地质毕业设计 矿井构造分析.doc

1、 1 摘 要 通过对矿区地质特征的研究得出井田总体为一走向北东，倾向北西的单斜构造；本区位于滕鱼复向斜中滕县背斜的倾伏部位，井田内褶皱构造较为发育，以龙固背斜为主，另有小王庄背斜、张庙向斜、张庙背斜、刘官屯向斜、陶官屯背斜和韩庄背斜；落差 20m 有 32 条；本井田构造复杂程度为中等偏复杂。再通过应用矿井构造规律的研究方法，对矿井构造进行分析，研究矿井内小断层发育的原因、展布和组合规律，矿井构造演化以及矿井构造对煤层赋存的影响，得到了矿井构造规律、矿井构造对煤层的影响，从本质上揭示矿井构造和井田内小断层发育、展 布和组合规律，进行矿井不同块段构造复杂程度的分析，并进而探讨矿井构造对煤厚变化的

2、控制规律，就可以为矿井生产的总体部署提供理论依据和为矿井安全、高效生产提供可靠的地质保障。 关键词：矿井地质 构造及特征分析 断层 影响 控制 2 目 录 前言 4 1.1.研究的目的和意义 4 1.2 研究的内容 4 1.3 研究的思路和方法 5 矿区概况 5 2.1 井田位置 5 矿井地质 6 3.1 区域地层 6 3.2 井田地层 6 3.3 煤层 11 4.构造及特征分析 14 4.1 构造及特征演化分析 14 4.2 褶曲、断裂构造分析 16 4.3 构造复杂程度分析 17 5 矿井断层展布规律分析 18 5.1 断层统计分析 18 5.2 断层构造发育特征 18 5.2.1 断层的

3、落差分布及方向性 19 5.2.2 断层的组合形式 20 5.2.3 中小断层展布规律与边界大断层成因关系分析 21 6.矿井构造对煤层的影响 23 6.1 断层构造的分析 23 6.1.1 断层构造的演化 23 6.1.2 断层构造特征 24 6.2 井田断裂构造对煤层的影响 25 7.矿井生产揭露断层特征及其规律 25 7.1 生产过程中揭露主要断层的特征 26 7.2 断层的分布规律 27 7.3 断层的切割关系 28 3 7.4 井下揭露小断层对煤矿生产的影响 29 结论 32 参考文献 34 致谢 35 4 前 言 1.1 研究的目的和意义 我国煤炭资源丰富，其储量约占全国矿产资源储

4、量的 90%，化石能源的 95%，具有巨大的资源潜力。煤炭工业经过 50 年的开发建设，特别是经过改革开放20 年的高速发 展，解决了建国以来长达 30 多年煤炭供应量“短缺”的局 面，成为世界产煤大国。我国一次能源生产和消费结构中，煤炭的比重一直都在 70%左右。所以在未来相当长的时期内，以煤炭作为主要能源的战略地位不会改变。 本区在大地构造上位于华北地台的东南部，鲁西隆褶带和徐蚌褶皱束之间。按地质力学的观点，位于新华夏系第二隆起带西侧和秦岭构造带东延部分北支的交接部位，东邻郯庐大断裂。 凫山复背斜的南部，与嘉祥断层和峄山断层 两组正断层组成的口字型 构造系统，被东倾的反向 断层 嘉祥断层等

5、分隔成凸起、坳掐间隔出现的南北向堑垒构造。龙东煤田 位于 华北地台丰沛背斜的北西部，凫山复背斜的南部，与嘉 祥断层和峄山断层两组正断层的中部，区内以近东西 向断层为主，褶曲构造不发育， 大断层 在南部和北部也 有 发育 ，区内以断裂构造为主，近南北向断层伴有附生断层。龙东 井田总体为一走向北东，倾向北西的单斜构造 ；本区位于滕鱼复向斜中滕县背斜的倾伏部位，井田内褶皱构造较为发育，以龙固背斜为主，另有小王庄背斜、张庙向斜、张庙背斜、刘官屯向斜、陶官屯背斜和韩庄背斜； 落差 20m 有 32 条 ；本井田构造复杂程度为中等偏复杂。因此，从本质上揭示矿井构造和井田 内小断层发育、展布和组合规律，进行

