天池煤矿构造特征及其形成机制

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1、http://www.paper.edu.cn天池煤矿构造特征及其形成机制张飞燕，姜波，韦重韬，周延召，刘磊中国矿业大学资源与地球科学学院，徐州（221008）E-mail:feiyanzhang88@163.com摘要：基于天池煤矿地质勘探资料，分析矿井构造特征，结合区域构造背景探究地质构造的形成机制。天池煤矿构造较简单，地层总体呈走向北东，倾向北西的单斜构造。褶皱构造发育程度较低，对煤矿生产的影响不大。矿井内断层性质以正断层为主，其次为低角度逆掩断层。陷落柱的分布较为杂乱，对煤层的破坏产生很大影响。关键词

2、：构造特征；形成机制；褶皱；断裂；陷落柱1.引言矿井构造是影响煤矿建设和生产最重要的地质因素，并对煤厚变化、顶板稳定、岩浆侵入、岩溶陷落、地温地压、矿震岩爆、瓦斯突出、矿井突水等多种开采条件都起着明显的控制作用。因此预报构造也是防止灾害、保证矿井安全的基本措施之一。查明已见构造的展布、组合、形成与演化是矿井地质工作的极为重要的任务，也是对未开采区的构造进行预测预报[1]的基础工作。20世纪90年代以来，矿井构造由定性到定量化预测取得了多方面的成就。徐凤银等应用模糊综合评判的方法，对矿井构造的复杂程度进行了定量

3、评价，并初步建立了一套定量评[2]价方法。夏玉成等将灰色关联分析方法引入模糊综合评判，实现了模糊综合评判权重集的[3][4]自动赋值和模糊综合评判过程的计算机化，将自组织建模技术与人工神经网络方法用于[5]矿井构造量化预测。此外，对于矿井构造规律的研究，构造预测手段的研究及数学地质和计算机的应用也较为普遍。本文将在系统分析采区内褶皱、断裂和陷落柱等地质构造特征的基础上，结合区域构造分析，探讨矿井构造发育及其组合规律。2.区域构造背景天池煤矿位于和顺县喂马乡古窑口村，和顺县城西南（220°）13km处，北部西喂

4、马联矿、西喂马乡办联营矿相毗邻，东及东南与东喂马村办矿、路岩岭矿、弓家沟矿、古窑村矿、古窑口矿、窑堤村矿相连，西南和左权县境及远佛口联矿相接壤，西北以大佛头井田为边界（图1）。太阳泉石家庄市原太原市寿阳河阳泉市市市晋中市晋昔阳中太谷紫罗和顺北横岭喂马市松烟寒王天池煤矿石匣左权榆社邢台市墨镫黎城省治长市麻田武乡武安市图1天池煤矿交通位置图Fig.1TrafficpositionofTianchimine-1-http://www.paper.edu.cn该矿区位于太行山隆褶带与沁水拗陷接壤部位，区域构造线方向为

5、北北东向、地层总体向北北西倾斜。区域构造形态大致可分为东部太行山断裂带，中部平缓开阔的波状褶曲带及西中部密集断裂区。天池矿位于波状褶曲带之东部。3.矿井构造特征井田内含煤地层主要为石炭系上统-二叠系下统太原组（C2-P1t）和二叠系下统山西组（P1S），煤层较稳定，地层总体呈北东走向，倾向北西的单斜构造，倾角平缓，一般在15°左右，无岩浆岩侵入体。矿井内构造较简单，发育宽缓的小规模褶皱9个，其中背斜4个、向斜5个。断层37条，其中，正断层32条、逆断层5条；矿井内陷落柱发育，共发现38个，全部破坏了太原组主采

6、煤层15煤层，其中的23个同时切穿山西组中的3煤层（图2），对矿井生产带来极为不利的影响。3.1褶曲矿井内主要发育NW-NWW向宽缓褶曲和NE-NNE向宽缓或膝状褶曲（表1）。表1褶曲统计一览表Table1StatisticstableofFolds褶曲名称轴向(°)长度(m)宽度(m)幅度(m)控制工程窑堤村西背斜2514001805-10其轴部穿过413号钻孔至415号孔东消失其轴部穿过补2号钻孔，向北至414号孔北狗蹄凹背斜30159035020消失,向南方向延伸至415号孔附近消失二采区三维地震东部1

7、35天池寺背斜129017015二采区三维地震西部70东远佛背斜16090023015二采区三维地震窑堤村西向斜2512002305-10二采区三维地震东远佛向斜150130032015二采区三维地震东远佛南向斜16585522010二采区三维地震天池寺向斜15050020010二采区三维地震天池寺西向斜120°65015010二采区三维地震3.2断层通过地质、地震勘探和井下揭露，矿井内发现的的断层的断层共计37条。其中，正断层32条，逆断层5条；落差小于5m、5-10m和大于10m的断层条数分别为12条、9

8、条和16条（表2）。表2矿井断层统计一览表Table2StatisticstableofMineFaults断层落差（m）断层编号数量（条）F1-1、F1-2、F1-3、F1-5、F1-6、F2-6、F2-10、F2-11、H≥10F2-14、F2-15、F2-16、F2-17、F2-19、F2-22、F2-23、16F2-24、F2-25、-2-http://www.paper.edu.cnF2-