煤礦斷層與層間滑動構造組合型式及其形成機制

史智瑋

摘 要：煤礦斷層與層間滑動結構又可以稱之為層滑結構，此類結構在煤礦中普遍發生，并且有多種多樣的組合方式。煤礦斷層與層間滑動的組合型式非常值得工作人員的探究分析，進行此類探究之前需要仔細研究該煤礦歷史上發生過的所有構造變形事例，除此之外還需要預測該煤礦的構造變形規律。與此同時還需要對煤礦中的煤氣耗散進行精準的時間測量，這一研究將在一定程度上推動煤礦企業的持續穩定發展。煤礦中煤層的頂板巖層與底板巖層組合差異較大，這一差異將會造成構造變形的巨大差異，大多數歷史悠久的煤礦會發生多次的層間活動，并且每次發生層間活動的組合都是多種多樣。該文主要研究了煤礦斷層與層間滑動的部分構造組合，并且深度剖析了煤礦斷層的形成機制，分析了煤礦斷層的形成原因及其決定因素。

關鍵詞：中小型斷層 層間滑動構造 構造組合型式 形成機制

中圖分類號：P54 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（c）-0238-02

1 煤礦斷層

煤礦斷層的構造多種多樣，其中斷層又分為順層斷層、緩傾角斷層和層滑斷層，這些斷層形成的原因主要是煤礦中煤層的頂板巖層與底板巖層發育異常。以其中的一個為例進行深度分析，層滑運動會造成固態物質的流動變化，這些在一定程度上可以解釋大自然中許多因數之間的制衡因素。礦產的形成是由層滑來控制的，層滑同時又制約著煤和瓦斯，最近幾年來，煤礦的發展得到了穩定運行，同時相關學者在煤礦斷層方面的研究也越來越深入。隨著對煤礦研究的深入，人們逐漸將目光放到了斷層與層滑構造的研究上，并得出最新結論，煤礦斷層與層滑的構造制約著瓦斯和煤層流變。但是，由于受到技術和儀器的制約，對于煤礦斷層與層滑之間形成機制的研究還有待深入。

2 煤層斷層與層滑構造的組合型式

2.1 斷層與層滑構造的同期擴展型式

煤層斷層與層滑構造的組合方式多種多樣，其中一種就是斷層與層滑構造的同期擴展型式，煤礦斷層還分為正斷層，其在煤層中變化時會在極大程度上接近煤礦的高角度斷層。層滑斷層在煤礦中的出現率較高，將煤礦的整體進行仔細分類，可以分為斷層上部和斷層下部。當煤礦下部在進行順時針發育時，會在煤礦薄壁上出現些許的擦痕和滑泥，并且在施工的煤礦壁上會出現層滑帶。在不斷的發育和變化中，正煤礦斷層會隨時間的變化逐漸演變成層滑斷層，煤礦在這個時期斷層和煤層之間的角度會越來越小，最終會彼此互相連接。層滑斷層也會得到不斷的擴展和變形，這些煤礦層面變化并不會沿著固定的單一層面發育，而是隨著開采的強度和面積進行變化。

2.2 斷層與層滑構造組成塊體滑動型式

煤層斷層與層滑構造的組合方式多種多樣，其中還有一種就是斷層與層滑構造組成塊體滑動型式，在早期形成的中小斷層會和煤礦結構中層滑結構形成組合塊體，進而對煤礦的穩定性造成一定程度的影響。這種情況一般會造成煤礦整體的滑動，斷層在某種程度上來講對于層滑結構起到了限制的作用，也就是起到了邊界作用。另一種情況就是走滑斷層可以和同一時期的層滑結構在一起組合成新型的滑動結構，這個在學術上稱之為滑動體，這一種情況也會造成煤礦整體的滑動。