6、矿井不同块段构造复杂程度的分析 ，并进而探讨矿井 构造对煤厚变化的控制规律，就可以为矿井生产的总体部署提供理论依据和为矿井安全、高效生产提供可靠的地质保障。 本论文结合江苏煤田地质局勘查院 五队 承担的 龙 东 煤 矿 地 质 报告建井报告项目进行。应用构造地质学的研究方法，对 龙东 矿井的构造规律进行了 分析 ，揭示了矿井内小断层发育机制、展布和组合规律以及矿井构造对煤层赋存的影响 。 1.2 研究内容 在前人的研究基础上，结合矿井生产实际的需要，本次论文的主要研究内容如下： (1)矿井构造是在区域构造的控制下形成的，研究区域构造背景、演化规律5 及其对矿井构造的发生与 发展； (2)应用合

7、理 的矿井构造分析方法，对本矿井的构造规律、复杂程度等进行分析； (3)全面分析所有构造形迹 (断裂构造、褶皱构造 )展布和组合特点、发育规律 。 1.3 研究思路和方法 研究的总体思路是根据地质构造所遵循的普遍规律，应用矿井构造特征 方法，通过对区域和矿井的基础资料进行统计、分析，针对矿井的构造特点，深入研究区域构造背景、演化规律及其对矿井构造的发生与发展，以及矿井内小断层发育的原因、展布和组合规律以及矿井构造对煤层赋存的影响。 2 矿区概况 2.1 井田位置 龙东煤矿隶属于上海大屯能源股份有限公 司，地处苏鲁交界的微山湖畔，位于江苏省徐州市北偏西大约 86Km 处，南距沛县 25Km，距大

8、屯公司 13 Km。井田内大部分属于江苏省沛县龙固镇与杨屯镇范围，小部分属山东省微山县张楼乡 。交通 管辖，其东北方向与山东柴里矿隔湖相望，南、西与徐州矿务集团三河尖煤矿毗邻，东南与上海大屯能源股份有限公司姚桥煤矿接壤，北西和江苏天能集团龙固煤矿相邻。 6 (图 2-1)矿区交通位置图 3 矿井地质 3.1 区域地层 本区在太古界的结晶基底上沉积了震旦系、寒武系、中下奥陶统地层。由于加里东运动影响，上奥陶统至下石炭统地层缺失，在中 奥陶统的侵蚀面上，广泛沉积了中上石炭统、二叠系、侏罗白垩系（地层不全）、第三系、第四系等地层。现将地层由老至新简述如下： 震旦系（ Z） 该系在徐州附近有广泛出露，

9、下统为灰褐色泥岩、粉砂岩、石英细砂岩；中统为青灰、紫灰色泥岩、砂质泥岩及灰黑色致密状含叠层石灰岩；上统为黄绿、紫红色泥岩、砂岩、细晶白云岩、叠层石灰岩及竹叶状灰岩。与上覆地层呈整合接触。 7 寒武系（） 厚度大于 700m，下部为紫红色页岩、砂质泥岩和细晶灰岩，上部为砾状、竹叶状、鲕状灰岩和灰深灰色结晶灰岩，产三叶虫化石。与上覆地层呈整合接触。 奥陶 系（ O） 区域厚度 600m 左右（上奥陶统沉缺），其岩性下部为白云岩、砾质白云岩、灰岩、含云灰岩、岩溶角砾岩、白云质泥岩；中部为灰岩、白云岩及白云质灰岩；上部为白云岩、灰质白云岩、灰岩、含云灰岩、豹皮状白云质灰岩、砾屑灰岩、构造角砾岩。与上覆

10、地层呈假整合接触。 石炭系（ C） 厚度 155 227m，平均厚 190m（下石炭统缺失）。中统本溪组厚约 30m，岩性主要为灰白色灰岩夹薄层泥岩、粉砂岩；上统太原组厚约 160m，为海陆交互相沉积，由泥岩、砂质泥岩、砂岩、粉砂岩、灰岩组成，夹 11 15 层煤层，其中可采煤层 1 3 层，由南往北煤层变厚，可采层数增多，灰岩层厚度逐渐变小。与上覆地层呈整合接触。 二叠系（ P） 山西组：厚度 70 148m，平均 110m。由灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩、砂岩组成，含煤 3 4层，沉积了本区主要可采煤层。 石盒子组：分上、下石盒子组，厚度 700m 左右，主要分布于鲁西南、徐州、淮北地区。由

