影响矿井开采的主要地质因素教学讲座ppt课件

1、煤矿地质学主讲：主讲：#第四章 影响煤矿开 采的主要地质要素岳城煤矿地质丈量科岳城煤矿地质丈量科主要内容1 1、煤层厚度、煤层厚度3 3、岩浆侵入、岩浆侵入5 5、矿井瓦斯、矿井瓦斯7 7、煤的自燃及煤尘、煤的自燃及煤尘2 2、地质构造、地质构造4 4、岩溶陷落柱、岩溶陷落柱6 6、地温与地压、地温与地压01第一节 煤层厚度煤层是煤矿开采的对象煤层厚度变化是影响煤矿消费的主要地质要素第一节 煤层厚度一、煤层厚度及形状分类煤层厚度是指煤层顶底板之间的垂直间隔。一按煤层形状分类1、层状煤层：煤层延续且厚度变化不大，大部分或全部煤层可采。2、似层状煤层1串珠状煤层2藕节状煤层3瓜藤状煤层4不规那么煤

2、层第一节 煤层厚度二按煤层构造分类煤层构造：是指煤层中所含夹矸层的数量多少，可分为简单煤层构造和复杂煤层构造。根据煤层构造将煤层厚度分为：总厚度、有益厚度、可采厚度、最低可采厚度。第一节 煤层厚度三按煤层开采方法需求分类煤层分类煤层厚度薄煤层1.3m中厚煤层1.3m3.5m厚煤层3.5m8m巨厚煤层8m第一节 煤层厚度二、煤层厚度变化缘由煤层厚度变化直接影响煤矿正常消费和煤炭储量平衡。煤厚变化分为同生变化和后生变化。一同生变化在泥炭堆积过程中，因地质作用引起的煤层厚度变化称为同生变化。1、泥炭沼泽基底不平2、地壳不均匀沉降3、同生冲蚀第一节 煤层厚度二后生变化泥炭层被上覆新的堆积物覆盖以后，由

3、于后期的构造运动、河流冲蚀等地质作用引起的煤层厚度变化称为后生变化。1、后生冲蚀2、构造挤压第一节 煤层厚度3、岩浆侵入4、陷落柱第一节 煤层厚度三、煤层厚度变化的观测与探测一煤层厚度变化对煤矿消费的影响1影响采掘部署2增大掘进率降低回采率4降低煤炭储量3影响采掘方案01煤层厚度煤层厚度要实测煤层的总厚度和要实测煤层的总厚度和各分层厚度，要留意观各分层厚度，要留意观测煤层厚度变化及其地测煤层厚度变化及其地质特征。质特征。02煤层构造煤层构造夹矸数量、岩性、厚度、夹矸数量、岩性、厚度、形状、稳定性等。形状、稳定性等。03煤层顶底板煤层顶底板要观测煤层顶底板的岩要观测煤层顶底板的岩石性质、厚度及其

4、与煤石性质、厚度及其与煤层的接触关系，顶底板层的接触关系，顶底板裂隙的发育程度，以及裂隙的发育程度，以及岩石的稳定性、可塑性岩石的稳定性、可塑性及膨胀性等。及膨胀性等。 04其他特征其他特征包括煤层产状、煤质、包括煤层产状、煤质、颜色、煤体构造，含水颜色、煤体构造，含水性等。性等。第一节 煤层厚度二煤层厚度变化观测1、观测内容第一节 煤层厚度煤层稳定性稳定较稳定不稳定极不稳定观测点间距m5010025501025102、观测方法采用文字描画和煤层柱状图的方式进展，记录和描画煤层的厚度、构造、顶底板及其他特。第一节 煤层厚度3、煤层厚度变化探测目的：提早获取采区和任务面的煤厚资料，减少煤厚变化对

5、消费的不利影响，合理布置任务面，减少煤炭资源丧失，提高煤矿的经济效益。1煤层底凸变薄的探测：圈定煤层变薄带及不可采地段，以便调整任务面的布置及煤层分层开采。第一节 煤层厚度4冲蚀作用引起煤厚变化的探测2煤层分叉及尖灭的探测3构造要素呵斥煤厚变化的探测第一节 煤层厚度4、煤层厚度变化处置1掘进阶段处置方法主要运输巷遇到部分煤层变薄或尖灭时，巷道可按原方案施工，穿过变薄尖灭带。 在采区上山掘进中，如遇煤层变薄带，应按变薄带的范围大小来决议巷道是直接穿过，还是停顿掘进，或从其它地方另开巷道。在巷道掘进中遇到煤层分叉、尖灭时，巷道应沿着稳定的可采分层掘进，防止巷道钻入煤层分叉尖内。第一节 煤层厚度2采