2.3 斷層與層滑構造的相互切割和限制型式

斷層與層滑結構的組合方式也是多種多樣，彼此之間相互切割和限制的類型也是多種多樣，大體上可以將其分為兩種類型：第一種就是斷層之間的互相切割和限制層滑結構，這種情況的斷層結構一般是多種因素造成的，斷層與層滑結構在互相的作用力之下，就會漸漸的出現限制斷層。第二種就是層滑結構單一的構造切割和限制斷層，這種型式的斷層情況可以反映出煤礦早期的形成條件，與此同時還會反映出是由哪種切割方式造成的。

3 煤層斷層與層滑構造組合形成機制

3.1 應力作用

煤層斷層與層滑構造的組合具有一定的機制，其中最具有決定力度的就是應力作用，從早期的發展歷史來看，我國煤礦經歷了長期的動蕩變化。不同的時期煤礦之中情況產生的問題性質、問題原因各有不同，并隨著時代的發展也會出現新的問題。層滑斷層在煤礦中的出現率較高，將煤礦的整體進行仔細分類，可以分為斷層上部和斷層下部。應力場會在一定的條件下對煤礦產生應力作用，并且會對煤礦中煤層的構造造成細微影響，煤層變形也會在一定程度上對應力場產生反作用力。

3.2 介質與力學性質

在研究煤層斷層與層滑構造組合形成機制時，我們首先需要對煤礦介質和力學進行分析，在煤礦中，斷層和層滑結構一般情況下是處于相同的立場之下。煤礦中發生內部變形的大多數是干性巖層，當發生變形時的表現特征一般是脆性斷裂，其次就是煤礦介質的彈塑性彎曲。相反來說，與干性相反的巖層就會在內部結構上發生巨大的變動，煤礦的整體變形程度上也會有所減少。煤礦一般都是由堅硬的巖石圈構成的，雖然在煤礦的中間構造也會有少量的柔塑型巖層，但是一旦經過開采就會大大降低總含量。其次要了解煤礦的力學構造，只有充分研究煤礦的受力方式，才能保證煤礦能給我們帶來長久的利益輸出，并且是在保障礦工的生命安全的前提下。在不斷的發育和變化中，煤礦斷層會隨時間的變化逐漸演變成層滑斷層，煤礦在這個時期斷層和煤層之間的角度會越來越小，最終會彼此互相連接。

3.3 應變環境

煤層斷層和層滑結構需要在溫度較低的環境下，在煤礦的深處常常伴隨著大量的水溶液，這樣可以促進煤礦煤層的快速構成。煤礦深處的巖石較為平滑，滑面在一定程度上會增加巖石的阻力，也就是說地下大量的水流量會減少煤礦構造時間的壓力。同時煤礦中的地下水也會在一定程度上降低礦物質之間的粘結力，會增加地下煤礦的應變環境，應變環境在一定程度上決定和抗壓強度。在煤礦的縫隙之間填充地下水，水流體就會產生流體壓力從而去抵消巖體所產生的壓力，在煤礦之中形成很好的浮力效應。這也在一定程度上推動了煤礦斷層與層間構造的多樣組合，推動煤礦層滑運動的進行，改善煤礦在地下的應變環境，保證煤礦能給我們帶來長久的利益輸出。

4 結語

綜上所述，煤礦中煤層的頂板巖層與底板巖層組合差異較大，這一差異將會造成構造變形的巨大差異，大多數歷史悠久的煤礦會發生多次的層間活動，并且每次發生的層間活動的組合都是多種多樣。希望上述可以為相關專業人士提供參考借鑒的材料。

參考文獻

[1] 何學秋，王恩元，林海燕.孔隙氣體對煤體變形及蝕損作用機理[J].中國礦業大學學報，1996（1）：6-11.

[2] 琚宜文，王桂梁.煤層流變及其與煤礦瓦斯突出的關系[J].地質論評，2002（1）：96-105，114.

[3] 王桂梁，徐鳳銀，龍榮生，等.礦井構造預測[J].北京煤炭工業出版社，2008.

[4] 朱志澄，宋鴻林.構造地質學[J].武漢：中國地質大學出版社，2008.

[5] 江忠彥.煤礦斷層與層間滑動構造組合型式及其形成機制探索[J].地球，2014（8）：113-114.