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文档简介

1、 反映各种地质资料(煤层、构造、水文地质等)、勘查工作以及井巷工程等资料的图件地质图件地质图件。 煤矿生产常用的地质图件:煤矿生产常用的地质图件:地质地形图、地质剖面图、水平切面图、煤层底板等高线图、煤层立面投影图、钻孔柱状图、煤岩层对比图、水文地质图等。其中,剖面图、切面图、煤层图常称为煤矿三大基本图件煤矿三大基本图件。第七章 矿井地质制图第一节 有关矿图的基本知识第二节 地形地质图第三节 地质剖面图第四节 水平切面图第五节 煤层底板等高线图第六节 煤层立面投影图第七节 其他图件(柱状图、煤岩层对比图)第一节第一节 有关矿图的基本知识有关矿图的基本知识 一、坐标系统 1、平面直角坐标系 纵轴

2、:x轴,南北方向,北+南-; 横轴:y轴,东西方向,东+西-。 2、高程 Z轴,铅垂方向,向上为+,向下为- ; 大地水准面(平均黄海平面)标高为0m。 二、比例尺 数字比例尺(1:x) 图示(线条)比例尺 三、图名、图例、土签、图幅xyZ 四、投影1、点的投影:过空间点向投影面做垂线,垂足即为所求。2、线的投影:线由无数个点构成。直线投影确定两端点即可。3、面的投影:面由无数条线构成。通常以面上的一组等高线 (高程相等的点的连线,相当于所求面与水平 面的交线)的投影来表示所求面的空间形态。 所有面状构造都可如此表示。 五、编绘矿图应遵循的原则1、相似平行原则 岩层产状渐变,地质迹线平行,相邻

3、可互推。2、连续、不连续原则 煤岩层连续,地质迹线连续,遇断层等则变化。3、断层延展、消失原则 任何构造都有其分布范围。4、三大图件对应原则 各图仅仅是反映侧面不同,故对应是必然的。第二节第二节 地形地质图地形地质图一、概述(一)概念 地形地质图是表示研究区的地形特征、地层、矿产分布、岩层产状及地质构造特征的图件。可简称地质图。(二)内容 在地形图的基础上,加绘地质资料(断层、煤层、标志层等)形成的图件:地形、地物;各种勘查工程;地层分界线;井田分界线等。(三)主要用途 1.选择井口、工业广场、运输线路、供电线路 2.与采掘工程平面图配合,形成井上下对照图 图签示意图例示意第一节 地形地质图

4、二、编制方法 基础图件 地形图 (一)地形地质图的填绘 选择填图区内典型、完整、具有代表性的剖面,进行详细测量和研究。按照一定的比例尺,确定观测路线、观测点距,对露头进行观察、描述,把地质界线(地层界线、构造线)填绘到图上。 (二)利用地质剖面图编制地形地质图 已知两个(或两个以上)的地质剖面 1.绘制经纬网格线 2.投放勘查工程:按钻孔、探井等工程点坐标值,放到相应的平面位置上,其中同一条直线各工程点的连线勘查线 3.投放地质点 4.分析连线abacbc三、各种地质现象在地形地质图上的表现三、各种地质现象在地形地质图上的表现不对称背斜宁夏贺兰山奥陶系背斜在形态上为一个弧顶向上的弯曲,中心部分

5、为老地层,两侧地层依次变新。东非裂谷的断裂面水平构造 三、各种地质现象在地形地质图上的表现(一)水平岩层水平岩层:岩层倾角在05的单斜岩层。水平岩层在地形地质图上具有如下特征:(1)当地表未受切割或切割不太深的情况下,地表只出现新岩层。(2)切割较深时,低洼处出现较老岩层。(3)水平岩层的层面为水平面,所以地质界线与地形等高线平行一致,不会相交。 (4)地层界线与地形等高线一样,在河谷中呈“V”字 型弯曲,尖端指向上游,整个地层界线是封闭的曲线。 (5)水平岩层露头宽度决定于岩层厚度及地形坡度:露头宽度:岩层在地表出露宽度的水平投影。 A.地形坡度一定,露头宽度与 岩层厚度成正比。 B.岩层厚

6、度一定,露头宽度与 地形坡角大小成反比,当 坡角等于90时(陡壁处), 岩层的顶底界线重合,露头 宽度为0。倾斜岩层a(二)单斜岩层 (二)单斜岩层1.1.单斜岩层的露头宽度单斜岩层的露头宽度 在大比例尺地质图上,岩层露头宽度变化很大。 影响露头宽度的因素有:影响露头宽度的因素有:岩层厚度、岩层产状、地形变化。岩层厚度、岩层产状、地形变化。1 1)厚度)厚度:岩层产状、地形坡向、坡角一定时,露头宽度的变化与岩层厚度成正比。 即: h1h2 m1m2 2)地形:岩层产状、厚度一定时,露头宽度随地形坡向、坡角的不同而变化很大:0无穷大(即坡面出露同一岩层)。PCDS 3)产状:岩层厚度、地形坡向、

