頭局部變化比較大,與東西兩端相比較,礦區中部巖層和煤層傾角比較平緩,并且深部傾角逐漸變陡。礦區地表水及地下水的主要補給源主要是高山積雪融水,第四系孔隙水、基巖裂隙水及構造破碎帶裂隙承壓水等含水類型在不同程度上影響煤層氣運移。
1.2 煤層及煤質。在整個礦區內,煤層的平均厚度為9米,并且中間潤藏著干燥粉狀的軟煤層,純煤總厚度最大為75.63米,最小為1.03米,平均32.20米。煤層比較穩定,并且多含夾矸;也有一些煤層屬于不可采煤層。在物理性質方面,礦區內各煤層基本相同,煤巖組分主要是鏡質,其平均含量高達83.71%,絲炭組分、黏土類平均含量為3.72%和12.1%。煤質以肥煤為主的氣、肥、焦、瘦混合煤種,該種煤低灰及中灰、有害元素低、含油、熱值高。由西向東煤類分布次為氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤[1]。
2 重要因素分析
在多種因素綜合作用下,其結果是煤與瓦斯突出,對于突出來說,地應力、瓦斯壓力、煤體結構及地質構造等發揮著關鍵性作用。
2.1 地應力對煤與瓦斯突出的激發作用。通常情況下,地應力主要包括原巖垂直應力、構造應力兩種。其中原巖垂直應力受開采深度的影響和制約,比較明顯的特征就是井巷掘進時顯現地應力[2]。構造運動及形跡影響制約著構造應力。根據地應力實測結果顯示,垂直應力、水平應力分別是金尼克理論值的1.05~1.78倍和2.69~4.76倍,并且分布不均勻。同時較大的剪應力存在于一些井田煤系地層內[3]。受殘余構造應力的影響,進一步對突出起到激發的作用,進而在一定程度上極大地增加了煤與瓦斯突出的危險性。地應力還通過采掘活動形成的支承應力或集中應力激發突出,很容易造成事故。
2.2 地質構造對煤與瓦斯突出的控制作用。地質構造、煤層埋深、煤質與厚煤層中的瓦斯壓力、瓦斯含量之間的關系比較密切。瓦斯壓力、瓦斯含量隨著地質構造的復雜化,以及埋深的增加、煤體破壞嚴重等進一步增大。在采煤過程中,與突出臨界值相比,由于工作面瓦斯壓力與瓦斯含量比較高。因此,在采掘活動中,瓦斯放散初速度、煤強度等是誘發突出的關鍵因素。另外,在采掘過程中,瓦斯的放散速度決定于構造煤的發育程度。受采掘集中應力的影響,厚煤層出現卸壓、破壞、變形等,吸附的瓦斯被快速的解吸,進而在一定程度上形成游離瓦斯,該游離瓦斯擁有巨大的膨脹能,受集中應力的激發,進而促進煤與瓦斯突出的發生、發展。
3 礦區厚煤層地質構造防突措施的建議
由于艾維爾溝礦區坐落在天山山脈,受各期區域構造運動影響,礦區內構造較復雜,斷裂較發育。在施工防突鉆孔時瓦斯大、地應力大、打鉆噴孔嚴重、卡鉆、夾鉆、高壓水施工鉆孔時遇見干燥粉狀煤層不返水,在厚9米煤層中間分別在底板進入煤層2米中見第一層1米的干燥軟煤層,進入5米煤層的時候見第二層2米厚干燥粉狀煤層。對于礦區煤層來說,其構造條件在一定程度上影響了變質程度的發揮,同時斷層可以切割煤層,進而煤層的連續性遭到破壞,進一步影響煤礦生產的正常進行,并且斷層帶附近也是瓦斯富集區,當瓦斯含量超過一定的限度后,容易造成煤與瓦斯突出,很難處理瓦斯與地應力,因此要做好以下防突措施。
3.1 迎頭綜合防突措施。①排放鉆孔。由于煤層較厚,對于巷道迎頭,通常采用排放鉆孔的措施進行相應的處理,如果煤層能夠被排放鉆孔穿透,并且終孔間距控制在2米,那么鉆孔往往要達到好幾百個,進而在一定程度上增加了鉆孔的工程量,并且由于鉆孔較長,進一步增加了施工難度。根據設計要求,需要在前期的迎頭上設計的鉆孔數量超過一百個,同時采取措施確保穿煤鉆孔的終孔間距為2米。但是,在施工最后10個鉆孔過程中,依然出現噴孔、卡鉆現象。為了確保施工的安全性,通常情況下需要將巷道輪廓線兩側的控制范圍擴大到15米,在迎頭兩側分別建造1個巷幫鉆場,在鉆孔數量方面,鉆場內設計補打鉆孔共計83個,在整個施工過程中,前后施工的鉆孔數量總共268個。②水力沖孔。由于煤層比較厚,堅固性系數較小,而對應的瓦斯壓力比較大,在對迎頭排放鉆孔進行施工時,引發嚴重的噴孔、卡鉆、頂鉆、埋鉆等現象。在進行鉆孔施工時,由于施工難度比較大,因此穿透煤層的下向孔只是少數。在提鉆作業完成后,在部分鉆孔中依然存在嚴重的噴孔現象。在施工作業過程中,由于鉆頭旋轉破煤,進而在一定程度上增加了煤粉量,由于水壓不足,導致煤粉難以帶出;隨著鉆桿的不斷深入,煤粉與水之間逐漸混合成黏糊狀,鉆桿的旋轉進一步受到制約,隨著煤粉的不斷積累,排水的難度逐漸增加,影響排水的通暢性。在這種情況下,當煤粉積累到一定程度,整個鉆桿就會面臨被卡住的危險,甚至出現卡鉆現象。
