煤层底板等高线图上的构造分析.pdf

谋炭技 术 Vo l二 5， 比刀 8 第 石 卷 第 8期 夕 W岛 之 勘测技术售 咯。 ＿ ／ 煤 层 底 被 等 蒿 线 圄 上 的 构 造 分 析 张 宏敏 ， 毛政 利 ， 朱 宝训 （平 顶 山 工学 院 测量 与 国 士信 息 系，河 南平顶 山 46 7 （X）） 摘要 煤层底板等高线图是煤 矿生 产中最重要 的地 质图件， 是 煤矿设计、 生 产、 储量计 算 的基础。 本文从 煤矿 生 产实际出发， 对煤层底板等 高线 图上的构造 作了具 体 分析， 提 出 了煤 层产状 确 定、 单斜 和招皱 的识 别、 断层 的鉴 定 和参 数 计 算 的 方 法 ， 并 提 出 了 构 造 分 析 中 应 注 意 的问 题 。 关键 词 煤 层 底 板 等 高 线 图； 构 造； 分 析 ； 注 意 的 问题 中 图 分 类 号 T D 15文 献 标 识 码 A文 章 编 号 10 0 8 －8 7 2 5（2 0 0） 0 8－0 10 3 －0 2 St f u c t u r a IA n a l y s i s o f Co a l－Fl o o r Co咖m M a p ZH A NG H o n g－ m i n ， M A O Zh e n g－ h， ZH U Ba c－ x u n 口 e g h e n t O f Sm e e y＆ In n d In f o n n a o n， Rn d吧s h a n I n s t i t u t e O f T e c h n o o g y， Rn g d i n g s h a n 46 7 0 0 0， Ch i n a ） A hs 幢O 耐 i e c o n t o u r m a p d c o J－ n o o r Is 山e m o s t i m p o r t a n t g 6 o h g i c d In a p In 止e p r o渤 c t l o n o t c o J－ r m n e． I t I s t h e b a s e O I d e s i g n ， p r o d u c t i o n a n d r e s e r v e c o u n t i n g o f c o a l － m i n e ． Fm p r a c t i c e o f c o a m i n e p t o如 c t l o n ， 山e p a p e r渤e s t h e c o。r e t e a n a l s l s d o c a l－ f l o o r s t r U c t u r e c o n t o u r m p ． 几e m e t h d讨 企h u i n g s t a t e讨 c M－ s e a m， i d e n t i f y 呷 d l p p l l g刎 f o l d i n g ， d l s t l f l g IJl s h i n g M t a n d c o 则 l u g p e r。 p t f o r － 悯d ． A n d t h e a t t e n t i o n f o r s t r U c t U d a n a l y s i s Is b r o u g h t u p． K叮 w o r d s c o n t o u r m p o t c o a l － f l o o r； s t l ’U c t u r e ； a n a l y s i s； a t t e n t i o n 线都代表煤层的走向。 （2 ） 煤层倾 向。 在煤 层底板 等高 线 图上， 过 任 一等 高线 上 的一点向标高值较 小的等高线作垂线， 该 垂线方 向就是煤 层 的倾 向。 （ 3） 煤层倾 角。 在煤层底 板等高线 图上可 用作 图法或计 算求得 ， 其步骤 如下 前 言 0 煤层底板等高线 图又称煤 层构造 平面卧 ’ ‘ ， 它是煤 矿生 产 中最重要的地质 图件， 也是矿井构 造研究和 工作 的最 基础 的图件。主要用于 了解煤 层产状要素及 地质构 造、 煤 层的厚 度及其变化情况， 用 于计算矿井 的煤炭储量、 采掘设计等「 ’ 1。 1煤 层 底 板 等 高 线 图 概 述 见 图 1， 在 任 意 两 等 高 线 之 间 作 垂 线 A B ，A B即 为 两 等 高 线 之 间 的 平 距 l 。 过 B点 作 A －B的 垂 线 BC ， 并 使 BC等 干 两 等高 线 之 高差 八， 连 接 A C ， 则 ／ BA C即 为 煤 层 倾 角 ， 其 大小 可 以 直 接用 量角 器 量 得。 