7、坡角一定时,露头宽度随岩层面与地面的夹角的不同而变化,直至三者平行时,整个坡面出露同一岩层。以上讨论是假设两个因素不变,第三因素变化对露头宽度的影响。实际三个因素会同时变化,所以应按实际情况综合考虑。地面与层面的夹角对露头宽度影响较大,因此露头宽度的变化,并不能直接反映岩层厚度的变化。同一厚度的岩层,可以有不同的露头宽度,而不同厚度的岩层可以有相同的露头宽度。这对阅读地质图有重要意义。 2.单斜岩层的露头形态 单斜岩层的露头形态决定于岩层产状与地形之间的关系。单斜岩层产状不同,与地形的关系可分三种情况: (1)岩层倾向与地面坡向相反 岩层露头呈“V”字形或锯齿形曲线,在山谷处“V”字的尖头指向

8、上游;在山脊处“V”字的尖头指向下山方向。岩层露头线与地形线呈相同弯曲方向。(2)岩层倾向与地面坡向一致,倾角大于坡角 在山谷处“V”字的尖头指向下游;在山脊处“V”字的尖头指向上下山方向。岩层露头线与地形等高线呈相反弯曲方向。(3)岩层倾向与地面坡向一致,倾角小于坡角 在山谷处“V”字的尖头指向上游方向;在山脊处“V”字的尖头指向上下山方向。岩层露头线与地形等高线呈相同弯曲方向,但露头线的弯曲程度大于地形等高线的弯曲程度。(三)褶曲在地形地质图上的表现不同类型的褶曲在地形地质图上的表现:1 1)新老地层对称分布新老地层对称分布并且岩层产状有规律地变化,可判断有褶曲存在,并且岩层产状有规律地变

9、化,可判断有褶曲存在,核为老、翼为新核为老、翼为新背斜,反之背斜,反之向斜。向斜。2)当两翼岩层延展方向两翼岩层延展方向近似平行,核部宽窄变化不大,可判断枢纽枢纽近似水平水平。3)若两翼岩层延展方向不平行,在一个方向上逐渐接近,直至成“V”字形,表明枢纽枢纽是倾伏倾伏的。背斜V字形尖端为倾伏端;向斜仰起端。4)当核部时宽时窄或多次闭合呈串珠状分布,说明枢纽波状起伏枢纽波状起伏的。5)岩层产状变化岩层产状变化:褶曲表现为岩层产状有规律地变化。6)对称褶曲对称褶曲在图上的表现:两翼岩层露头宽度大致相等,岩层倾角相一致。7)不对称褶曲不对称褶曲在图上的表现:两翼岩层露头宽度不等,褶曲轴偏向一侧,岩层

10、倾角相差较大。8)倒转褶曲倒转褶曲的表现:两翼岩层宽度、倾角相差不大,一翼岩层倒转。出露地层(由新到老): K: 白垩系 T13:下三叠统上段 T12:三叠系下统中段 T11:下三叠统下阶 P22:中二叠统上段 P21:中二叠统下段存在构造: 褶皱(背斜、向斜)地层接触关系: 沉积接触(整合、角度不整合) (四)地形地质图上的断层 地形地质图上的断层线是断层露头线的水平投影,它是通过地质调查,用仪器测绘到地质图上的,在我国套色的地质图上,一般都以显著的红色线表示。出露于地表实际测定的断层用实线表示,被覆盖而推断的断层用虚线表示。(1)断层在地形地质图上的表现a在地形地质图上断层两侧岩层不正常接

11、触: 倾向断层、斜交断层两侧地质界线产生错动。 走向断层表现为断层两侧岩层重复与缺失。b断层线是断层面与地面的交线,出露特征与地层界线一样: 断层线的弯曲变化受自身产状和地形控制; 断层的真实走向为断层线上两等高点的连线而非断层线。(2)在地形地质图上求断层产状e用图解法求铅垂地层断距、水平地层断距 fg断层切割褶皱时的图上表现(五)其它地质现象的表现1.岩浆侵入体 岩浆侵入体出露地表时,用红色实线圈出范围,并用相应的岩性符号表示(教材附表三,P343)。2.陷落柱 椭圆形封闭曲线,其它界线在柱内中断。3.不整合面 平行不整合 角度不整合四、地形地质图阅图步骤1.图名、图幅代号、比例尺、编制时

12、间。2.图例:一般在图框右侧,长方形(长宽比为1:2)3.分析地形特征4.地质内容:地层、接触关系、构造、岩浆岩分布等。5.与剖面图配合,了解地质体三维空间的分布。6.阅读综合柱状图,了解区内地质发展史。7.综合分析,了解各地质现象之间的关系。一、概述一、概述(一)概念(一)概念 沿铅垂方向,将大地切开,将反映到断面上的岩层及构造形态等地质内沿铅垂方向,将大地切开,将反映到断面上的岩层及构造形态等地质内容,按一定比例缩小绘制而成的图件。分纵向剖面(平行地层走向)和横向容,按一定比例缩小绘制而成的图件。分纵向剖面(平行地层走向)和横向剖面(垂直构造走向)。剖面(垂直构造走向)。(二)内容(二)内

13、容 剖面切过的地形地物、经纬线、水平标高线、地质界线、钻孔、井巷工剖面切过的地形地物、经纬线、水平标高线、地质界线、钻孔、井巷工程等。地质剖面图应注明剖面方向、比例尺、图例和图签。程等。地质剖面图应注明剖面方向、比例尺、图例和图签。(三)用途(三)用途 研究地质构造的主要图件,井口位置选择、开拓方式、水平划分、巷道研究地质构造的主要图件,井口位置选择、开拓方式、水平划分、巷道系统底图。系统底图。第三节第三节 地质剖面图地质剖面图 二、剖面图的编制方法(一)利用钻孔资料编制剖面图1.确定编图的比例尺、图幅和剖面方向(1)比例尺,1:20005000,或较地形地质图大一倍左右。(2)图幅,由剖面长