3.2 石門頂板巖巷防突措施。受煤層厚度的影響和制約,在對迎頭排放鉆孔進行施工時,鉆孔施工的難度進一步增大,迎頭施工通常情況下只能深入煤層20-28米,對于整個揭煤區來說,難以對排放鉆孔實施一次性保護。因此,對迎頭排放鉆孔進行施工時,需要沿煤層傾向,將1條頂板巖巷修建在迎頭后部拐點處,在風井東翼回風巷的水平方向上,頂板巖巷的投影為15米,與煤層之間的垂直距離為10米;同時在巖巷中布置2個鉆場,在鉆場中對鉆孔進行施工,對迎頭鉆孔未保護的區域實施控制,進而對整個揭煤區進行一次性保護,實現治理工作面區域性瓦斯的目的。
3.3 順層孔金屬骨架及煤體固化措施。在施工過程中,由于煤層較厚,并且穿煤段區域比較長,整個穿煤段的突出危險性難以通過迎頭測定的殘余瓦斯壓力進行準確的判斷。因此,采用了探煤、施工順層排放孔、掘進、探煤的循環進尺等方式對石門穿煤進行施工。在開展探煤工作的過程中,對于每個循環來說,探煤距離通常情況下需要控制在30米,對前方煤層的賦存狀況進行準確的探明。在超前保護距離方面,對于巷道來說,其循環掘進需要控制在5米;順層排放鉆孔施工完畢排放一段時間后,開展效果檢驗工作。
3.4 防突管理保障措施。①明確防護重點,落實防突責任制,確保管理的專業化、規范化。防突措施施工通常情況下由跟班隊干部或班組長到現場實施跟班負責。由專業人員、區隊正職對于嚴重突出區或構造帶等實施現場跟班作業,對于現場的狀況進行及時的掌握,同時迅速采取必要的應對措施,對現場進行指導。②在施工過程中,全面貫徹落實防突措施,以及嚴格執行鉆孔施工、效果檢驗聯合驗收簽字確認制度,進而在一定程度上確保防突措施工程落實到位。③在瓦斯管理過程中,遵守“超前防范、及時應對”原則,全面執行瓦斯濃度超過0.7%的斷電制度;對異常信息進行及時的捕捉,同時采取針對性措施對異常信息盡心管理,超前防范。④工作面煤層賦存、瓦斯涌出、措施施工等安全信息,通常情況下由區隊技術員負責收集,同時對其進行及時的分析,并且嚴格執行請示、匯報制度。⑤全面落實科室、區隊領導負責制,對于防突獎罰激勵機制,獎罰等制度要嚴格落實,每季度兌現1次,不斷激發全體員工工作的積極性。
摘 要:吾祠煤礦構造相對來說比較復雜一些,一般都是斷裂發育,嚴重的阻礙了煤田勘察和開發,我們可以通過一些相關地質內容和煤田勘察資料做簡單的分析,并且對吾祠煤礦構造特征及對煤系地層的影響進行深入的探討。經過仔細研究我們發現,吾祠煤礦構造相對比較復雜一些,由于斷層之間的相互切割效果,導致含煤地層受到了很大的破壞,平面上也會有各種各樣的斷塊出現,在剖面上主要是以階梯狀抬斜斷塊等形式為主,這導致煤層面連續性受到了嚴重的破壞。有時煤層面的經常出現是由于緩傾角斷裂現象導致的,這導致存量相對比較集中一些,煤的密度也會大大增高,由于斷層面經常切割,使得煤系地層出現了變薄的現象,這樣一來煤層就會提升一定高度,巖漿和斷裂活動也會快速侵入當中,最后讓我們煤的變質程度出現了南北極分化的特點,由于從南向北地質變化的程度會逐漸變大,這導致在斷裂帶附近地質變質程度較大。
關鍵詞:煤礦地質構造;煤層;影響
1 吾祠礦區的地質概況
吾祠煤礦井口是福建省漳平市靈地鄉,該礦區內部地形比較復雜一些,地處于低山地區,地勢相差比較大一些,溝谷的切割程度也會比較深一些,這對降水或者排泄臟污有一定的幫助,也不會污染自然環境。本區地層有石炭系的林地組,二疊系中統的棲霞組、文筆山組和童子巖組,當中我們經常提到的童子巖組被稱為煤系地層。吾祠煤礦的北面有一條江,這條江北稱為晉江,這條江是受到大斷裂的影響導致附近的地形十分復雜,并且煤系地層在最近這幾年受到大自然的破壞也越來越嚴重。緩傾角斷層發育,煤系地層受到嚴重的破壞。
1.1 地 層
吾祠礦區內部主要地層包括以下:統林地組、中上元古界麻源群、統棲霞組、童子巖組。其中童子巖組相對比較重要,這含煤地層相對比較多一些。在受到外力的影響之后,地質出現了斷裂的影響,很多地層都無法保護完全,甚至有一些地層經常會出現倒置的現象。
1.2 構 造
①褶皺。在礦區當中,一般1級褶皺發育地方大部分都是廣平倒轉向斜,童子巖組是其核心的部分,文筆山組、棲霞組作為童子巖組的兩翼。而2級褶皺的構造方向正好位于1組寬緩背的方向進行構造,背斜軸附近會有非常密集而呈現攝像環狀的斷層,斷層表面就好比是大樹的年輪,橫過褶皺核部,應該注意巖層分布的情況,老巖層的兩次排列著比較新的巖層,這被稱為背斜,如圖1所示。
因為地質會出現各種各樣的運動,這會導致我們的地質形成一種形態不一的褶皺,而且協調性也不是很好,一旦地質出現了斷層,那么上盤地層就會從西面往東移動,并且軸部位也會從東南部位專向西南部位,在斷層面的附近S形褶皺是經常出現,下盤S形褶皺相對不夠穩定,呈現不規則的S形褶皺比較多一些。褶皺軸總體方向是從東北轉向西北的方向,傾角比較陡一些,角度一般在15~30 °之間。如圖2所示。
