k字型構(gòu)造形成的機(jī)制及其找煤

1、第 2 2卷 第 2期 2 0 0 3年 2月 煤 炭 技 術(shù) C o a lTe c h n o 1 0 g 、 ，V0 I ． 2 2． N02F e b． ， 2 00 3K 字 型構(gòu) 造 形成 的機(jī) 制 及 其 找 煤 韓 叢 發(fā) ( 黑 龍江 省科 技 學(xué) 院 資 源 與環(huán)境 工程學(xué) 院 ， 黑 龍 江 雞西 1 5 8 1 0 5 )摘 要 ： 提 出 了 K 字型 構(gòu)造 ， 并 對(duì) 其形 成機(jī) 理 和構(gòu) 造 控煤 等 進(jìn)

2、 行 了研 究 和探 討 ， 分 析 了 K 字 型 構(gòu)造 預(yù) 測(cè) 找 煤 的思 路 和方 法 。關(guān)鍵 詞 ： K 字型 構(gòu)造 ；形 成機(jī) 理 ；控 煤 中 圖分 類號(hào) ： T D1 6 3文獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí)碼 ： A 文章 編 號(hào) ： 1 0 0 8—8 7 2 5 ( 2 0 0 3 ) 0 2—0 0 9 0—0 20前 言 地質(zhì) 力 學(xué)是 運(yùn)用 力學(xué) 的原 理 研 究 地殼 構(gòu) 造 和 地殼 運(yùn)動(dòng) 規(guī)律 的一 門地質(zhì) 科學(xué) 的邊 緣

3、學(xué) 科 。這 門學(xué) 科 長(zhǎng)期 以來(lái) ， 立足 我 國(guó)地質(zhì) 實(shí) 際 ， 在煤 田地質(zhì) 、 石 油地 質(zhì) 、 工 程地 質(zhì) 等方 面 的研 究做 出 了突 出 的貢獻(xiàn) 。在 尋找 煤 田 、 石油 天 然氣 和大 型 的水 利水 電等 工作 上 取得 了重 要成 果 。我們 在研 究煤 田地質(zhì) 構(gòu)造 時(shí) ， 發(fā) 現(xiàn) 了一種 新 型構(gòu) 造 型式 — — K 字 型構(gòu) 造 。K字 型構(gòu) 造 的發(fā)現(xiàn) ， 為地 質(zhì) 力學(xué) 學(xué) 科 中 的 扭 動(dòng)構(gòu)

4、造 體 系家庭 中 又增 添 了一 個(gè) 新 成 員 。 我們 從 力 學(xué) 的 角度 出發(fā) ， 分別 對(duì) K字 型構(gòu)造 的形 成 ， 力 學(xué) 機(jī) 制 及 其 找煤 進(jìn) 行研究 和 探討 。1K 型 構(gòu)造 的形 成 K 字 型構(gòu) 造是 發(fā)育 在 單 面斷 陷 盆地 內(nèi) 的一 種 同沉 積 構(gòu) 造 組合 。單面 斷 陷 盆 地是 一 邊 鄰接 著 同沉 積 斷 列 的盆 地 。盆地 內(nèi)普 遍有 兩 條 同沉 積 向 斜 。向 斜 軸 在 中段

5、 與 盆緣 斷 裂 相交 。三 者 組成 K 字 型 ， 故稱 其 為 K 字 型 構(gòu) 造 。如 圖 1所 示 。田 1田 2圈 356789圖 1K字 型 構(gòu)造形 成 A． 初 始 階 段 B．成 形 階 段 1 、 盆 緣 斷 裂 2 、沉 降 最 深 點(diǎn) 3 、沉 降 最 深 線 4、 斷 裂 長(zhǎng) 5． 各 期 中 段 盆 緣 6 ． 受 力 點(diǎn) 7． 盆 地 邊 緣 8． 各 期 斷 路 最 深 點(diǎn) 9． 斷 裂 面 K 字 型

6、構(gòu)造 是構(gòu) 造 與沉 積 的 結(jié) 合 。是 地 質(zhì) 力 學(xué) 構(gòu) 造 型 式 的新 發(fā) 展 。它充 分體 現(xiàn) 了構(gòu)造 控 制沉 積 ， 沉 積反 映構(gòu) 造 的 原 理 。如果 發(fā)現(xiàn) 煤 田地 質(zhì) 構(gòu) 造 是 K 字 型 構(gòu) 造 ， 那 么 就 可 在 一 定部 位 找到 可觀 的煤 炭 儲(chǔ)量 。對(duì) 煤 炭工 業(yè) 的發(fā) 展 有 著 重 大 的現(xiàn) 實(shí) 意 義 。K 字型 構(gòu)造 成 因的基 本原 理 是 ， 盆緣 同 沉積斷 裂 控 制著 盆地

