礦井褶皺地質構造的觀測與判斷

周明杰，徐 濤，張立新，鄭樹良

(1.七臺河職業學院，黑龍江 七臺河 154600； 2.黑龍江工業學院，黑龍江 雞西 158100)

礦井褶皺地質構造的觀測與判斷

周明杰1，徐 濤2，張立新1，鄭樹良1

(1.七臺河職業學院，黑龍江 七臺河 154600； 2.黑龍江工業學院，黑龍江 雞西 158100)

及時發現中型褶皺，切實查明中型褶皺樞紐的位置、方向、起伏和標高變化，這是礦井地質研究褶皺構造的重點。圍繞這一重點，本文著重介紹中型褶皺的識別和觀測，中型褶皺樞紐的推測與探查等內容。

褶皺構造；觀測；判斷

一 褶皺構造的識別與觀測

地層層序的對稱重復和巖層產狀的規則變化是識別褶皺的兩大標志。前者是判明褶皺構造的確定性標志，它適用于包括等斜褶皺、倒轉褶皺、扇形褶皺和平臥褶皺在內的一切褶皺。后者是判明褶皺構造的可能性標志，在地層層序發生倒轉的地區，即使巖層產狀沒有變化也不能肯定就沒有褶皺；在地層層序正常的地區，巖層產狀的變化既可由褶皺引起，也可由斷層產生。因此，在利用巖層產狀標志時要謹慎。凡是在穿層巷道中，一旦發現地層層序出現對稱性重復時，可以斷言，其間必然存在褶皺構造，并可根據褶皺核部和兩翼地層的相對新老，鑒別它是向斜或背斜。無論在穿層或順層巷道中，只要發現巖層產狀呈現相向或相背傾斜時，通常有褶皺構造存在，并據此確定向斜或背斜。在沿煤層定向掘進煤層平巷時，如果巷道發生急劇彎曲，說明有傾伏褶皺存在，如圖1所示。

圖1 煤層平巷掘進中褶皺的確定

二 褶皺樞紐的判斷與探查

一般情況下，中型褶皺樞紐的位置、方向、起伏和標高變化，主要是根據煤層底扳等高線圖和褶皺縱、橫剖面圖來了解。因此，編好這些圖件，并及時加以補充和修正，是礦井地質人員掌握褶皺樞紐總體狀況的基本方法。但是，對于那些尚未發現或查明的中型褶皺，單靠作圖分析則無法了解褶皺樞紐情況，還必須輔以其它方法。其中包括：

1.樞紐的實測方法。

在穿越褶皺的巷道中，可在現場直接測定褶皺樞紐的位置、標高、傾伏向和傾伏角。樞紐的位置和標高可通過丈量樞紐點至測量點的方向、距離和兩點高差來確定；樞紐的傾伏方向和傾伏角可通過測定巷道兩幫同一層面上兩樞紐點連線的傾伏方向和傾伏角來獲得。

2.樞紐的推測方法。

結合礦井地質工作實際，推測褶皺樞紐的方法有以下幾種：

(1)根據上部已采煤層推測 根據上部已采煤層的褶皺資料，通過上下對照的方法，推測下部新開拓煤層的褶皺樞紐位置，是老礦區常用的有效方法。

(2)根據區域構造線推測 根據已掌握的區域構造線方向，通過類比的方法，推測個別樞紐點的延展方向。這種推測方法準確度較低，可作為構造規律明顯、地質資料較少的新開拓區進行補充勘探或采區劃分的依據。

(3)實測控制與外推相結合 該法是通過邊推邊掘，邊掘邊探的步驟，實現巷道沿褶皺樞紐掘進的一種方法。根據巷道揭露的樞紐位置和方向，推測出相當于一部輸送機長度的距離，然后掛線掘進。在掘進過程中要隨時進行觀測和探查，以確定樞紐的實際位置和方向。

