煤矿地质基础知识讲座2

河南工业大学资源与环境学院煤炭地质基础知识教授唐友谊，电子邮箱：tangyy手机2，4煤田地质勘探与煤炭资源，1。煤田地质勘探的任务。煤田地质勘探阶段。煤田地质勘探的技术手段。煤田地质勘探成果。煤炭资源及其分类。1.煤田地质勘探的任务，是查明矿床范围内矿体的分布特征(包括矿体在平面和剖面上的排列、埋藏深度以及矿体与矿体之间的联系等)。)；查明矿体的地质和构造特征(主要查明控制矿体形态和质量变化的各种地质和构造特征)；查明矿体的形态和产状(包括矿体的形态类型、空间分布、走向和走向的形态变化)；查明矿石质量(包括其物质组成、结构、结构特征、有用成分和有害杂质的含量)、不同矿石类型和工业品位的分类及其空间分布规律；计算矿石储量或金属储量；查明矿床开采技术条件和水文地质条件；了解矿区的自然和经济条件。为了满足煤炭工业基础建设的需要，煤炭资源的勘探必须遵循大规模概化到小规模详查的原则，分阶段分步进行，分为三个阶段：普查(包括煤炭勘探和普查两个小节)、详查和勘探(表4-1)，一般情况下按顺序进行(图4-1)。表4-1，6，图4-1，7，3。煤田地质勘探的技术手段，1)地质填图，2)探坑，3)钻探，4)地球物理勘探，5)遥感地质，8，1)地质填图，已进入数字化阶段，传统的三大件：指南针、全球定位系统、锤子、笔记本电脑、放大镜、数码相机、地质填图是煤炭勘查最基础的工作，也是最基本的技术手段。运用地质学的理论和方法，对含煤区进行了全面的地表地质研究，调查了含煤区的地层、构造、主要煤层、煤质等有益矿物，为今后的地质工作指明了方向。地质填图的主要成果是地质图、地质剖面图、地层和含煤地层柱状图的编制，它们是煤田勘测和勘探阶段编制和设计的重要依据。9。手写板，数码相机，全球定位系统，指南针，锤子，放大镜，便携式电脑，10。在每个勘探阶段，必须在裸露基岩和半覆盖区域进行相应比例的地质测绘。11.一般情况下，探坑工作在地质填图前进行，以方便地表地质研究和观测，提高地质图的填图精度和研究程度。所使用的探坑项目的目的是：揭露和研究被表土覆盖的含煤地层；应进行煤层取样和煤质研究。了解煤层的赋存因素和地质构造。(2)陷阱勘探项目，(12)陷阱勘探项目包括勘探沟、勘探井、勘探隧道(包括斜井和平硐)、小生产窑和老窑等的调查。探井可以用来揭示含煤地层，了解和查明煤层的数量和层位，煤层的厚度和结构，标志层的数量和层位，地层的产状和结构变化，煤层和标志层的露头痕迹，煤样的采集等。13，14。根据用途不同，探头罐分为两种类型：干线罐(主罐)和回收罐(短罐)。15、16、3)钻井工程钻井工程是利用机械传动钻杆和钻头钻入地下，钻成小直径、深(从几十米到1000米以上，甚至几千米)的圆孔，称为钻孔。钻探是一种极其重要的勘探手段。主要原因包括以下五点：为了在地球物理勘探中确定有希望的含煤区或煤与瓦斯突出区钻孔可以揭示整个含煤地层，获得含煤地层柱和含煤地层的岩性、煤层、煤质、构造、水文地质、工程地质等开采技术条件的完整信息。各种钻探机械及其配套设备的大规模生产，以及大量安装在汽车上的便携式钻机的出现，为钻探工程在地质勘探中的广泛应用创造了条件。19、钻孔分类、浅孔、深孔、勘探孔又称储备孔、构造孔、水文孔、水源孔、取样孔、井筒检查孔、定位孔、验证孔、直孔、斜孔、20、21、4)地球物理勘探使用的物理性质(如密度、磁性、电性、弹性、放射性等。)来寻找矿床并解决一些地质问题，这种技术手段简称为地球物理勘探。22，23，5)遥感地质遥感技术在地质调查中的具体应用是解释照片。其中，航空摄影(可见光航空摄影)卫星摄影(多光谱卫星摄影)是在地质填图、地质构造解释、找矿标志识别和动态分析研究中被实践证明有效的技术手段。24，4。煤田地质勘探成果，1)提交勘探区的书面资料地质报告；2)图纸及各种表格3)主要图纸的地形地质图简介；钻孔柱状图；勘探线剖面图；煤层底板等高线及储量计算图；综合直方图；煤与岩层对比图，25，煤炭储量，指的是有工业价值的、可在地下开采和使用的煤炭数量。5.煤炭资源量及其分类，1)分类，26、27、2)传统储量分为四个级别：A、B、C、D，各级标准分别为：A:煤层级别、厚度、构造及变化已查明，煤层对比可靠；煤质及其变化和煤种已经确定；查明煤层赋存，控制煤层底板等高线。落差等于或大于30米(地质条件好的地区为20米)的断层已被识别；对于倾角小于10的煤层，已经基本确定了较大的起伏。确定了岩浆岩对煤层和煤质的影响。乙级：煤层的水平、厚度、结构及变化已基本查明，煤层对比可靠。煤质及其变化已基本查明，煤种和煤层赋存已查明，煤层底板等高线已基本控制。已经识别出落差等于或大于50m的故障；初步查明了岩浆岩对煤层和煤质的影响。a级和b级是高级储量。