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1、煤矿地质 淮南职业技术学院工程二系地质测量教研室李垚金登刚柴永兴 第一章煤层厚度变化 煤层厚度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 第一节煤层的观测 一 煤层观测的内容1 煤层结构2 煤层厚度3 煤层顶底板4 煤层煤质5 煤层含水性6 煤层产状 二 煤层的观测方法1 用井巷观测基线测制煤层剖面2 利用井巷与钻孔的揭露来测量煤层厚度3 煤层观测点的位置应按实际情况来定4 以沉积岩的一般观察方法来鉴定煤层顶 底板5 煤岩分层描述的观察点力求一个新鲜的连续剖面6 在上述特征观测经常上 对一条巷道或一个工作面都要做煤层的总体描述并附煤层观测点平面图 第二节
2、煤层厚度的测量 煤层厚度 煤层厚度的测量 为生产矿井的探煤厚工作煤层厚度测量的任务 一 掘进煤层巷道的探煤厚工作1 用皮尺或钢卷尺垂直煤层顶 底板的层面直接测量煤层真厚度2 用钻探或巷探来探测煤层的全部厚度例 在缓倾斜煤层沿顶掘进的分层巷道中 用煤电钻探测下分层煤层厚度 二 回采工作面的探煤厚工作1 工作面探煤点的间距 探煤点沿走想的间距则视煤厚变化的情况而定 通常为5 10m 前后两次的探煤厚度变化 2 工作面探煤厚的方式 在回采第一分层时 就一次探到煤层的底板 控制全部厚度在回采一个分层时 探测下一分层的厚度 按顺序进行 三 探煤厚的注意事项1 探煤钎子应垂直煤层顶 底板层面钻进2 用煤电
3、钻向下探煤时 要经常提拉钎杆 清除煤粉 察看返出的顶 底板岩粉 防止卡钻3 探复杂结构煤层时 要根据夹石层与顶底板的岩石硬度不同 岩石性质差异来判别它们的位置及煤与矸石的厚度4 测量下探煤厚的深度时 每钻进一米钎杆 要扣去10公分5 工作面探煤厚的时间 应安排在铺设分层假顶和放顶之前 第三节煤层厚度变化的探测 为了有效的进行煤厚变化的探测工作 要求尽可能正确的鉴定各种变化的地质特征 判别各种不同的地质成因 按照生产的要求 测定煤层分叉 尖灭 增厚 变薄的开采技术界线 为此将各种成因的煤厚变化地质特征做成简表一 煤层分叉尖灭的探测1 煤层呈多层次的 比较稳定的分叉 在急倾斜矿井中 可用井下钻探和
4、阶段石门来探测 2 煤层呈短距离的不稳定分叉 一般是根据主分层布置巷道 其他达到可采厚度的次要分叉层 可用钻孔或探巷圈出 然后按自上而下的顺序进行回采 3 分叉煤层分合线的圈定二 煤层底凸薄化的探测煤层底凸薄化 1 利用钻探控制巷道掘进前方的底凸位置2 利用镁底板倾角变化推测掘进前方的底凸位置3 利用巷道穿越底凸部位 直接圈定煤层底板凸起的位置及薄化范围4 利用工作面上分层边采边探的煤层观测资料 编制煤层顶 底板标高等值线图 泥炭沼泽的基底地形 圈定煤层底凸薄化的位置和范围 三 煤厚构造变化的探测对这种煤厚变化 主要应查明煤层变薄带的分布 并在采掘过程中测量煤层厚度 确定最小可采边界 以提高资
5、源回收率 煤厚构造变化带的探测应在掌握本井田构造变化规律的基础上 根据煤厚构造变化的特点 结合井下观察及钻探和巷探进行 四 煤厚复杂变化的探测煤层变化的地质特征 对于这种煤厚变化的探测 主要是在开拓开采过程中 充分利用生产巷道作探巷 辅以井下钻探 以边掘边探险 边探边掘的方法进行 边掘边探 边探边掘边采 第四节煤层厚度变化的预测 煤层厚度变化的预测四个步骤 首先是全面了解本井田所属煤田成煤古地理环境 地质构造 煤系组成及含煤性变化情况 其次是深入调查包括勘探钻孔及采掘工程揭露所在有煤层出现厚度变化的地质特征 仔细判别变化原因 再次是分析研究内煤 岩层产状 构造形迹展布 煤层与夹石层变化 顶 底
