地质构造煤层煤质ppt课件.ppt

第八章煤矿地质勘探 第一节煤矿地质勘查手段第二节建井地质勘探第三节生产地质勘探 煤矿地质勘探 运用地质科学理论和技术 分析 研究 探测煤矿床 目的 为煤矿设计 建设和生产提供可靠的地质资料 保证煤炭资源合理 顺利开发 任务 运用各种地质理论 选择相应的技术手段和工作方法 查明地层 地质构造 煤层 煤质 储量及开采技术条件 正确评价煤矿床及伴生的其它有益矿产 在煤炭资源的普查与勘探过程中 为了揭露 认识客观地质规律及完成地质任务 需采用各种技术手段 常用技术手段 一 遥感地质调查二 地质填图三 坑探工程四 钻探工程五 巷探工程六 地球物理勘探 第一节煤矿地质勘查手段 一 遥感地质调查 遥感技术在地质调查过程中的具体应用就是像片的判读 其中 航片 可见光航空像片 卫片 多光谱卫星像片 在对地质填图 地质构造解译 找矿标志判别及动态分析方面的研究 是一种经过实践证明的有效的技术手段 注意 大比例尺地质填图不用卫片 应使用航片进行地质解释 在遥远的空间 不与目标物直接接触 而通过信息系统 接收电磁波 去获得有关该目标物的信息 图片与数据资料 主动遥感 从飞机或卫星向地面发射电磁波 并接收目标反射的信息 被动遥感 利用飞机或卫星运载的传感仪器 接收地面反射或辐射的电磁波 获取目标的图象信息和数据信息 一 遥感地质调查 特点 大面积同步观测 视域宽广信息丰富 技术先进定时 定位观测 提高观测的时效性投入相对小 综合效益高 二 地质填图 地质填图是煤炭普查与勘探最基础的工作 也是最基本的技术手段 它是利用地质学的理论和方法 有目的地在含煤地区进行全面的地表地质研究 调查含煤区的地层 构造 主煤层和煤质及其它有益矿产情况 为以后的地质工作指出方向 地质填图的主要成果是编制地质图 地质剖面图 地层与含煤地层柱状图 作为煤田普查与勘探各个阶段编制设计的重要依据 填绘内容 岩层 岩石地层单位 断层 褶皱 煤层等 填图工作已进入数字化阶段传统的三大件 罗盘GPS锤子笔记本电脑放大镜数码相机 手写板 数码相机 GPS 罗盘 铁锤 放大镜 便携计算机 数字化工具引导地质填图新潮流 三 坑探工程 在暴露区或半暴露区 坑探工程是不可缺少的勘探技术手段 一般坑探工程是在地质测图之前进行施工 以便于进行地表地质研究与观察 提高地质图的测绘精度和研究程度 使用的坑探工程目的在于 揭露及研究被表土所覆盖的含煤地层 进行煤层的取样与煤质的研究 了解煤层的产状要素及地质构造等 坑探工程包括探槽 探井 探硐和小窑调查等 利用探井可以揭露含煤地层 了解和查明含煤层数及层位 煤层厚度和结构 标志层层数和层位 地层产状和构造变化 追索煤层和标志层露头 以及采取煤样等 在表土覆盖较薄地区用人工揭露含煤地层 以便进一步观察 研究 1 探槽 表土层小于3 0m 垂直地层走向挖掘的一条槽沟 三 坑探工程 2 探井 表土层大于3 0m 小于20 0m 从垂直地面挖掘的探井 揭露地层倾角较平缓的地层 煤层 一般沿岩层走向布置 配合探槽和地质填图使用 3 探巷 勘探后期 为研究煤层和采集煤样而在岩 煤层中开掘的各种巷道 平硐 斜井 立井 四 钻探工程 钻探工程是利用机械传动钻杆和钻头 向地下钻进成直径小而深 从数十米到1000多米 甚至数千米 的园孔 称为钻孔 在矿井建设和生产时期也可以在井下巷道中布置钻探工程 以解决相关地质问题 钻探工程是勘探中极其重要的手段 其主要原因有以下五点 在地球物理勘探确定有希望的含煤区 或经过地质预测而推定的含煤区 必须依靠钻探去验证 