矿不协调褶皱、挠曲构造特征及预测

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1、万方数据理论研究阳泉新景矿不协调褶皱、挠曲构造特征及预测安润莲1，许保平2(1．阳泉煤炭专科学校，山西阳泉045001；2．阳煤集团公司，山西阳泉045008)摘要：就阳煤集团公司新景矿不协调褶皱、挠曲的空间分布规律进行了研究，得出挠曲构造呈NNE--NE向斜列，在下部煤组密集、上部煤组少，且为断层所代替，纵向上延伸不太远。这种结果是由软硬相同的岩层组合在构造应力作用下形成的。利用褶曲、挠曲的分布规律预测其在上下煤组中出现的可能性，可以大大节约时间和经费，提高生产效率。关键词：不协调褶皱；挠曲；构造运动；岩石组合体

2、中图分类号：TDl63+．1文献标识码：A文章编号：1005—2798{2005)02—0027—02阳煤集团公司新景矿位于阳泉矿区西北部，主要开采上石炭统本溪组及下二叠统山西组的煤层，在开采太原组下部的12#、15#煤层中，常常出现一些比较紧闭的小型层间不协调褶皱、挠曲，给生产带来了较大的影响。对这种不协调褶皱、挠曲的形成机理和分布规律进行研究，并预测其可能出现的部位和大小，一直是煤矿地质工作的一大难题，针对这个问题作了粗浅的探讨。1地质概况新景矿东西长9km，南北宽7．5km，总面积70．5km2。主要开采太原

3、组和山西组煤系的煤层。两组煤层在本区分布甚广，依上而下编号为1#～16#。1#～6#属山西组；8#～16#属太原组。矿区内岩层主体构造形态为走向NW、倾向SW的单斜，倾角6。～10。，在其上又发育了次一级的NNE_一NE向的褶皱构造，成为区内主要构造形态。断裂构造不太发育，多为小型高角度的层间正断层，且下部煤组不发育。区内陷落柱较多，3#煤层局部受冲涮，全区均属无烟煤，瓦斯含量大，水文条件简单。2井田褶曲、挠曲分布特征及规律2．1分布特征井田内波状褶曲甚多，主要有马圈脑向斜、摩天脑背斜，李家山芦湖向斜等，大多是NE

4、方向，轴部呈舒缓的波状延伸，延伸长度最长达6500rn，褶曲幅度一般30～40ITI，最大可达140rn，褶曲轴间距2001000m，一般500--700In，层间滑动、虚脱构造发育，个别褶皱轴线上发育有波状起伏的穹窿。井田邻近的三矿大脑褶梁断带，由20条比较中常的和紧闭的短轴背向斜相间平行排列组合而成，此褶断带由于受到后期一条东西方向背斜的横向切割而成南北两部分，北部有一条褶皱，南部有14条褶皱和一条逆断层，均呈NNE方向的线形展布，这些褶皱的长度在200～1000ITI，幅度均不太大，一般多在5～20m间，为不

5、对称的层间小褶皱，在纵向上与上覆褶皱表现为不协调形态，在部分太原组15#煤层中特别发育且多紧闭，往上相距50ITI的12#煤层中，相对变少变开阔，再往上相距140m的3#煤层变得非常宽缓甚至不现。井田邻近的三矿3#煤层中揭露了几条角度大于50。，落差均较大的逆断层，其走向也是NNE向的。2．2褶皱、挠曲的展布和形态具有明显的规律(1)井田褶曲在平面上多是斜列式组合，沿NND—NW方向等距分布，距离多为500～700m，属于两种不同构造体系，褶皱多呈“S”形或反“S”，也有切割、叠加而成鞍状和穹状构造。在垂直形态上，

6、多呈直立褶皱，而翼倾角大致相等，局部可出现歪斜褶皱。(2)褶皱的主轴面在空间稍微倾斜，煤层下部层间褶皱特别发育，除了一些大褶皱外，上部褶皱与下部褶皱往往表现很不协调，特别是15#煤层的褶皱比上部3#煤层的褶皱密度大而形变缓慢。(3)挠曲构造多出现在太原组下部的12#、15#煤层中，由下往上逐渐变少，而断层增加。收稿日期：2004—08—02作者简介：安润莲(1966一)，女，山西孟县人，学士学位，副教授，从事研究工程地质、灾害地质工作。煤第14卷第2期27万方数据(4)不协调褶皱、挠曲构造均呈现NNE向线形展布，宽

7、度多在200rn以内，长度多在500～800m左右。其纵向幅度均不太大，多为10m以下层间小褶皱，且常伴生一些小型逆断层和转换断层。(5)挠曲构造多出现在一些主干褶皱的两翼，平行或小角度斜交于主干褶皱的轴向展布。3形成机理阳泉矿区位于沁水坳陷东北边缘，山西地台太行隆起段西侧。区域东部的太行复背斜在燕山运动时开始整体上升、隆起。上升隆起过程中，背斜核部的地区产生了强烈的引张作用，形成了一系列高角度的正断层。由于这种引张作用，相对地在太行复背斜西翼的广大地区，由于上升的差异性，在上升小的地区就产生了挤压作用，而这种挤压

8、作用又被山前断层的左旋扭动所干扰，本地区就形成了一对东部向北、西部向南的扭应力作用。在这种南北向扭应力作用下，就形成了本区NNE_一NE向褶皱构造呈斜组线合的构造格局。在这种大规模的褶皱过程中，煤系地层在纵向上的岩性变化较大，岩石力学性质差异性也较大，尤其是本溪组和太原组煤系地层在沉积过程中陆海变迁频繁，层系发育，34煤层的顶底板多是厚层状的中砂岩，为脆性岩