本站原创摘 要：通过对矿井地面钻孔及井下采掘工作面实际揭露的褶曲及断裂构造展布规律分析,探讨了井田的褶曲及断裂构造形成机制,该井田自古生始先后经历了5期构造应力场,形成了褶曲及断裂构造相结合的构造组合,NE向正断层广布于矿井内,以中小型断层为主,构造应力场广布矿井范围,应力性质为张应力,应力方向为南东—北西向.
关 键 词：刘店井田构造特征展布规律形成机制
1井田概况
亳州煤业股份有限公司刘店井田是淮北矿业集团公司新建矿井之一,该矿井位于安徽省涡阳县东北15km处,区内主采煤层为7煤和10煤.井田北有宿北断裂,南有八里曹断层和大高家断层,落差100m以上的断层有8条,大于50m的断层共有13条,构造较为复杂.矿井设计能力150万t/a的大型矿井.然而,根据矿井建设和生产揭露资料,该矿地质构造更加复杂,严重影响了采区巷道布置,制约了煤矿效益的发挥.
2井田构造特征及其展布规律
2.1褶曲构造
矿区坐落在淮北煤田南部,处于宿北断裂、光武—固镇断裂、丰县—口孜集断裂与夏邑断裂组成的断块内,涡阳向斜的东翼.大高家断层（F32）以东构造简单,有次级向斜、背斜各一个；以西构造相对复杂,有杨庄背斜、前伊庄向斜、石塚背斜、小王庄背斜和武大寨向斜等.
2.1.1褶皱构造展布方向性
从整体来分析,矿井内有一向斜的一翼的主体构造,属一破裂的单斜构造,呈北东走向,略向北北西偏斜,向南东仰起,且有多个次级背斜和次级向斜发育.
矿井主体褶皱南东仰起的宽缓单斜构造,岩层倾角10°～20°,沿走向和倾向变化不大.马店集断层与宿北断层之间的区域地层呈北北东走向,东部倾角大,中西部较平缓；大高家断层与马店集断层之间的断层已严重变形,呈北东走向分布；大高家断层西部地形起伏较复杂.
2.1.2煤层倾角变化特征
从整体来看,矿井10煤层倾角<40°,最小倾角值为4°,其中有三个倾角在40°～65°,平均倾角约为20°.
2.2断裂构造
根据矿井《建井地质报告》,本矿井根据钻探、测井、地震资料组合断层185条.通过对10煤和7煤最新的底板等高线图上断层的统计,对原断层一览表进行了补充,最后全矿井共查出落差大于等于5m的断层297条.
根据井田的断层发育特点,以及结合对断层参数的统计分析,可以推断出以下发育规律.
2.2.1断层类型
矿区构架为大中型断层发育,小断层较发育.据统计,共有297条断层,其中包括正断层277条,逆断层20条,这恰好符合宿县临涣矿区各矿中的分布规律.
2.2.2断层分布的方向性
2.2.2.1断层走向
所谓断层走向是指断层的平面延伸方向.根据该区的断层走向,可将脆性断层分为五组,具体情况参见下表1：
由表1得知,该区脆性断层以北东向和北北东为主,南北向和北西向次之,东西向极少发育,断层的这种空间分布规律在断层走向玫瑰花图上达到充分体现（如图1所示）.
2.2.2.2断层倾向
断层作为三度空间实体,其断层倾向表现了断层的剖面延展方向.根据研究分析刘店煤矿全矿井脆性断层倾向,结果显示区内断层倾向较集中：
①以北西西向倾斜（270～300°）为主,占断层总数的19%.
②北西向（300～330°）倾斜次之,占断层总数的17.67%.
③南西西方向（240～270°）倾斜者占断层总数的14.33%.
④南东东～北东东方向（70～110°）倾斜者占断层总数的10%.
其他方向有北北东向、北东向、南西向等倾斜方向断层较少.
3矿井构造形成机制分析
根据矿井地质构造形态、空间展布、变形性质、组合规律、先后关系并对照涡阳临涣宿县矿区地质构造发展,反演构造应力场可以发现：
3.1刘店矿井西翼块段发育有近东西向褶皱构造,且规模较大,虽然被后期构造改造,但仍表现明显.
3.2矿井总体为一单斜构造,实为一向斜构造的一翼,呈北东向.井田内发育有一系列的北东向构造,规模较小,全区发育.
4褶曲及断裂构造对矿井采场布局及生产的影响
4.1影响开拓方式,采区和工作面布置,由于构造复杂,103和104采区两个采区只布置了4个工作面.
4.2造成煤层顶底板不稳定,煤层顶底上下起伏较大,造成采掘工作面不能正常跟煤施工.
矿井巷探实际揭露的地质构造比勘探提供的更加复杂,煤层连续性极差,可采长度占总长的比例很小,勘探煤厚与实际相差较大.
4.3影响安全生产,由于煤层不稳定,采掘过程造成巷道顶煤施工,如果不能超前支护,经常造成漏顶或冒顶事故,对矿井安全生产带来不利的影响.