6、板岩性岩相组和与分布等 以及它们与煤层厚度变化之间的关系 最后是系统整理资料的基础上编制预测图件 一 煤层冲蚀薄化预测1 研究煤田地质资料 2 观察煤层冲蚀现象 3 测定煤层冲蚀带的宽度与切割深度 4 推断古河流的流向 5 判别古河道的弯曲 6 绘制煤层冲蚀平面图 二 煤厚的构造变化的预测煤厚的构造变化的预测是在基本搞清井田地质的构造型式 各种构造展布规律及其煤厚变化之间的关系这一基础上进行的 第二章矿井地质构造 一 地质构造对生产的影响主要有以下几个方面 影响井型规模和井田划分影响开拓部署影响掘进率影响工作面正常生产影响安全生产二 生产矿井研究地质构造的主要任务可以概括为以下几点 1 系统观
7、测和收集井巷和钻孔中所揭露的一切地质构造资料查明井田内容区段 各部位的煤层产状变化和构造展布特点2 井下新揭露的构造 对褶曲轴的方向 位置 煤层标高及起伏变化 对断层应查明其性质断距 延伸方向和另一盘被断失煤矿层的确切位置3 及时地提高可能出现的各种构造迹象 以及它们对煤厚变化 岩浆侵入 充水条件 瓦斯赋存等的控制影响4 系统地掌握各种具体构造的延伸变化和总和构造的展布特点 尽可能地对下煤层 下一水平 深部或未采掘地段的构造提出预测意见5 与采掘部门一起高速和改巷道方向或工程布署 第一节褶曲的观测与判断 一 褶曲的识别与观测1 井下对于褶曲的判断是根据煤 岩层产状变化和岩层层序的对称出现这两个
8、标志 岩石产状在石门中相背或向倾斜 或是在煤矿层平巷中由于产状的急骤改变而使巷道转弯都有表可能有褶曲的存在 地层层位的对称性重复 是确定褶曲存在的又一标志 2 褶曲构造的观测 对那些在巷道貌岸然中能观察全貌的小型褶 曲 应系统地查明褶曲轴的位置 方向以及是否倾状 倾状方向和倾状角大小 褶曲两翼的煤层和岩层产状 褶曲宽度和幅度 褶曲对煤层厚度及结构的影响 在褶曲与断裂 节理的关系 以及褶曲的延展变化 往深部发展趋势和对采掘生产的影响程度等二 褶曲轴判断1 巷道中实测 2 根据上部资料推断 3 根据区域构造线方向推测 4 实际控制与外推相结合 即边推边掘 边掘边采三 查明褶曲的生产勘探工作1 巷探
9、 对于向斜轴的探查 多采用由下水平的石门向上部煤层的向斜槽底掘立眼的方法2 钻探 对褶曲构造的探测 应尽可能地利用已揭露的各种资料 能过作图分析 初步判断其类型 规模和分布范围 当有些部位很少的构造形态还不清楚时 最好采用将来可为生产使用的探巷加以查明 对构造复杂 控制很少的的褶曲 则应在井下邻近巷道貌岸然用钻探查明 第二节断层的观测与判断 一 巷道遇断层前可能出现的征兆1 煤岩产状发生显著变化2 煤层厚度发生变化 煤层顶 底板出现不平行现象3 近断层处常出现牵引褶曲 煤层揉皱和破碎现象4 接近断层时 煤层和顶 底板中裂隙显著增加 并且常常具有个一定的规律性5 在大断层附近常伴生一系列小断层
10、6 瓦斯大的矿井 巷道接近断层时 瓦斯涌出量往往有明显变化7 在充水性强的矿井 巷道接近层时 往往出现滴水 淋水甚至涌水现象二 断层的观测1 断层位置的确定 方法是从已知测点或其它已知点用皮尺测量至断层的距离 2 断层面特征的观察 3 断层两盘伴生 派生地质现象的观察 4 断层性质和断层力学性质的鉴定 5 断层产状和断煤交线的测量 6 断距的测量 7 断层的描述 三 断失翼煤层的寻找概念 方法1 煤 岩层层位对比法 根据巷道已揭露的断层另一盘的煤 岩层层位 结合断层的产状 来判断断层的性质和落差 2 根据伴生 派生的小型构造及断层面上特征 小型构造有 1 牵引褶曲 2 羽状断裂 根据牵引褶曲
11、羽状断裂寻找断失翼煤层的方法 与地质力学型构造判断主干裂的运动方的方法相同 3 平行小断层 4 根据断层带和断层面特征 3 根据规律推 4 作图分析 5 生产勘探方法 第三节构造预测 构造预测有两方面内容 一 是根据已揭露的资料来推断下部煤层 下一水平或邻近地区的构造情况 二 是根据已查明的构造规律来预测未见采掘地区的构造展布特点一 已知构造的延伸预测根据上部煤层或上一水平已经揭露的构造资料 通过作图方法来预测深部或下一煤层的构造延展情况 1 利用剖面图推断深部构造的发育情况2 利用水平切面图推断构造在走向延展的情况3 利用煤层底板等高线预见同一煤层深部构造出现的情况4 利用煤层立面投影图推断
