煤矿地质基础知识课件

煤矿地质学基础知识，煤矿地质学基础知识，地球是一个巨大的椭球体，地壳主要由矿物组成的岩石，岩浆岩-花岗岩沉积岩-砂岩石灰岩变质岩-石英岩大理岩，山东安平煤矿，地球的形成已有45亿年的历史。根据地壳运动和古生物学的发展，地壳的历史可以从古至今分为：太古宙元古代(震旦纪7000-15亿年)、古生代(石炭二叠纪2000-3亿年)、中生代带(侏罗纪150万年)、新生代亚时代亚时代亚时代亚时代(界线)时代(系列)、山东煤矿安培中心(1)煤层形成煤层是地壳运动的产物研究结果表明，煤是由古代植物遗迹的变化形成的。(1)当植物残体在沼泽中积累的泥炭形成速率与地壳沉降速率大致相等时，泥炭层将不断增厚并保持长期平衡状态，从而形成厚煤层或极厚煤层。(2)当局部贝壳的沉降速度高于植物残体的堆积速度时，泥炭堆积将在植物能够供应之前停止，淤泥和砂质碎屑沉积在原泥炭层上，成为煤层顶板或煤层中的泥带。(3)当局部贝壳的沉降速率低于植物残体的堆积速率时，沼泽中的供水条件将逐渐变得困难，植物残体的堆积将停止，原来堆积的泥炭层也将遭受风化和侵蚀，从而形成薄煤层。山东煤矿安中心，煤矿地质构造对安全生产的影响，(1)1号煤层埋藏特征。煤层的顶底板自上而下可分为主顶、直接顶和伪顶，底板根据顶底板岩层和煤层的相对位置、冒落性能和强度的不同可分为伪底、直接底和主底。然而，并不是每一个煤层都有六个完整的组成部分，一个或几个组成层可能会缺失。(1)伪顶：厚度为0.30.5m的较薄且易坍塌的软弱岩层，紧贴煤层，随开采而陷落，主要由页岩和碳质页岩组成。直接顶：直接位于伪顶或煤层(如无伪顶)上的岩层，厚度大于12m，一般由泥岩、页岩、粉砂岩等易坍塌的岩石组成，往往随着支架的退出而坍塌。(3)主顶：直接顶或煤层上方的厚硬岩层(如果没有直接顶或伪顶)。通常，采空区在塌陷前暴露相当大的面积。它通常由坚硬的岩石组成，如砂岩、砾岩和石灰岩。基本顶(主顶)、直接顶伪顶、煤层、直接底主底板、煤矿地质构造对安全生产的影响，(4)伪底板：煤层正下方的软弱岩层，厚度0.20.3m，多为碳质页岩或泥岩。(5)直接底：直接在伪底或煤层(如果没有伪底)下的硬度较低的岩层，厚度约为几十厘米至1米，通常为页岩、泥岩或粘土岩。由于粘土岩遇水易膨胀，当直接底部为粘土岩时，会造成巷道底部隆起，支护插入巷道底部的现象，轻则给巷道运输和工作面支护带来困难，重则对巷道造成严重破坏，给煤矿生产和安全带来严重影响。(6)老底部：直接底部下相对坚硬的岩层，主要为砂岩、石灰岩等。一、煤矿地质构造对安全生产的影响，2。煤层形态及构造煤层形态与其他沉积岩一样，煤层在形成初期通常呈层状埋藏，连续性明显，厚度相对均匀。然而，由于沉积条件和地壳运动的影响，也有层状和非层状煤层。因此，煤层根据其形状可分为三种类型：层状煤层、类似层状煤层和非层状煤层煤矿地质构造对安全生产的影响煤层构造煤层构造是指煤层中岩层的数量和分布特征。根据煤层是否有相对稳定的夹矸，煤层可分为两种类型。(1)煤层的简单结构煤层不在或很少在岩层中分布较稳定的煤层称为简单结构煤层。通常，厚度较小的煤层通常是简单构造煤层。(2)结构复杂的煤层包含不同数量的分层分布的煤层和相对稳定的含岩层，称为复杂结构煤层。泥带的层数、层位、厚度和岩性一般变化很大。3、煤矿地质构造对安全生产的影响。煤层厚度根据煤层的产状、煤质、开采方法和当地对煤炭的需求，综合当代煤炭开采技术和经济条件，确定煤层的最小可采厚度称为最小可采厚度。低于最小可采厚度的煤层一般称为可采煤层，大于最小可采厚度的煤层称为可采煤层。在复杂构造煤层中，煤层厚度可分为总厚度和有益厚度。总厚度是指煤层的总厚度，包括岩石包裹体；有益厚度是指被移除岩石的纯厚度。根据开采技术的特点及其对开采技术的影响，煤层厚度可分为三类：厚度小于1.3m的薄煤层、厚度为1.33.5m的中厚煤层和厚度大于3.5m的厚煤层.在煤矿生产中，通常称厚度大于8.0m的厚煤层.地壳中煤层的出现及其分布方向称为煤层的出现。煤层的空间位置和特征通常由产状因素来描述。产状因素包括走向、倾角和倾角。方向：倾斜岩层与假想水平面的交线称为走向线，走向线的方向称为走向。倾角：煤层层面上与走向线垂直的线称为倾斜线，倾斜线在水平面上的投影方向称为倾角。