14、度及比例尺确定。(3)剖面方向,0180东、北为右,180360西、南为左。主要可分为两个方面:一是根据实测资料编绘;二是根据平面图编绘。2.编制水平标高线 根据岩层倾角及编图比例尺确定。岩层倾角缓陡,标高距小大。一般1:2000-50m、1:5000-100m。标高极值取决于地面标高和勘探深度,纵轴要注明标高线的标高。3.选定基准线 剖面经过的经纬线。4.绘出剖面地形线 地表的实际高程点的连线。剖面线切过的建筑物和构筑物按编图要求绘制。5.投放工程点 将剖面线切过的工程点(钻孔,探槽,探井,探巷,井筒位置)按比例投放到剖面图的相应位置上,临近剖面图的工程一般按走向方向投影到剖面图上,并用虚线

15、表示。斜歪钻孔要先校正再投绘到图上。6.绘制各种勘查工程 按比例绘制勘查工程的深度和长度,工程类型按图例表示,在钻孔内按视倾角绘出煤层底板线、地层分界线、标志层和断层线。 7.分析连线 根据剖面所处的构造形态,确定地层倾向,把勘查工程中相同的层位点用圆滑曲线连接。链接顺序:基岩界面断层线地层线和煤层底板线。 断层线,先找到断层点,再利用平面图上断层走向与剖面走向的夹角求出断层在剖面上的视倾角,即可绘制,也可通过两个或两个以上的断层点的连线进行绘制。8. 绘制其他内容 图签、图名、比例尺、剖面方向、工程编号、煤层编号、地层代号、断层编号。(二)利用实际资料编制井巷剖面图 利用实际资料(地形地质图

16、、采掘工程平面图等)绘制石门、上山、下山的剖面图。注意的主要问题:1.比例尺 比例尺的大小取决于生产需要和地质条件的复杂程度,一般大于或等于与之配套的平面图的比例尺。2.钻孔的投绘 在剖面线上的钻孔正常投绘,不在剖面线但又邻近的钻孔可采用垂直投绘或走向投影法进行投绘。3.投绘巷道剖面 剖面线所切过的井巷工程,按照它在剖面线上的位置和标高投绘。原则上只绘制剖面切过的巷道,也可将平面上待投巷道中的各个测点向剖面作垂线,求得与剖面线的交点,再按其位置和标高绘制,用虚线链接。4.投绘煤层和构造点 按位置、标高、倾角和倾向直接填绘在剖面图上。当需要利用剖面线附近的构造和煤层资料时,可采用走向延长法和辅助

17、剖面法投绘。5. 对比连线(三)利用平面图(地质图、煤层图、切面图)编制剖面图1.利用地质图作剖面图 1)水平岩层地区(1)剖面位置的选择原则 A.剖面尽可能切穿各时代的地层。 B.剖面尽可能切穿区内最高、最低点,表现区内的地形特征。(2)剖面图的编制 A. 在地形图上标出剖面位置,在剖面图纸上画一条水平基线,基线长度等于剖面线的长度。B. 画标高尺。画标高尺。在水平基线的两端各竖立一条直线,并将垂直线划分若干等份,使每一份的长度等于地形等高线的等高距(按比例量取)。等分线段的数目。应多于剖面线所切过的地形等高线数目。C. 画水平标高线。画水平标高线。过垂直线上的各等分点,作平行于基线的水平线

18、,并在垂线 外侧注明标高。D. 作地形剖面作地形剖面。E. 画地质界线。画地质界线。在地形图上,将剖面线与各岩层分界线的交点,移注到地形剖面上,将同一岩层界面上的点,用水平线连接,即为岩层分界线。正规图件中地层界线之间应加绘各种符号或色谱,以示区别。abcedfghija?j3|k1b?k1|k2c?k2|k1d?k1|j3e?j3|j2f?|g?|h?|i?|j?|2 2)单斜岩层区的地质剖面图)单斜岩层区的地质剖面图 类似水平岩层,但分界线是倾斜的。3 3)褶皱构造区的地质剖面图)褶皱构造区的地质剖面图(1 1)当只有一幅不具地形等高线的小比例尺概略地质图,各组岩层的真)当只有一幅不具地形

19、等高线的小比例尺概略地质图,各组岩层的真厚度及倾角没有记录,切制大致反映构造轮廓的小比例尺浅部剖面:厚度及倾角没有记录,切制大致反映构造轮廓的小比例尺浅部剖面:作图方法:分析地质图,搞清构造轮廓分析地质图,搞清构造轮廓。选择剖面的方向及位置选择剖面的方向及位置,注意垂直主要构造线,经过露头最多的地带。在底图上画一条水平线,即地形剖面地形剖面(因没有地形标高,可假定地面近水平),然后标出地质界线点。选择一层出露次数最多的地层,并取它的最窄露头宽度,作为该地层的地层的厚度厚度。以该地层的顶面界线点为圆心,以该岩层厚度为半径划弧,并做切线做切线连连结该地层底界面结该地层底界面。过其它岩层露头点,依次

