肥城煤田奥陶系灰岩岩溶发育规律及其控制因素研究
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摘要
威胁华北型煤田太原组煤层安全开采的主要水源为奥陶系灰岩岩溶水,深入研究肥城煤田奥陶系灰岩岩溶分布特征及其演化规律,具有重要的理论意义,而且对指导肥城以及整个华北型煤田深部煤层开采矿井水的防治具有实际指导价值。
本论文在地质学理论指导下,采用理论分析、实验研究与现场实测相结合的方法,通过分析总结煤田开采过程中的矿井涌水量资料、突水资料、岩溶陷落柱资料、地球物理勘探资料等,从宏观方面间接研究奥灰岩溶横向分布特征及规律；通过对奥灰钻探工程获取的奥灰岩芯进行玻片鉴定试验和“X”衍射试验,从微观方面直接研究奥灰岩溶纵向分布特征及规律。对肥城煤田奥陶系灰岩岩溶发育特征及其规律、肥城煤田奥陶系灰岩化学成分及矿物组合特征、肥城煤田奥陶系灰岩岩溶发育控制因素及其演化机理进行了深入研究。得出肥城煤田奥陶系灰岩的主要矿物成分为CaCO3,其次CaMg(CO3)2,在浅部岩溶主要表现为裂隙的发育,深部则以形成径流带为主。岩溶发育主要集中在距奥灰顶界以下50m的范围内,岩溶发育明显的受构造运动的控制,西部表现为NE向,中部表现为NW向,东部表现为NNE向。总结出了影响肥城煤田奥灰岩溶发育的主要因素,其中包括化学成分因素、碳酸盐岩结构因素、地质构造因素、地下水因素和地理因素等。并对肥城煤田地质历史时期的演化过程进行分期研究,总结出肥城煤田岩溶发育的四个主要阶段,即侏罗纪末期、第三纪、第四纪和现代岩溶发育四个时期。
In North-China-Type coalfields,the main water source that threat coal exploitation of Taiyuan formation is ordovician karst water, Depth study of distribution about Ordovician limestone karst and its evolution has important theoretical significance, and it has practical guidance in prevention and treatment of mine water of deep coal seams in Feicheng coalfield and North-China-Type coalfields.
This paper works over the geology theory,by methods of theoretical analysis、experiments and field measurement, through analysis of mine discharge、water inrush、karst collapse column and geophysical exploration datas, indirectly study the transverse characteristics and rules of ordovician karst on macroscopic; through test about rock slides and X-ray diffraction experiment, directly study the longitudinal characteristics and rules of ordovician karst on microscopic; through deeply study of devepment characteristics and rules、chemical composition and mineral portfolio of ordovician limestone、influence factors and evolution mechanism of ordovician karst in Feicheng coalfield. We obtain that the main mineral component of ordovices limestone is CaCO3 and the submember is CaMg(CO3)2·In pars superficialis the mainly karst form is cranny and in deep part the mainly karst form is groundwater flow. the main horizon Karst develop distance the top of ordovician limestone 50 meters.The development of karst under the control of structure.in the north part the main direction is NE,the middle part is NW,and the Eastern part is NNE. This paper Summarized the main influencing factors about karst, Mainly has chemical element factor,structure factor of carbonate,geological structure factors,groundwater factor and geographical factor. Summarized four period of the evolution about karst in Ficheng coalfield—late of Jurassic Period,Tertiary Period,Quaternary Period and Modern Times.
本论文在地质学理论指导下,采用理论分析、实验研究与现场实测相结合的方法,通过分析总结煤田开采过程中的矿井涌水量资料、突水资料、岩溶陷落柱资料、地球物理勘探资料等,从宏观方面间接研究奥灰岩溶横向分布特征及规律；通过对奥灰钻探工程获取的奥灰岩芯进行玻片鉴定试验和“X”衍射试验,从微观方面直接研究奥灰岩溶纵向分布特征及规律。对肥城煤田奥陶系灰岩岩溶发育特征及其规律、肥城煤田奥陶系灰岩化学成分及矿物组合特征、肥城煤田奥陶系灰岩岩溶发育控制因素及其演化机理进行了深入研究。得出肥城煤田奥陶系灰岩的主要矿物成分为CaCO3,其次CaMg(CO3)2,在浅部岩溶主要表现为裂隙的发育,深部则以形成径流带为主。岩溶发育主要集中在距奥灰顶界以下50m的范围内,岩溶发育明显的受构造运动的控制,西部表现为NE向,中部表现为NW向,东部表现为NNE向。总结出了影响肥城煤田奥灰岩溶发育的主要因素,其中包括化学成分因素、碳酸盐岩结构因素、地质构造因素、地下水因素和地理因素等。并对肥城煤田地质历史时期的演化过程进行分期研究,总结出肥城煤田岩溶发育的四个主要阶段,即侏罗纪末期、第三纪、第四纪和现代岩溶发育四个时期。
In North-China-Type coalfields,the main water source that threat coal exploitation of Taiyuan formation is ordovician karst water, Depth study of distribution about Ordovician limestone karst and its evolution has important theoretical significance, and it has practical guidance in prevention and treatment of mine water of deep coal seams in Feicheng coalfield and North-China-Type coalfields.
This paper works over the geology theory,by methods of theoretical analysis、experiments and field measurement, through analysis of mine discharge、water inrush、karst collapse column and geophysical exploration datas, indirectly study the transverse characteristics and rules of ordovician karst on macroscopic; through test about rock slides and X-ray diffraction experiment, directly study the longitudinal characteristics and rules of ordovician karst on microscopic; through deeply study of devepment characteristics and rules、chemical composition and mineral portfolio of ordovician limestone、influence factors and evolution mechanism of ordovician karst in Feicheng coalfield. We obtain that the main mineral component of ordovices limestone is CaCO3 and the submember is CaMg(CO3)2·In pars superficialis the mainly karst form is cranny and in deep part the mainly karst form is groundwater flow. the main horizon Karst develop distance the top of ordovician limestone 50 meters.The development of karst under the control of structure.in the north part the main direction is NE,the middle part is NW,and the Eastern part is NNE. This paper Summarized the main influencing factors about karst, Mainly has chemical element factor,structure factor of carbonate,geological structure factors,groundwater factor and geographical factor. Summarized four period of the evolution about karst in Ficheng coalfield—late of Jurassic Period,Tertiary Period,Quaternary Period and Modern Times.
引文
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