11、泥岩、细砂岩、铝土质泥岩和杂色泥岩组成。中下部含煤 2 11层。本组地层由北向南逐渐增厚（鲁西南 294m、丰沛 260 600m、淮北 778m），含煤层数逐渐增多（济宁地区不含煤，丰沛地区含煤 1 4层均不可采，徐州及以 南地区含煤 2 11 层，其中可采煤层 2 3层）。与上覆地层不整合接触。 石千峰组：厚度大于 100m，由紫红色石英粗砂岩、粉砂岩组成。与上覆地层呈不整合接触。 上侏罗、下白垩统（ J3+K1） 厚度数千米。下部为紫红色中砂岩、细砂岩及粉砂岩，夹两组 5 6 层砾岩；中部为灰绿色粉砂岩、细砂岩与粉砂岩互层及浅灰色砂岩和粉砂质粘土岩，含植物化石碎片和瓣鳃类动物化石，在鲁西

12、南有辉绿岩侵入其中；上部由紫红、灰绿、灰黄色砂岩、泥岩、安山岩、玄武安山岩、安山玢岩、辉绿岩、淡水灰8 岩和煤线组成，含植物和淡水动物化石。该地层由山东至 本区逐渐增厚。均以红色碎屑岩建造和火山碎屑建造为主要特征。与上覆地层呈不整合接触。 第三系（ R） 厚度 0 1500m，以红色砂质泥岩为主，中上部为褐色、灰绿色泥岩夹薄层石膏，偶见油页岩和煤线，与侏罗、白垩系不易区别。与上覆地层呈不整合接触。 第四系（ Q） 厚度 0 490m。以冲积、湖积相为主。由棕黄、黄褐、灰白色粘土、砂质粘土及砂层组成，底部常有砂砾石层。 3.2 井田地层 本区为全掩盖式煤田，属华北型石炭二叠系含煤地层，区内钻探揭

13、露的最老地层为奥陶系，现将地层由老到新分述如下： 奥陶系（ O） 区内有 26 个 钻孔揭露本系地层，均未穿透，揭露最大厚度 346.20m（ W9钻孔），结合矿区和区域资料，自下而上分为 6 个组。 三山子组（ O1s） 根据矿区和区域资料，本组地层厚度 98.34 99.47m，井田内揭露该地层厚度为 21.83 m，按岩性分为上下两段： 下段以浅灰褐色厚层状白云岩、灰褐色石灰岩为主，泥晶粉晶结构，水平层理及楔形层理发育，具缝合线构造，在裂隙和溶洞中充填石膏晶体，底部为一层含砾屑灰岩。 上段以深灰色厚层状石膏质白云岩、灰岩为主，粉晶结构，夹膏溶角砾岩，砾径大小不一呈混乱分布，角砾成分为灰岩

14、和白云岩 。 贾汪组（ O1j） 井田内揭露该地层厚度为 4.97 m，由灰色、黄褐色中厚薄层状含泥质白云岩、角砾状泥质白云岩等组成，局部见钙质泥岩，泥晶结构，见缝合线构造，偶见波状层理。 与下伏地层呈整合接触。 肖县组 (O1x) 井田内揭露该地层厚度为 219.33 m，分为上下两段： 9 寨山段：以灰色石膏质白云岩和石膏质灰岩为主，泥晶粉晶结构，角砾状构造，夹有较多的深灰、灰色石灰岩膏溶角砾岩，变形层理发育。 大泉段：以深灰、灰色中厚厚层状石灰岩和深灰、灰褐色厚层状石膏质白云岩为主，泥晶粉晶结构，由上至下白云岩偏多 ，灰岩逐渐减少，白云岩中见楔形层理。 与下伏地层呈整合接触。 马家沟组

