矿井地质基础知识

、岩石与地层人类的活动，大都是在地壳的表层进行。组成地壳的是岩石，岩石由矿物颗粒组成，矿物由一种或多种元素组成。按生成方式，岩石可分为沉积岩.岩浆岩和变质岩三大类。煤是一种由植物遗体转变的沉积岩，煤层上下的岩石绝大多数也是沉积岩。常见的沉积岩有砂岩、泥浆岩和石灰岩等。岩层的空间产生状态，可由岩层的走向，倾向和倾角反映出来，该三者称为岩层的产状三要素(也叫煤层产状三要素)。走向:岩层的层面与水平面的交线，称为走向线。走向线是一条水平线。走向线两端的延伸方向，称为岩层走向。它表示倾斜煤层在水平面上的延伸方向。倾向:在岩层面上，垂直于走向线沿层面倾斜向下所引的直线，称为岩层的倾斜线。倾斜线在水平面上的投影线称为倾斜线，倾斜线所指的方向称倾向。它反映了岩层的倾斜方向。倾角:岩层的倾斜线和它在水平面上投影线的夹角，称为岩层的倾角。它反映了岩层的倾斜程度。、煤层煤层结构：煤层中有无稳定的岩石夹层(夹矸)的情况称为煤层结构。一般分为两类：简单结构煤层：煤层中不含稳定的呈层状分布的岩石夹层，有时含有效小的矿物透镜体或结核。复杂结构煤层：煤层中夹有一至数层呈层状的较稳定的岩石夹层煤层的厚度：煤层的厚度就是指煤层顶、底版之间的垂直距离。根据煤层厚度对地下井开采的影响，将煤层分为以下3类：薄煤层：煤层厚度从最低可采厚度~1.3m。中厚煤层：煤层厚度为1.3~3.5m。厚煤层：煤层厚度为3.5m以上。习惯上把煤层厚度为6m以上称为特厚煤层。煤层的倾角：煤层倾角是指煤层层面与水平面之间的夹角。根据煤层倾角对地下开采的影响，将煤层分为4类：近水平煤层：倾角在8度以下。缓倾斜煤层：倾角在8度~25度以下。倾斜煤层：倾角为25度~45度。急倾斜煤层：倾角为45度~90度㈢、地质构造沉积岩层开始形成时，一般呈水平和连续完整状态。在地壳运动的作用下，产生变形和变位，改变了原先的赋存状态，这种现象称为构造运动。由此而形成的岩层空间状态，称为地质构造。地质构造主要分为两类：褶皱构造和断裂构造1、褶皱构造。岩层受水平力的作用，被挤压成曲状，但仍保持岩层的连续性和完整性的构造形态，称为褶皱。岩层褶皱构造中的每一个弯曲称为褶曲。岩层层面凸起褶曲称为背斜，凹下的称为向斜。2、断裂构造。岩层受力后遭到破坏，失去了连续性和完整性的构造形态，称为断裂构造。若断裂面两侧的岩层没有发生明显的相对位移，称为断裂或节理;若断裂面两侧的岩层发生了明显的相对位移和错动，称为断层。岩层断裂后，两个断块发生相互错动的错动面称为断层面。位于断层面上方的断块称为上盘，位于断层面下方的称为下盘。根据断块相对错动的方向，将断层分为正断层，逆断层和平推断层。正断层;上盘相对下降，下盘相对上升。逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降。平推断层：两盘沿断层面最水平方向相对位移。㈣、褶皱构造对煤矿安全生产的影响1、向斜褶曲，由于埋藏深度大，因此瓦斯含量高。2、向斜轴部顶板，压力常有增大现象，岩石破碎，容易发生跨落，必须加强支护，否则容易发生冒顶、切面等事故，给顶板管理带来很大困难。3、瓦斯突出的矿井，向斜轴部是瓦斯突出的危险区，由于向斜轴部的次一级构造比较发育，也是瓦斯较集中的地区，在绝大的瓦斯压力和顶板压力作用下，往往容易瓦斯突出。4、在褶皱构造的影响下，有的煤层突然增厚，使原采煤方法不能继续，需改变采高或分层开采;有的地方突然变薄甚至不可采，使工作面无法继续采煤，需要重新掘开切眼。㈤、断裂构造对煤矿生产的影响1、断层破碎带是径流的良好通道，地表水和底下水往往沿通道流水井下，使涌水量增加，在水文地质条件复杂的矿井，还可能引起突水事故。2、在高瓦斯矿井中，在断层破碎带附近，容易聚积大量瓦斯，可能会造成瓦斯突出事故，给生产带来危险。3、断层带及其附近，由于岩石破碎，降低了岩石强度，容易引起跨落冒顶，因此，施工时必须注意。4、断层造成煤炭损失，为保证安全生产，断层两侧必须留有一定宽度的保安煤柱。5、断层