8煤:为一局部可采层。厚度不稳定,局部变薄尖灭。顶底板以粉砂岩为主。 10煤:全区基本发育,煤层较稳定。一般厚度10~25m。煤层结构较简单。本煤层基本是两个分层组成,上分层为含多层夹石的复合煤层,下分层一般为单一薄层。顶底板为粉砂岩、泥岩。局部为中、粗粒砂岩。
11煤:基本稳定,厚度5~8m。除局部为单一煤层外,一般为两个分层组成的复合煤层。顶底板为细砂岩、粉砂岩、泥岩,局部为粗砂岩。
14煤:全区发育,基本为单一煤层,厚度变化有规律,厚度在8~15m之间。煤层结构简单,煤层下部局部夹有数层夹石。顶底板以细、粉砂岩或泥岩为主。
表3-2 可采煤层特征表
可采厚度(m)
层号
两极
6
1.00-15.95
平均 8.93
间距 (m) 30-50
结构
发育特征
主要发育F8以南,中部局部发育存在,出露范围小,较稳定 局部可采,发育范围小,厚度变化大。
较简单
8 10
1.00-24.68 1.05-29.97
7.84 10.81
0-45 25-50
较复杂
较简单 全区基本发育,较稳定。
主要发育28勘察线以南,中深部、
11 1.15-15.66 6.92 25-65 较简单 发育区。煤层基本稳定,中部区浅
部有分叉。
14 17 19 21 24
1.00-21.93 1.03-25.48 1.10-16.17 1.00-55.23 1.00-19.40
10.52 10.86 4.77 15.50 5.02
20-25 35-55 5-15 5-25
简单 全区发育稳定。
较简单 南部发育稳定,北部分叉。 较复杂 主要发育F4以西。 较复杂 全区发育,稳定。 简单
全区发育稳定。
17煤:本煤层为本区主要煤层之一,发育稳定,结构简单,厚度10~20m。局部分为两层。顶底板为粉砂岩、泥岩。
19煤:煤层变化大,测井无特定形态特征。厚度一般为5m左右,中区浅部不发育,煤层多不可采或尖灭。顶板岩性缺乏规律性。
21煤:为本区的主要煤层,全区发育。比较稳定,结构简单,基本为单一煤层,厚度5~18m。顶板南部为粗碎屑岩,北部为细、粉砂岩和泥岩。
26
24煤:全区层位稳定,厚度变化小保持3~5m左右。该煤层为全区最为稳定的煤层之一。
3.2.2地层组合特征
为了更好的了解东南帮边坡变形的破坏机理,从而能更真实的建立本区工程地质模型,本次对南露天煤矿边坡稳定性分析与评价,在充分收集利用原有的各种相关资料基础上,针对分析与评价工作的具体需要,采用西排1勘探线和南排2勘探线作为典型地质勘察剖面勘察剖面图(图3-2)。根据钻孔揭露及地质填图等成果,该矿为第四系地层广泛覆盖,第四系地层与下伏地层呈不整合关系。区内属中生代白垩系下统霍林河组含煤地层,根据资料显示,采区边坡岩系由第四系松散层、全风化-强风化砂岩、泥岩层及煤系地层组成。
西排1西排2西1-3西2-4西3-3西2-3西 排 土 场南3-3南3-4南3-5南排2南 排 土 场南2-2南2-3南2-4西1-1西2-2西排3西1-2南3-1南3-2南排3西3-2西3-1南排1南1-2南1-3南1-4采 场图例南1-1钻 孔等高线南1-1勘探线
图3-3 南露天矿边坡勘察工程平面图
27
3-3南露天矿综合柱状图
28
3.3研究区构造
3.3.1 区域地质构造概况
在中生代,我国东部地质构造发育有明显的阶段性、分带性和方向性。早期的印支运动和晚期的燕山运动形成了斜贯全区的北东和北北东向的大型隆起带、沉降带、断裂带和岩浆岩带。燕山运动最强烈的一幕发生在中侏罗世末,形成了以北东向为主的构造带。晚侏罗世开始进入以断陷为主的阶段,沿着以北北东向为主导的断裂系统发生张裂,形成了大兴安岭、燕山为中心的晚中生代最大的火山岩带。继之,在大面积的火山岩基底上,形成了一系列晚侏罗~早白垩世新断陷型盆地。从晚中生代晚期到新生代,我国东北部至少经历过规模较大的一次褶皱和一次新的张裂下陷,使晚中生代煤盆地受到部分改造,含煤地层部分遭受剥蚀、破坏,部分保存下来。霍林河煤盆地就是其中的一个,其位于大兴安岭南段山系脊部。在区域地质上,处于第三沉降带中,居巴音和硕盆地群东部的一个具有代表性的煤盆地。