6、煤阶段处置方法直接推过去 绕过去 分块段02第二节 地质构造地质构造对其他开采地质条件具有明显的控制造用。地质构造、煤层厚度和矿井水是制约煤矿平安高效消费的三个主要地质要素。第二节 地质构造地质构造按规模大小可分为：中型构造影响程度、采区划分。大型构造影响到井田的划分和矿井开辟方式小型构造影响采面消费、掘进效率、平安消费条件。第二节 地质构造一、褶皱构造一井下褶皱的识别与察看穿层巷道中：地层层序出现对称性反复。顺煤层巷道：巷道急剧弯曲二褶皱轴确实定三褶皱的探测第二节 地质构造四褶皱的处置1、大型褶曲：指影响井田划分和整个开辟系统的褶曲构造。1褶曲轴线作为井田边境：2井田内开辟部署中的处置方法：

7、背斜轴部总回风巷；向斜轴部集中运输巷。2、中型褶曲：往往是大型褶曲的次一级构造。1轴线选做采区中心，布置采区上、下山。2轴线做为采区边境紧闭褶曲。3任务面直接推过褶曲轴宽缓褶曲。3、小型褶曲：1重新开掘切眼。2巷道改造。轴线选做采区中心第二节 地质构造轴线做为采区边境任务面直接推过褶曲轴第二节 地质构造二、断裂构造一节理对煤矿消费的影响与处置1、任务面布置：采煤任务面应与主要节理走向成2040夹角。2、顶板控制方法：加密支护、尽早支护。3、矿井水和瓦斯运移：节理是矿井水和瓦斯运移的主要通道和储存场所。第二节 地质构造二断层对煤矿消费的影响1、影响井田和采区划分2、影响井田的开辟方式和采区布置3

8、、影响巷道的掘进4、影响采煤任务面6、影响平安消费5、影响煤炭资源的储量第二节 地质构造三井下巷道遇断层的征兆1、煤岩产状发生显著变化2、煤层顶底板出现不平行景象。3、煤层出现厚度变化、揉皱景象。第二节 地质构造4、煤层及顶板底板中裂隙显著添加。5、巷道出现滴水或淋水。6、瓦斯涌出量明显增大。产状煤厚生巨变，揉皱破碎光泽暗，节理添加有规律，瓦斯添加大显驼峰，滴产状煤厚生巨变，揉皱破碎光泽暗，节理添加有规律，瓦斯添加大显驼峰，滴水淋水或涌水，反常景象放在心，综合起来再确定，以防水淋水或涌水，反常景象放在心，综合起来再确定，以防“草木皆成兵。草木皆成兵。第二节 地质构造四井下断层的识别标志1、地层

9、标志：地层层序反复的顺序性，地层缺失。2、构造标志：煤、岩层错断，产状猛烈变化，及伴生小构造。五井下断层的观测1、观测断层位置及断层面特征2、断层产状丈量：间接法走向、倾向、倾角3、断层落差的丈量第二节 地质构造六断失翼煤层的寻觅1、煤岩层层位对比法2、断层面构造特征法。3、阅历类推法。4、作图分析法。5、消费勘探法。第二节 地质构造巷探 钻探第二节 地质构造七断层的处置原那么：有利消费、减少丢煤、保证平安、少掘巷道。1、开辟设计阶段：第二节 地质构造2、掘进阶段第二节 地质构造3、采煤阶段03第三节 岩浆侵入1、破坏煤层的延续性和完好性，减少井田的可采储量。2、引起煤层发生接触执蜕变，使煤的