3．樞紐的探查方法。

在構造復雜或資料較少的地區，根據已有資料判斷中型褶皺的位置和方向常常不能作為指導采掘生產的依據。因此，需要動用生產勘探手段，以查明中型褶皺樞紐的實際情況。目前，探查中型褶皺的主要技術手段是巷探和井下鉆探。

(1)巷探 指查明中型褶皺經常使用的一種探查手段。探查巷道的布置應遵循“一巷兩用”的原則，使它既可用于探明褶皺構造，又可為將來生產所利用。只有這樣，巷探才能經濟合理地順利開展。現舉例說明查清中型褶皺探巷布置的一些經驗。

①沿中型向斜兩翼布置對掌子工作面時，向斜樞紐的探查。對掌子工作面布置的關鍵是要掘好相鄰兩工作面的共用運輸巷。為此，要合理調整巷道施工順序，先施工橫穿褶皺的巷道，后施工沿樞紐掘進的巷道，從而達到事先查明褶皺樞紐，指導運輸巷掘進的目的。具體的施工順序是：首先施工掘進要求較低的兩個工作面的回風巷，然后施工兩個工作面的開切眼，增加樞紐揭露點，最后把回風上山和開切眼中的兩個樞紐點達成樞紐線，并沿此線掛線掘進，掘出兩個工作面的共用運輸巷(如圖2所示)。這種利用調整巷道施工順序，查明褶皺樞紐，保證巷道沿樞紐掘進的做法，既不增加掘進巷道，又達到了預期效果，是值得提倡的經驗。

②傾斜多煤層礦井，中型褶皺樞紐的探查。傾斜多煤層礦井通常采用多水平石門開拓。這時可采用石門配合立眼或石門配合煤巷進行探查。

(2)井下鉆探當石門資料不足以控制褶皺的基本形態，或下部延深水平的褶皺面貌尚未查清

圖2 沿向斜布置對掌子工作面

時，需要在石門或鄰近巷道的相應位置，向預計的褶皺樞紐部位或翼部布置鉆孔(如圖3所示)，以查明下水平或

圖3 某礦用井下鉆探查明褶皺形態

下部煤層的褶皺形態。

三 結論

總結我國生產礦井研究褶皺構造的經驗和教訓，在進行褶皺構造的觀測和判斷時，應注意以下問題。

1．注意煤、巖層層位的分析和對比。礦井地質人員務必熟悉煤系地層的層位和標志層，尤其是可采煤層上下各20m范圍內的地層更要了如指掌。

2．注意褶皺發展成斷層的可能性。塑性彎曲和脆性斷裂既有區別又有聯系。因此，自然界常可見到撓曲發展為正斷層，倒轉背斜發展成逆斷層的現象。

3．注意傾伏褶皺傾伏端煤層底板等高線的曲率。沿煤層掘進運輸平巷時，如果不注意傾伏端煤層等高線曲率，就有可能使掘出的巷道曲率過大，不能運輸，造成巷道報廢。

[1]朱志澄.構造地質學[M].武漢：中國地質大學出版社,2005.

[2]李增學.煤礦地質學[M].北京：煤炭工業出版社,2009.

ClassNo.:TD823.2DocumentMark：A

(責任編輯：蔡雪嵐)

ObservationandJudgmentoftheFoldtheGeologicalStructureofCoalMine

Zhou Mingjie1，Xu Tao2，Zhang Lixin1，Zheng Shuliang1

(1.Qitaihe Vocational College, Qitaihe, Heilongjiang 154600，China；2. Heilongjiang University of Technology, Jixi, Heilongjiang 158100，China)

It is the key for the study of geological fold structure of a coal mine to detect the position, direction, fluctuation and elevation of medium-sized fold hinge. This paper focuses on the recognition and observation of medium-sized fold structure and the speculation and exploration of the medium-sized fold hinges.

fold structure；observation；judgment

周明杰，講師，七臺河職業學院煤炭系。研究方向：煤礦開采技術專業的教學與研究。

1672-6758(2013)06-0046-1

TD823.2

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