20、平行绘出个地层之分界线依次平行绘出个地层之分界线。(2 2)根据较精确的比例尺地形地质图,编制同比例尺的浅部剖面)根据较精确的比例尺地形地质图,编制同比例尺的浅部剖面 首先应分析地质图,在地质图上选择并标出剖面线,作地形剖面,将剖面线上的地层分界点与褶曲线点投到地形剖面上,然后根据各点的产状及褶曲类型画出各地层分界线。注意注意:先画核部地层界线,然后向两翼扩展。 没有产状的岩层,可根据同一翼其它岩层的产状作图;厚度可根据另一翼同一岩层的厚度作图。同一翼上产状不一致时,在保持岩层厚度不变的情况下,调整产状,使之逐渐过度到与同一翼其它产状一致。未调整倾角所做剖面 调整倾角所做剖面 2.利用煤层图作

21、剖面图1)直接投点法:将平面图上底板等高线与剖面线的交点,按其位置和标高直接投到剖面图上。右图中8、3两点投到8、3两点。2)插入标高法:图中c、f点,是断煤交线与剖面线的交点,只有位置没有标高,要用插入法求得标高后,才能投入剖面图,即c、f两点。3)走向延长法:将剖面线未切过的等高线,以延长线与剖面线的交点投影到剖面图中,再使其与原来所在断层盘的煤层相连接。如F2下盘煤层,剖面线上仅-425米一个点,欲求F2下盘煤层仅一个点是不够的。另一点可通过-400米等高线沿走向延长与剖面线交点7,投到剖面中为7点,从8向7点连线,不通过F2断层线,便是F2下盘煤层。 (1)绘水平高程线及经线或纬线(2

22、)投绘煤层构造点。(3)连接断层和煤层。3、根据水平切面图作剖面图1)根据几个不同标高水平切面图作剖面图2)根据一个水平切面作剖面图, 需要知道煤层、断层的产状。作法步骤为:(1)求煤层走向延长线与剖面线的交点(2) 将各交点投到剖面图上(3)绘断层线(4)绘煤层线三、各种地质现象在剖面图上的表现(一)单斜岩层 单斜岩层在剖面图上为一组倾斜的岩层线,其倾角大小与岩层的真倾角和岩层走向与剖面线走向之间的夹角有关。 岩层走向与剖面线垂直时横剖面,真倾角。 岩层走向与剖面线平行时纵剖面,视倾角 = 0。 岩层走向与剖面线斜交时 一般剖面,视倾角。(二)褶曲 在斜交褶曲轴线的剖面上,向斜表现为岩层向下

23、凹,背斜向上凸;而在平行褶曲轴线的剖面图上,岩层为一组平行线。1)表现:断层在剖面图中表现为一条线并使地层不连续。断层在剖面图中表现为一条线并使地层不连续。(1)编制地质剖面图是在平面地质图的基础上进行的,因此首先应仔细阅首先应仔细阅读原图读原图,分析构造形态、地层关系;地层与断层的产状以及在图上表现的倾角等。(2)先作地形剖面作地形剖面,在地形剖面上绘制地质构造,剖面线的选择尽可能垂直地层走向及主要构造线方向。(三)断层 在剖面上填绘地质内容填绘地质内容时,应先划出断层线,剖面内的断层线是断层面与剖面的交线,当剖面方向垂直断层走向时,剖面内的断层倾角为真倾角,剖面方向与断层走向斜交时,剖面内

24、的断层倾角为视倾角。 如果在地表上没有断层的露头,断层在剖面上的位置可根据钻孔资料来确定。(3)连接地层界线 要根据煤、岩层露头及钻孔资料。由于断层的特征之一是两盘发生了相对位移,不论断距多大,都会造成上、下盘地层界线的相对错移,因此剖剖面上的地质界线,始终不能穿过断层,上、下盘的同一地层界线,只能在不面上的地质界线,始终不能穿过断层,上、下盘的同一地层界线,只能在不同位置上,从两侧与断层线相交。同位置上,从两侧与断层线相交。第四节第四节 水平切面图水平切面图一、概述一、概述(一)概念 是沿某一开采水平编制的,反映该水是沿某一开采水平编制的,反映该水平全部地质情况和井巷工程的图件。平全部地质情

25、况和井巷工程的图件。相当于沿水平方向将大地切开后的表现情况。切面图是进行该水平的开拓布置、巷道设计和掘进施工的主要依据,是倾斜,急倾斜、多煤层矿井必备的重要图件。比例尺应按图的用途及范围来选定,一般为1:50001:1000。(二)内容1. 地质界限 该水平切过的所有煤层、主要标志层、含水层、地层分界、褶皱和断层等;该水平所在范围内的井田边界线、采区边界线、煤柱界线、地质剖面线、经纬线等。2.井巷及勘查工程 该图主要内容:位于该水平的井底车场、运输大巷、石门和煤巷等主要井巷工程,穿过该水平的钻孔。3.其他 地质剖面线、方向线、井田边界、煤柱线。(三)作用 能反映该水平全部地质情况及井巷工程,能

26、反映该水平全部地质情况及井巷工程,是水平开拓布置、井巷设计和施工掘进不可缺少的图件。水平切面图常作为矿井生产设计该水平巷道系统的底图。 (四)煤层及地质构造在图上的表现 与地形平坦地区的地质图与地形平坦地区的地质图上的表现规律相同。二、编制方法二、编制方法(一)利用地质(一)利用地质剖面图剖面图编制水平切面图编制水平切面图1.1.确定图件确定图件比例尺比例尺 一般水平切面图比例尺小于地质剖面图小于地质剖面图,常用1/5k或1/10k,构造复杂的小矿井采用1/2k。2.2.确定编图确定编图水平高程水平高程 根据设计的水平标高在地质剖面图上绘制水平高程。一是根据开采水根据开采水平平巷道的坡角计算剖