倾角：煤层水平面和假想水平面之间的最大锐角称为倾角。一、煤矿地质构造对安全生产的影响，煤矿地质构造对安全生产的影响，煤层倾角的大小反映了煤层倾角的大小，煤层倾角越大，开采难度越大。煤层倾角对开采工艺和运输设备的选择有很大影响。煤层根据其倾角可分为三种类型。缓倾斜煤层(倾角在25以下)缓倾斜煤层(倾角在25和45之间)急倾斜煤层(倾角在45以上)在缓倾斜煤层中，倾角在8以下的煤层通常称为近水平煤层。在急倾斜煤层中，倾角超过60的煤层通常称为垂直煤层。煤矿地质构造对安全生产的影响，(2)地质构造岩是由两个平行或近似平行的界面限定的岩性相同的层状岩体。沉积形成的岩石称为沉积岩。沉积岩在形成之初通常是水平的或接近水平的，在一定范围内是连续的和完整的。然而，由于地壳运动的影响，其空间位置和形状往往由水平变为倾斜、褶皱，甚至断裂和反转。地壳运动引起的煤和岩层的空间位置和形状的变化称为地质结构。地质构造一般包括单斜构造、褶皱构造和断层构造。地质构造是影响煤矿安全生产的各种地质因素中最重要的因素。煤矿地质构造对安全生产的影响。1.单斜构造在一定范围内，一套同向倾斜且倾角变化不大的煤岩地层的空间位置和形态称为单斜构造。在更大的范围内煤矿地质构造对安全生产的影响，背斜：水平向上弯曲，中部岩性较老，两翼逐渐新生，两翼岩层走向相反。向斜：水平面向下弯曲，中部岩性较新，两翼变老，两翼岩层倾向于相向。背斜和向斜的凹凸部分顶部是褶皱的轴部，两侧是褶皱的翼部。褶曲井筒应力相对集中，裂隙相对发育，对煤矿安全生产影响很大。煤矿地质构造对安全生产的影响及褶皱对煤矿安全生产的影响：(1)大型向斜由于煤层埋藏深，开采工艺复杂。对于暂时难以开采的深部煤层，如果两翼的煤炭储量能达到一定的井型，向斜交汇处可作为井田边界。对于一些较大的宽缓背斜，以铰接线为井田边界，两翼煤层可分别视为单斜构造。顶板管理困难由于褶皱曲轴断裂发育，顶板管理不善，容易发生冒顶事故。对于大型向斜井筒，顶板压力经常增大，必须加强支护，否则容易发生坍塌、切面等事故。(3)折叠曲轴相对破碎，容易造成瓦斯事故，是瓦斯涌出的良好通道，也是瓦斯发生的重要场所。防止瓦斯突出是必要的。在瓦斯突出矿井中，向斜井筒是瓦斯突出的危险区域。由于向斜井筒顶板压力大，瓦斯压力大，向斜井筒极易发生瓦斯突出事故。(4)易发生水灾事故的褶曲曲轴裂纹是蓄水的好地方和涌出的好通道，当采掘工作面靠近该区域时，管理不善容易发生水灾事故。3、煤矿地质构造对安全生产的影响。断裂结构当岩石应力超过其自身强度时，即断裂，破坏了煤与岩石的连续完整性，煤与岩石的这种结构形式称为断裂结构。断裂构造往往是水和瓦斯涌出的通道，也是影响煤矿生产和安全的重要地质因素。断层结构包括节理和断层。(1)节理也称为裂隙。岩层破裂后，破裂面两侧的岩块称为节理，无明显位移。根据成因，节理可分为原生节理、风化节理和构造节理。构造节理是指岩层受力后产生的裂隙面。煤矿地质构造对安全生产的影响以及节理对煤矿安全生产的影响主要表现在以下几个方面：对爆破效果和劳动生产率的影响。由于节理的存在，在爆破过程中会遗漏大量的爆炸性气体，影响爆破效果。钻孔时，如果使用一字钻头，容易出现卡钻现象，影响劳动生产率。为减少节理对煤矿生产的影响，可采用十字钻头代替，钻孔方向应尽可能与主节理面形成最大夹角。(2)使顶板破碎，容易造成冒顶事故。由于节理对顶板岩层的切割破坏，顶板岩层的完整性变差，强度降低，容易发生冒落，不利于顶板管理。因此，在开发屋面接缝时，应考虑减少屋面控制面积和屋面预防的步距。(3)使工作面淋水增加，恶化生产条件。由于节理发育，工作面淋水明显增加，生产条件恶化。同时，由于淋水可以降低岩层破裂面之间的摩擦力，容易造成片帮和冒顶。此外，节理也是地下水的良好通道，有时会引发洪水。(4)影响工作面的布置。当接合面平行于工作面时，工作面容易发生剥落事故。如果顶板岩层的主接合面I一般认为它是一个平面，其空间位置和形状可以用岩层产状要素来描述。断层线。指断层平面与地面或假想水平面之间的交线。指示地面或某一水平面上断层的延伸方向。磁盘或块损坏。被破裂面分开的岩体被称为破裂板。当断层面倾斜时，断层面上方的板块称为上板块，断层面下方的板块称为下板块。相对上升的板块称为上升板块，相对下降的板块称为下降板块。突破距离。指