7、生 成發(fā) 展 。斷裂 中段 斷距 最 大 ， 向兩 端 逐 漸 變 小 ， 最 后 尖滅 。下 降盤下 降 ， 形成 洼 地 ， 積 水接 受沉 積 ， 形 成 巖層 。下 降盤近 斷 裂的 中心處 沉 降 幅度 最 大 ， 沉積 巖 層 在此形 成 同沉 積向斜 軸 。兩條 向斜 軸 在 中段 與 盆 緣 斷 裂 相 交 ， 組 成 K 字 型構(gòu)造 。2K 字型 構(gòu)造 形 成機(jī) 理 當(dāng)沉 積盆地 生成 后 ， 盆緣 斷 裂 還 在 繼

8、 續(xù) 活 動(dòng) ， 由 于盆 緣 斷的 繼續(xù) 活動(dòng) ， 形成 了 同沉 積 向斜 。分 析 雙 鴨 山煤 盆 地 ， 圖 2所示 ?？?以看 出 ， 盆 內(nèi)形 成 的 褶 皺 構(gòu) 造 ， 完 全 是 盆緣 斷 裂 繼續(xù) 活動(dòng) 的結(jié)果 。l 31 4 圖 2 雙 鴨盆 地 的改 造構(gòu)造 1 ． 盆緣 壓斷裂 2 ． 同沉積 向斜軸 3 ． 改造剪 斷裂 4 ．5 ． 改造張 斷裂 6 ． 7改造 背 斜 8 ． 改 造 向斜 9 ． 燕 山

9、期 安 山玢 巖 1 O ．雞 西群 1 1 ． 煤 系基底 等深線 1 2 ． 盆緣 壓 性 斷裂 面 與煤 系 底 面交 線 1 3 ． 壓應(yīng)力 方 向線 1 4 ． 張應(yīng) 力方 向線 從 構(gòu)造 應(yīng)力 場(chǎng) 的角度 分 析 ， 可 以 看 出 ， K字 型 構(gòu)造 應(yīng) 力 場(chǎng) 與 山字 型構(gòu)造 應(yīng)力 場(chǎng) 相 同。 如 圖 3所 示 。K 字 型 構(gòu)造 的 力 學(xué)原 理相 當(dāng)于 一塊 平 放 的平板 梁彎 曲。這 種 平 板 梁 所 承

10、受 的負(fù) 荷是 均勻 的 ， 又是 水平 的。地殼 表 層構(gòu)造 負(fù) 荷 作 用方 向一般 是 由高緯 度 向低 緯度 ， 在 某些 構(gòu)造 部位 由東 向西 。從 模 擬實(shí) 驗(yàn)所 反映 的應(yīng) 變 圖象 ， 與 光彈 法和 應(yīng)變 網(wǎng)絡(luò) 法 所得 出 的構(gòu)造 應(yīng)力 軌跡 圖也 有很 大 的相 似性 。K字型 構(gòu)造 的建立 ， 一方 面為 認(rèn) 識(shí)具 有 成生 聯(lián) 系 的 不 同 方位 的構(gòu)造帶 ， 提 供 了一個(gè) 很 好 的例 證 ； 另 一

11、方 面 ， 也 對(duì)認(rèn) 識(shí) 某些 礦產(chǎn)分 布規(guī)律 ， 起到 重要 的作用 。認(rèn) 識(shí) 和分 析 K字 型構(gòu) 造 ， 常可 預(yù)測(cè)與這些 構(gòu)造帶 或地塊 相伴 隨出現(xiàn) 的某些 礦產(chǎn) 。收 稿 日期 ： 2 0 0 2一 l l 一2 0； 修 訂 日 期 ： 2 0 0 2一l 2一l 0作 者簡(jiǎn) 介 ： 韓叢 發(fā) ( 1 9 5 0 一) ， 男 ， 副教 授 ， 現(xiàn) 在黑 龍 江科技 學(xué) 院資源 與環(huán)境 工 程學(xué) 院副院 長(zhǎng) 。圍回圈圈圈維

12、普資訊 http://www.cqvip.com 第 2 2 卷第 2 期 2 o 0 3年 2月 煤 炭 技 術(shù) C o a lTe c h n o l o u vVo 1 ． 22， N0 2F e b ． ． 2 O O 3談 綜 機(jī) 采 場(chǎng) 的 選 擇 劉 艷 坤 ( 鶴 崗師范 專科 學(xué)校 ，黑龍 江 鶴 崗 1 5 4 1 0 1 )摘 要 ： 介 紹 了選 擇綜 機(jī)采 場(chǎng) 時(shí)應(yīng) 注 意 的問(wèn)題 和主 要工作 。關(guān)鍵 詞

