第七章 矿井地质.ppt

1、地质学的基础、地质学的基础、中国矿业大学资源和地球科学学院的王继尧、第七章矿山地质、第一节地质工作概要第二节主要矿山地质工作第三节补充影响煤矿生产的地质因素、内容煤矿的巷道知识，向巷道，整体(集中)运输大巷、总回风巷、水平运输大巷、工作面运输大巷垂直巷、纵(立) 扩大主井、副井、滑煤眼、暗井及其他主(副)斜井、平唯、石门、巷道掘进头、迎头、顶棚、左锁、右锁储量，延长矿井寿命，制定保证煤炭资源合理开采的采面地质说明书加强对采矿过程中地质问题的研究煤质和储量管理研究、发现问题和处理方式二、强调矿山原始地质目录的经常性、及时性、准确性、系统性和统一性重点，第一节地质工作概要、石门目录、石门目录模式图

2、、三、矿山生产中的“三量管理”、三量：煤矿开采生产准备工作、水平开拓、采区准备和采区工作面的切断等三个方面根据上述三阶段井巷工程的性质和用途，开辟巷道、准备巷道和回廊三种巷道围起来的可采储量分别称为煤量开拓、煤量准备、采煤量回收，简称“三量”。 开拓煤量：为开拓巷道而包围的煤量。 完成开采所需要的：主井、副井、风井、井底车场、主要石门、集中运输大巷或运输大巷、集中下山或采区下山、主要滑坡和所需总回气巷等的开拓、掘进工程规定的范围内、按设置要求应采用的煤量。 准备煤量：为准备巷道而包围的煤量。 在开拓煤量范围内完成开采所需的采区运输巷道、采区回风巷道以及采区山等掘进工程围绕的范围内，按照设置修订

3、要求应采的煤量。 回采煤量：在准备煤量的范围内，为了在采区的山、中间巷道和采矿工作面开眼，设备可正式采煤的煤量。 四、储量损失和采矿率：采矿率修订计算：采矿率=(储量-损失量) /储量100%、采矿率、厚煤层75%、中厚煤层80%、薄煤层85%、水力采煤75%、停止采矿作业！ 第二节主要矿山地质工作、主要工作、新开拓区(水平延深)地质工作在采区掘进地质工作方面采取的地质工作矿山末期地质工作矿山生产勘探工作，是直接解决生产具体问题的勘探工作：开采工作先行放出瓦斯和水， 探讨岩体的分布和煤层的破坏范围探讨确定岩溶落入柱子的位置煤层厚度的变化，确定煤层的氧化和风化带的巷道遭遇断层时，包围失去煤层的煤

4、层的可采边界等。矿山生产勘探工作、未开拓区地质构造及煤厚变化：了解未开拓区地质构造及煤厚变化的井田深部或两翼范围内的低水平储量升级井田内设修订中未包括的薄煤层、高灰分煤层中，进行部分揭示低段的专业水文地质勘探工程； 第三节影响煤矿生产的地质因素，一、煤厚变化对矿山生产的影响、煤厚变化对生产的影响、开采配置、规划生产的影响、增加掘进坑道数量的采收率下降。 的双曲馀弦值。 的双曲馀弦值。、简化处理：煤层分岔：特征简化处理1、煤层分岔后在井田范围内稳定进行二层煤处理2 .厚煤层在一个或两个方向多次分岔，及时使用巷道或小钻井煤3 .一个煤层在不同地方单向分岔必须抓住主分岔煤层沼泽底部不公平造成的煤层变

5、化：特点是简单处理煤层底部不公平，顶部是比平坦的煤层运输通道更能破底的厚煤，采用分层时应立即弄清分层，减少资源浪费。 煤炭厚度的变化，由于清洗、年轻人：观察层理的倾斜方向以及砾石、树棒化石的倾向，判断填充物的岩性与顶板的接触关系，制作顶板的岩性、岩相图与顶板砂体的厚度图，决定冲洗胶带的宽度与范围。 先判断后再使用巷道，挖掘的运输巷道可以通过清洗带，采煤工作面的配置因情况而异。 构造挤压引起的煤厚变化：由巷道性质和变薄方向决定的主要巷道要保持原来的设计，巷道要通过顶棚或砸底。 厚煤层勘探：继续找煤，确定下层煤的厚度，可以用石门找，一般可以一边用电采煤一边找。 二、构造变动、构造变动对煤矿的影响复

