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文档简介

中国矿业大学,煤矿地质学,影响煤矿生产地质因素的判断与处理,第一节地质构造的判断与处理第二节煤层厚度的变化与处理第三节矿井涌水的防治处理第四节矿井瓦斯的防治第五节岩浆侵入煤层的判断与处理第六节岩溶陷落柱的判断与处理,影响煤矿生产地质因素的判断与处理一般步骤:观察:对井巷的地质现象进行测绘和描述判断:对已观测的地质现象从成因机制方面进行分析与判断,得出结论。预测:对部分揭露或尚未揭露的地质现象根据观测和判断所掌握的规律和结论提出某些预见性认识处理:根据地质因素的特点,结合生产实际在设计和采掘过程中提出有效的措施进行处理。,一褶皱构造(一)褶皱构造与煤矿生产的关系:1影响井筒位置的选择(减少安保煤柱煤系基底增加了开采水平的主要石门的掘进长度)2褶皱使煤层起伏不平,影响大巷的掘进和采区的布置3受强烈的挤压作用,背斜、向斜的核部煤一般较厚,两翼一般较薄,厚度不均一,增加开采困难4背斜核部距离地表较近,一般易开采,两翼较难5向斜的轴部容易发生煤与瓦斯突出,第一节地质构造的判断与处理,褶曲构造观测:1褶曲构造的观测:小型褶曲:能观察到全貌(编录、素描)中型褶曲:巷道中不能观察到全貌,借助钻孔推断,2褶曲轴的位置与方向的推断轴向位置与工作面推进方向一致测定方法:根据地质资料推测;根据区域构造线方向推断;实测与作图外推相结合的方法;根据已开采区域的资料,3探查褶曲的方法:巷探:地质变化后期利用,先煤后岩,先副后主钻探:原有的资料精度不够时,在石门中打孔控制,(三)褶皱的处理1大型褶皱的处理轴线多作为井田边界(隔离煤柱40m)大型褶曲若在井田之内,回风巷背斜;运输巷相斜2中型褶皱的处理以褶曲轴面为中心,布置上山或下山,有利于运输和节省巷道以褶曲的轴面作为采区的分界线(一侧缓,一侧紧闭、断裂发育)褶曲比较缓时,直接通过。3小型褶曲的处理:小型工作面使煤厚发生变化,工作面无法推过,需要重新开切眼小型褶皱要摸清规律(褶曲造成煤巷弯曲,巷道要改造,往往影响机械化采煤),二断裂构造的处理(一)裂隙与煤矿生产的关系与处理方法:1裂隙与工作面成20-40度角(炮采)裂隙面垂直工作面易卡钎子,爆破率低,瓦斯不易排除裂隙面与工作面平行,工作面易垮落和冒顶2裂隙与工作面支架和顶板管理的关系裂隙多,顶板支护用棚子采用长壁采煤方法时,放顶的距离要小3裂隙是矿井水和瓦斯的良好通道。4利用裂隙提高回采率(机采)工作面的推进方向和煤层中主要一组裂隙倾向一致时,可以提高生产率,(二)断层与煤矿生产的关系1影响井田和采区的划分2影响井田开拓方式的选择和采区的布置(煤层遭受断层的破坏产状变化较大时,选用立井和主要石门开拓)3断层影响巷道掘进量为了寻找失去的煤,需要开掘较多的巷道4对回采工作面生产的影响:增加生产和运输的困难,发现的晚,影响生产5对煤矿安全的影响掘进支护影响和水害;煤与瓦斯突出6对煤炭储量的影响断层切割会造成煤的重复和缺失,增加或减少产量,保安煤柱影响储量,(三)判断断层的存在和寻找失去的煤1煤岩层对比2断层面的构造特征擦痕、阶步、牵引褶曲3经验类比法(正逆断层)4作图分析将断层填绘到水平切面图和剖面图或煤层等高线图,寻找规律5生产勘探(1)钻探根据煤岩层和断层的情况进行对比煤层产状平缓打斜孔(斜上、斜下);急倾斜煤层打水平孔或斜孔(2)巷探,巷探中在水平巷道遇到断层:p281图10-6确定遇到的时煤层的顶、底板巷探中在倾斜巷道遇到断层图10-9改变巷道的坡度寻找煤层,(四)井下断层的预测(1)根据单个断层的延伸(上下左右)(2)应用剖面预测深