煤層沖刷沖刷帶與小構造的關系

煤層沖刷煤層沖刷與層問褶曲的關系

古河流沖刷了局部的煤層，而代之以砂巖、砂礫巖，這樣就在比較軟的煤層及其頂、底板巖層中形成一條剛性的條帶。在構造變動過程中，使煤層及其頂、底板沿著沖刷帶發(fā)生揉皺，形成層間褶曲，嚴重時則造成構造破壞帶。其特征是。寬度大，垂直位移小J構造帶中煤層及巖石揉皺破碎嚴重，滑痕明顯，破碎巖石往往沿煤層的自然分層插入煤中，呈鋸齒狀，煤層厚度變化大。這是由于巖石在滑動過程中，巖性比較軟弱的煤層及其頂、底板發(fā)生塑性變形的結(jié)果，表明此構造非為斷裂所致。

煤層沖刷煤層沖蝕破壞與構造斷失的關系

煤層沖蝕帶中的砂巖條帶附近，可以是斷裂構造發(fā)育的場所，但是，當斷層與較硬巖石(即砂巖帶)斜交時，它對斷裂的發(fā)展又起著一定的限制作用。有時，在巖層滑動的影響下，可使沖刷接觸面上出現(xiàn)滑痕現(xiàn)象，特別是在沖刷深度大于煤厚的情況下，就可能會將沖刷帶誤判為斷層構造。

煤層沖刷煤礦并下對煤層的沖蝕破壞與構造斷失的判別

在煤系地層中沖積相巖層較多的礦井，對煤層的沖蝕破壞與斷層破壞的判別上，容易發(fā)生錯誤。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗i煤礦井下判別煤層的沖蝕破壞與構造斷失的標志。 2100433B

煤層(泥炭層)遭受河流沖刷，沖刷部位被非煤巖體所替代，是一種常見的地質(zhì)現(xiàn)象。雖然煤層沖刷與地質(zhì)構造并無必然的聯(lián)系，但是有時易與某些地質(zhì)構造相混淆，因此，列入本章進行討論，重點在于識別煤層沖刷現(xiàn)象的存在，確定其范圍與展布趨勢。這對于煤礦正常生產(chǎn)仍然是十分必要的。

煤層沖刷帶的地質(zhì)特征

煤層沖刷是一個沖刷一沉積的過程，即河流將煤層(泥炭層)沖蝕并攜帶走，隨之而來地發(fā)生非煤物質(zhì)的沉積。因此沉積及沉積物所反映的特征便是煤層沖刷帶的地質(zhì)特征。

1．巖性特征 煤層或與其頂板，甚至底板中出現(xiàn)的沖刷巖體主要是各種沉積相的砂巖或砂礫巖，其中以河流相占重要地位。一旦遇有此類現(xiàn)象，應觀察其巖性，描述其層理、層頂?shù)酌嫣卣?，定向排列特征，以確定古河流水流方向及強度．，進而判斷沖刷帶的大小和展布方向。

2．巖相特征 煤層遭受沖刷主要反映在突然的巖相變化(相變)，即沼澤相巖突然局部性地發(fā)育了河流相；或只是水動力條件的突然變化。沖刷帶即河流所發(fā)育的部位，在平面上大都呈帶狀，有一定的寬度與深度，可以反映當時河流發(fā)育的時間(原生或是后生)、規(guī)模與強度(下切深度)。

3．界面特征 沖刷帶與煤層之間的沖刷面大多數(shù)較平，也有呈犬牙錯狀(剖面上)，

并且界面上沒有摩擦產(chǎn)生的痕跡，即擦痕，這是與斷層面的區(qū)別之一。

4．煤質(zhì)特征 近沖蝕部位的煤層，煤質(zhì)往往變得疏松，光澤較為暗淡，灰分也略有增高。

對于生產(chǎn)煤礦來說，煤層厚度變化是影響煤礦生產(chǎn)的重要地質(zhì)問題。其成因主要有兩種，其一是由于構造活動造成的，如褶曲不同部位煤層厚度的變化，斷層上下盤煤厚的異別等。對這種煤厚變化的研究一般均結(jié)合對構造的研究進行。已有一定的研究經(jīng)驗和成果；另外一種煤厚變化則是沉積或后期沖刷造成的，對這類煤層變化的研究，還處于探索階段。

