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煤层层间滑动构造发育规律及定量化评价研究

作　者: 乐琪浪
导　师: 杨为民；陈萍
学　校: 安徽理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 层滑构造分布规律薄煤带组合方式定量评价潘集矿区
分类号: P618.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

煤层及其顶底板中滑动现象极为普遍。层滑构造是导致煤层不稳定的主要因素之一,常造成煤层厚度的突然变化,甚至形成无煤区,严重影响煤矿生产。潘集一矿11-2煤层间滑动构造发育,层滑构造特征表现为顶底板揉皱楔入煤层中使得煤层破碎,煤质变差,煤层厚度变化大,稳定性差,薄煤带发育,顶底板凹凸变化,且在层滑构造附近煤层顶板破碎,应力集中,瓦斯涌出异常,威胁矿井安全。因此,研究潘集一矿11-2煤层层滑构造发育规律,探讨其与煤层薄化带及构造煤的关系,首次运用其分布规律开展地质预测预报,对矿井安全生产意义重大。论文通过对潘集一矿主采煤层11-2煤薄化带及其增厚带的展布方向和幅度变化,利用钻孔测井曲线判识构造煤的特征和分布,分析矿区构造煤类型,发育位置及其厚度,分析研究层滑构造的分布发育特征,探讨其与构造煤的关系。分析总结11-2煤层顶底板岩性组合型式,讨论其与矿区层滑构造的关系,并采用模糊综合评判法对矿区层间滑动构造复杂程度进行评价。并取得了以下认识：(1)潘集一矿11-2煤层滑构造主要类型为揉皱型、断滑型和断裂型,以断裂式层间滑动形式为主,矿区西部层滑构造主要表现为断裂型和断滑型,中部主要表现为揉皱型和断裂型,东部未开采区主要表现为断滑型。(2)11-2煤层中层滑构造表现特征为层间滑动、揉皱破碎、伴生断裂构造、穿刺构造、煤层剥蚀、波状折曲、煤层增厚薄化、岩层煤层错动、劈理构造等。(3)依据钻孔资料煤层厚度统计分析,结果表明：潘一矿区11-2煤可划分为19个煤层薄化带,薄化带展布基本垂直于层间滑动的方向,从发育程度上来看,中部层滑构造相比于西部发育,主要是由于中部构造较复杂,显示了层滑构造与矿区的构造具有相对应、相伴生的关系。薄煤带的划分为矿区工作面的布置提供了有益指导。(4)11-2煤层的构造煤类型主要为Ⅱ类和Ⅲ类,主要集中在煤层底部,对矿区煤层底板造成较严重破坏。矿区主要发育断裂式层滑构造,造成煤层揉皱破碎较少。矿区中西部构造煤具有深部比浅部强烈,东部为矿区未开采区,浅部相比于深部较发育,深部构造煤不发育。(5)潘集矿区11-2煤顶底板岩性组合方式有9种类型,当矿区煤层顶底板组合方式为老顶+煤层+直接底型、复合顶板+直接顶+煤+直接底型和直接顶+煤+直接底型时较易发生层间滑动。煤系地层顶底板组合方式对层滑构造的形成具有控制作用,是发生层间滑动的先决条件。(6)采用模糊综合评判法,取煤层层滑断层密度、煤层异常指数、断层密度、断层的强度指数、构造煤的发育强度指数、岩层组合关系量化参数6个评价指标对潘集一矿11-2煤层滑发育程度进行定量评价,评价结果显示：所得评价结果与矿区生产实际揭露位置较相符合,可以为未开采区生产部署提供科学依据。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
目录  9-16
引言  16-17
1 绪论  17-25
  1.1 研究目的与意义  17
  1.2 层滑构造研究现状  17-22
    1.2.1 层滑构造研究方面  17-19
    1.2.2 矿井地质构造定量评价研究方面  19-22
  1.3 研究内容及采取的技术路线  22-23
    1.3.1 研究内容  22-23
    1.3.2 技术路线  23
  1.4 论文完成的工作量  23-25
2 潘一矿区地质背景及构造特征  25-39
  2.1 自然地理  25
  2.2 矿区地层及煤系地层  25-27
    2.2.1 矿区地层  25-26
    2.2.2 煤系地层  26-27
  2.3 矿井水文地质条件  27-29
    2.3.1 矿区含水层系统  28