28级、C级：煤层水平、厚度及其变化已初步查明，煤层对比基本可靠；煤质和煤种已初步确定；初步查明了构造和煤层产状。D类：指对煤层位置、厚度、煤质、煤层产状、构造等有初步了解的计算储量。影响煤矿生产的主要地质因素有：1。煤层赋存状态2。顶底板岩性及其组合。地质结构。其他地质因素32。1.煤层赋存状态1)煤层形状和厚度以及煤层形状是指煤层的空间分布特征。根据煤层形成的连续性、厚度变化和可采条件，将煤层形态分为三种类型：层状、准层状和不规则状。33.在煤矿中，根据煤层厚度对开采技术的影响，将煤层分为以下三种类型：薄煤层最小可采厚度为1.3m，中厚煤层为 1.3m，3.5m厚煤层大于3.5m，34，地壳不均匀沉降，35，沉积环境和沼泽基底不均匀，36，同生侵蚀，37，后生侵蚀，38，垂直压力，水平挤压，39，2)煤层赋存因素，煤层的空间状态地质构造可分为四种基本类型：水平构造、单斜构造、褶皱构造和断层构造。43，1)单斜构造，44，单斜构造，褶皱构造，45，褶皱构造，46，47，宁夏贺兰山奥陶系不对称背斜。背斜从弧形顶部向上弯曲，中部为老地层，两侧地层依次变新。宁夏石潭井矿区褶皱构造发育，向斜呈弧形自上而下弯曲，中部为新地层，两侧地层依次变老。49，褶皱元素，50，160 25，345 65，不对称背斜，翼，翼，核，转折端，轴面，51，依次为：垂直褶皱，斜向褶皱，反向褶皱，水平褶皱，52，53，54，2)断层构造。岩层在结构应力的长期作用下变形。当应力达到或超过岩层的强度极限时，其连续完整性被破坏，导致断裂，即断层结构。常见的断层构造包括节理构造和断层构造。南京东郊湖山地区上泥盆统吴彤组砂岩为两组近垂直节理。裂隙两侧的岩层或岩体沿裂隙面破碎，但无明显相对位移的裂隙结构称为节理结构，节理结构，56，构造节理。南京东郊湖山地区三叠系下青龙组灰岩，当节理构造57和张性节理穿过砾石时，常绕过砾石。58，59，山西省柳林县成家庄断裂构造，石炭系本溪组。断层两侧的岩层或岩体沿破裂面破碎，相对位移明显的断层结构称为断层。60，逆断层，断层面，断层交线，上盘，下盘，61，62，63，64，正断层山西成家庄柳林，断层上盘相对降低，下盘相对升高，C22t，C21b，C22t，C21b，65，逆断层山西柳林县成家庄，石炭系本溪组，66，3)平移断层的两个板块沿断层面走向移动。其他地质因素，1)水文地质条件，岩溶陷落柱，矿井涌水水源1。大气降水2。地表水3。含水层水。断层水5。来自旧窑的积水、溶洞发育的地质条件、a .煤系或其下层含有可溶性岩层，如石灰石和石膏岩等。该地区开发了良好的地下水通道，如断层结构。地下水丰富，含有各种高溶解的酸性自由基，如二氧化碳等。(四)排污口畅通，地下水动态条件好，水循环强，侵蚀“空心化”能力强。69，70，2)岩浆侵入，岩浆侵入对煤层的影响(1)岩壁对煤层的切割对煤质影响不大，但只会导致岩壁两侧煤的变质程度增加。岩层沿煤层侵入，对煤层有很大影响。(2)不同位置的岩浆侵入煤层具有不同的影响。(3)侵入体的大小和厚度直接影响煤的变质程度。(4)岩浆侵入的岩浆性质不同，对煤层的影响也不同。煤层瓦斯，概述了瓦斯是影响煤矿生产的重要因素；它是深部开采的三大障碍之一(瓦斯、地压和地温)；气体成分和性质成分：CH4；二氧化碳；N2构图；CH4:气体是一种无色、无味、无嗅、无毒的气体。空气中的含量达到5.3%-14%，当它与火一起燃烧时，会在地下形成气体爆炸。当浓度达到40%时，人们会窒息而死。气源，烟煤(瓦斯，化肥)，无烟煤，据计算：每生产一吨煤，可产生1000m3的瓦斯和二氧化碳，泥炭，褐煤，74，75，两种瓦斯赋存方式：游离态瓦斯存在于煤层和围岩的孔隙和裂隙中；决定于：围岩孔隙外的温度、压力；吸附态通过分子引力吸附在煤体表面。据测定，1克无烟煤的表面积可达200m2。76，77，瓦斯涌出量，矿井瓦斯等级，低瓦斯矿井：10m3/t(昼夜)，高瓦斯矿井：10m3/t(昼夜)，煤与瓦斯突出矿井。注：煤与瓦斯突出一次的矿井为突出矿井，相对瓦斯涌出量为突出矿井。绝对瓦斯涌出量：m3/min，瓦斯涌出类型、瓦斯涌出量、煤与瓦斯突出、突出与挤压：多发生在工作面，煤层倾角为45。在地压作用下，煤层会因重力而垮落，瓦斯突出的一般规律是煤层厚度达到0.2m时才突出，煤层厚度越大，突出的危险越大。煤呈颗粒状、有鳞状，在构造影响严重的地区容易发生突出。突出瓦斯压力一般需要6个大气压，这个压力与突出的可能性成正比；隧道施工引起的集中压力增加了突出的危险。受结构控制，经常突出成带状分布；突出发生在瓦斯风化带以下一定深度。预防瓦斯突出，研究地质规律与瓦斯地质研究的关系，从而预测瓦斯突出的预防；打开解放层，先开采无突出危险或突出危险性较小的煤层，造成裂缝，增加瓦斯渗透率，降低突出煤层的瓦斯含量和压力；提前钻孔，先排放气体；发射