部断层根据上部煤层或者上部岩层巷道所见的断层,相下延伸(3)用水平切面图预测图10-11水平上的差异,作图(4)煤层立面投影图推断急倾斜煤层深部断层发育的情况(根据上面断层的情况向下延伸图10-14)(5)不同煤层在不同水平的巷道见断层的位置作图再讲(6)应用煤层底板等高线预测断层:图10-12作图再讲(7)上部煤层底板等高线图中断层的位置预测(作图再讲),2断距的预测根据断层上任意两点落差和水平距离,求出断层落差的变化率公式10-11公式10-12(五)断层对比(图10-16)遇到断层,是新断层还是原来就已经发现的断层1不同标高的巷道遇到同一个断层时,断点位于同一个面上2相同标高的巷道遇到同一断层,断点位于一条线上,(六)煤矿在设计与生产中对断层的处理1大断层划分井田(落差50m)2大、中断层作采区边界(20-50m);20m,工作面边界或者石门跨越3根据断层选择井筒(尽量避开)大倾角断层选择断层下盘距离断层(30-50)小倾角断层采取保安措施(图10-17)4根据断层选择运输大巷(坚硬岩层避开断层,遇到断层慎重考虑断层改向)5根据断层确定井田开拓方式缓倾斜煤层受断层破坏,煤层产状发生变化开拓采用立井结合石门,煤层倾角较大立井开拓6根据断层确定开采水平和辅助水平(切割的煤层倾斜长度大于3个采面,又能满足一定服务年限沿走向断层作为一个水平),2巷道掘进中对断层的处理总原则:查明断层的产状、性质和落差,根据地质条件和生产要求来处理(1)水平巷道遇断层的处理水平巷道遇到的断层一般都是倾向断层和斜交断层可以采取斜穿煤层顶板或底板和沿断层面掘进两种方式通过断层斜穿煤层顶板或底板:破顶板还是破底板,所掘岩巷是断层上盘还是断层下盘,应该根据岩性是否有利于安全施工,以及所掘岩巷尽量短,和少丢失煤综合考虑沿着断层面过断层:当煤层平巷掘进中遇到斜交断层或倾向断层后,视断层面及附近的岩石压力大小、瓦斯、和地下水等的威胁情况而定,若水压小,无瓦斯,顺断层面过断层,若水压大、岩石破碎又又瓦斯威胁,平行断层面掘石门过断层,倾斜巷道遇到断层的处理:1当断层落差小于煤厚时:采用挑顶、卧底或者挑顶卧底相结合的办法通过断层(注意坡度)2断层落差大于煤厚时:为了防止丢失煤层和少掘进巷道,采用石门、立眼或者加大巷道坡度等方式进入断层的另一盘煤层,3煤层回采阶段对断层的处理1)走向断层的处理当断层落差小于煤厚时:采用挑顶、卧底或者挑顶卧底相结合的办法强行通过断层,当断层面倾向与煤层面倾向相反时,采用卧底的方式通过,当断层面与煤层方向一致时,对断层造成的台阶,可以用挑顶的方式通过,为安去多用卧底的方式通过断层落差大于煤厚或采高,且走向断层延长较远时,以断层为界,在两侧留适当宽的煤柱,将一个工作面分成两个工作面来回采注意保持错距,防止放顶引起的冲击地压相互影响,2)倾向断层的处理:落差小于煤厚的倾向断层,采用挑高或者卧底的方法平推硬过落差大于煤层厚或采高的倾向断层,要重新开掘过压切割眼。3)斜交断层的处理一般情况下斜交断层与倾向断层的处理方法基本相同,但是当断层落差变化在工作面内出现断层尖灭迹象时,可采用先合采后分采或先分采后合采相结合的办法。,第二节煤层厚度变化的探测与处理,一煤层厚度变化对煤矿生产的影响:1影响采掘部署煤层出现底凸变薄或者河流冲蚀,影响煤层分层回采的层数、采高的确定和巷道的布置煤厚变化极大时,导致矿井开拓系统、通风系统布置困难2影响回采计划,造成采掘工作被动:原因:因为煤厚变化大,圈定的煤厚和储量不可靠,回采计划不能落实3巷道掘进率增高,回采率降低4降低矿井或采区的服务年限,二煤层厚度变化的探测(一)煤层厚度的探测1掘进煤巷的探煤厚工作:能全部揭露的,直接量取不能直接揭露的,用电煤钻,钻探来量取2回采工作面的探煤工作在缓倾斜或者倾斜的厚煤层开采工作面中,为了控制各个分层的回采厚度,既要在上分层开采过程中,测量实际采高,又要按一定的间距,探测下分层的煤厚,(二)煤层分叉尖灭的探测分叉有两种:一种分叉后,各个分叉煤层的分布稳定,另外一种只有一层保持稳定,其余分叉层不稳定很快尖灭。