矿山地质学第10章（地质因素）

目录绪论第一章地球圈层构造第二章矿物第三章地质作用与三大岩类第四章地史学基本知识第五章地质构造第六章主要地质图件第七章煤与含煤岩系第八章矿床简述第九章工程地质与水文地质第十章煤矿主要地质因素第十一章地质勘查与储量分类第十二章矿山地质工作第十三章常见地质灾害第十章煤矿主要地质因素§10-1煤厚变化因素§10-2地质构造因素§10-3岩浆侵入体因素§10-4岩溶陷落柱因素§10-5其他地质因素§10-1煤层厚度变化因素一、煤厚变化的原因和特征（一）地壳不均衡沉降均衡→厚煤层不均衡→变薄，分叉，尖灭分叉样式：各分层稳定;其中一分层稳定;多次分叉特征：（1）煤层层数增多，厚度变薄，分叉方向为地壳沉降幅度和速度增大的方向；（2）向着沉降幅度和速度增大的方向，煤系的总厚度及煤层中矿物杂质含量有增大的趋势。（二）泥炭沼泽基底不平特征：（1）煤层顶平，底不平；（2）煤层变薄方向为底板凸起的方向，厚度逐渐变薄；（3）煤分层或夹矸被凸起的底板所阻隔。（三）河流冲蚀1.同生冲蚀（1）条带状分布，面积不大；（2）冲刷带为砂质岩，夹煤碎块；（3）冲刷带与煤层有共同的顶板。2.后生冲蚀（1）冲刷带呈条带状分布，范围大；（2）冲蚀带内煤质变劣；（3）冲蚀带为砂质顶板。（四）构造挤压（1）无论在煤层增厚或变薄带，煤层中夹石层常和煤炭物质混杂在一起，造成煤的灰分增高；（2）煤层顶底板多不完整，裂隙发育，有时与煤层互相穿插；（3）在煤层增厚或变薄处，原始结构全部遭受破坏，煤变成鳞片状或碎粒状，往往可见很光滑的挤压面和不规则的小褶曲；（4）沿煤层的走向或倾向，煤层的增厚带和变薄带常相互交替出现。二、煤厚变化对煤矿生产的影响1.影响采掘部署2.影响计划生产3.掘进率增高4.回采率降低三、煤厚变化的处理（一）掘进中的处理1.工作面煤巷遇分叉尖灭（1）沿顶板掘进（2）沿底板掘进2.采区上下山遇变薄带－直接穿过3.主要运输巷道遇变薄带－直接穿过（二）回采工作面中的处理1.直接穿过2.绕过3.分面回采§10-2矿井地质构造因素地质构造断裂褶皱断层裂隙大型构造中型构造小型构造决定井田形态和井田边界影响采区划分和巷道布置工作面巷道中出现的构造一、褶曲（一）生产中对褶曲的判断1.褶曲的判别

地层对称重复产状规则变化工作重点-查明褶曲轴（1）根据上部煤层资料推断（2）根据区域构造线方向推断2.褶曲形态及其内部小构造的研究（1）褶曲类型的确定根据地层层序和变化确定类型；（2）褶曲要素的测量枢纽、轴面产状测量；两翼岩层产状、褶曲宽度、幅度、延伸趋势；褶曲空间形态（3）褶曲与断裂构造、煤厚变化的关系（4）褶曲内部伴生小构造的观测层间擦痕-判断褶曲枢纽的产状层间小褶曲-发育于翼部，轴面与层面夹的锐角指向相邻岩层错动方向（二）褶曲对生产的影响1.大型褶曲勘探阶段已经查明，影响到：井田划分、开拓方式、开拓系统是矿井设计中考虑的主要问题2.中小型褶曲中型褶曲影响到采区大小，采区巷道布置样式小型褶曲影响工作面煤平巷的掘进方向，从而影响到工作面长度，影响到机械化采煤、给顶板管理带来困难；亦容易导致煤厚变化，生产条件复杂化，当特别发育时，甚至导致不可采

3.紧闭褶曲轴部地应力大，次级构造发育，开采困难，也容发生灾害事故，对生产影响较大（三）褶曲的处理1.大型褶曲（1）褶曲轴作为井田边界大型向斜轴部深，多作为井田界限；