②斷層。在吾祠煤礦斷層主要包括以下:緩傾角斷層:一共有五條,分別是F0、F1、F2、F3、F101,另外還有SEE走向逆斷層和SEE走向正斷層,其中正斷層包括四條,分別是:F4、F6、F102、F104。而逆斷層主要是F103。斷層面附近斷裂的情況具有壓抑的特征,擠壓稍微緊密一些,有的時候經常會看到小型破碎揉皺中還帶一點石英脈。根據相關調查發現,緩傾角破裂的縫隙比較小一些,并且寬度,不超過5 m,斷層附近的扭曲程度也是不一樣的,經常會看到破碎現象。在斷層形態中,我們發現F0、F1、F2、F3、F101斷層基本是保持一致形態。正斷層斷層帶的寬度一般不高于10 m,并且斷層角一般都是礫巖,硅質膠結。在童子巖組地層當中,正斷層面是經常可以看到的,主要包括F4、F6、F102、F104斷層面。一般破碎帶的寬度在0~10 m之間,見表1。
2 構造對煤系地層的影響
2.1 褶皺構造對煤層構造形態的控制
由于受到各種地理問題的影響,導致地貌很容易受到地殼運行的影響最后出現變形,而且地形外貌相對比較彎曲。并且煤資源的地貌本身就是比較寬松,一旦地殼開始運動,那么整體結構很容易出現變形,例如我們會看到煤層較厚的地方和較薄的地方都比較多一些,相對比例比較均勻。這對褶皺的構造都是有一定的影響力,煤層有壓力大的區域向壓力小的區域流動,使得煤層出現中間厚,兩邊薄的現象。如果一旦出現了地殼運動,在垂直壓力下,可能會造成煤層中間比較薄,兩邊越來越厚。
2.2 斷裂構造的影響
緩傾角斷裂對童子巖組煤層造成嚴重破壞,但也形成一些有利的因素,如因斷裂使煤層重復,造成儲量相對集中,含煤密度提高;或因斷層切割,造成煤系蓋層斷失變薄,使主要煤層的埋深抬高而易于勘探等。
由于本礦井童子巖組一段地層的底部和頂部受限于F1和F3滑覆斷層之間,而F1和F3滑覆斷層又呈波狀起伏狀態,童子巖組一段地層保存的厚度與緩斷裂的形態緊密相關。而井田的主要可采煤層均賦存于童子巖組一段地層中,當F1斷層呈向斜出現時,保留童子巖組一段底部地層較完整,童子巖組一段底部地層的煤層就有可能被保留下來;當呈背斜出現時,底部地層保留較不完整,以下煤層常被斷失。而F3斷層卻相反,呈向斜出現時,童子巖組一段上部地層被斷失,煤層易被斷失;呈背斜出現時,保留的地層較厚,主要可采煤層均有保存。由于煤層厚度原因,層間滑動構造的影響最后導致煤層之間出現了塑性流變產生厚薄不均等現象。地貌斷裂造成的煤層結構的變化相對于褶皺構造來說沒有特別的影響,其主要表現在斷裂部位出現煤層加厚或者變薄現象,一些正斷層由于引張拖拽作用,可導致斷層附近上、下盤煤層厚度變薄,如圖3所示。
[摘 要]我國大多數礦井地質構造復雜,頂板較破碎,其中一些礦井頂板堅硬很容易在掘進和采煤過程中冒落,造成頂板事故,大多數頂板事故都是由于地質資構造不清造成的,因此查清地質構造對減少頂板事故具有重要意義。
[關鍵詞]地質構造 頂板事故
1.引言:
高產高效礦井地質保障以地質量化預測為先導,以物探、鉆探等綜合技術為手段,并依托先進的計算機技術實現生產地質工作的動態管理來查清煤礦地質構造,它對礦井設計、采區布置、生產準備、采面布置到回采等各個層次或階段提供可靠的地質保障,減少礦井頂板事故。
2.煤礦地質構造與頂板事故的關系
2.1 地質構造導致頂板事故
在大斷層兩側,往往伴生中、小斷層和裂隙,其形狀大致與主斷層相近,在頂底板為厚層砂巖的工作面最常見。盡管斷層落差小,不影響工作面的布置和開采,但在頂底板巖層中產生了薄弱面,特別是小斷層密集區段,兩條不同傾向的小斷層可產生離層三角巖塊,對頂板管理危害極大。斷層傾向與工作面推進方向對頂板控制和冒頂事故也有影響,當工作面推進方向與斷層傾向相同時,頂板較難控制,巖塊易離層下落砸人或推垮工作面,造成冒頂事故。
2.2 褶皺構造與頂板事故
褶皺構造是巖(煤)層在地質作用力的影響下,產生變形而形成波狀彎曲且未失去連續性的構造形態。從地質力學分析,褶曲一般是水平擠壓力或水平擠壓剪切力作用形成,煤層要發生塑性流動或滑動,巖層受構造應力的作用,不同部位會產生一系列的裂隙、小斷層、節理等內部小構造。特別是在褶曲軸部往往烈隙、節理更發育,巖層破碎,煤層暴露后吸水脫落,同時其軸部產狀變化急劇,煤厚發生急劇擠厚壓薄現象,回采中不易支護,易發生片幫及冒頂事故。其次褶曲軸部煤厚度易突變(變厚或變薄),小眼掘進時易發生煤層垮落事故。
2.2 斷裂構造與頂板事故
