青龙矿构造特征及其对矿井水的控制机理

发布时间：2017-09-27 21:40

  本文关键词：青龙矿构造特征及其对矿井水的控制机理

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【摘要】：综合利用构造地质学、水文地质学、地球化学以及数学地质的原理及方法,以区域构造演化分析为基础,结合野外和矿井典型构造的系统观察和测量,揭示了研究区构造变形特征及不同期次构造叠加与改造规律;通过节理的系统测量和分析并结合矿井含、隔水层地质特征,充水条件及状况分析,深入研究了矿井水文地质边界条件及边界断层控水机理;通过地下水动力场特征分析、以长兴组岩溶裂隙水流场为例构建了水文地质数学模型与数值模型,通过模型运算,揭示了矿井地下水动态特征;运用系统聚类分析和贝叶斯判别法分析矿井不同构造部位水化学特性,探讨了区域及矿井构造控水作用,得到的主要结论如下:矿区褶皱较为发育,主要为大型宽缓褶皱(格老寨背斜、大冲背斜、丁家寨向斜)、逆断层牵引褶皱(F3逆断层牵引褶皱构造、F4逆断层牵引褶皱构造、F10逆断层牵引褶皱构造)、挠曲和层间不协调褶皱,主要发育于研究区中部和西南部。矿井内断裂构造较为发育,受区域构造控制,以NE向断裂构造为主(F1、F5、F22),其规模较大,延展长,倾角较大,正断层、逆断层均有发育;次一级断裂构造为近EW向及NW向为主,其规模小,延展短,以逆断层为主;更次一级的小断层非常发育,大部分为落差0.5~10m的断层。矿井构造并非杂乱无章,主要包括平行排列、断层间伴生组合、断层间的交叉组合断层褶曲间相互切割组合等方式。5勘探线一带存在分水岭。分水岭以南,代表性水点为9号有水溶洞和13号泉水点;大气降水为补给水源之一,补给方式有集中补给和面状补给,以集中补给为主,接受补给后,排泄于13号泉;分水岭以北,地下水接受补给后,主要由南西向北东径流,排泄于驮煤河下游南东岸59号泉。对长兴组岩溶裂隙水流场为例进行了构建了水文地质数学模型与数值模型。结果显示,天然情况下,地下水总的运动方向为从SE流向N,并且流动方向受边界条件的控制,在边界发生改变;在矿井深部,地下水成滞流状态,在5勘探线附近形成分水岭;地下水分水岭向南部移动,模拟计算得出二采区预测正常涌水量为362m3/h。水体稳定同位素示踪分析显示,地表水和井下出水之间存在直接水力联系可能性较小。青龙煤矿地下出水与地表驮煤河之间应无直接水力联系。F1支断层和F2支断层导致煤层不同程度与含水层对接,对矿井开采产生较大的充水影响。水样聚类分析和贝叶斯判别法均表明青龙煤矿水文地质特征明显受构造作用控制。含水层组总体独立性较好,仅在局部出现个别样品表现出与其余两含水层组距离较近的现象,可能是由断裂构造造成含水层组发生水力联系。区域构造控制含水层的形成,研究区灰岩岩溶裂隙含水层的形成与加里东旋回密切相关,中生代构造运动对含水层系统进行了强烈的改造,区域构造控制含水层组的形成和演化与黔北煤田地质史上三次重要的构造旋回(加里东旋回、燕山和喜马拉雅旋回)有直接的关系,这三期构造旋回控制着含水层的分布格局。井田构造控制矿井含水边界以及矿井含水层的水力联系,井田北西及南西有F1、F2、F2支、F3四条主干断裂构造分布,构成井田北西及南西自然边界。本井田玉龙山段灰岩与长兴灰岩间的沙堡湾段隔水层厚度较小,当断层落差大于沙堡湾段地层厚度时,使玉龙山段灰岩与长兴灰岩对口接触时,两含水层发生水力联系。结合水样水化学特征及构造位置可知,F1断层为青龙井田西部的自然边界为导水通道,为此处的长兴组岩溶裂隙含水层和龙潭组裂隙含水层导通提供路径。F22逆断层位于青龙井田中、北部,F22可能为导水通道,浅部含水层组可能补给深部的奥灰水,为基岩不同含水层组沟通提供路径。F4逆断层位于矿井中、西部,其西端被F2支、F2断层切割,交于F1断层,F4断层为导水断层。F3逆断层位于青龙井田南部,可能为沟通不同含水层组的导水通道。
【关键词】：青龙井田 构造规律 水文地质规律 构造控水
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P641.461
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-20
• 1 绪论20-33
• 1.1 选题依据及其意义20-21
• 1.2 国内外研究现状21-30
• 1.3 存在问题30
• 1.4 研究内容、方法和技术路线30-32
• 1.5 完成工作量32-33
• 2 区域地质概况33-50
• 2.1 大地构造位置34
• 2.2 区域构造特征34-42
• 2.3 地层与含煤地层42-47
• 2.4 区域水文地质条件47-50
• 3 矿井构造发育规律50-65
• 3.1 矿井地层50
• 3.2 矿区构造发育特征50-62
• 3.3 构造分布及其叠加改造特征62-63
• 3.4 小结63-65
• 4 矿井水文地质特征65-82
• 4.1 矿井边界水文地质条件65-68
• 4.2 含、隔水层68-74
• 4.3 矿井充水状况74-76
• 4.4 地下水动力场特征及其数值模拟76-80
• 4.5 小结80-82
• 5 矿井水动力场的构造控制82-110
• 5.1 水样的采集及测试82-83
• 5.2 矿井水化学特征83-91
• 5.3 系统聚类分析91-92
• 5.4 贝叶斯判别法92-95
• 5.5 矿井水的构造控制95-101
• 5.6 水文地质单元划分及其水文地质特征101-103
• 5.7 主采煤层突水危险性分析103-107
• 5.8 小结107-110
• 6 结论与展望110-113
• 6.1 主要结论110-112
• 6.2 展望112-113
• 参考文献113-122
• 作者简历122-124
• 学位论文数据集124

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本文编号：932056