小型层滑构造对煤层的影响

浅谈小型层滑构造成因特征及其影响摘要：根据石桥煤矿井下实际揭露的小型层滑构造，详细记录了其发展规律、特征，简单分析了各种小型层滑构造的成因，并概括了小型层滑构造特征及对矿井的影响。关键词：小型；层滑构造；成因；特征；影响一、井田概况石桥井田为一华北石炭二叠纪全隐蔽煤田，煤系底盘为中奥陶统石灰岩（强度大、整体性好，属能干层），其上为石炭二叠纪含煤岩系，从上往下分别为：本息组、太原组和山西组，全厚为265米（含大量的粘土岩、煤，强度低、塑性强，属非能干层），上覆二叠纪石盒子组，上侏罗统蒙阴组和早第三纪的砂岩、砾岩，煤田绝大部分被第四系覆盖。二、井田构造井田位于区域性断裂东西向汶泗断层和南北向峄山断层交汇处，区内构造极复杂，小型高角度正断层发育密集，形成错综复杂的网格式构造格架，加上以石炭二叠纪和中奥陶统假整合面为主滑动面的多级重力滑动，又使煤田的构造面貌更趋于复杂化，被同行形象地用“玻璃掉到地上趋了一脚”来形容其复杂程度。三、煤层、顶底板简介石桥井田含煤岩系为石炭二迭系山西组和石炭系太原组，主采煤层为二迭系山西组的3层煤（非能干层），厚度为2.5~8.6m；3层煤直接顶为灰色泥质细砂岩（非能干层），构造与厚度变化较大（0~2.5m）,抗压强度为39.22Mpa，井田内较大区域无直接顶；老顶为硬度较大的灰白色中砂岩，其厚度较大且发育稳定，一般厚度在10m以上，横向变化不大，抗压强度为107.8Mpa(能干层)；直接底为泥岩（非能干层），厚度变化较大(0~0.8m)；老底为厚度较大的灰色中、细砂岩互层（能干层），硬度大于老顶；局部3层煤含夹矸，夹矸为炭质页岩（非能干层）。四、小型层滑构造成因及特征石炭二叠纪和中奥陶统假整合面为主滑动面的多级重力滑动过程中，由于井田的网格式构造格架造成重力不均匀分布，加上井田3层煤软硬相夹的特点，具备了小型层滑构造发育的条件，在山西组3层煤中产生大量的小型滑动构造沿煤层顶底板发育，这些小型滑动构造形态多样，根据现场揭露总结其形式大致可分为顺煤层揉皱滑动式、切煤层转为煤层内滑动式、逆煤层倾向滑动式三种形式：1、顺煤层揉皱滑动式：由于重力滑动、构造挤压作用使煤层顶底板产生滑动进而形成滑动面，加上厚度不均匀的3煤层润滑引起了应力的重新分布，使硬度强大的顶底板形如两块搓板，对相夹的3层煤（属于煤系中最软的层位）产生强烈的揉搓，在强大的揉搓力作用下煤层将产生塑性流动，从压力大的部位向压力小的部位“蠕动”以释放应力，达到受力平衡，加上顶底板岩石的力学特征的不同，致使煤层形成大小不一、互不联系的“煤包”、“无煤带”等形态。2、切煤层转为煤层内滑动式：3煤层局部有直接顶、夹矸，并且直接顶大于煤层小于老顶底的强度，受到顺层方向重力挤压后，使直接顶在强大的推力下插入3层煤，而3层煤中夹矸炭质页岩（非能干层）到受力后，接替了原有的润滑层煤层，转换为自身在煤层内滑动，致使夹矸与直接顶、煤层相互交揉、相互改造，使煤体原生结构发生强烈变化，煤层内含矸量增加，层理紊乱，裂系增多现象。3、逆煤层倾向滑动式：井田内密集的高角度小型正断层加上3层煤重大的老顶、底板，为形成逆煤层倾向滑动式构造创造了条件，受力后顶、底板从高处滑向底处，重力收敛于相邻断层的另一盘弱面中，形成重力的倒转，在强大的反推力下使软弱的煤层沿倾向相反的方向滑动，此种滑动造成煤层与老顶接合紊乱，煤层倾向倒转、顶滑底褶等现象。五、小型层滑构造对煤矿生产的影响1、对煤厚的影响：发生在煤层顶底板附近的小型滑动构造，由于重力的不均匀，使煤体产生“蠕动”形成大量的无煤带（煤厚小于0.4米）；大小不一、不相连接的“煤包”，导致煤炭损失，造成了采掘失调，打乱了企业正常生产的现象。2、对煤层产状的影响：发生煤层顶底板附近的小型滑动构造，常使煤层形成一些宽缓的褶曲、煤层倾角变化较大、煤层倾向倒转，无法量取真正的产状，给工作面布置带来了困难，且容易出现滑架、片帮等现象。3、对顶板管理的影响：发生煤层顶底板附近的小型滑动构造，造成煤层顶底板改变了原生结构，出现大量的裂隙，使顶底板失去了原有整体性，常出现冒顶、底鼓现象。4、对煤层自燃的影响：发生煤层顶底板附近的小型滑动构造，造成煤层原生结构遭到破坏、裂隙增多、煤自身变软，并且在此地带的通风不易管理，一旦温度升高，会有发火的现象。5、对地质工作的影响：发生煤层顶底板附近的小型滑动构造切割了原有的构造，致使原有构造失去了规律性，给处理生产中遇到的断层带了极大的困难。六、总结小型层滑构造不容易被物探到，其规律性不易提前掌握，所以要加强现场地质工作，了解其发展规律，减少煤炭资源浪费，降低掘进量，提高矿井的自身生产能力。参考文献：祁献礼，任玉京等编著，煤矿应用地质，山东科技大学出版社。王桂梁，曹代勇等编著，华北南部的逆冲推覆伸展滑覆与重力滑动构造，中国矿业大学出版社，1992年12月作者简介：张春雷，男，1979年出生，结业于山东科技大学采矿工程系，现为山东海力实业集团有限公司石桥煤矿地质技术员。