15、(O1m) 井田内揭露该地层厚度为 181.61 204.82m ，分为上下两段： 下马家沟组段：由深灰色厚层状灰岩组成，局部夹白云质灰岩及白云岩。泥晶粉晶结构，见缝合线构造，裂隙发育，泥质及方解石充填半充填，水蚀现象明显。 上马家沟组段：灰色厚层状石灰岩为主，局部夹灰质白云岩和泥灰岩。泥晶粉晶结构，见缝合线构造，水平层理发育，少见变形层理，溶洞、裂隙发育，方解石及泥质充填。 与下伏地层呈整合接触。 阁庄组 (O2g) 两极厚度 104.90 127.50m，平均厚 113.33m。上部以灰色微带肉红色中厚层状为主，夹较多薄层状灰质白云岩及灰绿色泥岩，泥晶粉晶结构，致密坚硬，局部裂隙充填方解石

16、脉和晶簇；下部为灰色微带红色白云岩夹灰质白云岩、泥质灰岩、灰绿色泥岩，泥晶粉晶结构，缝合线构造发育，在不同地段发育有岩溶角砾岩，裂隙发育并被方解石充填。 与下伏地层呈整合接触。 八陡组 (O2b) 厚度 43.10 125.20m，平均厚 86.25m。岩性以浅灰、灰色略带棕红色中厚厚层状石灰岩为主，其中有少量的白云质灰岩、白云岩，泥晶结构，具缝合线构造 ，溶洞裂隙发育。 与下伏地层呈整合接触，与上覆地层呈假整合接触。 石炭系（ C） 石炭系中统本溪组 (C2b) 本组地层厚度 29.65 47.20m，平均 32.70m。 10 岩性特征：下部以紫红色铁质泥岩为主，比重大，含似层状、团状赤铁

17、矿结核，相当于山西式铁矿层位；中上部由 2 3 层灰岩、灰绿色泥岩、杂色粉砂岩组成，灰岩为浅灰色、灰白色，薄层中厚层状，致密，质纯、性脆，含少量蜓科、海百合化石，泥岩中含钙质结核，粉砂岩中含菱铁质鲕粒及星散状黄铁矿。 石炭系上统太原组 (C3t) 本组地层厚度较为稳定，两极厚度 155.70 175.80m，一般厚度 165.50m。 岩性特征：由浅灰、灰黑色泥岩中厚层石灰岩、灰白灰绿色中细砂岩、深灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成，为一套海陆交互相的含煤岩系沉积，其特点是厚度具稳定，岩性组合标志和物性特征明显，主要标志层（煤及石灰岩）曲线异常明显，易于对比。 二叠系（ P） 二叠系下统

18、山西组 (P11sh) 本组为本井田主要含煤地层，两极厚度为 88.65 115.55m，平均 102.81m，地层主要由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成。 中下部为一套灰灰白色中细粒砂岩、深灰色粉砂岩及 煤层组成，含煤 3层，其中 6 号煤为煤线， 7号煤为本区主要可采煤层，厚度 2.20 8.54m，平均5.16m，上距分界砂岩 61m 左右。 7 号煤老顶为灰白色中细粒砂岩，硅泥质胶结，比较疏松，分选性、磨圆度中等，具斜层理、波状层理； 7 号煤底板为浅灰灰白色两套中细粒砂岩组成，一般上部粒度粗，下部粒度细，泥硅质胶结，这段过度相砂岩沉积物将 8号煤冲刷缺失，井底车场、北大巷和 -270 回风巷等处都可见到中砂岩夹有灰分较高、光泽暗淡的 8号煤，此砂岩中泥岩、煤的包体，常称为“花砂岩”，仅 107、 641、 635、 9112 少数钻孔见 有 8 号煤，厚度不大，不具工业价值，其底板以深灰色灰色细砂岩为主，夹粉砂岩，局部为粉细互层，具典型的混浊状、透镜状层理及底栖动物通道，易于辨认。上部由泥岩、砂质泥岩和细砂岩组成，顶部为杂色泥岩。 与上覆地层呈整合接触。 二叠系下统下石盒子组 (P21xs) 本组地层厚度 270.02 298.35m，岩性主要由紫红色的砂岩、灰绿、灰黑色泥岩、砂质泥岩及杂色泥岩等组成。