    2.3.2 各含水层之间的水力联系  28-29
  2.4 潘集矿区地质构造特征  29-39
    2.4.1 区域地质构造背景  29-30
    2.4.2 潘一井田地质构造特征  30-39
3 潘集一矿11-2煤层滑构造特征  39-61
  3.1 矿区层滑构造总体特征  39
  3.2 11-2煤层滑构造基本特征  39-57
    3.2.1 西部层滑构造发育特征  40-48
    3.2.2 中部层滑构造发育特征  48-56
    3.2.3 东部层滑构造发育特征预测  56-57
  3.3 11-2煤层层滑构造类型  57-61
4 层滑构造的分布发育规律研究  61-111
  4.1 11-2煤层构造煤的分布发育特征  61-70
    4.1.1 11-2煤构造煤的物性特征  61-62
    4.1.2 11-2煤中构造煤的判识  62-63
    4.1.3 11-2煤构造煤类型  63-67
    4.1.4 11-2煤构造煤厚度变化特点  67-70
    4.1.5 11-2煤构造煤分布发育及分区  70
  4.2 11-2煤层厚度的变化规律  70-92
    4.2.1 11-2煤东部煤层厚度变化规律  70-75
    4.2.2 11-2煤中部煤层厚度变化规律  75-80
    4.2.3 11-2煤西部煤层厚度变化规律  80-87
    4.2.4 11-2煤层薄化带特征及其规律  87-92
  4.3 11-2煤层滑构造的分布发育规律  92-95
    4.3.1 11-2煤中构造煤与层滑构造之间关系  92-93
    4.3.2 11-2煤厚度变化与层滑构造关系  93
    4.3.3 11-2煤未开采区预测分布  93-94
    4.3.4 11-2煤层滑构造分布发育规律  94-95
  4.4 11-2煤层岩性组合特征及对层滑构造的控制作用  95-111
    4.4.1 11-2煤顶底板岩性发育特征  96-97
    4.4.2 11-2煤顶底板岩性组合特征  97-101
    4.4.3 11-2煤煤层顶板岩层物理力学性质  101-107
    4.4.4 11-2煤顶底板岩性组合对层滑构造的控制作用  107-111
5 矿井层滑构造的定量分析评价  111-125
  5.1 模糊综合评判方法  111-113
    5.1.1 模糊综合评判法的数学模型  111
    5.1.2 矿井层滑构造定量评价的地质依据  111-112
    5.1.3 矿井层滑构造定量评价的基本原则  112-113
  5.2 矿井层滑构造定量评价的技术要点  113-114
    5.2.1 单元划分方法  113
    5.2.2 评价指标体系的建立  113
    5.2.3 指标数据的统计与预测  113
    5.2.4 矿井层滑构造级别的划分  113-114
  5.3 评价因素集—层滑构造评价指标的确定  114-115
  5.4 评价因素权重集的确定  115-116
  5.5 评语等级及其指标对应取值的确定  116
  5.6 隶属函数的建立  116-117
  5.7 综合评价方法及结果  117-125
    5.7.1 综合评价方法  117-119
    5.7.2 11-2煤层滑构造定量评价指标统计  119-121
    5.7.3 11-2煤层滑构造评价因素权重的确定  121-122
    5.7.4 11-2煤层滑构造评语等级及其指标对应取值的确定  122
    5.7.5 11-2煤层滑构造评价结果  122-123
    5.7.6 11-2煤未开采区层滑构造的预测  123-125
6 结论和建议  125-128
  6.1 主要成果和认识  125-127
  6.2 进一步研究的方向  127-128
参考文献  128-133
致谢  133-134
作者简介及读研期间主要科研成果  134

煤层层间滑动构造发育规律及定量化评价研究

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