13、 ： 綜 機(jī) 采場(chǎng) ；地 質(zhì)構(gòu) 造 ；旋 紐構(gòu) 造 中圖分 類號(hào) ： T D 8 2 3 ．TD 1 6 6文獻(xiàn) 標(biāo)識(shí) 碼 ： A文 章編 辱 L ： 1 0 0 8—8 7 2 5 { 2 0 0 3 ) 0 2—0 0 9 1 —0 20前言 綜 合機(jī) 械 化采 煤速 度 快 、 產(chǎn) 量 高 、 高 效 、 安 全 ， 是煤 礦現(xiàn) 代 化發(fā) 展 方 向 ， 同時(shí) 也對(duì) 礦井 地 質(zhì)工 作 者提 出更 高要 求 。為 此 ， 礦井地

14、質(zhì) 工作 者 要 在 現(xiàn)有 工 作 基 礎(chǔ) 上 不 斷 總 結(jié) 經(jīng)驗(yàn) ， 既 要 運(yùn)用 傳統(tǒng) 地 質(zhì) 工 作 方 法 ， 又要 探 索 和 應(yīng) 用 新 的 方 法 和 手 段 ， 努 力為選 擇綜 機(jī) 采場(chǎng) 創(chuàng)造 有 利條 件 。1選 擇 綜機(jī) 采 場(chǎng) 應(yīng)考 慮 的 因素 采 場(chǎng) 的選擇 ， 既要 考 慮 到 適合 于 綜 機(jī) 本 身 的技 術(shù)特 征 ，又要 充 分 考慮 到與 其相 適應(yīng) 的煤 層 地質(zhì) 條 件 。1 ． 1 按綜 機(jī)

15、本 身 的技 術(shù)特 征 選 采場(chǎng) 每種 型 號(hào)的綜采機(jī) 械 ， 按 其 不 同 的技 術(shù) 特 征都 有其 獨(dú) 特 要求 。如 ： ( 1 ) 波蘭 產(chǎn) 的 K wB_3 RD Ⅷ 型機(jī)組 ， 其支 架 是法 佐斯掩 護(hù)式支架 ， _ 爻架 高度 1 ． 8 ～2 ． 8m?？紤] 到使 支架 升 降 有活動(dòng)余地 ， 所 以采 場(chǎng)煤厚 最小值 ( 即支架對(duì)煤 厚 的最低 要求 值) 應(yīng) 比支 架 下 限高 度 多 0． 2m。 因此 ， 該

16、 機(jī)組 適 用 于煤 厚 2 ． 0m 以上 的 不堅(jiān) 硬 的煤 層 頂 板 。( 2 ) 上 海 煤礦 機(jī) 械 研究 所 設(shè) 計(jì)的 國(guó)產(chǎn) 支 撐掩 護(hù) 式 支架 ， 即 Z Y 3 5型 支 架 ， 支架嚆 度 1 ． 8～ 3 ． 5m。它適 用 于煤 厚 2 ． 0m 以 上 中 等硬 度 的煤 層 頂 板。( 3 ) 英 國(guó)產(chǎn) 的道梯 4 ／ 4 5 0型支撐式 液壓支 架 ， 支 架高度 1 ． 7 6 ～2 ． 7 6m，

17、該支架 適用 于煤厚 1 ． 9 6m 以上 的堅(jiān) 硬煤 層頂 板 。1 ． 2 煤 層 情 況 煤層 應(yīng) 是穩(wěn) 定或 較穩(wěn) 定 的 ， 煤 中最好 無(wú) 矸石或 矸 石厚 度 不超 過(guò) 0 ． 3m 且 又 不 堅(jiān) 硬 ， 否 則 會(huì)損 壞 機(jī) 組 滾 筒 截 齒 和 牙 座 。煤 的灰 分應(yīng) 不高 ， 至少 沒(méi)有 超 過(guò)規(guī)程 要求 的可 能 。橫 粱彎 曲和 山字 型 構(gòu)造應(yīng) 力分 布 區(qū)對(duì) 比示 意 圈 1 ． 擠 壓區(qū) 2 ．