1煤层多层,且比较稳定的分叉,可采用井下钻探和阶段石门来探测2煤层呈短距离的不稳定分叉,一般根据主分叉煤层布置巷道,对其余的达到可才厚度的次要分叉层,可用钻孔或者巷探探测煤厚3分叉煤层分、合曲线的圈定为对煤层合理分层、分区布置巷道合选择采煤方法,必须根据分区分采的要求,圈出分合界限,(三)煤层底凸薄化的探测:基底不平引起煤层厚度变薄、尖灭、或者煤厚增加,探测该类型变薄的目的是圈定煤层变薄与不可采的区段,以调整工作面的布置。此外煤层受到构造变动引起的厚度变化也较为普遍,对于这种厚度变化主要是查明煤层变薄带的分布,并在采掘过程中,测量煤层厚度,确定该煤层的最低可采厚度的边界。,三煤层厚度变化的预测为了保证开拓新区的正确设计合采掘工作的顺利进行,不仅要求及时工作面的煤厚变化情况,而且要在新区设计与施工前尽可能提出准确可靠的煤厚变化范围的预测资料。预测方法:首先了解成煤的古地理环境、地质构造、煤系其次,调查煤层厚度变化的地质特征查找原因三,分析煤岩产状,构造行迹的展布、煤层结构与岩性组合四,整理资料分析增厚与变薄的范围,四煤矿生产过程中煤厚变化的处理方法1掘进中的处理方法在出现分叉尖灭时,要根据情况而定上层稳定下层尖灭,巷道沿顶板掘进,下层稳定、上层尖灭,沿着底板掘进;如果都可采,那先采上层,再采下层。在掘进采区上山或下山遇到煤层变薄时,应根据煤层变薄带的范围大小来决定巷道的掘进方案。当煤层掘进的主要运输巷道遇到煤层的局部变薄带或者尖灭带时,可按原方案施工,穿过变薄带,2回采过程中对煤厚变化的处理方法变薄带或者不可采区域范围很小时,采用平推直过的方法煤层变薄带的范围较大时,采用分开巷道绕过煤厚变薄带的方法。回采区遇到大面积无煤区时,先布置探巷,探明无煤区,再掘补巷道,将工作面分成几块,第三节矿井涌水的防治与处理,一、矿井水的水源分析,大气降水:是露天矿的直接充水水源;是地下采煤的间接充水水源。具有致后性(48h)和季节性(雨季矿井涌水量是枯水季节的2-4倍),大气降水对矿井充水强度与涌水量,年降水量;降水性质;地形;煤层埋深;覆盖岩层的透水性。,地表水:分布在井田范围或附近的地表水,可能成为矿井充水水源;,地表水的性质和规模;,地表水体与矿井间的充水通道,其随矿井开采方式和采煤方式的不同而变化;,含水层水:是矿井的最经常和最主要的充水水源;多数情况:大气降水、地表水含水层矿井,影响因素,矿井充水含水层的类型,充水含水层厚度与分布,含水层的补给条件与蓄水构造类型,空隙性,富水性,导水性,静水压力,含水层厚度越大、分布越广、储量越丰富、疏干越不易;,向斜轴部大,静水压力小,含水层与煤层的关系,煤层下部含水层,煤层上方含水层塌陷情况,距离,遇断层,巷道揭露,老窑水:是古代和近期的采空区及废弃巷道,长期停止排水而积存的地下水;,其特点如下:老窑积水以静储量为主;一旦巷道揭露或巷道与老窑之间的煤岩柱强度小于它的静水压力时,积水倾出,瞬时涌水量大,来势凶猛,具有很大的破坏性,可造成严重事故;老窑积水与其它水源无联系时,短期突出易于疏干;老窑一般位于浅部,若与地表水有水力联系,则造成稳定的充水水源危害较大;老窑一般深度不大,但查清位置较困难,准确位置无法查清,又无人敢下去查;老窑积水长期处于停滞,一般酸性大,腐蚀性强,别是高速运转中的水泵叶轮,由于水的冲击和摩擦,腐蚀损坏得更快。