刘庄煤矿东一采区构造复杂程度分析.pdf

中图分类号 旦 鳗 学科分类号 Z Q 5 Q 塑 论文编号 安徽理工大学 硕士学位论文 刘庄煤矿东一采区构造复杂程度分析 作者姓名王丞 专业名称丝厦工程 研究方向芷羞丝厦 导师姓名昱遮勇副塾援 导师单位塞邀堡王太堂 答辩委员会主席闰峻熬援 论文答辩日期2 0 1 4 年5 月2 9 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 4 年5 月2 9 日 万方数据 AD i s s e r t a t i o ni n ．G e o l o g i c a lE n g i n e e r i n g A n a l y s i sO fC o m p l e xD e g r e e o fG e o l o g i c a lS t r u c t u r ea t E a s t IM i n i n gZ o n e ，L i u z h u a n gC o a lM i n e C a n d i d a t e W a n g Y u a n S u p e r v i s o r W u S h i y o n g S c h o o lo fG e o s c i e n c ea n dE n v i r o n m e n t A n H u iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o ．1 6 8 ，S h u n g e n gR o a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 01 ，P ．R ．C H I N A 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 塞邀堡王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 学位论文作者签名丑2 匕日期丝竺年j 月丝日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞徵堡王太堂有保留、使用学位论文 的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 塞邀翌王太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位 论文在解密后适用本授权书 学位论文作者签名形么／ 签字日期刃叶年歹月肜日 导师签名签字日期矽，烨∥月和日 万方数据 摘要 摘要 煤炭是我国重要的战略资源，我国富煤、贫油、少气的能源结构特点决定了 煤炭在能源供给中处于重要地位。刘庄矿井地质构造条件较为复杂。因此，深刻 认识矿井构造的客观规律，准确评价矿井构造复杂程度，为煤矿合理选择适合于 机械化采煤的开采区域以及资源高产高效的开发利用提供科学依据。 论文在结合刘庄矿区地质构造发育特征及规律的基础上，分析了东一采区地 质构造的发育特征。采用模糊综合评价法选取5 个定量评价指标对刘庄煤矿东一 采区已采区构造复杂程度进行了定量评价，应用灰色系统建模预测了未采区评价 指标值，并对未采区构造复杂程度进行了预测。论文取得以下成果 1 刘庄煤矿东一采区褶皱与断层构造均较发育，二者相比断层更为发育。 褶皱构造属谢桥向斜的两翼，次一级褶曲不甚发育，仅在F l 推覆体的断夹块内褶 曲发育，为不对称紧密褶曲。井田内已揭露的断层绝大部分为的正断层，仅发育 几条N w 及N W W 向展布的逆断层。断层在平面上的组合形式主要为平行排列式，其 次为交叉组合及不规则形式，在剖面上小断层呈地堑、地垒、阶梯式组合形式， 并有层间滑动构造发育。 2 通过比较，选取断层密度、断层强度指数、断层走向影响指数、平面褶 皱强度指数、构造面积损失系数5 个定量评价指标进行模糊综合评判，通过对东 一采区已采区划分的8 4 个单元进行构造复杂程度的定量评价，评价结果为属于 I 类的有4 7 个单元，属于I I 类的有1 4 个单元，属于Ⅲ类的有1 2 个单元，属于Ⅳ 类的有1 1 个单元。评价结果与实际揭露开采情况对比，基本吻合。在此基础上利 用灰色系统建模预测了未采区各项评价指标值，对未采区划分的5 1 个单元进行了 构造复杂程度定量评价，属于I 类构造的有2 1 个单元，属于I I 类构造的有1 0 个单 元，属于Ⅲ类构造的有1 1 个单元，属于Ⅳ类构造的有9 个单元。故矿井未采区的地 质构造复杂程度总体较低，较适宜综合机械化采煤。 图[ 8 ] 表【1 0 ] 参【4 5 】 关键词矿井地质构造模糊综合评判；灰色建模预测；刘庄煤矿东一采区 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 A b s 仃a c t C o a li sa ni m p o r t a n ts t r a t e g i cr e s o u r c eo fC h i n a ．r i c hi nc o a l ，o i l - p o o r , l e s sg a sc h a r a c t e r i s t i c s o fC h i n a se n e r g ys 仃u c t L l r ed e t e r m i n e st h ei m p o r t a n tp o s i t i o ni nt h ec o a le n e r g ys u p p l y ．T h et e c t o n i c c o n d i t i o n so fl i u z h u a n gc o a lm i n ei su n i q u ea n dc o m p l e x ．T h e r e f o r e ，ap r o f o u n du n d e r s t a n d i n go f t h em i n e ’St e c t o n i co b j e c t i v el a wa n da c c u r a t ea s s e s s m e n to ft h ec o m p l e x i t yo ft h em i n es t r u c t u r e ， I t sp u r p o s ei st oc h o o s er e a s o n a b l ea r e a sf o rm e c h a n i z e dc o a lm i n i n ga n dt op r o v i d eas c i e n t i f i c b a s i sf o rh i g he f f i c i e n tu t i l i z a t i o no fr e s o u r c e s ． B a s e dO i la n a l y z i n gt h eg e o l o g i c a ls 打u c t u r eo fL i u z h u a n gc o a lm i n ea r e a , t h i sp a p e rf o c u s e s o nt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ed i s t r i b u t i o no ft h eg e o l o g i c a lf o r m a t i o n so ft h eE a s t Im i n i n gz o n e ．