或 用 下 式计 算 煤 层 倾 角 a 煤层底板等 高线 图是 煤层 等高线 图 的～种。 煤层 层面 与具有一定 高程 的水 平面相交所得 到的交线， 就是煤 层层面 上的等高线。把煤 层层 面上 的等 高线 用标 高投影 的方 法投 影 到水 准面上， 得到的 图形就是煤层 等高线图「 ”。 。 。＝锗 入 一 互 式 中a 煤层倾 角； 煤层层面有巳下 之分， 上 层面 是煤层 与顶 板 的交面， 下 层面是煤层与底板的交面， 通常习惯用煤 层顶板 和煤层底板 来称呼煤层L 下层面。 因此， 匕层面等 高线图 又叫做煤层 顶 板等高线图， 下层 面等 高线 图又称为 煤层底板 等高线 图。煤 层底板等高线图在煤 矿 的设 计和 生产 中， 使 用极 力普遍， 对 于矿井构造的观测、 编 录剃断和处 理等 这些 矿井构 造 的基 础工作来说， 首先涉及煤层底板 等高线上 的构 造分析。 h 两 等 高 线 高 程 差 ； l 两 等 高线 之 问 的平 距 。 ＊ 召 2煤 层 底 板 等 高 线 图上 的构 造 分 析 B h ＝2 0 m C 图 1煤 层 底板 等 高 线 图上 确 定煤 层 产 状 2． 2单 斜 和 招皱 构造 的 识 别 2 2 ． l单斜 构造 的 识 别 煤 层 底 板 等 高 线 图 上 的 构 造 分 析 主 要 包 括 煤 层 产 状 确 定、 单 斜 和裙 皱 的 识 别 、 断 层 的 鉴 定 和 参 数 计 算 几 个 方 面。 2 ． 互 煤 层产 状 的 确 定 在井田或井 田某些区段内， 煤层底板 等高线 表现平直 或 近于平 直、 等问距 或近 于等 间距分 布， 标高 值均 匀地 向某 一 方向降低或 升高， 表示 该区段 煤层 呈单 斜构 造， 标高 值降 低 的方 向为倾 斜方 向。 （ 1） 煤层走 向。 煤层的走向是煤 层层面与 水平面相 交 的 交线的延伸方向， 因此， 在煤层底板等 高线 图上， 任何 一条底 板等高线都代表水平面与煤层底板 的交线， 即任何一条等高 收 槁 日期 Zd e －帆 －2 59 修 订 日 期 Zt h e －恍 －2 1 作 者 简介 张宏 敏（196 7 －） ， 女 ， 河 南 禹 州 人 ， 1990 年 毕 业 于 焦作 矿 业 学 院， 工 学 学 士 ， 高 级 工 程 师，主 要 从 事 地 质 学 、 地 图 学 的 教 学 与 实践 工 作 ，目前 在河 南理 卫 大学 攻 读 地 质 工 程硕 士， T e 阴兀 －2 0 8 90 33。 第 2 5 卷谋 炭 术 技l o t 在标高值固定的前提下， 等 高线 距越小， 倾 角 越陡， 反之 则倾斜 平缓。 2． 2尼稍 皱 构造 的识别 在煤层底板等高 线图上， 如 果等 高线 以大 致平 行不 悻， 辗转弯曲的曲线， 甚至 封闭 的曲线 形式 出现， 都代 表榴 皱构 造。其 中 （2 ） 断层产状 要素确定和计 算 断层 两盘断煤交线与 同标高等高线 交点的连线， 即断层 走 向线； 两条断层 走向 线的 垂线， 并且 等高线 标高 由高 向低 的方位 即断层倾 向； 由两条 断层走 向线 的高差 和平距， 用 什 算煤层倾 角 的办法可计 算 出断层面倾 角。 （见图 6） 。 十 8 0 －－H／． ＿ 1 下 断 层 一 朋一 一 一 一 一 宇 L一 ／ 叫m一 一 一 咯 q 一 ／d一 叫f f i H H 11 （1） 弯曲而不 封闭 的等高 线表 示倾 伏榴皱， 等 高线 转 折 点连线代表槽皱轴线； 如果等 高线 外圈 标高 高于 内圈者， 为 向着开 口方向倾伏 的向斜； 等高线 标高 内圈 高子外 圈者， 为 向着转 折端倾 伏 的背斜 （见 图 刀。 一 6 0 逆 断层 图 6断 层 在 煤 层 底 板 等 高 线 圄 上 的 表 现 1断层 上 盘 与煤 层 的 交 面 线2．断 层 下 盘 与 煤 层 的 交 面 线3．煤 层 底板 等高 线小 断 层 面 等 高 线 （走 向线 ） 5．断 层 视 落差风 二 10 m （3）断层 落 差 确 定方 法 在我 国煤矿 生产 的实践 中， 落差， 这个 断距名 称应 用十 分广泛， 但非常混 乱。 有 的把铅 垂地层 断距 看作落 差， 更多 地是把视落差作 为落 差， 给生 产和科 学研究 带来 很大 困难。 在 国外， 特别是苏联， 广泛应 用垂 直地层 断距和 真断距 这两 种断距来解决煤矿生 产和科学研究中遇到 的实际间题， 是 目 前 国际上通用 的， 比较统一 的概 念。 