强岩层效应值应用 交宽带显示请联系事业单位是什么意思
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在传统地质构造研究领域，涉及的范围愈小，研究的因素或问题愈具体，其难度就愈大。矿井构造研究可以进行块段划分以及指标评价，但却不容易进行精确的构造线具体位置、距离等的预测。李增学于 1994 年在进行构造形成机制分析时，考虑到在相同构造应力作用下，矿井小构造的发育具有明显的不均衡性，提出运用强岩层效应值来研究矿井构造和小构造分布的方法。该方法抓住了一个井田内小构造发育规律的本质，努力从构造发育的内因和外因进行全方位研究，极大地提高了构造预测的精度和质量。本节从强岩层效应值角度分析龙固井田构造分布，预测和评价整个井田概况，最终做出顶板构造稳定性综合评价。
4.4.1 强岩层效应值的含义
一般而言，含煤地层为一套刚、柔相间的岩性组合，其中某些沉积体如砂岩体、煤层等分布不稳定，在小范围内出现变薄或尖灭，而且沉积物的构成、内部结构构造、粒间胶结程度等都存在差异。就是同一岩性层位，由于厚度变化、所含成分比例的改变，其强度也会出现较大的差异。如果把煤系岩石作为某种属性的力学材料，那么砂质岩、泥质岩，煤层和石灰岩就是截然不同的材料。从材料力学的观点分析这些岩层属性，可归并为刚性材料和塑性材料两大类。煤系中所含的石灰石、砂质岩应归属于刚性材料，是煤系中最坚硬的岩层，在构造应力作用下，当作用力大于其屈服极限时，易发生脆性变形 ( 破裂) ;而煤系中的泥质岩、煤层等属于塑性材料，在应力作用下易发生塑性变形。
强岩层，即指上述的刚性岩层，这类岩层强度大，在刚柔相间的煤系岩性组合变形中起骨骼作用。所谓强岩层效应值，是指煤层顶部或底部有效范围内所有坚硬岩层对煤层变形影响的相对大小，可用定量的参数表示。显然，距煤层越近的岩层对煤层变形的影响越大; 距离煤层越远其影响越小。如果某一岩层对煤层的影响值很小，可以忽略不计，那么该岩层即为效应值计算的边界岩层，该岩层层面至煤层层面间的距离即为效应值计算的有效范围。有关文献的研究成果表明: 有效范围一般取所研究煤层厚度的 10 倍左右为最佳。
4.4.2 强岩层效应值的计算
对于某一煤层而言，强岩层效应值在某一具体点有两个值: 一个是煤层顶部的强岩层效应值，另一个是煤层底部的强岩层效应值，通常只计算煤层顶部强岩层效应值。在计算顶部强岩层效应值时，以煤层底层面为起算点; 反之计算底部强岩层效应值时，以煤层顶层面为起算点 ( 图4.2) ，效应值的计算采用岩层厚度除以 ( 或乘以) 其距煤层( 目的层) 的距离累加法获得，即
煤层顶板稳定性评价、预测理论与方法
即:
煤层顶板稳定性评价、预测理论与方法
图4.2 强岩层效应值计算示意图符号意义见文中
式中:Qx———某点(或钻孔)煤层顶部或底部有效范围
内强岩层对煤层构造形变的效应值累加数;
ai———某一强岩层的厚度;
mi———某一强岩层距煤层的距离;
a1———距煤层最近的一层强岩层的厚度;
m1———距煤层最近的一层强岩层距煤层的间距;
an———(有效范围内)距煤层最远的一层强岩层的厚度;
mn———距煤层最远的一层强岩层离煤层间距。
强岩层效应值的计算要尽可能选择较多的点，研究区内每一钻孔都要进行统计计算，计算点越多，数值分布点就越多，强岩层在平面上所表现出的差异性也就越显著，那么圈定异常区的可能性就越大。具体方法是:先计算出各点的强岩层效应值，然后运用内插法编制强岩层效应值等差距等值线图，即某煤层顶(或底)部强岩层效应值分布图，见图4.3和图4.4。
4.4.3 应用方法———以巨野煤田与龙固井田为例作强岩层效应值分析
一般是先计算出研究区每一钻孔的强岩层效应值，然后根据区内已揭露的小构造发育区域的强岩层值，去预测其他未开拓区域的小构造发育情况。凡与已揭露的小构造发育区域的强岩层效应值域相同的部分，可以推断将最大可能发育小构造。强岩层效应值大于或小于已揭露的小构造发育区强岩层效应值的部分，发育小构造的可能性极小。图4.3 和图4.4 为统计的本区 52 个钻孔的强岩层效应值，运用内差法编制强岩层效应值等距等值线图，即煤层顶部强岩层效应值分布图。图4.4 是龙固井田强岩层效应值分布图，图中断层为地震解释所得到的断层，从图中可以看出，强岩层分布呈现条带状分布，整体来看，井田东西两边强岩层值较高，而中部较低，局部呈孤岛状分布。经过对比发现，效应值在2～ 4 区间内，发育断层比较多，分布比较集中，图中西南方向大断层比较发育，该效应值位于此区间，且断层展布与强岩层效应值展布方向一致 ( 呈现南北走向) ，大断层展布与该区间效应值是一致的; 大于该值或者小于该值时，规模比较大的断层不甚发育。强岩层效应值在 1～2 内，小断层比较发育，从图中可以看出，小断层发育比较多的地方主要位于张楼断层以东的北部地区，井田中部地区及东南部地区小断层也比较发育，因此，小断层比较发育部位的效应值皆位于此区间，而张楼断层以西及井田东部地区，强岩层效应值比较大，小断层不甚发育，主要发育较大断层，即张楼断层等。利用此规律，可以预测整个井田的构造发育情况。
图4.3 巨野煤田强岩层效应值分布图
图4.4 龙固井田强岩层效应值分布图
强岩层效应值是构造 - 地层分析方法中的重要参数，从编图的结果看，其变化往往比较大，相邻点间的数值相差明显。这恰好反映了煤系地层中岩性组合在平面上的变化。软、硬岩层在横向上分布的稳定性必然影响到煤层形变的类型和规模。软、硬岩层交互带( 岩性相变带) 为结合力的薄弱区，是易于发生应力集中的地带，易于出现破裂面密集带，不同岩性层的接触面亦易于导致应力集中而产生各种规模的破裂面，表现在强岩层效应值的变化特点上，即大小悬殊的突变带为煤系层段岩性接触面或相变带。根据巨野煤田及龙固井田 3 煤层顶部强岩效应值统计分析及编图结果，以及已揭露区域小断层发育规律对应分析表明: 在一定的构造应力场背景条件下，煤层顶部岩层中强岩层的含量及其距煤层位置的远近，是导致煤层及其顶底板遭受破坏程度大小的关键。强岩层含量多，其强度大于外应力，煤层中小断裂不发育; 强岩层含量少、软岩层含量相对较多时，尽管其强度小于外应力，但软岩层的塑性变形缓解了应力作用强度，小断裂也不甚发育。只有强、弱岩层具有某一适当的比例分布时，才会发生脆性变形。
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