本文借鑒美國學者J．C．Pe勱等提出的用于煤礦生產(chǎn)的沉積模式的基本思想，將古沉積環(huán)境分析與現(xiàn)代河流侵蝕規(guī)律相結(jié)合，在研究煤層頂板沉積特征的基礎上恢復煤層頂板沉積格架和古水道系統(tǒng)，結(jié)合鉆孔和采掘生產(chǎn)中揭露的煤層沖刷現(xiàn)象、沖刷帶形態(tài)、沖刷深度的變化特點及與主河道的形態(tài)關系進行詳細研究，并根據(jù)濟寧二號煤層礦的實際資料，提出了該區(qū)沖刷帶的預測模式。

煤層在形成過程中或形成之后，因河流、海洋等流水的沖蝕或冰川的刨蝕，遭到的局部或全部的破壞。煤層被全部沖刷掉的地帶稱為“無煤帶”。煤層沖刷分為兩類：①同生沖刷(亦稱“層內(nèi)沖刷”)，沖刷作用是在泥炭層被上覆沉積物覆蓋之前進行的，沖蝕的面積和深度都比較小；有時泥炭層在被覆蓋之前，泥炭沼澤遭受海水侵入并形成灰?guī)r頂板。由于海水反復的沖蝕．使泥炭層及轉(zhuǎn)變成的煤層頂面凸凹不平，而上覆的灰?guī)r頂板底面相應地凹凸不平，這種頂板俗稱“蛤蟆頂”，見于山東、山西某些煤田。②后生沖刷，沖刷作用發(fā)生在泥炭層被上覆沉積物覆蓋之后，可以是在煤系沉積過程中或在煤系形成之后發(fā)生的，其中以后一種情況沖蝕的面積和切割一深度較大。沖刷帶附近的煤光澤變暗，灰分、水分增加，煤二層受到一定程度的破壞。煤層的沖刷給地質(zhì)勘探和開采工作·j帶來很大困難，因此在勘探及礦井地質(zhì)工作中，要盡可能查≮明煤層沖刷的類型、范圍、大小及其特點和規(guī)律，并圈出無煤區(qū)。

沖刷腐蝕基本上屬湍流腐蝕范疇。相對速度愈高，流體中懸浮的固體顆粒愈多、愈硬，沖刷腐蝕愈嚴重。下圖為實驗室試驗用的沖刷腐蝕試驗裝置。該裝置能模擬實際生產(chǎn)條件，較為實用，是一種費用較低的評選泵和閥體材料的好方法。圖中表明，液體或漿液在114L的內(nèi)襯玻璃槽內(nèi)循環(huán)，并用泵直接送到轉(zhuǎn)盤試樣表面。槽內(nèi)也掛有試樣，用以比較轉(zhuǎn)盤承受低速和高速的影響。槽可采用敞口，也可用密封性的(主要用于揮發(fā)性有害介質(zhì))。槽上部的轉(zhuǎn)盤試樣裝置可替換一個靜止試樣箱，箱內(nèi)用一個小孔的隔板分隔為兩部分，噴射的液流沖刷在試樣上，同樣可在各種射流沖刷條件下取得磨耗腐蝕試驗結(jié)果。如果將此試驗裝置連接到實際生產(chǎn)運轉(zhuǎn)的設備上，則可得到相當于臺架試驗或現(xiàn)場試驗的結(jié)果。

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結(jié)構沒計與選材可以有效降低或避免沖刷腐蝕。設備、裝置與管道可以設計為能夠降低介質(zhì)沖擊流在金屬表面的速度與湍流的幾何流線形狀。采用大半徑的彎角、大直徑的管道和逐步改變流體方向的結(jié)構設計會減輕沖刷腐蝕。適當調(diào)整介質(zhì)（如pH值、溶解氧量）、使用緩蝕劑、采取鈍化處理都可以有效降低腐蝕程度。在沖刷腐蝕嚴重的部位設計使用容易更換、增厚的部件有時非常經(jīng)濟有效適用。當設計與介質(zhì)的狀態(tài)不可改變時，選用抗腐蝕性較好的材料也會有效增強金屬表面相對介質(zhì)的穩(wěn)定性而避免沖刷腐蝕。