我国煤矿生产 中应用 的 落差概念都 是国际上统一概念中的视落差。 图 2紧 闭背斜 、 开阔向斜 但） 底板等高 线 以封闭 曲线出 现， 则表 示下列 的招 皱 构 造 ① 外圈标高高于 内圈 封 闭 曲线 近 圆形或 椭 圆形， 代 表 构造盆地； 封闭曲线为长椭 圆形， 代 表两端 翘起 的短 轴向斜； 封 闭曲线为长条状， 代表向两端翘起 的长轴 向斜 （见图 3） 。 ②外圈标高低 于内圈 封闭 曲线 近 圆形 或椭 圆形， 代 表 穹隆； 封闭 曲线为长椭 圆形， 代 表向两端倾 伏的短轴 背斜； 封 闭曲线为长条形， 代表 向两端倾 伏 的长轴 背斜 （见 图 圳。 鉴 于上 述原 因， 如 果 是 正 断 层 或 正 断 层 式 移 位 断 层（见 图 6 左 ） ， 将 等 高 线 从 断 层 一 盘 的 断 失 点 a延 长 交 另 一 盘 断 煤 交 线 于 ＆点， 两 点 的标 高差 10 m， 为 沿 岩 层走 向 方 向 断 层 的 视 落 差， 即 凤 二 10 m； 过 a点， 作 等 高 线 垂 线 交 另 一 盘 断 煤 交 线 于 e点 ， 两点 间的 高 程 差 硼 m， 为 垂直 岩 层 走 向 断 层 的 视 落 差 凡 二硼 m； 过 a点 作 断 层 走 向线 垂 线 交 另 一 盘断 煤 交 线 于 f 辍， 两 点 问 标 高 差 30 m， 才 是 断 层 的 真 正 落 差 H＝30 m； 不 。励 ＠g i ＠N 窜窜 过 ， 该 断 层 属 于 斜交 断层 ， 按 我 国 煤 矿 生 产 惯 例， 仍 把 前 者 凤 ＝ 10 m 看 作 该 断 层 的 落 差。 同 样 ， 如 果 是 逆 断 层 或 逆 断 层 式 移 位 断 层（见 图 6 右 ） ，c d间 的 标 高 差 实 为 沿 煤 层 走 向方 向 断 层 的 视 落 差 即 凤 ＝ 10 m， 我 国煤 矿生 产 惯 例， 常 把 它看 作 断 层 落 差；吧 间 的 标 高 差 为 垂 直 煤 层 走 向方 向 的 视 落 差凤 二轧 m； 小 问 的 标高 差 才 是 真 正 断层 落 差 ， H ＝ 30 m。 图3盆地和长短轴向斜图 4穹 隆和长短轴 背斜 底板等高线密集， 代表紧闭榴皱； 稀疏代表 开阔榴皱， 图 2所示 即为 紧闭背斜、 开阔向斜。 ③煤层底板等高线表现为不同标 高等高线 的交 叉， 则代 表榴曲的某一翼沿走向发生了倒转 （见 图 5） 。 结 语 3 在煤层 底板等高线图上进行构造分 析时， 应 该注意 以下 几个 问题 （l ） 单 斜构造在大多数情况下都 是以榴皱 的某 个翼表 现 出来， 很少单独存 在。 但） 煤层底 板等高线图主要适用 于倾斜和缓倾 斜煤层 的 矿井， 所以b述判 断正、 逆 断层 的原则 也只适用 于煤 层产 状 处 于倾斜 虏 倾斜 的条件 下。 川 川 刊 m 州 十 ＊0 ＋ a p 、 2 0 臻 ；7 （ 3） 在煤层 底板 等高线 图上， 除断层会 造成 等高线 中断 外， 其它地质 因素如煤层 在露头被剥蚀； 煤层受 冲蚀 或尖灭； 煤层受 岩浆侵人以及岩溶 陷落等影 响煤层消失， 也会造 成煤 层 底板等高线失去连续性 而中断。 图 5地 层 倒 转 在 煤 层 等 高 线 图 上 的 表 现 2 ． 3断 层 的 识别 和 断层 参 数计 算 煤层底 板等高线 图上 的断层， 用 断层面 与煤层面 交线的 水平投影来 表示， 其中上盘断煤交线用点 和线 （－ －） 、 下盘 断煤交线用叉和线 （－X －） 表示。 （4）我 国 煤 矿 生 产 中应 用 的 落 差 概 念 都 是 国 际 上 统 一 概 念 中 的视 落 差。 参 考 文献 卜」刘志刚．煤 矿构造学卜 」 ．北京 世界图书出版公司， 1990． ＊金峙现代 矿 山工 程实 用 图集 与施 工设计 新 技术 实 用 手册 卜 ］ 北京 当代中国音像出版社， 2 0 0 ． ［ 3］焦作矿业学院， 阜新矿业学 院．采煤概论卜 】 北京 煤 炭工业 出版社 ， 198 2． （互 ） 正 逆 断 层 表 示法 如 果 煤 层 底 板 等 高 线 遇 断 煤 交 线 中 断 缺 失 、 缺 失 部 分 为 无 煤 区 ， 则 该 断层 为 正 断层 或 正 断 层 式 移 位。 如 果 煤 层 底 板 等 高线 遇 断 煤 交 线 发 生 重 迭 ，重 迭 部 分 为 上 下 煤 层 重 复 区， 则 为逆 断 层 或 逆 断 层 式 移 位（见 图 6） 。