,断层水对矿井的影响,主要是由于巷道揭露或由采掘活动破坏了围岩的隔水性能造成断层带的水涌入井下;断层水主要特点:其静储量不大,但往往与地表水、高压强含水层沟通,对矿井生产造成巨大威胁;断层有时使煤层与富水性很强的岩溶水对口相接;或者由于间层的存在碰坏了岩层的完整性,因而降低了岩层的强度,这些常是矿井水文地质条件复杂化;也有的断层破碎带内充填了许多破碎的柔性岩石(如粘土岩)、煤粉、断层泥等,也可能起隔水作用。因此对断层的透水性质应作具体分析。如果在矿井中有许多条断层,断层的交叉处是最容易发生透水事故的位置,应特别注意。,断层水:断层破碎带,常是地下水良好聚集场所和通道,除此而外,还有其它人为因素的导水通道;如:未封好的钻孔,二、地下水的动态观测,地下水埋藏在地下,始终处于运动和变化之中,这种运动和变化主要表现在水位、水量、水温、水质等方面。从事矿井水文地质工作的人员,要经常的、全面的对矿区各水文地质观测点进行观测,掌握地下水运动规律和分析矿井水的变化,观察内容包括:水位观测,水量观测,水温和水质观测。,水位观测在观测孔中,按设计要求定期观测地下水水位;,利用水位观测预报透水事故发生;,利用水位观测,了解断层导水性;(断层两侧的水位差、地表泉水),利用水位观测了解突水水源;,利用水位观测,了解地下水与地表水的补给关系;,可解决问题,流量观测矿井涌水量与降雨量的关系;河流流量观测;矿井涌水量观测。(浮标法、堰测法、容积法、观测水仓法),水质的研究通过水样(水质)分析化验,分析含水层的补给和迳流及排泄条件,含水层间及地表水之间的水力联系,以及评价水资源等提供数据;水温变化也反应了地下水变化的一个侧面,对分析矿井水的来源具有一定参考价值;水质研究聚类分析与模糊综合评判,三、表示矿井充水程度的方法矿井充水程度反映矿井水文地质条件的复杂情况。通常,生产矿井用含水系数来表示;基建矿井用涌水量大小来表示。,用含水系数表示矿井充水程度含水系数又称富水系数,是指矿井中排出的水量Q(米)与同一时期煤炭开采量P(吨)的比值,通常用KB表示吨煤排水量;涌水小的矿井:KB2;涌水中等的矿井:KB25;涌水大的矿井:KB=510;涌水最大的矿井:KB10;,不同矿井,甚至同一个矿井不同时期的KB值的变化往往很大,因为它与自然条件(地质水文地质)和人为因素(开采方法、开采强度等)的变化有关;,用矿井涌水量表示充水程度所谓矿共涌水量,是指单位时间内流入矿井的水量,通常见Q表示。根据涌水量的大小可将矿井分为:涌水小的矿井:Q100m3小时;涌水中等的矿井:Q100500m3小时;涌水大的矿井:Q5001000m3小时;涌水最大的矿井:Q1000m3小时。,地下水运动的基本定律达尔西定律,Q=KH/L,其中:Q渗透流量(m3/s);K渗透系数(m/s);H水位差(m);L砂岩长度(m);过水断面积(m2)。,二、井筒涌水量计算,潜水完整井涌水量计算:系指井筒开凿在潜水含水层中,并打穿含水层到隔水底板;,自流水完整井涌水量计算:系指井筒开凿在自流水含水层中,并全部揭露含水层;,巷道涌水量预测方法:,五矿井涌水的防治处理方法,以防为主,法治结合,(一)、井筒位置选定,力求避免穿过强含水层或富水带;井筒所选定地点的岩层要完整、稳定,避开破碎带和岩溶发育地段;距离矿井可能突水的危险地段要有足够的安全距离;另外,在地表、井口标高高于历年最高洪水水位,保证在任何情况下均使井口或其他地面设施,不致于被水所淹。