18、 中和 區(qū) 3 ． 引張 區(qū)K 字 塑 構(gòu) 造 應(yīng) 場(chǎng) 按 照彈 性力 學(xué)平 面 闊置的 一 般 解法 算出 的平 扳粱 主應(yīng) 力 軌跡 線大 致分 布情 況 實(shí) 境表 示■大 主應(yīng) 力方 向．直 境衰 示量 小主應(yīng) 力 ( ■大壓 應(yīng)力 )方 向圖 3 山字 型構(gòu)造 應(yīng)力 場(chǎng) 3K 字型 構(gòu)造 與控 煤 研究 地 質(zhì)構(gòu) 造 ， 不 僅是 為 了掌 握構(gòu) 造規(guī) 律 ， 解 釋 復(fù)雜 的 地質(zhì) 對(duì)象 ， 更重 要 的是運(yùn) 用 這一 規(guī)律

19、 去能 動(dòng) 地改造 自然 。研 究地 質(zhì)構(gòu)造 與礦 產(chǎn)分 布 的關(guān) 系 ， 從 中找 出其 規(guī)律 ， 為 煤 炭 生 產(chǎn)服 務(wù) 。一方 面應(yīng) 當(dāng)注意成 煤 時(shí)期 的構(gòu) 造 型式 的分析 ， 以便 了解該 時(shí)期 成煤 拗 陷 盆 地 的展 布 規(guī)律 ； 另 一方 面 ， 也要 注 意 煤盆地 形成 后 ， 其 它 構(gòu) 造 型式 復(fù)合 對(duì) 煤 盆 的影 響 ， 它 們 往往 決定 了煤層 的展 布和 產(chǎn)狀 。K字型 構(gòu) 造控煤 有 規(guī)律 可

20、 尋 ， 多數(shù) 同沉 積背 斜處 是煤 層 合并帶 ， 如霍林 河 和 阜新 等煤 田 ， 但 也有 在 同沉 積 向斜 處 是 厚煤帶 ， 如蛟 河奶 子 山煤 礦 。通過(guò) 大量 的野 外煤 田地 質(zhì) 調(diào)查 和資料 分析 ， K 字 型 構(gòu)造 控 煤 規(guī) 律 應(yīng)該 是 ， ( 1 ) 成 煤 時(shí) ． 環(huán) 境 水份過(guò) 多 ， 則 在 同 沉 積 背 斜 等 高 處形 成 厚 煤 層 ( 煤 層 合 并 帶 ) 。( 2 ) 成煤 時(shí) ，

21、 環(huán) 境水 份 過(guò) 少 ， 則 在 同沉 積 向 斜 婷低 處 形 成煤 層 。( 3 ) 成 煤 時(shí) ， 如 背斜 處過(guò) 干 ， 向斜 處過(guò) 濕則 兩翼 會(huì) 形 成 厚煤層 。K字 型構(gòu) 造 控制 巖相 ， 如 霍 林河 盆緣 斷裂腳 下 沉 積物 皆 為 山麓相 礫 巖 、 粗 砂 巖 ， 煤 層 在 此處 分叉 尖 滅 。盆地 中部 多 沉積 細(xì) 屑的 粉 砂 巖 、 泥 巖 和煤 層 。遠(yuǎn) 離 斷 裂 盆 緣 也 是 粗 屑 巖

22、 、 沖積礫 巖 、 粗 砂石 ， 煤 層 也分 又尖 滅 。K字 型構(gòu) 造控 制煤 質(zhì) 變化 ( 1 ) 在 張性 盆緣 斷 裂 盆地 中段 鼻 狀 隆 起 區(qū) ， 煤 層 合并 帶 的煤 ， 煤 中絲 炭 組 份 多 ， 而 同 沉 積 向斜 處 煤 ， 煤 中絲 炭 組 份 少 ?；袅?河煤 田就是 這樣 。( 2 ) 在壓 性盆 緣 斷 裂 的 盆地 中 ， 煤 中絲 炭組 份少 。如 撫 順煤 田， 絲 炭組 份沒(méi) 有 ， 雙

23、 鴨 山 、 北票 煤 田也幾 乎沒(méi)有 。M e c ha ni s m ofK t y p ec o ns t r u c t i o nf o r m a t i o na nds e e ki ngf o rc o a lHAN Co n g — f a( Re s o u r c e sa n dEn v i r o n me n t a lEn g i n e e r i n gC o l l e g e ，He i

24、l o n g j i a n gI n s t i t u t eo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ， J i x i1 5 8 1 0 5。 Ch i n a )Ab s t r a c t ： Th isp a p e rg i v e s o u tK t y p ec o n s t r u c t i o na n dr e s e a r c h e s o ni t s

25、f o r m a t i o nme c h a n i s m ， a n dt h eme t h o do fc 0 n t r c U i n ga n ds e e k i n gf o rc o a 1 ．Ke ywo r d s ： K t y p ec o n s t r u c t i o n；f o r ma t i o nme c h a n i s m ；c o n t r o l l i n gc ： o