■刘俊生
(1河南理工大学河南焦作454000;2河南大有能源股份有限公司河南义马472300)
义马煤田的构造控煤作用探讨
■刘俊生1,2
(1河南理工大学河南焦作454000;2河南大有能源股份有限公司河南义马472300)
义马市属于丘陵区,该地区煤炭资源很丰富,其煤炭储量将近80亿吨,占到全省总煤炭量的四成。义马煤田主要以NEE和NNE向的正断裂为主,借助构造实现对煤炭资源的控制,可对地层以及煤层的形态、分布情况和埋深度等产生一定的影响。针对此项问题,本文就义马煤田的构造控煤作用进行了分析与探究。
义马煤田 构造控煤 作用
义马煤田东西方向上的长度约24公里,南北方向的宽度约6公里左右,在该煤田中主要包括6个矿井,每个矿井的生产能力都很强,煤田资源非常丰富,带动了义马市煤炭经济的快速发展,煤炭资源占有量高,煤炭开发的面积也在逐渐扩大。通过对义马煤田构造的分析,了解到构造会对煤炭产生一定的控制效果,为探究构造控煤作用,现针对煤田的构造情况进行概述。
义马煤田处于华北与扬子板块相互拼接的边缘,其在华北板块的西南面。煤田的构造区属于崤熊断隆区,而其地层结构处在陕渑区域内。义马煤田的构造主要包含NEE和NNE向的正断裂部分,其中会伴随着一定的小褶皱。纵观整个义马煤田,其主要构造表现为褶皱与断层,两个方面在数据上的要求很高。义马煤田的构造控煤作用十分重要,其会发生褶皱与断裂等不同的状态。
在褶皱方面,其处于渑池向斜的位置,构成了“义马~观音堂一线”,长度约50公里[1],宽度约21公里,该向斜属于东倾类、非对称性的类型,中心点是由侏罗、三叠和白垩系三个部分组成。在北部有鹿呜洼,东为走向N65~70°W,倾向SW,所产生的倾角控制在25~45°W,以西为走向N30~45°E,倾向为SE,所产生的倾角控制在16~18°E。
在断层方面,主要从张剪性和压剪性断裂两个方面进行论述。张剪性断裂方面:主要包括F37、F38和F39正断层,其在走向的长度、角度、状态和落差等各项参数上都存在着严重的差距,三种正断层对数据信息的要求很是严格,会根据正断层的类型决定相应的参数。在压剪性断裂方面:F1属于区域性的逆冲类断层,可延伸的长度约45公里,属于接近东西的走向,倾斜方向为东南方位,倾角约为65°。该断层呈现出来的形态是起伏不断,此类起伏所出现的位置处于平面上,会穿过23个孔[2]。
2.1影响矿内煤结构
义马断层的产生,主要是由于历史地形演变而形成的,先是初步形成了义马盆地,后续经过一系列的发展,发生了北翘南倾的变动,进而产生沉积现象,其在沉积的过程中,中心点处在义马断层周围。煤田的构造活动会对煤矿内部的煤结构、形态等产生一定的影响,进而实现了煤炭的控制。构造活动的产生,会导致北翼发生空气现象,然后在南北走向上,其会对夷平进行剥蚀,在南部则会慢慢的出现隆起现象。随后,义马盆地会不断拓宽,并整体呈现下沉的趋势,在其逐渐下沉的环节中,处于北部的碎屑会逐渐向北部方向消退,此时,煤层以及部分的水泥材料等也会向北部方向迁移,进而会引起沉积中心点逐渐移向北边。经过此构造活动的运作,盆地整体呈现拓宽与移动的状态,其移动的方向为北部,通过一系列的北部移动,再加之北部区域的部分碎屑,共同组成了中侏罗统义马组煤系,对煤田的结构形态产生了很大的影响。
由于受到燕山活动的影响,会对华北板块产生影响,极易导致板块内部出现凹陷现象[3],使得侏罗系中产生部分断裂以及褶皱类问题,其褶皱的形态变得更加舒缓、柔性,能够保证义马组煤系具有完整性与安全性。若是在燕山活动相对较晚的条件下,煤田的断层会产生强大的反应力,逐渐向北部推挤,在其北边会产生一系列的断裂面和具有张性的节理,若断层向北边的推挤力度逐渐增大,若推挤行为过猛,会导致具有一定张力的断裂面产生形态上的变化,由原有的整块被切割成不同大小的断裂块,并将下部方位的软岩层作为重要载体与桥梁,沿着其逐渐向北部移动,此行为通过不断的扩张会产生大面积的逆冲推覆构造。处于义马断层上部的地层会跟随着发生北部移动活动,将南部的煤层、中上侏罗统和白垩系掩盖在下方,逐渐向北部推移。
2.2影响煤田内的煤层
义马煤田的构造形态变化会对煤层产生一定的作用,其主要归咎于义马盆地的形成,是以三叠纪末印支运动为基本条件所产生的[4],义马盆地的产生,导致其会出现小型的凹陷,后续燕山活动的产生,会产生一系列的褶皱与断裂问题,此时会造成煤层的不断沉积,形成非常厚的煤层,主要表现为厚与特厚煤层,盆地的南部边缘会呈现上扬的状态。此时,煤层会产生塑性的流变,并产生一定牵引力,进而会出现褶断现象,而北部则相对完整。然而,逆冲断层向更为深度进行变化时,其倾斜的角度会逐渐放缓,断层的表面会顺着煤层的走向进行蔓延。在构造变化的过程中,由于其会产生向下切或向上切的状态,进而极易导致一些地段的煤层出现厚度变化不一的情况。
2.3影响煤层的厚度
义马煤田构造会对煤层的厚度产生影响,构造形态在变化的过程中会发生沉积的现象,其所产生的隆起、煤层所发生的塑性流变等都会对煤层的厚度构成影响,纵观整个构造体系中,对煤层厚度影响最大的元素是沉积,沉积过程的演变直接关乎着煤层的厚度,对煤层厚薄度起着重要的决定性作用。
综上所述,就义马煤田的构造情况来看,其主要表现为褶皱与断层,通过两者的相互交错,其能够达到控煤的效果,该类构造能够对煤结构的形变、煤层以及煤层厚度等产生影响,以此来达到控煤的效果。通过对义马煤田构造控煤作用的分析,对未来该区域煤炭开采与挖掘提供有效的借鉴,利于更好的发展煤炭经济,经过对构造的分析,了解煤炭开采的技巧与要点。
[1]周晓刚,朱炎铭,姚能旺,胡璐宇.河南义马煤田逆冲推覆构造特征及其控煤作用[J].中国煤炭,2014,12:31~34+52.
[2]孙毅轩,王洪伟.河南省义马煤田构造控煤作用浅析 [J].科技风,2013,01:42.
[3]牛然,王海泉,许军.河南省赋煤单元划分及控煤构造模式分析 [J].中国煤炭地质, 2012,10:8~13.
[4]王昆,许亚坤,方忆刚.永夏煤田断块运动与构造特征的形成 [J].中国煤炭, 2015,06:44~48.
P641.4+61[文献码]B
1000~405X(2016)~4~464~1
刘俊生(1985~),男,工程师,2007年毕业于河南理工大学资源环境工程学院地理信息系统专业,现在河南大有能源股份有限公司地质测量处从事煤矿地质技术研究及管理工作。