27、面所在位置的开采水平标高;二是用固定标高绘水平高程线。3.3.投绘地质点投绘地质点 将水平高程线与剖面图各煤层、标志层及断层等的交点,以经纬线为准线,按比例尺投绘到水平切面图相应的剖面线上去。如剖面中的a,b,c,d; 中的e,f,g,h;中的I,j,k,l。4.4.连接、对比连线连接、对比连线 先连先连接相邻剖面线上相同的构造线构造线,再连再连接断层同一盘的相同层位同一盘的相同层位的煤层、标志层和含水层。连线是要充分考虑实测的产状资料。图9-10 淮南某矿剖面图图9-11 淮南某矿-315水平切面图 l? 5.5.需要注意的问题需要注意的问题(1)断层两侧煤层的连接方法V1F2V1V2V3V

28、1V2F2V2V3V1F2V2V3V2V2AAV1V1(2)褶曲转折端的绘制 (二)根据井巷实测资料编制水平切面图1.1.准备地图及编图资料准备地图及编图资料 已经开拓水平用分水平巷道图水平巷道图做底图底图,底图上绘制经纬线、地质剖面线、该水平的巷道,穿过该水平的钻孔。开采水平不在同一水平面时,要注明各标志点的标高。2.2.填绘地质资料填绘地质资料 按照坐标与测点的相互关系按照坐标与测点的相互关系填绘地质资料填绘地质资料。煤层的名称、位置、产状和厚度;主要标志层和含水层的名称、位置、产状;断层的位置、产状、性质、落差及主要断层的名称;褶曲的位置、方向、地层产状及分界线。巷道地质资料的填绘方法

29、,如图(1)填绘风巷中的地层和断层。(2)填绘一石门中的地层和煤层。(3)分析对比,连接地质界限。(三)、根据煤层底板等高线图底板等高线图编制水平切面图煤层底板等高线图是表示各等间距,不同标高的水平面与煤层底板交线的投影,因此利用底板等高线图来编制统一标高的水平切面图就比较简单。图915a、b为淮南某矿B9和B4两煤层的底板等高线图, 现要绘制315米标高的水平切面图(图9-11),其步骤是: 先在各煤层图上绘出与水平切面高程相当的等高线; 然后按经纬线方格网转绘到水平切面图上去。如果用透明图纸编制可直接把各透明图套在一起,从各等高线图上描绘与水平切面图标高相同的那条等高线,即为水平切面图上的

30、各煤层露头线。 再从各煤层图上抄绘该等高线与各断煤交线的交点,将同一断层的各交点相连,即为水平切面图上的断层走向线。如图9-15a中315米等高线与F7断层下盘断煤交线的交点为m,与上盘断煤交线的交点为n, 抄绘于315米水平切面图9-11中为m、n点,连接mn即为该水平切面图上的F7断层迹线(F7走向线)。其他断层也如此相连,即可编出水平切面图的主体内容。第五节第五节 煤层底板等高线图煤层底板等高线图一、概念、内容和作用(一)概念 是利用煤层底板等高线来表示煤层是利用煤层底板等高线来表示煤层在空间的起伏特征和断裂情况的图件。在空间的起伏特征和断裂情况的图件。又称煤层构造平面图、煤层图。 它是

31、煤矿中最重要的地质图件,图的 等 高 距等 高 距 大 小 决 定 于 比 例 尺 ( 一 般1:5005000)和煤层的倾角等因素。常用的有100、50、20、10、5m等。(二)内容 比例尺与水平切面图类似。1.地形地物 河流、铁路、建筑物、构筑物和地形等高线。2.地质界限 煤层露头线、分叉线,侵入体,陷落柱,煤层底板等高线、河床冲刷煤层界限、断层与煤层交线、断层的编号、倾角和落差、褶曲枢纽。3.井巷工程 穿过编图煤层的全部钻孔和勘探线、生产矿井的巷道、老窑及采空区范围,井筒位置井下回采工作面范围及编号、回采进度界限及探煤点煤厚。4.其它 经纬线、井田边界线、见煤钻孔小柱状、煤质指标小表、

32、储量分级线、块段界限及编号、储量计算块段表等。(三)作用 煤层底板等高线图是煤矿井巷布置、编制生产计划、安排采掘生产的煤层底板等高线图是煤矿井巷布置、编制生产计划、安排采掘生产的重要依据;是分析地质构造规律、布置生产勘探、进行储量计算的基础图件。重要依据;是分析地质构造规律、布置生产勘探、进行储量计算的基础图件。 煤层等高线图是分煤层编制的。煤层等高线图是分煤层编制的。编制和修改煤层图是矿井地质工作的一项重要任务和经常性的工作,且要随着采掘工作的进展,都要根据新揭露的资料不断修改、编制,提供更为精确的与生产阶段相适应的煤层底板等高线图。二、各种形态的煤层在底板等高线图上的表现(一)单斜构造 一

