矿井褶皱地质构造的观测与判断

周明杰，徐 涛，张立新，郑树良

(1.七台河职业学院，黑龙江 七台河 154600； 2.黑龙江工业学院，黑龙江 鸡西 158100)

矿井褶皱地质构造的观测与判断

周明杰1，徐 涛2，张立新1，郑树良1

(1.七台河职业学院，黑龙江 七台河 154600； 2.黑龙江工业学院，黑龙江 鸡西 158100)

及时发现中型褶皱，切实查明中型褶皱枢纽的位置、方向、起伏和标高变化，这是矿井地质研究褶皱构造的重点。围绕这一重点，本文着重介绍中型褶皱的识别和观测，中型褶皱枢纽的推测与探查等内容。

褶皱构造；观测；判断

一 褶皱构造的识别与观测

地层层序的对称重复和岩层产状的规则变化是识别褶皱的两大标志。前者是判明褶皱构造的确定性标志，它适用于包括等斜褶皱、倒转褶皱、扇形褶皱和平卧褶皱在内的一切褶皱。后者是判明褶皱构造的可能性标志，在地层层序发生倒转的地区，即使岩层产状没有变化也不能肯定就没有褶皱；在地层层序正常的地区，岩层产状的变化既可由褶皱引起，也可由断层产生。因此，在利用岩层产状标志时要谨慎。凡是在穿层巷道中，一旦发现地层层序出现对称性重复时，可以断言，其间必然存在褶皱构造，并可根据褶皱核部和两翼地层的相对新老，鉴别它是向斜或背斜。无论在穿层或顺层巷道中，只要发现岩层产状呈现相向或相背倾斜时，通常有褶皱构造存在，并据此确定向斜或背斜。在沿煤层定向掘进煤层平巷时，如果巷道发生急剧弯曲，说明有倾伏褶皱存在，如图1所示。

图1 煤层平巷掘进中褶皱的确定

二 褶皱枢纽的判断与探查

一般情况下，中型褶皱枢纽的位置、方向、起伏和标高变化，主要是根据煤层底扳等高线图和褶皱纵、横剖面图来了解。因此，编好这些图件，并及时加以补充和修正，是矿井地质人员掌握褶皱枢纽总体状况的基本方法。但是，对于那些尚未发现或查明的中型褶皱，单靠作图分析则无法了解褶皱枢纽情况，还必须辅以其它方法。其中包括：

1.枢纽的实测方法。

在穿越褶皱的巷道中，可在现场直接测定褶皱枢纽的位置、标高、倾伏向和倾伏角。枢纽的位置和标高可通过丈量枢纽点至测量点的方向、距离和两点高差来确定；枢纽的倾伏方向和倾伏角可通过测定巷道两帮同一层面上两枢纽点连线的倾伏方向和倾伏角来获得。

2.枢纽的推测方法。

结合矿井地质工作实际，推测褶皱枢纽的方法有以下几种：

(1)根据上部已采煤层推测 根据上部已采煤层的褶皱资料，通过上下对照的方法，推测下部新开拓煤层的褶皱枢纽位置，是老矿区常用的有效方法。

(2)根据区域构造线推测 根据已掌握的区域构造线方向，通过类比的方法，推测个别枢纽点的延展方向。这种推测方法准确度较低，可作为构造规律明显、地质资料较少的新开拓区进行补充勘探或采区划分的依据。

(3)实测控制与外推相结合 该法是通过边推边掘，边掘边探的步骤，实现巷道沿褶皱枢纽掘进的一种方法。根据巷道揭露的枢纽位置和方向，推测出相当于一部输送机长度的距离，然后挂线掘进。在掘进过程中要随时进行观测和探查，以确定枢纽的实际位置和方向。

3．枢纽的探查方法。

在构造复杂或资料较少的地区，根据已有资料判断中型褶皱的位置和方向常常不能作为指导采掘生产的依据。因此，需要动用生产勘探手段，以查明中型褶皱枢纽的实际情况。目前，探查中型褶皱的主要技术手段是巷探和井下钻探。

(1)巷探 指查明中型褶皱经常使用的一种探查手段。探查巷道的布置应遵循“一巷两用”的原则，使它既可用于探明褶皱构造，又可为将来生产所利用。只有这样，巷探才能经济合理地顺利开展。现举例说明查清中型褶皱探巷布置的一些经验。

①沿中型向斜两翼布置对掌子工作面时，向斜枢纽的探查。对掌子工作面布置的关键是要掘好相邻两工作面的共用运输巷。为此，要合理调整巷道施工顺序，先施工横穿褶皱的巷道，后施工沿枢纽掘进的巷道，从而达到事先查明褶皱枢纽，指导运输巷掘进的目的。具体的施工顺序是：首先施工掘进要求较低的两个工作面的回风巷，然后施工两个工作面的开切眼，增加枢纽揭露点，最后把回风上山和开切眼中的两个枢纽点达成枢纽线，并沿此线挂线掘进，掘出两个工作面的共用运输巷(如图2所示)。这种利用调整巷道施工顺序，查明褶皱枢纽，保证巷道沿枢纽掘进的做法，既不增加掘进巷道，又达到了预期效果，是值得提倡的经验。

②倾斜多煤层矿井，中型褶皱枢纽的探查。倾斜多煤层矿井通常采用多水平石门开拓。这时可采用石门配合立眼或石门配合煤巷进行探查。

(2)井下钻探当石门资料不足以控制褶皱的基本形态，或下部延深水平的褶皱面貌尚未查清

图2 沿向斜布置对掌子工作面

时，需要在石门或邻近巷道的相应位置，向预计的褶皱枢纽部位或翼部布置钻孔(如图3所示)，以查明下水平或

图3 某矿用井下钻探查明褶皱形态

下部煤层的褶皱形态。

三 结论

总结我国生产矿井研究褶皱构造的经验和教训，在进行褶皱构造的观测和判断时，应注意以下问题。

1．注意煤、岩层层位的分析和对比。矿井地质人员务必熟悉煤系地层的层位和标志层，尤其是可采煤层上下各20m范围内的地层更要了如指掌。

2．注意褶皱发展成断层的可能性。塑性弯曲和脆性断裂既有区别又有联系。因此，自然界常可见到挠曲发展为正断层，倒转背斜发展成逆断层的现象。

3．注意倾伏褶皱倾伏端煤层底板等高线的曲率。沿煤层掘进运输平巷时，如果不注意倾伏端煤层等高线曲率，就有可能使掘出的巷道曲率过大，不能运输，造成巷道报废。

[1]朱志澄.构造地质学[M].武汉：中国地质大学出版社,2005.

[2]李增学.煤矿地质学[M].北京：煤炭工业出版社,2009.

ClassNo.:TD823.2DocumentMark：A

(责任编辑：蔡雪岚)

ObservationandJudgmentoftheFoldtheGeologicalStructureofCoalMine

Zhou Mingjie1，Xu Tao2，Zhang Lixin1，Zheng Shuliang1

(1.Qitaihe Vocational College, Qitaihe, Heilongjiang 154600，China；2. Heilongjiang University of Technology, Jixi, Heilongjiang 158100，China)

It is the key for the study of geological fold structure of a coal mine to detect the position, direction, fluctuation and elevation of medium-sized fold hinge. This paper focuses on the recognition and observation of medium-sized fold structure and the speculation and exploration of the medium-sized fold hinges.

fold structure；observation；judgment

周明杰，讲师，七台河职业学院煤炭系。研究方向：煤矿开采技术专业的教学与研究。

1672-6758(2013)06-0046-1

TD823.2

A