揭露和圈定 表土覆盖很厚的掩盖地区和老矿区的深部 钻探就成为最重要的手段 表土含水过多的半沼泽和含煤地层赋存于地表水体下的地区 即使表土层很薄也不能使用山地工程 其它手段的应用也受到限制 钻探成为重要的手段 钻探能够揭露整个含煤地层 取得完整的含煤地层柱状和含煤地层的岩性 煤层 煤质 构造 水文地质 工程地质及其它开采技术条件等方面的资料 大规模生产各种各样的钻探机械及其配套设备 并且大量出现安装在汽车上的轻便钻机 为地质勘探广泛采用钻探工程创造了条件 钻孔示意图 一边钻进 一边选择层位提取岩心 对岩心进行测量和描述 获得地质信息 然后绘制原始钻孔柱状图 钻孔到达目标深度并提取岩心后 按规定必须对钻孔进行地球物理测井 最后对钻孔进行技术封闭 以免给以后煤矿生产带来突水等隐患 缺点 通过钻探只能获取一个点的资料 对煤层的赋存状态不能直接进行全面的连续观测 取出的岩 煤芯有时质量不高 对相邻钻孔间的地质构造的认识带有一定的推断性 钻探设备比较笨重 施工技术也比较复杂 尤其在中 高山地区施工困难 钻探工程由地表往地下钻进一系列钻孔 这些钻孔都是呈网络布置的 在网络中垂直岩层走向方向由若干钻孔连成的线称为勘探线 用勘探线上的钻孔柱状绘制勘探线剖面图 然后据此再编制其它的地质平面图 以了解和掌握煤层在地下的赋存状态 钻孔分类 浅孔 深孔 直孔 斜孔 探矿孔又称储量孔 构造孔 水文孔 水源孔 取样孔 井筒检查孔 定位孔 验证孔 钻孔的深度从十几米到千米 至今世界上最深的钻孔12400米 孔径从33 400毫米 工程施工钻的基础桩孔径达2米多 按深度划分 一般300米以内称浅孔 300 600米称中深孔 600 1500米称为深孔 l500米以上称做超深孔 直井 地层倾角60 斜井与岩层倾向相反 与岩层走向尽量垂直 五 巷探工程在井下利用巷道直接探测地质现象 巷探工程最大的优点是可以直接观测地质现象 量取地质数据 采集样品 而且可以 一巷多用 施工中专门的探巷一般都采取小断而简易支护的方式 以便减少费用 每隔一定距离布置阶段石门 这些石门的挖掘既提前获得了所需的地质资料 又是以后生产必需的巷道 六 地球物理勘探 利用岩石 矿体所具有的物理性质 如密度 磁性 电性 弹性和放射性等 以及对地球物理场所产生的异常 来寻找矿床和解决某些地质问题的一种技术手段 简称物探 物探方法 井下物探 超前物探 坑探仪 重力勘探 地面物探 磁法勘探 测井方法 电法勘探 地震勘探 咖玛测井 视电阻率测井 自然电位测井 建井地质勘探 在新井开凿之前 为了正确掌握井筒剖面 编制施工设计方案 一般要求施工井筒检查钻孔 在井底车场 硐室和运输大巷开凿之前 为了准确确定工程的层位和方向 有时需要布置层位控制钻孔 第二节建井地质勘探 一 井筒检查钻孔 1 井筒检查钻孔的布置原则 立井检查钻孔的布置原则如图8 10所示 水文地质条件简单时 一般布置在主 副井筒中心连线的中点 水文地质条件中等时 除在两井筒中心连线的中点布置一个检查孔外 还应在其延长线上的任意一端 增加一个检查孔 该孔位置距离邻近井筒中心10 25m为宜 水文地质条件复杂时 一般在井筒两侧都应有检查孔控制 其数目视具体情况而定 建井地质勘探 独立井筒或两个井筒间距超过50m时 检查孔布置在井筒圆周围 距井筒中心距离以10 25m为宜 除检查岩溶或特殊施工需要外 检查孔不得布置在井筒圆周以内和井底车场上方 在终孔深度以内 最大偏斜位置距离井壁不得小于5m 以免日后井巷淋水 但当采用钻井法施工时 检查孔应布置在距井筒中心1m范围以内 