地质构造对告成井田瓦斯分布的控制作用分析.pdf

40 地质构造对告成井田 瓦斯分布的控制作用分析 翟 华 (郑州煤业(集团)有限责任公司通风处，河南新密 452371) 摘要：通过对登封煤田区域地质构造演化及告成井田地质构造特征的研 究，分析不同地质时代构造应力场，特别是滑动构造运动所形成的构造形迹； 结果表明：区域地质构造对瓦斯赋存及突出分布具有控制作用，滑动构造造成 告成井田瓦斯赋存和煤与瓦斯突出分布的复杂性。针对告成并田二1煤层高分 散相、高吸附性能、低强度、低透气性的特点，除采取一般的抽放、卸压、疏 放等技术手段外，还必须走科研攻关之路。 关键词：地质构造，二1煤层；瓦斯赋存；煤与瓦斯突出 O引言 告成并田位于河南省登封煤田东北部，北起告F5断层，南至告F2断层，东起一l煤 h， m水平，如图1所示。南北长为10妯，东西宽为3．5 层露头线，西至二1煤层一600 面积约35肼。告成煤矿始建于1992年，1999年正式投产，矿井设计生产能力为90万 翟 华：地质构造对告成井田瓦斯分布的控制作用分析 4l L／a，主采煤层为二叠系山西组二，煤层，为煤与瓦斯突出矿井。受不同地质历史时期构 造运动的影响，特别是燕山期末滑动构造的影响，井田地质构造具有特殊性，分析地质 构造对井田瓦斯分布的控制规律，对矿井瓦斯综合治理具有一定的指导意义。 1含煤地层 告成井田主要含煤地层赋存于石炭系太原组和二叠系山西组，含煤地层总厚度为 705．55 m，含煤20层，煤层厚度为11．82 m，含煤系数为1．68％。由石炭系到二叠系共 含煤9组。一煤组赋存于石炭系，含煤9层，其中一l煤层大面积可采，厚度为O。 5．88 m，平均为1．17 m，上距二1煤层73m。二煤组赋存于二叠系下统山西组，含煤3 层，其中二l煤层是井田的主要可采煤层，普遍发育，煤层厚度为0。18．23m，平均为 4．86 m。 2地质构造 2．1区域构造演化 登封煤田是豫西煤田的重要组成部分，位于昆仑一秦岭纬向构造带的北支东段，北 依嵩山南临萁山，基本形态为一(颖阳一芦店)向斜构造。嵩山、萁山和颖阳一芦店向 斜大致呈东西走向，向斜南翼宽、北翼窄，呈不对称型。构造形成于印支晚期至燕山晚 期秦岭造山带隆起的推挤作用，受其作用形成了东西向褶皱轴(嵩山、萁山)，以及相 平行的断裂，如月湾、夏店等高角度正断层等，其中月湾断层规模较大，构成煤田的北 部边界。按照构造形迹的组合关系和成生序次，该期构造是区内一级控制构造。 煤田断裂较发育，次级褶曲不甚发育。除东西向展布的月湾断层等一系列先期断裂 构造外，北西向和北东向断裂构造也十分发育。煤田南翼以北东向断裂为主。王屯、玉 皇池、石淙河等正断层层面均向北倾，依次南升北降呈阶梯状展布。北西向断裂把煤田 斜截成几段，郭小寨、五指岭、嵩山及纸坊断层等，北东盘依次向北西方向左行平移， 致使煤田由东西向变成北东走向。北西向、北东向构造是同期的共扼断裂，从东西向的 褶皱、断裂被北西向的断裂所切割的事实说明，东西向的构造在先，北西向构造在后。 对各期构造形迹进行力学分析可知，印支晚期至燕山期存在着两次既有联系而又有 所不同的应力场，前期应力场与形成昆仑一秦岭纬向构造帮一致，主要是南北向挤压， 受其作用形成了东西向压性褶皱轴以及与其相平行的断裂，同时还伴生有北西向、北东 向共扼扭性断裂；也就是说，东西向与北西、北东向构造是同一应力场作用下的产物， 只是先后有别。晚白垩世以后，受华北陆块板块运动影响，联合造山后的松弛作用，挤 压被拉张所取代，煤田内的压扭性断裂变为张扭性断裂。另外，燕山期末至喜山期形成 的芦店滑动构造属于该构造应力场作用的结果。 芦店滑动构造西起煤田东部的芦店勘探区与告成井田，向东一直延伸到新密煤田东 km2，滑动地