B y u s i n gf u z z yc o m p r e h e n s i v eE v a l u a t i o nm e t h o d , f i v eq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o ni n d e xa r es e l e c t e dt o e v a l u a t et h eC o m p l e xD e g r e eo fG e o l o g i c a lS 仃u c 嘁a tE a s t - IM i n i n gZ o n e ，L i u z h u a n gC o a l M i n e ，G r a yS y s t e mM o d e l i n gi sa p p l i e dt oP r e d i c te v a l u a t i o ni n d e xv a l u e so fn o n m i n i n ga r e aa n d t h es t r u c t u r a lc o m p l e x i t yd e g r e eo fn o n m i n i n gi se v a l u a t e dq u a n t i t a t i v e l y ．T h ef o l l o w i n gr e s u l t sh a s b e e nm a d ei nt h ep a p e r 1 T h es m J c 眦so ff o l d sa n df a u l t sa r ea l ld e v e l o p m e n ti nE a s t - IM i n i n gZ o n e ，L i u z h u a n g C o a lM i n e ，b u tf a u l t sa r em o r ed e v e l o p m e n t ．S y n c l i n a lf o l ds 仃u c 眦i sX i e q i a oS y n c l i n a l ’Sw i n g s ， s u b l e v e lf o l dl e s sd e v e l o p e d ，f o l do n l yg r o w t hi nt h eF 1N a p p e ’Sb r o k e nf o l d e rb l o c k ，a n di s a s y m m e t r i ct i g h tf o l d s ．T h em o s to f r e v e a l e df a u l t si nt h em i n e f i e l da r en o r m a lf a u l t s ．a n do n l yaf e w N Wa n dN W 3 Vt r e n d i n gr e v e r s ef a u l td e v e l o p e d ．T h ep l a n ec o m b i n a t i o nf o r mo ff a u l t sa r et h em a i n p a r a l l e lf o r m ，f o l l o w e db yc r o s s p o r t f o l i oa n di r r e g u l a rf o r m ，t h ec o m b i n a t i o ni np r o f i l ef o r mw i t h g r a b e n ，h o r s t , l a d d e rf o r m ，a n di n t e rl a y e r - g l i d i n gs 仃u c t u r e sd e v e l o p m e n t ． 2 B yc o m p a r i n g , t h ef a u l td e n s i t y , f a u l ts t r e n g t hi n d e x , t h ef a u l tt oa f f e c tt h ei n d e x , f l a tf o l d i n t e n s i t yi n d e x , c o n s t r u c t i o na r e ao fl o s sc o e f f i c i e n to ff i v eq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o ni n d e xa r c s e l e c t e dt ou s et h ef u r yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n , B ye v a l u a t i n gq u a n t i t a t i v e l yt h es 仃u c t I l m l c o m p l e x i t yd e g r e eo fm i n i n ga r e ai nE a s t - IM i n i n gZ o n e ，L i u z h u a n gC o a lM i n ew h i c hh a sb e e n d i v i d e dI n t o8 4u n i t s ，T h er e s u l t sa r e 4 7u n i t so fc l a s sI ，14u n i t so fc l a s sI I ，12 u n i t so fc l a s s l ] Ia n d 11u n i t so f c l a s s I V ．E v a l u a t i o nr e s u l t sa r ec o n s i s t e n tw i t ht h ea c t u a le x p o s e de x p l o i t a t i o ns i t u a t i o n ． O nt h i sb a s i s ，t h eG r a yS y s t e mM o d e li su s e dt of o r e c a s tt h ei n d e xv a l u eo fn o n - m i n i n ga r e aa n dt h e s t r u c t u r a lc o m p l e x i t yo fn o n m i n i n ga r e ai se v a l u a t e dq u a n t i t a t i v e l yw h i c hh a sb e e nd i v i d e di n t o51 T T 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 u n i t s ．T h er e s u l t sa r e 21u n i t so fc l a s sI ，10u n i t so fc l a s sI I ，11u n i t so fc l a s s [ [ I ．9u n i t so fc l a s s l V ．S o m i n en o n m i n i n ga r e aw i t haw h o l el o w e rs t r u c t u r a lc o m p l e x i t yd e g r e e ，i ti ss h o wt h a tn o n - m i n i n g a r e ai sm o r ea p p r o p r i a t ef o rc o m p r e h e n s i v em e c h a n i c a lm i n i n g ． F i g u r e 【8 】t a b l e [ 10 】r e f e r e n c e 【4 5 】 K e y W o r d s m i n eg e o l o g i c a ls t r u c t u r e ；f u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ；g r e ym o d e lp r e d i c t i o n ； E a s t IM i n i n gZ o n e I I I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I A b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．