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本文格式為Word版,下載可任意編輯——斷層分析六步法斷層分析六步法

斷層的形成,從力學角度上講是應力在煤(巖)體中從開始產生→應力積聚→最終釋放的過程。因此,在應力釋放部位(斷層面)及其附近的煤巖層中,會保存一些受力、釋放的記錄——斷層的牽引、伴生和派生現象,這些現象可以證明斷裂構造變動及其強度,或預示前方是否存在斷層及所在的位置,因此分析判斷、記錄這些現象對分析判斷斷層意義重大,現以煤礦為例進行說明。當采掘工作面出現斷層構造時我們應充分利用斷層自身特點,進行確鑿判斷,為采掘贏得時間。

第一步:層位對比

這是分析斷層的基本方法,也是最常用的方法,直觀性較強,往往能夠直接判斷斷層性質。

當斷層落差小于煤層厚度(巷道高度)時,通過直接觀測就能輕易的進行判斷。

當斷層落差大于煤層厚度時,我們可以根據煤層頂底板巖性變化進行判斷。一般狀況下,固定層位的巖層具有固定的性質和特點,通過對巖層層位的認知就可以對斷層的性質進行分析和判斷。如我礦10煤層頂板巖石顏色一般較淺,為灰色,以細砂巖

或粉砂巖為主,中厚層狀,離煤層較近的泥巖中往往發育有碎片狀葉片化石。而煤層底板巖層顏色一般較深,為深灰色或灰黑色,以粉砂巖或泥巖為主,薄層狀,離煤層較近的泥巖中往往發育有柱狀或長條狀根莖化石。通過上述巖層特點就能很輕松得判斷斷層性質,指導生產。

但是當巷道施工層位在巖層中,且巖層厚度較大,斷層斷距小于巖層厚度時就不能利用該方法進行判斷,這時我們用斷層力學現象進行判斷。

其次步:牽引分析

斷層的產生也是一個受力量變到質變的過程,也就是說巖層在外力作用下,經過塑性形變,最終剛性斷裂的過程,在這一變化過程中,對周邊巖層也會產生一定的影響,特別是剪切破斷時,其牽引現象明顯,這種牽引在地質學上又稱為曳曲,即斷塊相當運動使斷層兩盤煤(巖)層發生彎曲現象。正常狀況下曳曲的指向就為相對盤運動方向。見圖一。

圖一曳曲

第三步:擦痕(階步)判斷

擦痕又稱“丁〞字痕,是擦溝和擦紋的總稱。它是由于斷層在形成過程中巖粒摩擦斷層面形成的痕跡,一般與斷層兩盤運動方向平行,“丁〞字痕丁頭指向為對盤運動的方向,也就是說擦痕的延展方向表示斷層的滑動方向。階步又稱擦階,是斷層面上與斷層擦痕伴生并與之垂直的

圖二階步

微小陡坎,坎高不足一毫米或幾毫米,陡坎的走向與斷層滑動方向垂直,階步的緩坡向陡坡的方向即對盤的位移方向。見圖二。

第四步:共扼(X)節理分析

斷層兩盤相對運動過程中,側旁往往發育羽狀排列的張節理和剪節理。這些派生節理與主斷層斜交,交角的大小因派生節理的力學性質不同而有差異。羽狀張節理與主斷層常成45°角相交,羽狀張節理與主斷層所交銳角指示節理所在盤的運動方向。斷層派生的節理除羽狀張節理外,還可能有兩組剪節理,一組與斷層面成小角度相交,交角一般小于15°,即內磨擦角的一半;另一組與斷層成大角相交或直交。小角度相交的一組節理,與斷層所交銳角指示本盤運動方向。見圖三。

利用該方法時必需與曳曲區分開,曳曲就是巖層層面的彎曲,而節理則是與巖層層面相交,切割巖層。

通過上述四步分析與判斷,一般的斷層都能進行確鑿判斷,但并不是所有斷層在發育發展中都會產生上述斷層痕跡,假使發現這種現象該如何判斷呢?我們就要采取第五步,把井

下實見資料收集后,進行地面分析,我認為首先要進行標高對比。

第五步:標高對比

由于斷層錯動,使煤層頂、底板標高在同一水平或垂直線上發生變化。當我們利用鉆孔、井巷工程進行繪制等高線時,在斷層附近會發現等高線及其不協調,

反之當未知斷層存在的前提下,假使發現無論采取三邊網還是四邊網對一些點進行

圖三斷層伴生節理素描圖

計算標高時,等高線均表現及其不協調現象,我們就能初步判斷該點附近發育有斷層,再根據周邊見煤點(鉆孔、井巷)或其它特征巖層進行判斷斷層性質和落差,及時下發聯系單,指導生產。

但是這種方法存在最大的問題就是不能確鑿區分小型波幅較大的褶曲,因此采取該步驟時要綜合所有能利用的地質資料,進行綜合分析。若判斷點附近存在三維地震勘探或地震時間剖面的話,問題就迎刃而解了。

第六步:物探資料分析

目前技術相當完善、手段先進的三維地震勘探已廣泛應用于礦山生產中。它主要是利用地質體自身特點,采取地震波的形式,對地下地層地質現象進行分析的勘探方法,不管是斷層還是褶曲等地質現象在地震波上均有所反應,通過對地震時間剖面進行解譯,就可以得到確鑿的地質信息。

揭露大中型斷層時相應波形發生變化,如:⑴目的層和追蹤層反射波組發生明顯錯斷。⑵受斷層面反射波影響,頂底板波明顯缺失或紊亂。⑶目的層在斷層附近波形缺失。

而揭露小型斷層時波形相應發生如下變化,⑴目的層連續但波組錯斷。⑵目的層較兩側起伏變化大,往往是低角度中小型斷層的反映。⑶頂底板波形完整或微弱錯斷。⑷目的層反射波同相軸分叉、合并、強相位轉移等。

通過上述現象,確鑿對目的層追蹤,就能確鑿判斷煤層位置。

斷層解釋六步,是一個從簡到繁的過程,上述步驟可以孤立使用也可綜合利用,關鍵是怎么樣能夠從快從準解決礦井生產問題。對斷層的分析并不是僅僅存在上述六步,還可以通過斷層旋回、伴生小構造、

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