33、般为一组直线:一般为一组直线: 当煤层走向与倾角不变时,等高线大致均匀而平行; 如果倾角有变化,则等高线疏密不均,且煤层倾角越大等高线越密。 如果走向发生变化,则等高线为一组曲线。 当煤层产状发生倒转时,煤层底板等高线表现为不同标高度等高线交叉。(二)褶曲构造1.向斜构造 向斜在煤层底板等高线图上表现为一组封闭或半封闭的曲线。向斜在煤层底板等高线图上表现为一组封闭或半封闭的曲线。向斜两翼等高线对应出现,靠近轴部标高较低,远离轴部相对较高。2.背斜构造 背斜与向斜相似,但等高线在靠近轴部较高,远离轴部较低。3.倾伏褶曲 一般当褶曲出现倾伏时,等高线转折断的连线为褶曲的枢纽线。当褶曲出现倾伏时,等

34、高线转折断的连线为褶曲的枢纽线。等高线向低标高凸出的为背斜构造;等高线向高标高凸出的为向斜构造。 (三)断层构造 等高线在断层处中断而不连续。等高线在断层处中断而不连续。上盘煤层与断层面的交线为上盘交面上盘交面线,用线,用“”表示;表示;下盘煤层与断层面的交线为下盘交面线,用下盘交面线,用“”表示。表示。 一般情况下(除断层倾角小于煤层倾角外),当煤层遇见一般情况下(除断层倾角小于煤层倾角外),当煤层遇见正断层正断层时,时,等高线表现为中断,等高线表现为中断,上、下盘断煤交线之间没有等高线通上、下盘断煤交线之间没有等高线通过,煤层缺失;过,煤层缺失; 当遇当遇逆断层逆断层时,底板等高线也时,底

35、板等高线也表现为中断,但表现为中断,但上、下盘之间互有上、下盘之间互有等高线通过,表示煤层重复。等高线通过,表示煤层重复。ab 走向及走向断距;ac 水平断距;a-d 落差。(四)其它构造1. 1.露头线与采空区露头线与采空区 在地面或基岩图的煤层露头线处,煤层底板等高线发生中断。采空区同样也发生中断。2.2.煤层尖灭和被冲蚀煤层尖灭和被冲蚀 尖灭线以外和冲蚀区内煤层底板等高线中断。 3. 3. 侵入体和陷落柱侵入体和陷落柱 在火成岩侵入体和喀斯特陷落柱范围煤层底板等高线同样中断。 三、煤层底板等高线图的编制(一)原理 把煤层底板上标高相等的点沿铅垂方向投影到水平面上。 (二)生产矿井编制煤层

36、地板等高线图方法 编图的资料主要有井巷编录资料、生产勘查钻孔资料、上部已采煤层的等高线图、各开采水平切面图以及根据实际材料编制和修改的剖面图等。编图前须对这些资料整理、汇总方可利用。 编图时以分煤层采掘工程平面图为底图。具体方法和步骤如下: 1、整理和填绘实际资料 1)煤层地板高程的换算和填绘; 2)钻孔资料的投绘 3)井下产状和构造的填绘 产状资料是分析构造、编制底板图的重要依据,因此应选有代表性的实测产状填绘在底图上。断层和褶曲轴的位置也要填到图上。断层一般不能直接按走向方位填,应按断煤交线的方向填图。 4)煤厚资料的填绘; 除钻孔见煤厚度需填写在钻孔附近外,巷道中实测煤厚点,也应选择有代

37、表性的填写在实测部位。填写煤厚资料时,可用小柱状或数字表示。在巷道实测剖面图上,利用巷道中各测点的标高减去或加上巷道穿过煤层的部位与测点的高差来推算煤层底板标高 巷道中煤层没有被揭露时,应根据层间距和构造特点推测煤层底板并换算底板标高。揭露煤层的位置距测点较远,可利用作图法或测算法来推算煤层底板标高。 钻孔资料的投绘 穿过本煤层的所有地面钻孔,经过孔斜校正以后,按座标投绘在图上。并注明孔号、孔口标高、煤厚和底板标高 对于井下钻孔,首先应根据钻孔的开孔位置、方向、倾斜角和见煤深度绘制沿钻孔方向的辅助剖面图,从图上求出煤层标高。然后按钻孔的方位再投到平面图上。另外也可根据简单的三角关系用计算的办法

38、求出见煤点底板的位置和标高 2.绘制煤层底板等高线1)剖面图法(1)打方格网并注明经纬线(可以采掘工程平面图为底图)。(2)投放钻探工程及井巷工程。(3)确定剖面线。剖面图方向一般垂直煤层走向。(4)投绘、连接断层与煤层交线。(5)投绘煤层底板与各标高线交点。 2)插入法 这是根据煤层点根据煤层点标高资料标高资料,用,用内插内插法法求出求出相邻两个见煤点间的相邻两个见煤点间的标高值标高值,最后把各相同标高点用圆滑线连接,从而绘出煤层底板等高线图最后把各相同标高点用圆滑线连接,从而绘出煤层底板等高线图的作图方法。作图步骤如下:(1)分析煤层标高点的分布特点找出最大值和最小值,粗略判断构造轮廓,标

39、出褶皱轴的大致方向和位置。(2)连三角网将同一构造单元上相邻的点相连,构成许多三角网。(3)内插标高点、连煤层等高线。(4)检查核对、修饰清绘。3 3)水平切面法:)水平切面法: 各开采水平的资料较多时,可用开采水平切面地质图来编制底板等高线图。方法是将各个水平切面图上该煤层的底板迹线,根据经纬线的控制,抄绘到采将各个水平切面图上该煤层的底板迹线,根据经纬线的控制,抄绘到采掘工程平面图上,掘工程平面图上,从而绘出各开采水平的底板等高线图。在这几条等高线的控制下,再根据实际材料在其间加绘其他等高线和构造线。 在绘制底板等高线图时,应充分参考上部已采煤层的底板等高线。上部煤层的主要构造和等高线的方