I I l 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1 选题依据背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l 1 ．2 国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．1 矿井构造规律的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．2 矿井地质构造定量评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．2 ．3 矿井构造预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．3 研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．4 研究方法和技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 1 ．4 ．1 研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．4 ．2 技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 井田地质概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．1 井田位置及交通⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．2 自然地理概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．3 地层⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一8 2 ．4 地质构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 ．4 ．1 概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 ．4 ．2 褶皱⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 2 ．4 ．3 断层⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 2 ．4 ．4 构造发育规律⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12 2 ．4 。5 构造演化规律⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．13 2 ．5 水文地质条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 2 ．6 其他开采技术条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。1 6 3 东一采区地质构造特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 8 3 ．1 概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 8 3 ．2 地质构造特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 8 3 ．3 构造发育规律⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 9 I V 万方数据 目录 4 东一采区地质构造复杂程度评价与预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 4 ．1 定量评价方法选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 2 4 ．2 模糊综合评判⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 4 ．2 ．1 数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 3 4 ．2 。2 方法步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 4 4 ．2 ．3 权重集的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 5 4 ．2 ．4 评语集的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 5 4 ．2 ．5 隶属函数的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 6 4 ．2 ．6 合成模型的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 7 4 ．3 灰色系统建模预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 7 4 ．3 ．1 数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 8 4 ．3 ．2 方法步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 4 ．4 定量评价指标的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 0 4 ．4 ．1 指标选取原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 0 4 ．4 ．2 指标类型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．- 3l 4 ．4 ．3 指标的筛选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 2 4 ．4 ．4 指标的统计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 4 4 ．5 矿井地质构造复杂程度综合评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 4 4 ．5 ．1 已采区构造复杂程度综合评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 4 4 ．5 ．2 未采区构造复杂程度的定量预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 8 4 ．6 ／j 、结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 5 结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 5 附录A ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 3 V 万方数据 C o n t e n t s C o n t e n t s A b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．