淮北煤田五沟矿井构造特征及其控煤作用

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本文在系统分析矿井地质资料的基础上,结合区域构造演化分析,揭示了五沟煤矿构造发育特征及规律;通过研究构造岩、构造煤变形特征及煤镜质组反射率测试,揭示了五沟煤矿的应力-应变环境;系统研究构造动力学背景及介质条件对矿井构造的控制作用,结合矿井构造的叠加改造特征,深入探讨了矿井构造形成机制。总结了矿井构造控煤样式并分析了不同构造样式对煤层赋存的控制作用。主要研究成果如下:(1)五沟煤矿可划分为北部断裂构造复杂区、中部褶皱叠加区和南部构造复杂区3个构造分区,并提出矿井内存在入字型、反入字型、Y字型、反Y字型、堑垒式及阶梯式断裂构造组合型式。矿井内断裂构造普遍比较复杂且复杂区主要分布于大、中型断层及逆断层附近。(2)五沟矿井构造形成于低温、低压的浅层脆性变形环境,将构造煤形成的应力-应变环境分为脆性碎裂变形环境、韧性变形环境和剪切变形环境三类。构造的形成主要与华南、华北板块的碰撞作用以及太平洋板块向中国东部大陆的俯冲消减作用有关。五沟煤矿经历了印支期NS向挤压、燕山早期NW-SE向挤压、燕山中、晚期构造伸展及喜马拉雅期NS向伸展拉张的改造作用,分别形成了EW向构造及NE向构造,各期构造相互叠加改造,区内大部分逆断层发生反转最终表现为正断层性质。煤镜质组反射率椭球应变分析结果显示了五沟煤矿在燕山早期经历了NW-SE向的强烈构造挤压作用。(3)介质条件对小断层的发育具有明显的控制作用,顶底板为强岩层分布区域或顶底板泥岩比值较小的区域小断层较为发育。(4)五沟煤矿构造控煤样式主要包括单斜断块、掀斜断块、堑垒构造、褶皱-断裂型构造及褶皱叠加型构造几种类型,并以不同的形式控制着煤层的赋存状态。
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