,(二)、地表和井下防治水,地表水的下渗是矿井涌水量剧增的一个重要因素,1地表水防治,挖沟排(截)洪,堵塞通道,河流改道,铺整河床,2井下防治水,老容积水的探放:采空区,由于地表水和地下水的补给,充满了大量积水。其特点:一般积水范围不明(特别是一些老矿井),串联关系复杂、水量大、酸性强、水头压力高、危害大。要隔离积水需保留大量的安全煤柱,一方面影响资源的回收,另一方面,由于资料不清、范围不确,可能引起积水的突然涌出,酿成灾害事故。因此,探故老窑水是采矿工作中防患于未然的必要措施,是探明可采边界和安全开来的主要手段。,一般按下列程序进行探放:1.调查老窑水的分布2.探水起点3.探水钻孔的布置绝大多数是探水与掘进相结合,即探水掘进探水循环进行,方能找到老窑放出积水。因此在考虑探水钻孔的布置时,必须保证掘进巷道的前方仍有相当厚度的保安煤柱。此外,老窑内的巷道极不规则,在探水掘进过程中,如果钻孔密度不够,古巷道就可能从两个钻眼之间漏过而发生透水事故。4.探水作业严格遵循安全规程,大致注意:1)加强顶板支护:探水巷道一般为双巷掘进,以便于通风和抢险。为了保证探水地点、避灾路线、来水时必经的巷道不发生冒顶片帮,探水前和整个施工期间要加强顶板支护。2)加强深水迎头的通风和瓦斯检查:探水地点,随时可能透老窑而散出CO2、CH2、H2S等有害气体,因此,必须加大探水地点的供风量,加强瓦斯检查,一旦发现有害气体含量增高,应查明原因,它往往是接近老窑的征兆。3)安排避灾路线:探放水时,所有可能受水威胁的地点,特别是采掘中的下山区域,必须安排避灾路线;在开始探水前,工人必须熟悉避灾路线。,4)设立警铃信号及其他通讯联络设备:探放水地点要设军电话、与井口调度室进行通讯联络,以便及时汇报钻眼过程中发现的地质变化或透水征兆。5)安装安全套管:探故老空积水时,应该在孔口设置安全套管阀门,控制放水量,防止钻眼被水冲刷扩大,在初透积水时,安全套管还可用来测定水头压力。6)钻孔透空征兆时的措施;7)严格鉴定放水效果完全不消水,向里进风或向外出风;水流始终不断,但没有压力;通捣时有小水流,不通捣时无水等。这时即可停止放水,继续进行掘进工作。,3地下暗河的防治:暗河也有大小型之分。大型暗河与地表河流相似,雨季河水猛涨,汹涌澎湃,旱季则河水变小。小型的地下赌河实际上是一个复杂的管道系统。这个“管道”在平面上左弯右招;在垂直方向上也是上上下下宽窄不一。我国西南许多煤矿,常在灰岩中开凿巷道,暗河对生产的影响不能不予以重视。1.)地下暗河对煤矿生产的影响:井巷末揭露暗河前,暗河对生产的影响甚微。一旦巷道揭露了暗河,暗河的水将“破门”而出,向巷道中大量倾泄,巷道顿时变成水流使完四“河道”,轻者被迫暂时停工,重者可能淹没矿井;2.)地下暗河的分布规律:目前对暗河分布的研究工作,还不能满足生产上的要求。地下暗河只存在于灰岩、白云岩等可溶性岩层中;地下暗河往往受构造的控制,如常沿走向断层发育起来;或沿格曲轴部张裂隙溶蚀扩大而成;在急倾斜的岩层中,也有沿某一被错动的纯质灰岩层发育;所以地下暗河常与岩层的走向大致平行;地下暗河的发育还受地形的控制,地下水和地表水一样,具有从高处流向低处的特点。,3地下暗河的治理,堵塞,绕过,截流,断源,三、矿井水的防治方法,防治理方法,抽排法:排水系统,将水抽排到地表,堵截法,疏降法,注浆堵水,井筒注浆堵水,井筒地面预注浆,井筒工作面预注浆,井壁注浆,巷道注浆堵水,注浆恢复被淹矿区或采区,(四)、井下防水煤柱的留设,煤层直接与疏松含水层掩盖;煤层直接与含水丰富的岩层接触时。在这种条件下,保安煤柱不应小于20米。煤层被强含水层所掩盖时。在这种情况下,煤柱的围设主要应考虑煤层开来后的塌陷裂隙,最好不要波及到上部强含水层。巷道接近导水断层带时,应留保安煤柱3050米。