I I 1I n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1B a s i sa n db a c k g r o u n do f t i t l e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2P r e s e n ts i t u a t i o na th o m ea n da b o a r d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 ．2 ．1R e s e a r c ho nt h el a wo f m i n ec o n s t r u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．2Q u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o no f m i n eg e o l o g i c a ls 缸u c t I l r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 1 ．2 ．3P r e d i c t i o no f r n i n es 缸u c t u r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 1 ．3R e s e a r c hc o n t e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．4R e s e a r c ht e c h n i q u ea n dt e c h n i c a lr o u t e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 1 ．4 ．1R e s e a r c ht e c h n i q u e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 1 ．4 ．2T e c h n i c a lr o u t e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2S u r v e yo f m i n eg e o l o g y ．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 2 ．1T h ep o s i t i o na n d t r a n s p o r t a t i o no f m i n ef i e l d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 2 ．2S u r v e yo f p h y s i c a lg e o g r a p h y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 2 ．3M i n es t r a t a ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 2 ．4G e o l o g i c a l 咖c t L l r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 2 。4 ．1T h er e g i o n a lt e c t o n i cb a c k g r o u n d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 ．4 ．2F o l d s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．9 2 ．4 ．3F a u l t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．9 2 ．4 ．4R u l eo fs t r u c t u r a ld e v e l o p m e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12 2 ．4 ．5R e g i o n a lt e c t o n i ce v o l u t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．13 2 ．5H y d r o g e o l o g i c a l ⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．15 2 ．6 0 t h e rc o n d i t i o n so f m i n i n gt e c h n o l o g y ．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 6 3G e o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fr e s e a r c ha r e a ⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．18 3 ．1g e n e r a ls i t u a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．18 3 ．2G e o l o g i c a lp r o f i l e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 8 3 ．3R u l eo f s t r u c t u r a ld e v e l o p m e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 4Q u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o na n dp r e d i c t i o no f m i n eg e o l o g i c a ls t r u c t u r e ．⋯．．⋯．．．⋯．．．⋯．．．．2 2 v I 万方数据 1 绪论 4 ．1Q u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o nm e t h o d sa n ds e l e c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 4 ．2f u z z ys y n t h e t i cd i s c r i m i n a t i o n ⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．2 3 4 ．2 ．1M a t h e m a t i c a lm o d e l ⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 4 ．2 ．2M e t h o d sa n ds t e p s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．2 4 4 ．2 ．3T h ed e t e r m i n a t i o no f t h ew e i g h ts e t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．2 5 4 ．2 ．4T h ed e t e r m i n a t i o no f t h ec o m m e n ts e t ⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 4 ．2 ．