图7 1竖井检查孔布置 建井地质勘探 检查孔的终孔深度应达到井筒落底标高以下 在可能情况下 应打到未来延深水平 在设计井筒周围25m内已有施工钻孔 或已掌握地质及水文地质情况 能提出满足施工要求的预想地质剖面图时 可以不打检查钻孔 建井地质勘探 斜井检查钻孔的布置原则如图7 2所示 斜井检查钻孔应打出一条平行井筒中心线的完整地质剖面 该剖面位置距井筒中心线以10 25m为宜 两个相互平行 间距不大于50m的斜井 检查孔应布置在它们中间的平行线上 建井地质勘探 斜井检查孔一般不少于3个 其中第一个钻孔应布置在煤层露头附近 最后一个钻孔布置在斜井落底与平巷连接处附近 生产矿井斜井延深时 一般不少于两个检查孔 检查孔的终孔深度 应达到该孔所在处斜井底板标高以下 平硐检查钻孔的布置原则与斜井基本相同 图7 2斜井检查孔布置 建井地质勘探 2 井筒检查钻孔的勘探要求重点应围绕水文地质和工程地质这个核心 井筒穿过的表土层 岩层和煤层的物理力学性质 厚度和埋藏深度 尤其要注意松散层的底砾岩 流砂层 基岩风化带 断层破碎带的深度和工程地质特征 以及煤与瓦斯突出的危险性 井筒穿过的含水层的层数 岩性 厚度 埋藏深度 裂隙和岩溶的发育程度 以及各含水层的水量 水位 水质和地下水动态 采用特殊凿井时 还应补充地下水的流向 流速和水温资料 钻孔终孔后 应及时提交井筒检查孔竣工报告书 其中包括简要文字说明和图件 附表三部分 建井地质勘探 图7 3井筒检查孔地质剖面 建井地质勘探 二 层位控制钻孔原则 为了使井底车场 硐室 运输大巷布置在工程地质条件良好的岩层中 有利运输 便于与煤层联络 在地质构造复杂 煤 岩层厚度和产状变化较大 邻近勘探钻孔资料准确度较差的情况下 应布置层位控制钻孔 目的和任务 查明巷道所在水平的煤岩层的层位 分布 厚度和岩性 以及构造等地质条件 以满足井底车场 硐室和运输大巷等主要开拓工程设计与施工的需要 层位控制钻孔一般应布置在初步设计拟定的工程轴线的平行线上 不得布置在硐室或运输大巷的正上方 施工要求可参照井筒检查孔要求执行 层位控制孔的布置条件 p354 建井地质勘探 第三节 生产地质勘探 概念 为了查明采区准备 巷道掘进和工作面回采过程中影响生产的地质问题 所进行的局部性勘探工作 称为矿井生产勘探 它贯穿于煤矿开采的整个过程 是矿井地质一项经常性的任务 主要任务 采区准备期间的生产勘探 主要是搞清采区地质构造形态 煤层赋存状况 使采区布置合理 施工安全顺利 巷道掘进期间的生产勘探 主要是圈定不稳定薄煤层的可采范围 查清断层情况 寻找断失翼煤层 为巷道掘进指明正确方向 回采期间的生产勘探 主要是查明不稳定煤层的薄化带和影响工作面连续推进的各种中小型地质构造 以保证回采工作的顺利进行和煤炭资源的充分回收 矿井生产勘探 特点 1 直接为采掘工程服务 勘探任务单纯 解决问题具体 因此熟悉生产过程 了解采掘要求 是作好生产勘探的关键 2 勘探工程布置要灵活机动 因地制宜 强调其针对性和实用性 在基本满足沿剖面布置勘探工程的前提下 不宜苛求其规则性和勘探网度 矿井生产勘探 3 矿井生产勘探手段 除了开采深度较浅 且地质问题距巷道较远的情况下采用地面钻探外 一般均采用井下钻探和井下物探 在井下钻探不能解决地质问题时 才考虑使用巷探 但应注意一巷多用 4 矿井生产勘探勿需详细的勘探设计 只需提出一份简单说明勘探目的 要求和数量的勘探任务书 报请主管部门批准后 再作一单项勘探工程设计 即可施工 生产勘探竣工后 勿需提交专门报告 只需利用其修改图件 编制