10、灰分增大、黏结度降低，甚至变成天然焦炭，降低煤的工业价值。侵入影响3、把煤层切割成假设干块段，出现煤层变薄或部分不可采区域，呵斥开采本钱添加。第三节 岩浆侵入二、侵入体特征1、岩墙2、岩床第三节 岩浆侵入三、岩浆侵入井下观测与探测1、观测内容1岩浆岩的颜色、矿物成分、构造、构造等特征。2侵入体产状、形状、厚度及范围。3察看周围煤层的变化、蜕变程度、构造特征以及侵入体周围的瓦斯情况。4查明侵入体与断裂构造的关系。2、井下探查临近层3、资料整理第三节 岩浆侵入四、岩浆岩侵入煤层处置04第四节 岩溶陷落柱A岩溶陷落柱是指由于含煤岩系中的岩溶引起的环形塌陷，因其塌陷体在剖面上呈柱状而得名。B岩溶陷落柱

11、是中国北方煤系地层石炭-二叠系中常见的垂向构造。C对煤矿建立、消费平安影响极大。第四节 岩溶陷落柱岩溶陷落柱是指由于含煤岩系中的岩溶引起的环形塌陷，因其塌陷体在剖面上呈柱状而得名。一、陷落柱的成因1、重力塌陷2、真空吸蚀塌陷二、陷落柱的构成条件1、有可溶性岩层存在2、有良好的地下水储存和运移通道3、地下水具有良好的补给来源并具有腐蚀性4、有地下水良好的排泄出口。第四节 岩溶陷落柱二、陷落柱的形状特征平面形状：椭圆形、圆形、长条形和不规形。剖面形状：锥形、斜塔状、筒柱状和不规那么状。1、柱面特征：2、柱体特征第四节 岩溶陷落柱四、井下陷落柱出现的征兆1、煤岩层变形变位2、裂隙和小断层增多3、煤出

12、现风氧化景象4、煤层中挤入破碎岩块。5、涌水量增大。五、陷落柱的探测：物探、钻探、巷探。第四节 岩溶陷落柱六、陷落柱的处置05第五节 矿井瓦斯矿井瓦斯是指在煤矿消费过程中，从煤岩层内涌出的以甲烷为主，包括少量的乙烷、丙烷、丁烷、氮气和二氧化碳等气体的总称。瓦斯是一种无色无味、无味、无臭、无毒的气体，对空气的相对密度为0.554，细微溶于水。第五节 矿井瓦斯一、瓦斯成因瓦斯是一种气态的地质体，是煤在泥化作用阶段和煤化作用阶段的一种产物。二、瓦斯赋存一瓦斯在煤体中的赋存形状1、游离态：1030%2、吸着态：7090%第五节 矿井瓦斯二矿井瓦斯的垂向分带当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层

13、覆盖时，由于煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层中浸透，使煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征。掌握本煤田煤层瓦斯垂直分带的特征，是搞好矿井瓦斯涌出量预测和日常瓦斯管理任务的根底。普通将煤层由露头自上向下分为四个带：二氧化碳-氮气带、氮气带、氮气-瓦斯带、瓦斯带。前三个带总称为瓦斯风化带。在瓦斯风化带以下，瓦斯带内煤层的瓦斯含量和涌出量随深度添加而有规律地增大，所以确定瓦斯风化带深度，有重要的现实意义 。第五节 矿井瓦斯三影响瓦斯赋存的地质要素1、煤的蜕变程度：1蜕变程度越高，产气数量越多，瓦斯含量越大。2蜕变程度不同的煤，空隙率不同，吸附才干差别较大。2、埋藏深度瓦斯压力随埋藏深度添加而增大。第五节

14、 矿井瓦斯3、围岩及透气性：1孔渗性特：孔隙度、有效孔隙度2变形特征：煤层顶板的变形破坏可以分为断层裂隙型顶板、严密褶皱型顶板、透镜顶板三种。 脆性岩层主要发育垂直于层面的破劈理，塑性岩层主要发育平行层面的的流壁理，相邻脆、塑岩层面出现折射景象。4、地质构造开放型断裂有利于瓦斯排放，封锁型断裂有利于瓦斯聚积。在煤层顶板岩性致密，透气性差的条件下，在未受断裂破坏和严重剥蚀的褶皱地域，普通在背斜轴部瓦斯含量大，向斜槽部小，当顶板为脆性岩层时，那么相反。5、地下水活动：有利于瓦斯逸散。第五节 矿井瓦斯三、矿井瓦斯涌出瓦斯涌出：煤矿工采破坏了煤层的原始的应力平衡，使煤层瓦斯涌向采掘空间释放的过程称为瓦