5T h ed e t e r m i n a t i o no f t h em e m b e r s h i pf u n c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 6 4 ．2 ．6T h ed e t e r m i n a t i o no f t h es y n t h e t i cm o d e l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 7 4 ．3P r e d i c t i o ng r a ys y s t e mm o d e l i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．2 7 4 ．3 ．1M a t h e m a t i c a lm o d e l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 8 4 ．3 ．2M e t h o d sa n ds t e p s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 9 4 ．4T h ed e t e r m i n a t i o no f t h eq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o ni n d e x ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 0 4 ．4 ．1P r i n c i p l eo fi n d e xs e l e c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 4 ．4 ．2I n d e xt y p e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31 4 ．4 ．3I n d e xs e l e c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 2 4 ．4 ．4S t a t i s t i c a li n d i c a t o r s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 4 4 ．5T h eg e o l o g i c a ls t r u c t u r eo ft h em i n ec o m p l e xd e g r e ec o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．3 4 4 ．5 ．1C o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no f m i n es t r u c t u r ec o m p l i c a t e dd e g r e eo f t h e a r e ah a sb e e nm i n e d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 4 ．6 ．1C o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no fm i n es t r u c t u r ec o m p l i c a t e dd e g r e eo ft h e u n w o r k e da r e a ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯3 8 4 ．6S u m m a r y ．．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 1 5C o n c l u s i o n ⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．4 3 R e f e r e n c e ⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．4 5 C o m p l i m e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．5 3 ⅥI 万方数据 1 绪论 1 绪论 1 ．1 选题依据背景 煤炭是我国重要的战略资源，是世界上储量最多、分布最广的常规能源。我 国富煤、贫油、少气的能源结构特点决定了煤炭在能源供给中的重要地位。我国 煤炭资源分布广泛，储量十分丰富，据统计，我国煤炭资源总量达5 ．9 万亿吨， 且煤种齐全、煤质优良，煤炭在我国一次能源生产和消费中的比例长期在7 0 ％左 右。在新能源和代替能源大规模利用之前，煤炭将在我国经济建设和社会发展中 继续扮演重要的角色，是我国可持续发展战略的资源基础和保障。在未来相当长 的一段时期内，我国的能源结构仍然是以煤为主，煤炭的战略地位和意义仍十分 重要。 建设高产高效现代化矿井已成为我国煤矿发展的必经之路，要实现煤炭生产 的高产高效，除了煤矿的开采技术、矿井的生产规划、采掘机械、运输、安全等 配套技术外，还取决于矿井的资源条件和开采地质条件【1 1 。随着我国煤矿机械化 开采的迅速发展以及采煤深度增加带来的越来越复杂的开采地质条件，矿井生产 对地质条件的评价和预测显得日益迫切和需要，矿井地质构造是其中最主要的影 响因素。因此，如何认识矿井构造的客观规律，准确评价矿井构造的复杂程度， 已经成为煤矿高产高效安全生产的重要课题【2 】。 矿井构造是控制煤系形态、位态和体态的首要地质因素，构造作用通过改变煤 层瓦斯、矿井涌水、岩浆活动、煤层顶底板、煤层倾角、陷落柱、地温地压等地 质条件，从而间接地影响着煤矿安全和正常生产建设【3 1 。矿井构造预测与评价的目 的，是根据矿井生产中已经掌握的地质构造信息，运用适当的方法对未采区进行 尽可能准确的评级和预测，为采掘工作的正常进行、煤炭资源的合理利用和开发 以及煤矿的安全经济生产提供可靠地保障，矿井地质构造研究是构建现代化安全 高产高效矿井地质保障的核心内容。 刘庄煤矿坐落在安徽阜阳市颍上县境内，矿区南距县城约2 0 公里，西至阜阳 市4 0 公里，东临谢桥镇，西靠江口镇，南接古城镇、黄桥镇，北边是陈桥镇。刘 庄煤矿矿产资源丰富，煤质优良，刘庄煤矿井田面积8 2 平方公里，煤炭储量1 5 ．6 亿吨，可采储量6 ．7 9 亿吨。矿井于2 0 0 3 年初开工建设，2 0 1 2 年生产能力达到11 4 0 万吨／年。在生产布局上，刘庄煤矿采用“一综两放、分区开采”的新布局方式， 刘庄煤矿在生产、经营过程中对各种信息的采集、传输、应用和反馈是个闭环控 制过程，所有的信息都将以数字的方式表现出来，实现了管控一体化。数字化刘 1 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 庄煤矿的建设，实现全过程自动化无人采煤的理念和模式，填补了我国复杂工业 状况下的全矿井综合自动化控制的空白，成为我国煤炭企业综合自动化控制系统 建设的开发与应用示范工程。 从勘探资料及现有的井巷揭露资料来看，矿井地质构造比较复杂，随着开采 时间的的推移，开采强度逐渐加大，地质构造对矿井生产的影响也越来越大，已 经成为影响矿井生产的主要因素，在采煤机械化程度不断提高的情况下，对地质 构造的查明程度要求也越来越高。因此，分析研究刘庄煤矿中地质构造的分布特 点、发育特征和发育规律有重大的意义。充分利用定量化指标、现代数学方法和 计算机手段，对刘庄矿区范围内已采块段的构造复杂程度作出定量评价，并对未 采区的构造复杂程度做出预测，划分相应块段及其对应的构造复杂程度类型，为 矿井合理选择适合于机械化开采的区域以及资源的高产高效安全开发利用提供科 学依据。 1 ．2 国内外研究现状 矿井构