40、向一般情况下可以推断到下部煤层中来。但必须注意由于不同煤层及其附近岩层的岩石力学性质不同,上、下煤层在构造的发育程度上是会有差异的,产状也会有一些不同,因此,必须结合各矿的具体地质特征慎重地进行推断和连图。 3.3.断煤交线的编制方法断煤交线的编制方法 底板等高线上的断层是用断层面与煤层面的交线(断煤交线)的水平投影线来表示。(1 1)井下实测井下实测断煤交线断煤交线 从巷道两帮上揭露的从巷道两帮上揭露的同一条断层与同一煤层同一条断层与同一煤层底板的交点拉线,然后底板的交点拉线,然后用罗盘测量即可得到该用罗盘测量即可得到该断层断煤交线的方向。断层断煤交线的方向。如图:如图:水平巷道中断水平巷道

41、中断煤交线的测量煤交线的测量: :倾斜巷道中断煤交线的测定:左图为倾斜巷道的展开图,a、b两点是断层面与上盘煤层顶板的交点,其距附近测点的距离分别为L1、L2。由于L1、L2是倾斜距离,要根据巷道的坡度角换算成水平距离L1、L2 ( L1=L1cos ,L2=L2cos ),再将L1、L2根据测点位置投影到巷道平面图上得A、B两点。连接A、B两点即为上盘的断煤交线。cd为断层面与巷道底的交线,因为巷道是倾斜的,所以CD并非断层走向。 断层走向与巷道近于平行时断煤交线的测定:在这种情况下,断层在巷道中往往在一段距离内连续出露,如图所示,可采用作巷道断面图的方法,每隔一定距离测制一个巷道断面,在各

42、断面中都分别测量同一盘断煤交点a、b、c、d至巷道一帮的距离l1、l2、l3、l4,然后分别将a、b、c、d各点投影到巷道平面图上,连接各点即得断煤交线。 (2)剖面法绘制断煤交线 先根据井巷观测编录资料编制沿巷道方向的局部剖面图,并绘出断层与上下盘煤层底板的交点;然后根据剖面图来绘断煤交线。 (3 3)断层)断层等高线等高线法法 已知煤层底板等高线,做出断层等高线,再绘制断煤交面线。已知煤层底板等高线,做出断层等高线,再绘制断煤交面线。最常用的最常用的方法是利用巷道实测断层断失点的产状资料绘制断煤交线。方法是利用巷道实测断层断失点的产状资料绘制断煤交线。利用煤层断失点的产状资料编制断煤交线:

43、如图,在150米顺槽中实测正断层上盘煤层断失点的位置F上以及煤层产状15830,断层产状20245,垂直断层走向方向的落差为H=17米,要求根据测定的产状作断煤交线并推测200米水平见断层的位置。利用岩巷揭露的断层资料,绘制断煤交线: 右图是某井田的煤层图,在-100水平正掘进一煤巷和岩巷。岩巷中在A点遇逆断层F,已知断层的西北翼为下盘,产状为144 45,走向断距为75米(图中ab)。试绘出该断层与煤层的断煤交线,并据此对煤层图作出修改、预测煤巷遇断层的位置。BcdF1F2F3F4F0F1?F2?F3?F4?F0?-150-200-250-50利用岩巷揭露的断层资料,绘制断煤交线: 首先要把

44、岩巷中的断层推测到煤层中去,然后再求断煤交线。作法步骤如下:投绘断层位置(A点 );绘断层面等高线(按实测点的高程及断层产状,以同比例尺和等高距来绘);连断煤交线(断煤交线应属于哪一盘要根据岩巷中实见情况 )。B(4)利用上部煤层中的断层资料绘制断煤交线:根据五煤层实测资料绘七煤层的断煤交线,步骤如下:在五煤层构造图上作断层面等高线(0 、 100米)。把五煤层与七煤层两张煤层底板等高线图对准座标重合起来,然后把五煤层上的0和100米断层面等高线投到七煤层上。根据五煤层煤巷的实见情况,从第剖面线往东按煤巷走向方向修改第七煤层0和100米两条底板等高线,并使之与相同标高之断层面等高线相交得f1和

45、f2,连接f1、f2即为断层下盘交面线。用同样的方法从第剖面线往西修改七煤层0、100米等高线,并与相同高程的断层面等高线相交得f1、f2两个断失点,连f1、f2两个断失点即为断层上盘交面线。4、断煤交线的弯曲问题 断层与煤层的交面线,只有在煤层面和断层面均为平面的情况下才是一条直线。而自然界中煤层与断层面均非平面,所以断煤交线常常是弯曲的。只要煤层面和断层面的倾角、走向中有一个因素发生变化,断煤交线就要弯曲。 求断煤交线时,必须考虑由于各种原因而造成的弯曲情况,必须细致的测量和收集煤层和断层的产状变化资料。在生产过程中反复进行修改补充的煤层底板等高线,可基本上表达煤层的走向和倾角变化。对于断

