煤礦斷層與層間滑動(dòng)構(gòu)造組合型式及其形成機(jī)制

史智瑋

摘 要：煤礦斷層與層間滑動(dòng)結(jié)構(gòu)又可以稱(chēng)之為層滑結(jié)構(gòu)，此類(lèi)結(jié)構(gòu)在煤礦中普遍發(fā)生，并且有多種多樣的組合方式。煤礦斷層與層間滑動(dòng)的組合型式非常值得工作人員的探究分析，進(jìn)行此類(lèi)探究之前需要仔細(xì)研究該煤礦歷史上發(fā)生過(guò)的所有構(gòu)造變形事例，除此之外還需要預(yù)測(cè)該煤礦的構(gòu)造變形規(guī)律。與此同時(shí)還需要對(duì)煤礦中的煤氣耗散進(jìn)行精準(zhǔn)的時(shí)間測(cè)量，這一研究將在一定程度上推動(dòng)煤礦企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)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(huì)造成構(gòu)造變形的巨大差異，大多數(shù)歷史悠久的煤礦會(huì)發(fā)生多次的層間活動(dòng)，并且每次發(fā)生層間活動(dòng)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(dòng)的部分構(gòu)造組合，并且深度剖析了煤礦斷層的形成機(jī)制，分析了煤礦斷層的形成原因及其決定因素。

關(guān)鍵詞：中小型斷層 層間滑動(dòng)構(gòu)造 構(gòu)造組合型式 形成機(jī)制

中圖分類(lèi)號(hào)：P54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（c）-0238-02

1 煤礦斷層

煤礦斷層的構(gòu)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(fā)育異常。以其中的一個(gè)為例進(jìn)行深度分析，層滑運(yùn)動(dòng)會(huì)造成固態(tài)物質(zhì)的流動(dòng)變化，這些在一定程度上可以解釋大自然中許多因數(shù)之間的制衡因素。礦產(chǎn)的形成是由層滑來(lái)控制的，層滑同時(shí)又制約著煤和瓦斯，最近幾年來(lái)，煤礦的發(fā)展得到了穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)相關(guān)學(xué)者在煤礦斷層方面的研究也越來(lái)越深入。隨著對(duì)煤礦研究的深入，人們逐漸將目光放到了斷層與層滑構(gòu)造的研究上，并得出最新結(jié)論，煤礦斷層與層滑的構(gòu)造制約著瓦斯和煤層流變。但是，由于受到技術(shù)和儀器的制約，對(duì)于煤礦斷層與層滑之間形成機(jī)制的研究還有待深入。

2 煤層斷層與層滑構(gòu)造的組合型式

2.1 斷層與層滑構(gòu)造的同期擴(kuò)展型式

煤層斷層與層滑構(gòu)造的組合方式多種多樣，其中一種就是斷層與層滑構(gòu)造的同期擴(kuò)展型式，煤礦斷層還分為正斷層，其在煤層中變化時(shí)會(huì)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(xiàn)率較高，將煤礦的整體進(jìn)行仔細(xì)分類(lèi)，可以分為斷層上部和斷層下部。當(dāng)煤礦下部在進(jìn)行順時(shí)針發(fā)育時(shí)，會(huì)在煤礦薄壁上出現(xiàn)些許的擦痕和滑泥，并且在施工的煤礦壁上會(huì)出現(xiàn)層滑帶。在不斷的發(fā)育和變化中，正煤礦斷層會(huì)隨時(shí)間的變化逐漸演變成層滑斷層，煤礦在這個(gè)時(shí)期斷層和煤層之間的角度會(huì)越來(lái)越小，最終會(huì)彼此互相連接。層滑斷層也會(huì)得到不斷的擴(kuò)展和變形，這些煤礦層面變化并不會(huì)沿著固定的單一層面發(fā)育，而是隨著開(kāi)采的強(qiáng)度和面積進(jìn)行變化。

2.2 斷層與層滑構(gòu)造組成塊體滑動(dòng)型式

煤層斷層與層滑構(gòu)造的組合方式多種多樣，其中還有一種就是斷層與層滑構(gòu)造組成塊體滑動(dòng)型式，在早期形成的中小斷層會(huì)和煤礦結(jié)構(gòu)中層滑結(jié)構(gòu)形成組合塊體，進(jìn)而對(duì)煤礦的穩(wěn)定性造成一定程度的影響。這種情況一般會(huì)造成煤礦整體的滑動(dòng)，斷層在某種程度上來(lái)講對(duì)于層滑結(jié)構(gòu)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(shí)期的層滑結(jié)構(gòu)在一起組合成新型的滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，這個(gè)在學(xué)術(shù)上稱(chēng)之為滑動(dòng)體，這一種情況也會(huì)造成煤礦整體的滑動(dòng)。