15、斯涌出。普通涌出：是瓦斯由煤岩层的新颖暴露面，经过孔隙、裂隙，缓慢，长时间的释放瓦斯的过程。特殊涌出：是在采掘时，瓦斯在极短的时间内由煤体、围岩内忽然、大量地涌出，有时还伴有煤粉、煤块和岩石的过程。第五节 矿井瓦斯1、矿井瓦斯涌出量1绝对涌出量：指矿井在单位时间内涌出的瓦斯量，单位m3/d或m3/min 。2相对涌出量：矿井正常消费时，平均每产1t煤所涌出的瓦斯量，单位m3/t 。2、矿井瓦斯等级1低瓦斯矿井：相对瓦斯涌出量10 m3/t。3煤(岩)与瓦斯突出矿井：采掘过程中发生过煤(岩)与瓦斯突出的矿井。3、矿井瓦斯涌出量预测矿山统计法：经过对临近矿井或本矿已采区域实践瓦斯涌出资料进展统计分

16、析，得出本井田瓦斯涌出量随开采深度变化的统计规律，外推到预测的新区分源统计法：是指将煤矿井下瓦斯涌出的不同地点划分为不同的瓦斯来源，思索煤层瓦斯赋存条件煤层瓦斯含量、煤层层间距、采煤工艺、煤层厚度、开采工艺条件等要素，分别对各个瓦斯涌出量进展预测，最后汇总得出矿井瓦斯涌出量。第五节 矿井瓦斯四、矿井瓦斯防治一矿井瓦斯的危害1、矿井瓦斯排放会污染环境，加剧大气“温室效应。2、呵斥瓦斯窒息事故。3、酿成瓦斯熄灭事故或瓦斯爆炸事故。4、发生煤与瓦斯突出事故。二防止瓦斯爆炸的措施1、加强通风，保证通风有效、稳定和不延续。2、加强瓦斯检查。3、及时处置部分瓦斯聚集。第五节 矿井瓦斯三防止瓦斯喷出和煤与瓦

17、斯突出的措施。防止瓦斯喷出遵照“探、排、引、堵原那么探明地质构造，排放瓦斯，将瓦斯引至回风流巷道中，封堵裂隙。煤与瓦斯突出是指在地应力、瓦斯共同作用下，破碎的煤岩体由煤体或岩体忽然抛向采掘空间，并伴随着大量瓦斯涌出的一种异常复杂的动力景象。“四位一体：是指在瓦斯防治过程中，先进展煤与瓦斯突出危险性预测，然后对具有突出危险性的区域采取治理措施，措施终了后再行效果验证，采取平安防护措施下进展消费。第五节 矿井瓦斯四编制瓦斯地质图编制瓦斯地质图是瓦斯地质任务的重要内容之一。瓦斯地质图是反映煤层瓦斯赋存规律和涌出规律的根本图件，是瓦斯地质任务成果的反映，是突出危险性预测及防治的重要根据。突出点剖面图突

18、出点分布图瓦斯含量预测图煤与瓦斯突出区域划分图06第六节 地温与地压地球的温度矿山压力第六节 地温与地压一、地温与矿井热害地温：是指地外表和地面以下不同深度地方的温度。矿井热害：是指矿井中影响人体安康、降低劳动效率和危及平安消费的热、湿环境。影响地温异常要素：岩石的岩性、基底起伏与构造形状、断裂带深大断裂带、地下水。第六节 地温与地压二、地压地压：又称矿山压力，存在于采掘空间围岩内的力，称为矿山压力。原岩应力：天然存在于岩体中的应力。采动应力：受采动影响在岩体中重新分布后构成的力。支承压力：由于采掘空间原被采物所接受的载荷转移到周围支承体上而构成的压力。冲击地压，又称岩爆，这是一种岩体中聚积的弹性变情势能在一定条件下的忽然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的景象。常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等景象。它具有很大的破坏性，是煤矿艰苦灾祸之一。一产生的缘由上覆岩层重力地质构造剩余应力第六节 地温与地压二地压的表现特征1、顶压2、侧压3、底压三地压的观测与处置对不同岩层、不同支护方式下的顶板压力与顶板下沉、初次来压和周期来压步距、支柱的载荷顶板的下沉量进展观测。第六节 地温与地压三地