滕南煤田構(gòu)造發(fā)育規(guī)律及控水機理.pdf

1、礦井突水的預(yù)測與防治制約著煤礦的安全生產(chǎn)，巷道過斷層突水和臨近斷層工作面突水是礦井突水的主要形式之一。本文應(yīng)用顯微構(gòu)造學(xué)、構(gòu)造巖組學(xué)、地質(zhì)力學(xué)等理論，討論了滕南煤田構(gòu)造發(fā)育特征及演化模式;綜合水文地質(zhì)資料，利用實驗測試、數(shù)值模擬，綜合評價法及(TEM)瞬變電磁法等手段對煤田內(nèi)各斷層導(dǎo)（富）水性進行研究，分析其控水作用，并綜合評價斷層影響區(qū)域突水危險性。
　　(1)對以往鉆孔資料、生產(chǎn)資料、礦井水文地質(zhì)資料、礦體產(chǎn)狀及形態(tài)特征，小構(gòu)

2、造發(fā)育特征等進行整理，對煤田主要控水構(gòu)造控水情況進行分析研究，并推演礦區(qū)構(gòu)造演化成因及形成模式。得出滕縣煤田內(nèi)控水構(gòu)造構(gòu)造以斷裂為主。斷裂構(gòu)造按其展布方向及力學(xué)性質(zhì)分為二組，即 NEE向和近南北向。煤田中生代以來構(gòu)造演化經(jīng)歷5個主要活動期次。印支期魯西地區(qū)在該近NS向的地應(yīng)力作用下形成了魯西區(qū)域構(gòu)造雛形，發(fā)育形成了NEE向壓性斷層、近NS向的張性斷層，滕縣向斜、滕縣背斜的雛形。燕山期在近東西向地應(yīng)力場作用下，煤田構(gòu)造格架基本形成，沿NE

3、E向張性正斷層組發(fā)生巖漿侵入。華北期在近東西向主壓應(yīng)力作用下，產(chǎn)生一系列煤田內(nèi)蓋層構(gòu)造:NEE向階梯狀伸展斷層組，南北向間隔斷層組大致相互平行排列的地壘、地塹，將煤田切割成若干個寬窄不一的條帶狀斷塊，NEE向張性正斷層發(fā)生巖漿二次侵入。喜馬拉雅期煤田在近南北向擠壓地應(yīng)力作用下，產(chǎn)生一系列層間構(gòu)造，主要有北東向逆斷層組，原有的NNE～近SN向和NEE向兩大斷層組改變力學(xué)性質(zhì)。新構(gòu)造期滕南煤田在北北西向和近南北向擠壓應(yīng)力壓下，產(chǎn)生NNE～近

4、SN向高角度張性斷層組、NEE向高角度壓性斷層組和大量的小斷層、節(jié)理等層間構(gòu)造。
　　(2)結(jié)合煤田區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)資料，分析地下水補給、逕流與排泄條件、含（隔）水層水文地質(zhì)特征和充水因素，分析斷裂阻水、貯水形式，分析區(qū)域內(nèi)主要斷裂的構(gòu)造導(dǎo)（富）水性和構(gòu)造阻（隔）水性，得出地質(zhì)構(gòu)造對地下水富集控制規(guī)律，南北向逕流流動趨勢較弱，東西向逕流流動趨勢較強。礦區(qū)西部為地下水的匯聚區(qū)，地下水資源量比中東部豐富，但斷層較不發(fā)育，西北部斷層發(fā)育地

5、區(qū)具有較強的構(gòu)造導(dǎo)水性，并分析煤礦井下突水點與構(gòu)造控水的關(guān)系。
　　(3）利用綜合評價法，構(gòu)建指標體系，歸納出斷裂構(gòu)造的主要控水影響因素為斷裂構(gòu)造的發(fā)育規(guī)模、力學(xué)性質(zhì)、小斷層（裂隙）的發(fā)育程度及水文地質(zhì)條件，并結(jié)合層次分析法和熵值法分別計算4敏感指標的權(quán)重，建立斷裂構(gòu)造突水評價層次分析結(jié)構(gòu)模型，最終確定各指標的權(quán)重。利用MAPGIS等軟件將量化處理與突水相關(guān)的數(shù)據(jù)信息采集成圖，繪制各評價指標的參數(shù)圖層，并進行疊加分析，綜合評價斷裂

6、構(gòu)造導(dǎo)水危險性。得出滕南煤田NNE～近NS向斷裂組富水性能好，特別是在斷層的轉(zhuǎn)彎、交匯、首尾銜接部位富水性好，這些部位是良好的儲水構(gòu)造，在可溶巖石中易引起巖溶發(fā)育，控制著陷落柱的空間展布。NEE向斷裂組富水性能差，在可溶巖石中不易引起巖溶發(fā)育。煤田內(nèi)褶皺構(gòu)造除滕縣背斜、滕縣向斜外，還存在一系列次一級的褶皺構(gòu)造。煤田內(nèi)上組含水層水主要富集在次一級向斜的核部，在有斷裂構(gòu)造溝通的條件下容易引起煤礦突水。在滕縣背斜的核部出露有奧陶系石灰?guī)r，它們

7、接受大氣降水不給，水量充沛，巖溶發(fā)育。
　　(4)利用TEM井下電磁法對巷道過斷層或斷層附近工作面賦水性進行探測，分析煤田內(nèi)探測斷裂構(gòu)造的導(dǎo)（富）水性特征，通過對不同探測深度電性參數(shù)變化的分析，探討了巖層在平面上的分布特征，并與現(xiàn)場揭露突水點位置和涌水量比較印證。得出走向近南北向斷層組含（富）水性總體較強，各斷層存在差異?？拷鼛F山斷層、田崗斷層和煤田中部斷層密集發(fā)育區(qū)域發(fā)育的南北向斷層具有強含（富）水性，在煤田西部區(qū)域?qū)暂^弱。