,防水煤柱尺寸的确定是个非常复杂的问题,应考虑到含水层的水压、水量、煤层的机械强度、厚度等因素。多数煤矿采用经验数据,如冲积层下急倾斜煤层的安全煤柱、接近强含水层或导水断层的保安煤柱等等。总之,应通过实践求得既安全又经济合理的数据。,一般认为,煤层距地表水体越近的,受其影响越大;在煤层上覆岩层透水性差,而且没有断裂破坏时,无影响;一般认为,煤层和地表水体之间垂距如大于煤厚的50倍左右,地表水的影响逐渐消失。,岩层崩陆带,裂隙带,无裂隙沉降带,下降泉,上升泉,1961年7月7日,观测人员发现观测孔内水位突然下降1米,这是井下突水的明显预兆。观测人员立即向矿领导做了汇报,随后采取了紧急措施,将回采工作面的人员立即全部撤出,第二天果然大量的地下水夹杂着泥砂涌入井下;一个钻孔的水位变化,准确地预报了透水事故的发生,为保证煤矿安全生产起了重大作用。,华北某矿,煤层被百余米厚冲积层所覆盖,冲积层下部分布着很厚的卵石层,含水极其丰富;为了开采冲积层下面的急倾斜煤层,避免冲积层水突然流入矿井而造成事故,在采煤工作面上方打了观测孔,派专职人员进行水位观测工作;,河南某矿,为了查明断层导水性,在断层的两盘分别布置了观测孔,观测断层两盘同一含水层的水位变化;经过对两个钻孔水位的长期观测,发现水位差别很大,说明断层两盘没有直接的水力联系,此断层实际不导水;由于断层的导水性问题得到解决,施工就果断大胆了。巷道穿过断层时果然无水。,山东某矿1958年10月28日回采十行头炭过程中,工作面底板突然透水,涌水量达5m3m,部分巷道被淹没。突水后发现打在本溪群徐家庄灰岩中的CK1,钻孔水位明显下降,而奥陶纪石灰岩的CK2观测孔,水位没有变化;说明这次突水主要是徐家庄灰岩水,而与奥陶纪灰岩含水层无直接联系。,西南某矿在掘进底板茅口运输大巷时,发生了突水事故,涌水量最高可达8000吨小时。开始有人怀疑水源主要来自附近河流。为了证实这一推断,在河流的岸边打了两个钻孔CK1;CK2。经过对钻孔中水位的观测,发现CK1中水位高于河流水面,CK2中水位又高于CK1;根据地下水又高流向低的规律,指示地下水补给河流,井下突水与河流无关;后经研究确实与地表河流无关,而是与地下河有关。,R,抽水实验确定影响半径R,经验公式确定R,R=10SK1/2,K-渗透系数(m/昼夜),承压水完整井涌水量计算,测水位工具,降水与矿井涌水的三种关系,基本不变;滞后;同步;,由于老窑积水资料不可能绝对准确,必须留出适当的安全煤柱。安全煤柱过宽,会大大加重钻探工作量,延误掘进速度,对生产不利;安全煤柱过小,则安全没有保证;我国有些煤矿分别按照积水线、探水线、警戒线三条线处理。积水线指调查核定的采空区预定边界;探水线一条沿积水线向外推移60150米的一条线;警戒线在探水线的外沿平行外推50100米圈定一条线;掘进巷道进入这一界线后,必须警戒积水的威胁。,探水起点,近积水区,透水前有如下征兆:煤壁或顶板渗出水珠,或者煤层松软发潮;顶板淋水或底板涌水;煤层内出现暗红色水锈或渗水后挂红;迎头空气变冷,或水蒸汽大而发生雾气;有嘶嘶水叫声(水头压力大时会出现),发现上述征兆之一者,应停止掘进工作,进行探水,中眼与外斜眼终端的距离即为帮距,通常采用12米左右。巷道前进终止点与中眼终点之间的距离为超前距,一般采用20米左右为宜。,巷道,中眼,巷道前进20m,超前距20m,邦距12m,3m,探水巷道,第四节矿井瓦斯的防治,一瓦斯对煤矿生产的影响二煤层瓦斯含量的测定三瓦斯含量预测图的编制四瓦斯涌出量的预测五预防瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出的措施,一瓦斯对煤矿生产的影响1降低巷道掘进效率,造成工作面和采区接替紧张2影响瓦斯矿井生产能力,增加生产和准备采区的个数3影响矿井连续生产,增加生产成本4严重威胁矿井安全生产。