由于斷層的存在,使煤、巖層斷開,兩側巖塊相對位移,破壞了煤層的連續性。斷層廣泛發育于不同構造環境中,類型很多,特別是構造復雜的礦區,其斷距、破碎帶大小不一,對圍巖破壞程度也不同,破碎帶是產生頂板事故的主要部位;另外,常在斷層兩側出現牽引褶曲、揉皺、擠壓和破碎等現象,煤層和頂、底板中裂隙也顯著增加,且常導致煤層厚度突增或壓薄,生產中該部位煤(巖)層暴露后容易產生冒頂事故;還有一些頂斷底不斷或底斷頂不斷的小斷層及層間滑動構造部位,由于受到構造應力的作用,圍巖易脫落,且脫落面積較大,沒有預兆,也易發生頂板事故。
2.3 巖漿侵入與頂板事故
巖漿侵入不但破壞了煤層的連續性和完整性,而且巖漿侵入煤層所形成的巖體,其邊緣極不規則,在侵入體前緣的煤(巖)層中往往出現特殊的揉皺現象,煤理紊亂,具有旋窩狀褶曲等小構造。如果沒有掌握巖漿侵入體分布的特征和接觸變質的規律,如果支護不當,容易發生局部冒頂現象。
2.4 煤巖組合與頂板事故
煤層的頂、底板巖層的巖石性質、厚度、結構構造、巖石強度、含水性是煤礦生產中確定支護方式和采空區處理方法的重要依據,它們是引發頂板事故的重要地質因素。由于煤系地層受到地質應力及后期構造變動影響,煤巖層均已產生形變,導致圍巖破碎,頂板多變不平整,煤層形態多變。經實踐證實,通常易引發頂板事故的煤巖組合情況有:①圍巖節理和劈理發育地段,易產生煤巖層脫落傷人,尤其是雨季期間,水沿裂隙滲入,更易造成冒頂及垮幫事;②煤層偽頂完整性差,強度低,如果支護沒有及時跟上,或支護手段、方式沒有適應煤層頂板變化,也極易產生頂板事故;③巖層膠結物以泥質、粘土質為主的,容易產生頂板滑移和冒頂事故:④煤層厚度急劇變化地段造成頂板穩定性差,容易產生頂板事;⑤急傾斜煤層一旦發生局部冒頂時,由于頂板向下滑移,可能擴大成為大面積的冒頂;⑥以沼澤相、泥炭沼澤相為主的煤巖組合,在原始沉積時部分沉積物的表層可能發生風化,形成土壤層,高嶺土化作用顯著,這些地段容易發生冒頂;⑦煤巖結構復雜的煤層中往往含有多層夾矸層,開采中易發生夾矸至上分層脫落傷人事故。
3 防治煤礦頂板事故對策
3.1 加強地質預報工作
對目前正在生產的礦井通過收集資料、打鉆、電測等手段查明地質構造的復雜程度和變化趨勢、陷落柱分布范圍、斷層的延展性等,做到工作面施工前掌握地質構造和頂底板特征,做好預測預報工作。
3.2 認真編制工作面作業規程
結合實際情況,針對工作面的具體地質條件,制定詳細的地質說明書和頂板管理措施,認真貫徹執行相關操作規程,并制定易于操作的實施細則,確保施工人員的安全,另外根據生產實際情況的變化,及時提出修改和補充措施,遇到地質條件特殊地段,如斷層、褶曲、擠壓帶和頂板特別破碎地點,要采取與之相適應的特殊支護方式。施工前必須實行地質災害評估制度,對于可能造成地質災害隱患的地點保證相應的配套智力措施。
3.3 科學合理地設計、布置巷道
在充分查清礦區地質條件的基礎上,井巷工程設計過程中,要避免在地質構造線附近布置巷道,因為垂直于地質構造線方向的壓應力最大,是巖體產生變化和破裂的主要因素。要避免在斷層、節理破碎帶、泥化夾層等地質構造軟弱面附近布置巷道。圍巖的次生應力與原巖應力和側壓系數有關,應將巷道布置在頂板壓力不會太集中、頂板穩定性較好的部位。
3.4 強化現場管理及生產技術管理
對頂板的檢查與處理,是一項經常性而又十分重要的工作。技術人員要觀測摸索本礦區不同巖石巖移的規律。科學地掌握頂板情況,在構造帶附近的井巷工程、掘進面迎頭、采煤面上下出口、切眼口,順槽三角區等地點,要制定與之相適應的有效防范措施,加強支護。管理人員要經常深入生產第一線,明確職責,及時發現、解決頂板問題。礦井要建立群查、群防、群治的頂板管理制度,使一線作業人員及時處理頂板問題。對排查的安全隱患,按照輕重緩急的原則,定項目,定人員,定措施,定時間及時進行整改。整改結束后,由主管負責人組織進行驗收。并在隱患處理單上簽字。
3.5 避開地質異常區
掘進過程中不可能避開地質異常區,就應采取妥善的支護措施;搞好班組建設,充分發揮班組長在煤礦頂板管理中的作用。加強井下施工人員的培訓和安全教育,提高他們的業務素質和安全管理水平,使他們在生產一線出現安全隱患時,能夠正確判斷,及時果斷處理,避免頂板事故的發生。
4 結語
物探先行、鉆探驗證,查清地質構造,完善的技術措施,嚴密的現場管理,職工的安全意識,這幾個環節鏈式配合,方能有效進行煤礦頂板管理,防止頂板事故的發生。
作者簡介:
梁金波,1978年3月出生,男,工程師,專科,2003年畢業于黑龍江省雙鴨山市工學院地質工程專業,現工作于新疆龍煤能源有限責任公司地質測量部,主要從事礦井地質工作。
摘要:通過對內蒙古地質構造單元最新劃分方案的研究,對部分一、二級構造單元的界線(如索倫――西拉木倫河結合帶)和幾個二、三級構造單元的劃分提出了質疑,并且依據大量實際資料進行了討論,提出了新的意見,供內蒙古廣大地質工作者參考和合理的利用。
關鍵詞:內蒙古;地質構造單元;劃分;有關問題