46、层,如果同一断层已有几个断失点资料,将它们连成断煤交线时,最好把各点所见到的断层都经过交面线换算,把各断失点所得交面线的方位填绘在图上,然后综合分析煤层和断层中的产状变化,考虑断煤交线可能产生弯曲的趋势,不要简单的连成直线或折线。 断层产状特点是有规律可循的,剪切作用形成的扭裂面往往比较平直,而挤压性质的断层面多数呈舒缓波状,特别是当它们在不同性质的煤层或岩石中延展时,更容易发生走向或倾角的变化。四、煤层底板等高线的应用(一)地质勘查阶段 1.储量计算 2.编制勘查设计(二)矿井设计及建设阶段 开采水平、采区的划分,井巷工程的布置、位置的确定,都是在煤层底板等高线图上根据煤层埋藏和构造情况进行

47、的。(三)井田开采阶段1.利用煤层底板等高线图求煤层产状求煤层产状 2.利用煤层底板等高线图求断层产状及落差、断距求断层产状及落差、断距- 900- 1000- 1100MN3.利用煤层底板等高线图编制编制剖面图剖面图、水平切、水平切面图面图等 4、利用煤层底板等高线图预测断层 例1.有煤层底板等高线图和准确的断层位置。如图,掘进20 m平巷时在A处发现断层,测定该断层的走向、倾向和倾角与图中所绘无误时,则只需将80m平巷延至断煤交线C处即是遇到断层的位置。在图上量出的BC距离,就是掘进工作面距断层的距离。 例2.底板等高线图上没有准确的断层位置。 如图,在掘进20 m平巷时在A处遇到断层,8

48、0 m平巷已掘至B处,此时预测断层的位置。 首先在20 m平巷的A处测定断层面的产状等,根据实测资料(断层走向、等高线平距),在图上画出20,40,60,80m断层面的等高线(图示虚线),它们和煤层同标高等高线的交点k1,k2,k3的连线,就是断层面与煤层底板的断煤交线(图示OP)。 因此,在煤层中掘进巷道,凡遇到断面交线OP,就是遇断层的位置80m平巷将在k3点遇到断层。hl按比例尺 如图,在上煤层中发现了正断层,要预测下层煤中的断层位置。首先,测定断层的产状;将上下两层煤的底板等高线绘制在一起;然后延长上层煤中断层面的走向线(上煤层的断煤交线和断层面的走向线已知) ,与下煤层同标高的底板等

49、高线相交,连接各交点得交线PP;最后在PP线的两旁,对上、下盘煤层底板等高线仿照上部煤层情况作局部修改,即得下层煤上下两盘的断煤交线。 例3.预测不同煤层中的断层位置 对多煤层矿井,若采掘上层煤时遇到断层,可提前预测该断层在下部煤层中的位置。 0 下煤层 -50 例4.预计岩层平巷遇到断层的位置 如图为一煤层底板等高线图,要沿MN方向开一高程为210 m的岩石平巷,若巷道现掘至P点,求巷道遇断层的位距。 其具体方法是: 首先分别在断层两盘上作210m煤层底板等高线,与断煤交线分别相交于G、 H两点。连接GH, GH即为断层面上的210 m等高线。GH与MN线相交于E, E点即岩巷遇断层的位置。

50、PE为离断层的距离。GHEP第六节第六节 煤层立面投影图煤层立面投影图一、煤层立面投影图的概念、内容和作用 煤层立面投影图是将煤层底板高程线、断煤交线和井巷工程等投影到竖直面绘制而成的图件,简称立面图立面图。 立面图主要应用于急倾斜煤层,是急倾斜煤层矿井所特有的不可缺少的主要图件。 立面图的内容与煤层底板等高线图基本相同,两者都是反映煤层构造的图件,统称为煤层构造图煤层构造图。 二、立面投影的基本原理 立面图采用正射标高投影,投影面为竖直面,投影线为垂直于竖直面的一组水平线。 和三视图原理一样,有平面图和平面图上各点的标高,就能绘立面图。 为减少投影引起的变形,在绘制采掘工程立面投影图时,通常

51、将竖直面转一角度,让它与煤层的平均走向一致,如图9-30所示。 但这样会造成平面图的不规整,如图9-31实线部分。 为了使图纸成规则的矩形,则需要把平面图扩大成虚线所示的情况,并将其摆正,即图9-32形式。 巷道、煤层、断层等资料的平面、立面投影道理与前相同。 一个矿井为了使制图统一起来,投影面必须固定,当煤层走向在井田范围内有显著变化,发生较大拐弯时,可以采用两个或两个以上的竖直投影面,分别与各段煤层走向平行。三、煤层立面投影图的特点三、煤层立面投影图的特点 立面投影图与底板等高线图所表示的内容和所采用的比例尺相似,有区别的是: 立面图反映不出煤层的弯曲变化。煤层走向无论怎样变化,在立面图上

52、都是水平线,要了解煤层的弯曲变化必须配合煤层平面投影图、水平切面图和剖面图。 立面图上断层一般也是用两条断煤交线来表示,但当断层走向与煤层走向正交时,两条交面线的投影重合为一。立面投影图不能反映断层的产状及断距大小。 立面图上没有经纬线、指北线,但标明有立面的走向。 四、煤层立面投影图的编绘方法四、煤层立面投影图的编绘方法 煤层立面投影图一般以采掘工程立面投影图为底图以采掘工程立面投影图为底图,具体编制方法有: 1、根据实际资料直接连绘 急倾斜煤层一般都准备有分煤层的采掘工程立面投影图,图上反映了在该煤层中掘进的一切巷道。如果巷道比较多,而且巷道中又有足够的地质资料点,那么就可以在采掘工程立面图上,将各巷道中

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