浅谈煤系地层岩石的性质

1 / 4浅谈煤系地层岩石的性质论文关键词：岩石断层节理解理 论文摘要：由于各种岩石的破坏特性不同，因此沉积岩层中的工程结构物设计是很复杂的。岩石的破坏不只是和原岩的变形有关。沉积岩中含有层理面、断层、节理和其他不连续面。这些都影响岩石，特别是较坚硬岩石的性质。就这几点进行如下论述。 虽然在煤系岩石中，剪切带是最重要的地质构造，但岩石还包含其他的构造。这些构造会在很大程度上与煤矿地下结构物产生相互影响。这些问题很难用一般的方法进行讨论。但考虑它们之间的一些关系还是十分有用的。 在相对地未受干扰的煤系地层中，大多数断层是与垂直方向呈倾斜 600700 的正断层。这一部分是由于与煤系形成的沉积旋回有关的上翘曲和下翘曲造成的。在发生2 / 4侵蚀的地方，也可能出现与垂直方向成 200300 的逆断层。这两种类型的运动被地质学家分别命名为造陆运动和造山运动。 在英国煤系地层中，东部煤田一般未受扰动，而西部煤田特别是南威尔斯正处于海西尼，对于页岩和泥岩在50150 之间，对于砂岩在 200 以上，因为砂岩层一般比页岩和煤层厚。普赖斯提出了岩层厚度和节理间距之间的一个近似的线性关系，这在某种程度上解释了煤中的节理间距要比砂岩中的小得多。 由于煤系沉积旋回层是由厚度和岩性广泛变化的岩层的各沉积循环所组成，所以预期的节理频度也将是广泛变化的。 从工程角度来看，节理是很重要的。特别是在受拉的顶板内，它们将形成潜在的弱面，该处的岩石将会在重力作用下松脱。由于水的流动和表面氧化降低了稳定性，这些弱面将随着时间推移而恶化。在通常不足以造成整体岩石破坏的一般开采应力下，顶板稳定性和自稳时间愈来愈取决于顶板岩块的松脱。这种趋向一部分可以通过科学方法来研究，而另一部分可以使用经验方法 3 / 4煤中的节理称为解理面。解理面一般平行于局部节理形式呈现出垂直于层理面的两组解理面，这两组解理之间基本上互成直角。主要的解理称为主解理，它的贯通程度很高。在英国，主解理具有“西北”这样一个非常固定的方向。较小的解理也称为短而不清楚的解理或叉解理，它们的贯通程度很差，和主解理相比它们的方向往往是不变的。两种解理面一般充填有次生沉积物，通常是方解石或铁质白云石。 解理的频度依煤的品位、煤的地质年代和煤的类型而变化。例如，在干净、明亮、低挥发分的高品位煤中，解理的频度可达每米 210 面。在暗的，高有机物、低品位煤中，特别是含有暗煤硬质粘土时，它的频度低到每米只有 15 面。 关于解理的成因，从成岩的压实、煤化过程到构造力作用，存在各种不同的理论。解理方向和其他构造之间存在密切的相互关系，在此就不作详谈。就是因为这种密切的相互关系使得解理在采矿作业中显得非常重要，特别是现代采矿作业。从最经济的角度出发，长壁工作面趋向4 / 4于和最大或最小断层方向平行布置，这就意味着工作面将趋向于与解理方向平行。长壁工作面前方的支承压力往往足以引起剪切和拉伸而造成顶板、煤层和底板的破坏。当它与长壁工作面相交的角度很小时将造成附加解理，由此而造成的工作面和顶板的片帮冒落是确定工作面稳定的一个主要因素。 结语：就上述所言，我们不难而知控制煤系岩石变形