6、杂的开采技术条件以及影响开采配置的破坏煤炭储量的断层和褶皱地带容易发生事故，研究矿山构造的基本任务是在巷道施工过程中总结各种地质构造出现的前兆， 在预报前方地质构造的巷道暴露地质构造现象后，明确其性质、产状及规模，寻找施工中应指示方向的地质构造规律，并将收集到的井下资料反映在相关平面图或剖面图中进行分析。 对褶曲的判断结构简单，标志层明显的矿山背、斜不难识别，在结构复杂、岩层杂乱的地区，要认真具体分析。褶曲观测内容应系统明确褶曲轴的位置、延伸方向、倾倒及倾倒方向、倾倒角的大小对两翼煤层、岩层产状褶皱的宽度、宽煤厚度的影响断层的观测和判断应系统明确：断层的产状、延伸方向、断层断距、断层草图、断失

7、利用断层带附近伴随的地质现象的小断层、牵引褶皱、擦痕作图分析法，根据断层规律的类推法生产勘探方法，确定断层规模，寻找断煤层，构造研究是一项复杂、全面的研究工作，应进行综合分析。 用断层预测断面图推断深部构造用水平断面图推断深部构造的延伸和影响范围用煤层底板等高线图推断断层在同一煤层内的延伸，用上煤层底板等高线图预测对深部煤层的影响，推断下一煤层的断层露出位置巷道在遇到断层之前可能出现的征象： a， 断层附近的煤岩层的塑性变形现象煤岩层的生产状变化、煤层的厚度变化、发生牵引褶皱等b、断层附近的包括脆性破坏现象在内的顶板裂缝增多(一般在10-20m的范围)的情况下，伴随着一系列的小断层；岩层的裂缝

8、贯通含水层c .认真总结断层前后瓦斯涌出量多发生明显变化的矿山接近断层时的征兆，有助于总结矿山遭遇断层的现象，达到预测断层的目的。、构造变动对煤矿的影响复杂的开采技术条件及影响开采配置的煤炭储量在断层和褶皱地带容易发生事故，巷道遇到断层时的处理1，开拓设修阶段断层的处理，井田或采区的边界的确定，井田：以大断层为界，落差100m或50m， 采矿区：大断层为边界，如落差20m。 井筒位置的选择：一般的立井筒设置在倾斜角较大的断层下盘上，距断层30-50m较好，运输大巷的设置：遇到大断层时，可改变方向，但过断层后，应尽快进入原来的设置修订层位。开采块段划分：尽可能将大断层留在采面间的煤柱上，向断层进

9、入阶段性煤柱，有以断层为采区边界的倾向；2、巷道开采阶段对断层的处理应根据地质条件和生产对巷道的要求分别采用不同的方法。 斜巷过断层：倾斜贯穿煤层顶、底板或顺断层面的采矿阶段的断层处理：面向断层的处理：断层落差小于煤厚时，选择顶，潜入的断层落差大于煤厚时或大于采高时， 可分采的倾向断层处理：断层落差小于煤厚，选择潜入的断层落差大于煤厚或高于采高，恢复切眼采矿的斜交断层处理：与一般处理倾向断层的方法基本相同，三、岩浆岩对煤层的影响、气体成因、泥炭、褐煤按肥料)、无烟煤、修订计算，每生成1吨煤，就有1000m3的煤气和二氧化碳，全国煤矿煤气灾害分布，煤气分布，发生瓦斯喷出的三级煤气矿： 10 15

10、m3/T (昼夜)，超级煤气矿： 15m3/T (昼夜)，注意：一旦发生瓦斯喷出的矿山都是超市绝对瓦斯喷出量： m3/分，构造影响剧烈的地带，煤呈颗粒状，鳞片状，容易引起突出，突出瓦斯压力一般需要6个大气压，压力与突出可能性成正比，掘进引起的集中压力受增加了突出危险性的构造控制，多发生在带状突出的瓦斯风氧化带以下研究了瓦斯突出的防治利用与管理、地质规律与瓦斯的关系瓦斯地质研究，打开预测瓦斯突出的释放层先开采无突出危险或突出危险性小的煤层，引起裂缝增加瓦斯通气性，降低突出煤层的瓦斯含量和压力先钻孔使瓦斯突出的振动炮地温率： m/地热源：岩浆、热、大地热、放射性元素等地热研究地温等值线图地温剖视图