12、急倾斜煤层深部构造的发育情况5 利用上一层煤的底板等高线图推断下一煤的构造发育情况 第四节对断层的处理 对断层的处理既包括对不同类型的断层进行合理的设计布署 也包括在采掘过程中遇到新发现的构造时 调整和改进生产系统和采掘方向 以便在保证安全生产的情况下 最大限度地减少断层对生产的不利影响 一 开拓设计时对断层的处理1 井田或采区边界的确定 在划分井田或采区边界时 如有落差大的断层存在 最好以大断层作为它们的边界 2 井筒位置的选择 一般立井井布置在倾角较大的大断层的下盘 距断层30 50米经外的位置上 3 运输大巷的布置 在有断层错动的地方 煤 岩层可以错移的很远 甚至与另一盘的含水相接触 这
13、时必须处理好巷道改向问题 4 采区块段划分 尽可能地将较大断层留在各块段之间的煤柱当中 二 巷道掘进时对断层的处理 一 平巷过断层1 斜穿煤层顶 底板过断层 在断层下盘破底改向而进入煤层 岩性是否的利于施工 距离短 尽量少丢三角煤等 2 顺断层面过断层 沿断层掘进而进入另一翼煤层 如果断层附近岩石破碎 压力大 又有水 瓦斯等的威胁时 则不能紧靠断层施工巷道 而应在巷道穿过断层后 距离面一定距离平等断层走向 掘石门进入另一翼煤层 二 斜巷过断层1 当断层落花流水差较小时 断失盘是上升盘或下降来采取挑顶 卧底或挑顶卧底相结合的方式来通过断层 2 当断层落差较大时 必须改用石门反眼 立眼等方式进入另
14、一翼煤层 三 回采阶段对断层的处理 一 走向断层的处理1 断层落差小于煤层时 可不另开巷道而强行通采 当断层倾向与工作面运输方向一致时 对断层造成的台阶可用破顶方法通过 当断层面倾向与工作面运输方向相反时 可以卧底把断层台阶铲平 2 断层落差大于煤厚或采高时 可在断层上下各增加一条中间顺槽 二 倾向断层的处理1 断层落差小于煤厚时 采用推硬过和方法 2 断层落差大于断厚或采高时需要重新开掘过压切割眼 三 斜交断层的处理与倾向断层的处理方法基本相同 但当断层落差一端大一端小时 可采用合采与分采相结合的方法进行回采 1 为生产创造有利条件 处理断层所布置的巷道 应尽可能保持平直 少出现急骤拐弯 以
15、简化生产系统和运输环节 2 尽量减少资源损失 以断层为工作面边界时 应确切控制其延展变化 合理布置巷道 减少煤柱损失 3 降低掘进率 由于灿层存在往往要多掘巷道 但应防止由于判断错误或处理不当多掘岩巷或无效进尺 4 不影响正常生产 主要是要处理及时 防止由于处理断层而使采掘工作中断 5 有利于安全生产 避免处理后的采区 休面出现下行风 串联风 小眼漏风 尽可能不采用自留与小眼直接连接的出煤方式等等 第三章岩浆侵入煤层第一节岩浆侵入体的观测 一 井下观测为了解决岩浆侵入的问题首要工作就是观测与编录 内容包括 1 观察岩浆的颜色 矿物成分 结构 构造等特征 必要时采集标本作镜下鉴定 2 测定岩浆侵
16、入体与断裂构造的关系 3 查明岩浆侵入体破坏的情况 4 观测煤层被破坏的情况 二 资料整理根据井下观测和生产勘探得来的材料 要及时整理成为反映岩浆侵入体特征的各种巷道剖面图 素描图 煤层柱状图和钻孔柱图等原始资料 第二节岩浆岩区煤层的探测的工作 一 岩浆侵入区煤层预测方法1 根据侵入体的特点及岩浆活动的特征 可利用岩浆岩体的纵节理方向 矿物长轴排列方位和岩体波浪起伏延伸方向推断岩流向 再根据侵入体形态特征寻找岩订的边缘界限和岩浆上冲通道 2 根据煤的物理化学性质变化 接触变质产生天然焦和高变质煤 煤的物理化学性质发生显著变化 3 根据煤的发挥分数值变化 利用煤的挥发分数值的变化来预测侵入体的位置和未开拓地区的煤种分布 4 根据侵入区的找煤工作 二 岩浆侵入区的找煤工作1 在厚煤层岩浆侵入区找煤 在厚煤层中沿底棉板掘进巷道 经过勘探上面仍有可能找到大片煤炭 沿厚煤层顶板掘进的巷道遇到岩浆岩侵入体 经向下钻探也有可能找到可采煤层 2 在岩体之间及边缘找煤 在第二 第三类型岩体之间可以找到可采煤层 在第四类型中除极不规则的形态之外可以找到保存较好的煤层 3 在断层一侧及其错动带找煤 一般岩浆