2.3 斷層與層滑構(gòu)造的相互切割和限制型式

斷層與層滑結(jié)構(gòu)的組合方式也是多種多樣，彼此之間相互切割和限制的類(lèi)型也是多種多樣，大體上可以將其分為兩種類(lèi)型：第一種就是斷層之間的互相切割和限制層滑結(jié)構(gòu)，這種情況的斷層結(jié)構(gòu)一般是多種因素造成的，斷層與層滑結(jié)構(gòu)在互相的作用力之下，就會(huì)漸漸的出現(xiàn)限制斷層。第二種就是層滑結(jié)構(gòu)單一的構(gòu)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(shí)還會(huì)反映出是由哪種切割方式造成的。

3 煤層斷層與層滑構(gòu)造組合形成機(jī)制

3.1 應(yīng)力作用

煤層斷層與層滑構(gòu)造的組合具有一定的機(jī)制，其中最具有決定力度的就是應(yīng)力作用，從早期的發(fā)展歷史來(lái)看，我國(guó)煤礦經(jīng)歷了長(zhǎng)期的動(dòng)蕩變化。不同的時(shí)期煤礦之中情況產(chǎn)生的問(wèn)題性質(zhì)、問(wèn)題原因各有不同，并隨著時(shí)代的發(fā)展也會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題。層滑斷層在煤礦中的出現(xiàn)率較高，將煤礦的整體進(jìn)行仔細(xì)分類(lèi)，可以分為斷層上部和斷層下部。應(yīng)力場(chǎng)會(huì)在一定的條件下對(duì)煤礦產(chǎn)生應(yīng)力作用，并且會(huì)對(duì)煤礦中煤層的構(gòu)造造成細(xì)微影響，煤層變形也會(huì)在一定程度上對(duì)應(yīng)力場(chǎng)產(chǎn)生反作用力。

3.2 介質(zhì)與力學(xué)性質(zhì)

在研究煤層斷層與層滑構(gòu)造組合形成機(jī)制時(shí)，我們首先需要對(duì)煤礦介質(zhì)和力學(xué)進(jìn)行分析，在煤礦中，斷層和層滑結(jié)構(gòu)一般情況下是處于相同的立場(chǎng)之下。煤礦中發(fā)生內(nèi)部變形的大多數(shù)是干性巖層，當(dāng)發(fā)生變形時(shí)的表現(xiàn)特征一般是脆性斷裂，其次就是煤礦介質(zhì)的彈塑性彎曲。相反來(lái)說(shuō)，與干性相反的巖層就會(huì)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上發(fā)生巨大的變動(dòng)，煤礦的整體變形程度上也會(huì)有所減少。煤礦一般都是由堅(jiān)硬的巖石圈構(gòu)成的，雖然在煤礦的中間構(gòu)造也會(huì)有少量的柔塑型巖層，但是一旦經(jīng)過(guò)開(kāi)采就會(huì)大大降低總含量。其次要了解煤礦的力學(xué)構(gòu)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(lái)長(zhǎng)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(fā)育和變化中，煤礦斷層會(huì)隨時(shí)間的變化逐漸演變成層滑斷層，煤礦在這個(gè)時(shí)期斷層和煤層之間的角度會(huì)越來(lái)越小，最終會(huì)彼此互相連接。

3.3 應(yīng)變環(huán)境

煤層斷層和層滑結(jié)構(gòu)需要在溫度較低的環(huán)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(jìn)煤礦煤層的快速構(gòu)成。煤礦深處的巖石較為平滑，滑面在一定程度上會(huì)增加巖石的阻力，也就是說(shuō)地下大量的水流量會(huì)減少煤礦構(gòu)造時(shí)間的壓力。同時(shí)煤礦中的地下水也會(huì)在一定程度上降低礦物質(zhì)之間的粘結(jié)力，會(huì)增加地下煤礦的應(yīng)變環(huán)境，應(yīng)變環(huán)境在一定程度上決定和抗壓強(qiáng)度。在煤礦的縫隙之間填充地下水，水流體就會(huì)產(chǎn)生流體壓力從而去抵消巖體所產(chǎn)生的壓力，在煤礦之中形成很好的浮力效應(yīng)。這也在一定程度上推動(dòng)了煤礦斷層與層間構(gòu)造的多樣組合，推動(dòng)煤礦層滑運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行，改善煤礦在地下的應(yīng)變環(huán)境，保證煤礦能給我們帶來(lái)長(zhǎng)久的利益輸出。

4 結(jié)語(yǔ)

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(huì)造成構(gòu)造變形的巨大差異，大多數(shù)歷史悠久的煤礦會(huì)發(fā)生多次的層間活動(dòng)，并且每次發(fā)生的層間活動(dòng)的組合都是多種多樣。希望上述可以為相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士提供參考借鑒的材料。

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