3.3.2霍林河煤田区域地质构造
霍林河煤田,位于大兴安岭南段山系脊部,为半地堑型山间断陷盆地。属新华夏构造系的第三沉降带,是二连盆地群最东部的一个具有代表性的盆地。煤田四周被石炭二叠系变质岩和晚侏罗世下火山岩组成的中低山所环抱,并组成煤田的基底。
盆地的西北侧盆缘断裂以北北东~南南西方向延展,是盆地控制性断裂。它发生在早白垩世之前,并在后期构造活动中有继承性发展,为含煤地层的沉积提供了古地理条件,对含煤地层、含煤性及其煤田的展布方向起控制作用。早白垩世沉积层形成后构造运动比较轻微,大体以升降运动为主,含煤地层主要构造为宽缓的褶曲和以断陷产生的张性正断层为主。
盆地几何形态和构造特征
霍林河盆地总体呈北东向延展。盆地北段和南段的为北北东向,(20°~27°),中段为北东向(50°~60°),略成反S型,平面形状呈狭长带状。盆地西侧有F1盆缘断裂,北端为NWW~近EW向断裂所限,东侧和南端为侵蚀边界,总体为一半地堑构造。
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F1为控盆断裂,全长约57km,从西南向北东,其走向由NE25°~NE50°,转为NNE~SN,最后转为NNW方向。中间被十余条NNW、EW和NW方向的横向断层切断错开,平面上呈折线状。断层面向盆内倾斜,倾角56°,断距逾千米。具有两个主断面,倾角上陡下缓,到深部合而二为一,呈犁状。该断层对整个盆地的含煤地层及其含煤性均有重要的控制作用。
盆地北端的北西西断裂亦为控盆断裂,全长超过20Km,被NW和NNE向断层切为数段,并平移错开。该断裂北盘上升,断距约数百米以上。
在盆地内晚侏罗~早白垩世地层自东南向西北方向平缓倾斜,倾角一般在10°以内,到盆地中、西部近水平,到盆缘内侧有平缓抬起并被F1断层所限,总体为一不对称的箕状宽缓向斜。此外,盆地内还存在有两个NWW向的次级正向构造单元和三个被其隔开的次级负向构造单元,由北东到南西分别是:西林保拉向斜、珠斯花背斜、翁能花向斜、“三湖”宽缓鞍状背斜和西南部向斜。
霍林河盆地内断裂系统不大发育,多出现于珠斯花背斜和“三湖”宽缓鞍状背斜附近及盆缘一带。按其展布方向可分为5组,即NW、NEE、NE、NNW和EW向断层组。根据露天坑和钻孔揭露的资料来看,以NE和NW向断层规模较大,长约10Km以上,断距多在百米以上,断层倾角65°~75°。还有一些EW、NEE和NNW向断层,这些断层规模一般较小,断距多在几十米,系高角度正断层性质。本区断层对煤层的影响破坏作用不大。
霍林河盆地的构造格架包括盆地边缘断裂(F1)、断块状的基底、盆地内部的同沉积断裂和次级的同沉积隆起与坳陷以及作为物源区的边缘隆起。
⑴基底构造
盆地以横向分割为主。盆地内存在的一些地层厚度和含煤情况的突变界限指示了盆地基底中断裂的存在部位。发育有三个次级坳陷和两个次级隆起。
⑵同沉积构造
霍林河煤盆地的基底构造在盆地演化过程中的活动体现着不同的同沉积构造运动形式,可以归纳为:
a 基底向北西方向的整体掀斜运动
在盆地基底与边缘隆起的相对运动过程中,基底总体向北西的掀斜运动,始终是一种主要的运动。在区域右旋构造应力场的作用下,盆地北西侧边缘断裂的构造力学性质显示张性。因此,盆缘断裂F1遭受引张作用,它的形态是利用和追踪了
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