一、地質構造單元劃分
自新中國成立以來,有不少學者在進行全國地質構造單元劃分的同時,對內蒙古的地質構造單元進行過不同的劃分。如(黃汲清,任紀舜,姜春發等,1977)在中國大地構造基本輪廓的研究中,將內蒙古劃為中朝準地臺和天山興安地槽褶皺區及額爾古納地槽褶皺系;(李春昱,1981)對中國板塊構造輪廓研究和劃分中,將內蒙古劃為中朝板塊和西伯利亞板塊兩大板塊;其中較為系統的劃分始于1983年,開始編制的第一代內蒙古區域地質志,于1991年出版。當時依據的是槽臺學術觀點,將內蒙古劃分為華北地臺、內蒙古中部地槽褶皺系、興安地槽褶皺系、天山地槽褶皺系、祁連地槽褶皺系等5個一級構造單元,并且進一步劃分了17個二級構造單元和40個三級構造單元。(邵積東1998)將內蒙古劃分為西伯利亞板塊、華北板塊和塔里木板塊。(潘桂棠,肖慶輝,陸松年,鄧晉福等.2009)將內蒙古也劃為西伯利亞板塊、華北板塊和塔里木板塊。(邵積東2010)將內蒙古劃分為西伯利亞板塊、華北板塊、塔里木板塊和哈薩克斯坦板塊。
全國礦產資源潛力評價項目,內蒙古基礎地質背景研究以板塊構造理論和全新的思維,將內蒙古的地質構造單元進行了重新劃分。但由于不同承擔單位在認識上存在差異,所以在劃分上仍有所不同。具體劃分情況見圖。
二、新的劃分方案存在的主要地質問題
1. 索倫山――林西(西拉木倫河)結合帶
索倫山――林西(西拉木倫河)結合帶被劃為Ⅱ級構造單元,在Ⅱ級構造單元的基礎上又進一步劃分了達青牧場――扎賚特旗俯沖增生雜巖帶、林西殘余盆地、西拉木倫俯沖增生雜巖帶、索倫山蛇綠混雜巖帶、查干烏拉俯沖增生雜巖帶、蘇尼特右旗坳陷盆地、桑根達來斷陷盆地7個Ⅲ級構造單元。
在上述劃分的討論中,認為索倫山與西拉木倫河都有早二疊世的蛇綠巖,應為同一個構造帶,并將其作為一級構造單元的分界線,這顯然是錯誤的。
在西拉木倫河斷裂帶的南北兩側,確實為明顯不同的兩套地層系統,北部為晚石炭世本巴圖組海相中基性火山巖、碎屑巖組合,含蜓化石Profusulinella -Pseudostaffella帶和Fusulina-Fusulinella帶;阿木山組海相碳酸巖、碎屑巖組合,含蜓化石Triticites帶和Pseudoschwagerina帶;早、中二疊世有壽山溝組海相碎屑巖組合,大石寨組海相中基性火山巖及碎屑巖組合,含海相動物化石,哲斯組海相碳酸巖及碎屑巖組合,含蜓化石Monodiexodina帶,腕足化石Spiriferella-Kochiproductus-Yakovlevia帶,珊瑚化石Plerophyllum crassoseptatum-Tachylasma zhesiensi-T.variabila帶;晚二疊世為林西組黑色砂板巖的陸相地層,含植物化石Callipteris-Noeggerathiopsis帶。南部對應的晚石炭世則為酒局子組碎屑巖夾煤層的陸相地層,含植物化石Neuropteris-Lepidodendron帶;早、中二疊世則為三面井組海相碎屑巖、碳酸巖組合,含蜓化石Misellina ovalis-Parafusulina splendens帶,額里圖組陸相火山巖及碎屑巖地層,含Pecopteris tenuicostata, Emplectopteris minima,Danaeites mirabilis, Taeniopteris norinii,Annularia gracilescens等植物化石,于家北溝組海相碎屑巖夾火山碎屑巖,含海相動物化石;晚二疊世為鐵營子組,以砂礫巖為主的陸相地層,含植物化石。建造類型明顯不同,生物特征北部為冷水型動物群和安格拉植物群,南部則為暖水型動物群和華夏植物群,也均明顯不同。構造分區特點明顯,斷裂帶構造特征清楚,并見有早二疊世的蛇綠巖。這確實是一條重要的構造帶。
但在索倫山構造帶南部則為晚石炭世本巴圖組、阿木山組、早、中二疊世大石寨組、哲斯組,是西拉木倫河斷裂帶以北的地層系統,并非是西拉木倫河斷裂帶南部的晚石炭世酒局子組、早中二疊世三面井組、額里圖組、于家北溝組這套地層系統。那么,將索倫山構造帶與西拉木倫河構造帶相連,就是在同一套地層系統中,也就是在同一構造塊體中劃一條線,作為大構造單元分化性構造邊界,顯然不妥。
實際上,西拉木倫河斷裂向西應從桑根達來――朱日和東南――白乃廟南與華北陸塊邊緣斷裂相連接。主要依據:①這一線兩側分別為上述南北兩套地層系統;②在朱日和東南通過近年區調填圖,確認在北部為含Triticites的阿木山組與南部含Neuropteris植物化石的酒局子組之間為一斷裂構造特征明顯的大型斷裂帶,航磁異常圖上為一明顯的正負異常梯度帶。根據這一可靠的資料依據,認為該斷裂帶就是西拉木倫河斷裂帶的西延部分,對西拉木倫河斷裂的延伸有了準確的認識。至于索倫山斷裂帶向東如何延伸,尚需進一步研究。