11、热源研究。 影响矿山温场因素岩性的基底起伏和构造形态深断裂； 地下水； 热源局部地影响。五、岩溶塌陷柱、塌陷柱对煤矿生产的影响，煤层塌陷在一定范围内丧失开采价值，减少煤储量，缩短矿山服务年限，井巷废弃塌陷破坏煤层连续性，给井巷工程的布局和施工、采煤方法和开采机械的选择增加很多困难的塌陷柱贯穿含水层将地下水引入采掘工作面，在地下水丰富的矿区内，如果含有威胁生产安全的煤的地层下伏岩系为可溶性岩石，如石灰岩、白云岩、石膏层等，则可以在地下水的溶解作用下形成岩溶洞窟，随着洞窟规模的扩大，在上观岩系的重力负荷下，煤层及其围岩逐渐落下， 可形成环状柱状凹陷，通称凹陷柱的填充沉积岩石碎片层序混杂，排列紊乱，

12、角清晰，大小不同，粘土填充胶着的凹陷柱形态一般呈上小下大的不规则圆柱体，断面呈圆形或椭圆形， 截面直径从几米到几百米，井下遇到塌陷柱前兆，形状改变：在塌陷过程中，牵引作用下周围煤、岩层向塌陷柱中心方向倾斜的倾斜角在3-6之间，分别达到10，影响范围一般为15-20m。 裂缝增多，小断层增多，煤的氧化水涌出量增加，陷落柱的原因，有可溶性岩层，有良好的地下水活动通道，有丰富饱和的侵蚀性水质，地下水排泄口，加剧地下水交替作用，陷落柱勘探，挖掘勘探巷探煤的氧化水涌出量增加， 陷落柱调查，影响煤矿生产的地质因素：煤厚变化构造变动岩浆岩煤矿瓦斯和地热岩溶陷落柱，本章结束，利用标识层的对比，利用煤岩特征变化

13、，利用断层、断层带附近的构造特征、牵引褶皱曲、小断层的增加、断层面特征、断层带煤线、DE； FB、顶板掘进段： CD； EF； 看100、f、断层点，上煤层推测下煤层、断炭交换面线的绘图法，例如-150m顺槽中一点实测正断层上盘煤层断失点f点，煤层产状158 30断层面产状20245； 垂直断层行走方向的落差为H=17m。 求出-150m以下的煤层底板等高线及断煤交面线。制图步骤：1 :推断煤层与断层面的等高线，2 :上下煤层的交线，3 :下煤层的等高线，利用个别煤层断裂点的产状资料，制作断裂煤交面线，研究断层对巷道开挖的影响，是矿山地质工作中常做的工作。17m、17m、17m、17m具体的工

14、作内容是：矿区地质构造研究：矿山构造与煤矿的生产安全直接相关，是引起煤层瓦斯突出的主导因素。 深入研究构造发育规律、空间组合特征、构造演化机制及其构造应力场演化，特别是近代构造应力场分布的各种断层封闭特性； 对于以应力集中区为新闻工作重点地区所围绕的可储气结构，进一步明确其与矿山开拓工程的关系，确定可能发生突出点的位置。 研究煤层厚度变化的特征，分析变化原因、煤体特征，确定变化带的位置。 考察鉴定煤层各层的煤岩和物理特征，确定煤结构的破坏类型，得到突出软层厚度的最小值(始突厚度)，在煤层等厚度线上标出始突厚度等值线。 测定和修订煤层瓦斯压力和瓦斯含量，围绕煤层原始瓦斯压力等压线。 研究了水灾的地质状况，分析了水、瓦斯、构造三者之间的关系，明确了地下水活动对突出煤层的影响。调查了煤层顶、底板岩石的力学性质、层厚构造和构造以及地质构造破坏特征，了解其对气藏和释放的控制作用。 绘制煤与瓦斯突出预测图。 以煤层底板等高线图为底图，填写上述各种突出相关的气体地质资料，在采掘过程中产生的突出(包括突出的时间、场所、类型、煤(岩)量、气体量)以及各种巷道等内容的图中，在采掘工程的平面图和地质图上填写突出点，制作突出点分布图五检查：检查区内由凹陷到发育、分布的规律性凹陷柱周边的煤、岩层中的裂隙发育状况及填充物的性质调查煤层被氧化的