,二煤层瓦斯含量的测定:1直接测定法:瓦斯罐保存含有瓦斯的煤样,送到实验室测定抽出的瓦斯成分和体积,称量煤样的重量,算出1T煤中含有的瓦斯含量2间接测定法瓦斯以吸附和游离状态存在于煤层中,测定煤层的瓦斯压力,再根据实验室测得的煤样吸附常数和空袭率计算处瓦斯含量。3气测井法:利用测井仪测定从钻孔中流出的冲洗液中溶解的瓦解量,同时测定煤芯中及岩屑中残余的瓦斯,再以此为基础计算煤层的瓦斯含量,三瓦斯含量预测图的编制:瓦斯含量预测图是瓦斯涌出量的基础资料,也是设计瓦斯抽放的重要依据,分煤层编制,以煤层顶板等高线为底图比例尺一般在1:50001:2500。1准备工作:定性数据:瓦斯成分及不同成分之间的百分含量;定量数据自然状态下,煤层的瓦斯含量瓦斯含量表:钻孔编号、煤层及埋藏深度、取样数量、煤样瓦斯含量的极大值、煤样瓦斯含量的动力平均值、极大值与平均值的比值2编制图:填绘取样点并着色,在取样点(钻孔)旁边注明瓦斯含量、见煤标高和离地面深度;作瓦斯含量等值线,并表明瓦斯风化带,结合地质条件进行等值线外推。,四瓦斯涌出量的预测1瓦斯涌出量指煤体或岩层在开采过程中,单位时间内沼气涌入矿井的数量.表示方法:(1)沼气绝对涌出量:指矿井在单位时间内涌出的沼气数量米3/天(m3/d)(2)相对沼气涌出量:指矿井在正常生产的情况下,平均日产一顿煤所涌出的沼气数量米3/吨(m3/t)2预测方法:查明影响瓦斯含量的地质因素,为瓦斯预测提供地质资料提供煤层瓦斯含量的实测数据,编制瓦斯含量预测图分析研究瓦斯涌出量的变化与地质条件的关系,找出涌出量异常的地质因素,进行新开拓区的预测。,五预防瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出的措施:1预防瓦斯爆炸的措施加强通风加强瓦斯检查及时处理局部聚集的瓦斯2防止瓦斯自燃消除火源、严格管理和控制热源。防止明火、防止电火花、防止放爆引燃瓦斯。3瓦斯喷出和煤与瓦斯突出的预防:(1)“探、排、引、堵”探明地质构造、排放瓦斯、将瓦斯引至回风巷、封堵缝隙(2)预防措施:区域性预防措施:首先开采一层没有瓦斯突出危险的煤层,使后开采的有瓦斯突出煤的地压减少,释放弹性潜能,降低瓦斯含量,接触开采时瓦斯突出的威胁。局部性预防措施:震动性放炮、打超前钻孔、用钻孔排放瓦斯及水力冲孔等方法来预防煤与瓦斯突出。,第五节岩浆侵入煤层的判断与处理,一岩浆侵入煤层的一般特征1岩墙:2岩床二岩浆侵入的一般规律1岩浆一般沿着断层向上侵入,因此岩浆体产状往往与断层的产状基本相同。2岩浆往往沿着煤层扩散,造成煤层吞蚀或熔蚀,三岩浆侵入对煤层的影响:主要影响:吞蚀煤层、提高煤层的变质程度1岩墙切割影响较小,造成岩墙两侧煤变质程度增高;岩床侵入影响范围较大2侵入煤层的位置不同影响也不同:一般在侵入体上部煤层变质带较宽,下部较窄,原因热力向上扩散;与岩浆体近变质程度高,远变质程度低3侵入体大小厚度的影响:侵入体大,热量高,变质程度高影响范围大、反之影响小4岩浆性质不同:多为中性和基性岩浆,基性岩浆容易流动,破坏面积大。,四生产矿井对岩浆侵入体的观测与研究:查清侵入体的性质、产状、厚度、分布情况1井下观测(石门、煤巷、回采工作面)岩浆岩的颜色、矿物成分、结构及构造特征观察岩浆侵入

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