大型宽缓背斜两翼相距远，难以形成统一生产系统，多作为井田界限（2）回风巷布置在背斜轴部运输巷布置在向斜轴部（3）井筒避开褶曲轴部井筒避开大型向斜轴部（避免占用煤炭资源）大型向斜轴部地应力集中，是地压、瓦斯危险区域2.中型褶曲（1）轴作为采区中心布置上下山（开阔平缓的褶曲）（2）轴作为采区边界（紧闭褶曲）（3）工作面推过褶曲轴（宽缓规模不大的褶曲）3.小型褶曲（1）采面重开切眼（2）运输巷改造取直二、断层（一）井下巷道遇到断层前的先兆：（1）煤（岩）层产状发生显著变化，伴生、派生小褶皱发育。（2）煤层顶底板出现不平行现象。（3）煤层及其顶底板中裂隙显著增加，一般越靠近断层，裂隙越发育。（4）煤层原生结构发生变化，滑面增多，出现揉皱和破碎现象，煤体呈鳞片状、粉末状。

（5）在大断层附近常伴生一系列小断层，这些小断层与大断层性质相同，产状大体一致。（6）在高沼气矿井，巷道中的瓦斯涌出量在出现断层前有明显的增值变化。（7）充水性大的矿井在揭露断层前，巷道出现滴水、淋水和涌水现象。（二）断层对生产的影响1.影响井田划分2.影响井田开拓方式断层的切割造成各个块段倾角变化大，限制了开拓方式的选择3.影响采区和工作面布置4.影响安全生产5.增加煤炭损失6.增加巷道掘进量7.影响煤炭综合经济效益（三）断层的处理1.开拓设计阶段对断层的处理（1）井筒位置的选择（2）井田边界和采区边界的确定①大断层为井田边界②倾向断层为采区边界双翼上山单翼上山（3）回采工作面的布置断层留在采面煤柱内（4）开拓方式的确定斜井立井2.掘进阶段对断层的处理（1）运输大巷遇断层（2）煤平巷遇断层穿底板穿顶板联络巷（3）采区上下山过断层改变巷道坡度3.回采阶段对断层的处理（1）强行通过①普采及炮采工作面H＜煤厚②综采面M-H＞支架高度③综采面M-H＜支架高度，顶底板软（2）重开切眼（3）划小工作面§10-3岩浆侵入体因素一、岩浆侵入体的一般特征（一）侵入体的形态1.岩墙（1）平面上（2）剖面上2.岩床（1）平面上（2）剖面上①层状侵入体②似层状侵入体③串珠状侵入体（二）岩浆侵入体引起的变质作用1.侵入体的产状2.侵入体大小3.侵入体在煤层中的位置4.煤层距侵入体的距离5.侵入体的岩性（三）岩浆侵入体的活动特征1.岩浆上冲的通道2.岩浆侵入层位侵入煤层具有的规律（1）岩浆侵入受煤层厚度的影响

（2）岩浆侵入受煤层结构的影响（3）岩浆侵入受煤的物理化学性质的影响（4）岩浆侵入受通道断层大小和煤层产状的影响

（4）3.岩浆侵入体的分区（1）上冲区通道附近层状似层状煤层失去工业价值（2）扩散区上冲区外围串珠状煤层大部分失去工业价值（3）波及区不见侵入体煤层变质程度高二、岩浆侵入体对煤矿生产的影响1.岩浆侵入体吞蚀了煤层，造成资源量减少，缩短了矿井服务年限2．使煤质变差（灰分增高、黏结性丧失），降低了煤的可利用性3．使完整的可采煤层被分割成若干块段，或出现不可采地段，给采面布置、回采及巷道掘进造成困难三、侵入体的处理1.岩墙的处理（1）运输巷、上下山回风巷→穿过（2）回采面重开切眼－倾向或斜交岩墙分面回采－走向岩墙2.岩床先探测，然后确定处理方案范围小，直接推过范围大，采区、采面避开分布区§10-4岩溶陷落柱因素一、陷落柱的概念二、陷落柱的特征（一）陷落柱的基本特征1.平面形状不规则多边形椭圆形圆形长条形其他形状2.剖面形状（1）锥状（2）漏斗状（3）不规则柱状3.陷落柱的高度4.陷落柱的中心轴直立的歪斜的扭转的（二）陷落柱的地表出露特征1.盆状塌陷坑2.丘状突起区3.柱状破碎带4.特殊地貌地裂缝跌牛缝（三）陷落柱的井下出露特征1.柱面特征剖面上凹凸不平平面上根据形态可确定巷道遇陷落柱的位置（三）陷落柱的井下出露特征2.柱体特征大小混杂时代新胶结状况反映形成时间3.陷落柱内的沉积物红色铁质白色钙质泥质和高岭土4.井下巷道遇到陷落柱前的征兆（1）煤岩层产状变化（2）裂隙和小断层增多（3）煤