2. 包爾漢圖――溫都爾廟弧盆系
包爾漢圖――溫都爾廟弧盆系為Ⅱ級構造單元,在此基礎上又劃分了朝陽地――翁牛特旗弧――陸碰撞帶、溫都爾廟俯沖增生雜巖帶、寶音圖巖漿弧3個Ⅲ級構造單元。
朝陽地――翁牛特旗弧-陸碰撞帶的劃分,僅根據山灣子陸源火山弧(O-S1)和青龍山鎮晚石炭世俯沖火山巖,推測其至少在寒武紀末期和早石炭世末期發生過俯沖活動;而在朝陽地出露的超基性巖長軸方向與圍巖新太古代建平群片麻理產狀一致,就反映出新太古代之后的俯沖擠壓特征,顯然是缺乏依據。
溫都爾廟俯沖增生雜巖帶,主要指的是溫都爾廟群,這種劃分存在有一定的錯誤。原1∶20區調在溫都爾廟群底部劃出了玄武巖,并見有超基性巖。在胡爾嘎廟等3幅1∶5萬區調中,經野外實地調查,發現有玄武巖,與超基性巖、輝綠巖巖石面貌特征相似,變質變形不強。而與真正劃入溫都爾廟群的絹云石英片巖、石英片巖、石英巖、磁鐵石英巖夾大理巖及綠片巖等含鐵建造明顯不同,其分布特點也不盡協調。當時分析超基性巖和輝綠巖為基性脈巖或巖墻群,變玄武巖為包爾漢圖群。
近年區調工作,周志廣在西烏旗達青牧場西南發現了大量變質玄武巖,獲得鋯石U-pb同位素年齡421±2Ma;葛夢春在錫林浩特以東一帶玄武巖安山巖中獲得鋯石U-pb同位素年齡411±59Ma,時代為奧陶紀,將其劃歸包爾漢圖群。李承東等在溫都爾廟一帶于變玄武巖中獲得鋯石U-pb同位素年齡470Ma,于變質砂巖中獲得相當于中志留世的碎屑鋯石年齡。以此年齡將溫都爾廟群的時代確定為寒武紀――中志留世。初航于變玄武巖中獲得245-357 Ma,以此年齡將溫都爾廟群置于晚二疊世――早三疊世。這顯然是錯誤的。因為變玄武巖、安山巖并非溫都爾廟群的內容,它不能夠代表溫都爾廟群含鐵建造的形成時代。
另外,在構造單元劃分討論中認為,中、晚元古代大洋板塊向南俯沖形成溫都爾廟群俯沖增生楔,由溫都爾廟群蛇綠巖、洋內弧和遠洋沉積物堆積而成,并有高壓變質帶存在。
其中蛇綠巖指的是白音查干一帶的碳酸鹽化、滑石化蛇紋巖、綠簾綠泥石英片巖、綠泥片巖等枕狀熔巖和蝕變輝長巖,溫都爾廟地區的蛇紋石化橄欖巖、斜長角閃巖、斜長花崗巖。據1∶5萬區調(1995)獲得圖林凱超基性巖Sm-Nd同位素年齡為1642±224Ma;斜長角閃巖鋯石U-Pb同位素年齡1974.6Na;斜長花崗巖鋯石U-Pb同位素年齡1906.0Ma。
洋內弧指的是溫都爾廟群桑達來呼都格組鈉長綠簾綠泥片巖、綠泥石英片巖、透閃石陽起片巖、硅質巖、磁鐵化安山巖、大理巖等巖石組合,原巖為枕狀拉斑玄武巖、安山巖、鐵硅質巖。在綠簾綠泥片巖中獲得鋯石U-Pb同位素年齡值為1799.9Ma(1∶5萬區調)。
遠洋沉積指的是哈爾哈達組深海相二云母石英片巖、綠泥石英片巖、綠簾綠泥片巖、硅質巖、磁鐵石英巖巖石組合。
高壓變質帶蘭閃石片巖產在哈爾哈達組綠泥石英片巖中。據顏竹筠、唐克東等研究,蘭閃片巖中有蘭閃石、硬柱石、文石、多硅白云母、迪爾石、鐵滑石等礦物出現,說明蘭閃片巖屬典型的高壓相系。
上述認識存在明顯的不妥或錯誤:①斜長角閃巖同位素年齡為1974.6Na,斜長花崗巖同位素年齡為1906.0Ma,這顯然不是中新元古代,同時也不是蛇綠巖組合;②溫都爾廟群中沒有硅質巖和磁鐵安山巖,而是有石英巖、磁鐵石英巖;③二云母石英片巖、綠泥石英片巖、綠簾綠泥片巖、石英巖、磁鐵石英巖、大理巖作為洋內弧和遠洋沉積顯然是錯誤的;④蘭閃石片巖產在哈爾哈達組綠泥石英片巖中,說法不妥。不能將超基性巖、輝長巖、玄武巖、硅質巖、蘭閃石片巖等蛇綠巖組合,甚至包括安山巖強加于溫都爾廟群中,這是錯誤的。
在溫都爾廟一帶確實存在有蛇綠巖組合(硅質巖、枕狀玄武巖、超基性巖、蘭閃片巖、輝長巖、輝綠巖等),實際上是疊置于溫都爾廟群之上的加里東期的蛇綠構造混雜巖帶,與溫都爾廟群不是同一套變質建造,不能將其并入溫都爾廟群,溫都爾廟群更不是俯沖增生雜巖。還需進一步研究,予以合理的劃分。
3. 寶音圖巖漿弧
內蒙古地質礦產勘查院將其劃歸包爾漢圖――溫都爾廟弧盆系,而內蒙古第十地質礦產勘查開發院將其劃歸了哈日博日格弧盆系巴彥毛道巖漿弧中,這種劃分不盡合理。寶音圖隆起呈北北東向分布,是分割內蒙古東西構造格局的一條重要構造帶,應當單獨劃分。即使歸并,也要考慮構造活動演化的相關性。
4. 恩格爾烏蘇蛇綠混雜巖帶
內蒙古地質礦產勘查院將其劃為恩格爾烏蘇蛇綠混雜巖帶,內蒙古第十地質礦產勘查開發院將其劃為恩格爾烏蘇俯沖增生雜巖帶。是一個被認為是華北板塊與塔里木板塊之間恩格爾烏蘇洋封閉,碰撞對接帶上的蛇綠混雜巖帶。據王廷印等(1986)研究,帶內具有層序較全的蛇綠巖組合。底部為變質橄欖巖(地幔巖),向上依次為堆晶巖、基性巖墻群、枕狀熔巖和遠洋沉積變質硅質巖,其次為塊狀海綿狀硅質碳酸鹽巖巖石等硅化型風化殼;堆晶巖由細粒角閃輝長巖組成,頂部見有斜長花崗巖;基性巖墻群為次玄武巖、輝綠巖、輝綠玢巖;枕狀熔巖為拉斑玄武巖、橄欖玄武巖、安山玄武巖;遠洋沉積為硅質巖、硅質碧玉巖、細碧角斑巖、錳結核等。它們以構造巖片侵位于上石炭統以本巴圖組為基質的沉積地層中。帶內發育有二疊紀俯沖巖漿雜巖(TTG)巖石構造組合。
作為蛇綠混雜巖帶討論是可以的,但作為俯沖增生雜巖帶討論,將其南部晚石炭世阿木山組以及石炭紀――二疊紀花崗巖出露區全部劃為俯沖增生雜巖,可能不妥。從蛇綠巖的形成時代看,為早二疊世末期――中二疊世,那么,俯沖增生作用一定要晚于蛇綠巖的形成時代,由此可以說明,阿木山組以及石炭紀花崗巖不能是俯沖增生雜巖。所以,應考慮修訂劃分方案。
5. 敦煌陸塊
劃分方案中談到,北山地區出露的變質基底巖系為中、新太古代高級變質的表殼巖、變質深成體和古元古代北山巖群云母石英片巖、黑云變粒巖、磁鐵石英巖(下轉150頁)(上接87頁)組合。中元古界古洞井群、新元古界園藻山群、震旦系洗腸井群,古洞井群、園藻山群為典型的蓋層沉積,洗腸井群為冰積沉積。
上述劃分方案存在以下幾方面問題:①在內蒙古的北山地區不存在中、新太古代高級變質巖系;②北山巖群在黑鷹山-蓬勃山以南一帶廣泛出露,構成近東西向分布的古陸塊,在其南側與敦煌陸塊之間為一浩瀚的古生代大洋,因此將其歸屬于敦煌陸塊不盡合理;③中新元古界蓋層沉積及震旦系冰積沉積,歸屬敦煌陸塊,值得進一步討論。
6. 大興安嶺弧盆系
劃分了漠河前陸盆地、額爾古納島弧、哈達圖――新林俯沖增生雜巖帶、海拉爾――呼瑪弧后盆地、紅花爾基――李增碰山蘭片巖構造混雜帶、東烏旗――多寶山島弧、二連――賀根山蛇綠混雜巖帶、錫林浩特巖漿弧八個三級構造單元。主要問題有以下幾點:①中新元古界佳疙瘩組為一套絹云片巖、二云片巖、絹云石英片巖、綠泥片巖、千枚巖組合,將其作為島弧環境值得進一步討論。另外將佳疙瘩組界定為南華系、將額爾古納河組界定為震旦系缺乏依據;②新劃分的哈達圖――新林俯沖增生雜巖帶缺少物質組成的論述,劃分依據不明確;③錫林浩特巖漿弧,在文字討論中認為是從華北陸塊分離出去的古陸塊,將其又劃歸于大興安嶺弧盆系二級構造單元,不盡合理;將達青牧場俯沖增生雜巖帶劃歸于索倫――扎魯特旗結合帶二級構造單元,亦可不妥。錫林浩特巖漿弧與達青牧場俯沖增生雜巖帶兩個二級構造單元之間無明顯的大的構造界線,這樣劃分顯然不盡合理。
7. 地層區劃
由于地質構造單元劃分不合理,導致了地層區劃的混亂。如晚石炭世本巴圖組、阿木山組和中二疊世哲斯組在兩個二級構造單元和三個三級構造單元中同時出現;烏賓敖包組在額爾古納島弧中出現,說明地質構造單元和地層區劃的劃分是錯誤的。同一套地層建造、相同的古生物化石組合,應當是在同一沉積構造環境中形成,不應將其劃歸不同的構造單元或不同的地層區。
本人通過詳細研究全國礦產資源潛力評價項目對內蒙古地質構造單元的劃分方案,發現存在諸多問題和錯誤,本次僅對上述幾方面的問題進行討論,并且提出不同的意見,供在內蒙古工作的地質工作者參考和合理利用。
摘 要:為了滿足煤礦工作的需要,進行煤層厚度及地質構造環境的結合分析是必要的。在工程實踐中,影響煤礦正常開展的因素諸多,我們需要科學辯證、認真分析,做好煤層厚度及地質構造關系的分析,從而滿足現階段煤炭勘探工作的要求,如果不能進行這個方面的深入分析,就難以得到影響煤層厚度的有效結論,這就不利于實現工程成本的控制,不利于工作效率的提升。該文就煤層的斷層構造狀況、褶皺構造狀況、巖漿入侵狀況進行分析,旨在解析地質構造與煤層厚度的具體關系,從而滿足實際工作的要求。
關鍵詞:地質構造;煤炭資源褶皺;挖掘工作;斷層;巖漿侵入;煤層厚度
前言
為了有效提升煤炭開采工作的質量,必須要落實好煤層的勘察工作,在這個模塊中,煤層厚度計算環節扮演著重要的角色,通過對這個環節的優化,可以獲得良好的煤層厚度計算結果,從而做好煤層厚度測算的相關工作,滿足現階段煤炭工作的要求,實現對煤層厚度變化規律的深入分析,進行煤層厚度變化規律的有效預測。
1 關于褶皺構造影響狀況的分析
(1)受到地殼運動的影響,地表以下的巖層會產生一系列的塑性變化狀況,我們把這種構造形態稱之為波狀彎曲狀態,這種褶皺構造對于煤層厚度的影響比較大。煤層自身也比較松軟,受到構造應力的影響,很容易出現塑性流動狀況,從而出現局部煤層的厚度變化狀況。
在地表的垂直壓力影響下,褶皺構造的變動導致褶曲軸部的壓力增大,導致其兩翼煤層的加厚,在這種狀況下,背斜的軸部煤層厚度變薄。受到水平擠壓力的影響,褶曲的兩翼受力比較大。煤層形成褶皺的過程中,煤層內部會產生較大的壓力差異,這種壓力差異會產生一系列的塑性流動狀況,從而導致兩翼煤層的稀薄。一般來說,一些劇烈褶皺的煤田會出現較大的煤層厚度構造變化狀況,出現一系列的不協調、不對稱等褶皺狀況,從而不利于煤層工作的有效開展。
受到縱彎褶皺應力的影響,向斜內部的煤層厚度不斷增加,其兩翼的煤層會逐漸的稀薄。受到橫彎褶皺應力的影響,向斜槽部的煤層厚度不斷增加,背斜頂部的煤層厚度不斷降低。
(2)受到地質構造褶皺的影響,煤層會出現一系列的塑性流動狀況,比如鏡面滑動狀況、搓碎狀況等,這些情況都導致煤層厚度的分布不均勻,在其剖面圖上會出現彎曲狀況,其走向上也存在一系列的不規則變化,構造軸部的煤層厚度增加,其兩翼煤層厚度變小,不利于煤層開采工作的有效開展。
2 關于斷裂構造影響狀況的分析
(1)一般來說,斷裂構造對煤層厚度的影響比較小,褶皺構造對于煤層厚度的影響比較大。斷裂構造的影響主要存在于以下幾個方面,斷層的形態狀況、分布規模、特點性質等都會影響到煤層的厚度變化狀況。
斷裂構造狀況的出現會導致煤層出現斷層狀況,這就導致煤層開采難度的提升,這就需要花費更多的工程成本進行開采工作的開展,難以實現工程造價成本的控制。
客觀上來說,斷裂構造對于煤層厚度的影響比較小,斷裂構造對于煤層厚度的影響主要體現在斷層狀態、斷層性質、斷層分布等方面,這些方面的變化會影響到煤層深度的變化狀況、煤層內部的空間分布狀況。斷裂構造讓煤層的分布更具復雜性,不能實現煤炭開采工作的有效開展。在工程開采過程中,煤層的斷裂區域存在諸多面積的煤炭資源,存在不同形式的煤層,這些煤層厚度不一、規模各異。如果存在較多的薄煤層,必然不利于煤炭開采工作的開展,褶曲構造的煤炭斷層,不利于煤層開采工作的有效開展。
(2)如果其構造狀況為背斜,那么擴張性裂縫是其主要的表現形式,這些裂縫的存在不利于煤層開采工作的開展,這些較大裂隙的破碎帶,內部含水率比較高,受到拉應力狀況的影響,煤層容易出現頂部破壞情況。如果其構造狀況為向斜,就存在閉合性的裂縫,這些閉合性的裂縫面積比較小,具備良好的膠結性,含水量也比較小,對于煤層頂板的影響比較小。逆斷層構造比較容易識別,在應力作用下,相對應的煤層區域的厚度會逐漸變薄。
(3)煤層厚度與層間滑動之間存在非常密切的關系。煤層受到不同方向的擠壓力后,它的軟巖層會產生流動狀況,我們把這種狀況稱之為層間滑動。這種形態會導致煤層發生不斷的變化,煤層的滑動過程中,其完整性會受到破壞,煤層內部的斷裂性得到提升。
(4)在實踐過程中,煤層厚度主要分為以下幾個狀況。剪切壓薄型根源于煤層頂板的滑動狀況,從而出現一系列的剪切應力,這會出現一系列的剪裂面狀況,這些剪裂面與滑面相互交錯,導致煤層結構形態的變化,導致其煤層厚度發生變化。斷層內部的層間滑動狀況,也會導致切蝕煤層的出現,導致其逐漸的變薄。滑動切蝕型存在于煤層的順層狀態中,受到層間滑動狀況,其構造面發生了一系列的變化,煤層不斷的變薄。
3 關于巖漿侵入影響狀況的分析
(1)目前來說,我國的一些含煤層都出現了巖漿侵入狀況,這種狀況不利于煤層的連續性及其完整性的保持,導致其出現煤炭開采量的降低。這些巖漿接觸到煤層后,會導致煤層出現燃燒狀況,煤層就被破壞,它的粘性就被降低,這就難以保持器經濟價值。巖漿的侵入不利于煤層工作的有效開展,特別是不利于煤層資源的保持,容易讓煤炭質量變劣,從而不利于煤炭開采工作的正常開展。
巖漿侵入是影響煤礦建設生產工作正常開展的重要因素之一。煤層受到巖漿的侵入作用影響,煤炭在熱變質作用的影響下,會出現煤層內部結構、煤層形態、煤層厚度等的變化狀況。也可能增加煤炭的品種,有些煤炭成為了煉焦煤,這些煤種具備良好的經濟價值。如果巖漿侵入過于強烈,就會導致較大的煤質破壞狀況,甚至導致整個煤層成為天然煤炭,嚴重影響到煤炭開采工作的開展。根據巖漿入侵煤層的部位,我們可以將其分為不同的表現類型。
(2)巖漿侵入的狀況與煤層的破壞狀況密切相關,受到巖漿侵入的狀況不同,它的煤層破壞程度也不同,如果巖漿存在過分侵入狀況,煤層內部就會被巖漿過分侵入,就會導致煤層厚度的變小。受到不同巖漿侵入的影響,煤炭區域會出現不同的煤層狀況,如果侵入嚴重,就不利于煤層結構的控制,很容易出現一些復雜性的煤層,這些煤層具備不規律性。煤層焦化現象主要存在于巖漿侵入與煤層的交接處,交接處的煤炭質量較差,質地堅硬。總的來說,相比于斷裂構造、褶皺構造,巖漿侵入對于煤層厚度的影響最大,我們需要認真進行巖漿侵入影響的分析,滿足現階段煤層勘探工作的要求。
4 結束語
通過對不同地質構造對煤層厚度影響狀況的分析,有助于我們進行煤炭工程勘探工作的開展,這需要我們針對具體的影響狀況,展開具體分析,做好地質構造與煤層厚度影響關系的分析。