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1、1,第六章 其他地质因素对煤矿生产的影响,6-1地 温 井下温度超过26，将出现矿井热害问题。 一、地壳浅部的地温状况 1、地球热能的来源： 1）内热：由放射性元素蜕变等产生。 2）外热：由太阳的辐射热等产生。 2、地壳浅部的地分带 1）变温层（外热层）：自地表向下约30米，受太阳辐射热的影响，温度与气温变化有关。 日变化（1-2m）;年变化(20-40m)。,2,2）恒温带（常温层）：此带深度大约在地下30米处，即变温层的下界，接近年平均气温。,3）增温带（内热层）：在恒温层以下，温度随深度而逐渐增加，表示增温规律的方法两种：,3,地温梯度（地热增温率；/100m ）：在增温带内，深度每增加
2、100米，地温所升高的温度；全球平均地温梯度约3/100m 。,4,地温级（地热增温级）：在增温带内，温度升高1，所增加的深度，以米表示。,5,二、引起矿井地温异常的因素,1、大地构造位置： 地壳活动区、岩浆活动、多地震，热流值大，地温梯度大，地温高； 地壳稳定区则相反。 2、岩石导热性： 矿区煤系多为导热性差、传热慢岩石（泥岩、页岩、煤），地温常出现高异常。 致密、坚硬、结晶质：导热性强，地温常出现低异常，如花岗岩、石英岩等。 煤系盖层厚，地表水补给条件差，这样地区地温较高。,6,3、矿区基底起伏与褶皱构造： 基底隆起区比相邻沉陷区地温高，地温梯度大；背斜部位比相邻向斜部位地温高，地温梯度大
3、。（基底隆起区古老岩系岩性致密导热率高，热流在隆起区域汇集形成高异常。 ）,7,4、深大断裂 深大断裂接近或通达上地幔，是深部炽热物质上升的通道。 5、地下水 地下水活动区：带走岩石热量，形成低温异常区；地温梯度 2/100m。 大型自流盆地：地下水长期停滞，循环弱，水岩热交换达到平衡，形成中常温度区；地温梯度 2- 3 /100m。 深循环热水上升区：浅层或地表水与深部热水循环交替，成为承压高温热水，形成高温异常区。,8,6、局部热源影响： （1）岩浆侵入体余热：决定于岩浆侵入时间。 （2）放射性元素的富集： （3）硫化矿床的氧化热：如黄铁矿氧化。 7、人为影响：井下机电设备产生热量，通风强
4、度不够等。,9,三、矿井热害等级我国矿区的地热类型,1、矿井等级： 正常区：地温梯度 3/100m。 异常区：地温梯度 3/100m。 一级热害区：原始岩温310 二级热害区：原始岩温370,10,2、我国矿区的地热类型：,（1）基底抬高型：热流值高，地温偏高，出现热害。 （2）基底沉陷型：热流值低，不会出现热害。 （3）深大断裂型：热流值高，有热水涌出。 （4）地下水活动强烈型：地温低，千米内不会出现热害。 （5）深循环热水型：局部热异常，局部有热水涌出。 （6）硫化物氧化型：局部热异常。,11,四、地温测量,1、钻孔测温： （1）测温仪器： 最高水银温度计，精度0.50C。 电阻温度计，精
5、度0.10C；常用。 2、测温方法：测温仪探头由浅到深，测不同深度的岩温。 （1）稳态测温：在与围岩温度已达到平衡后， 井液温原始围岩，称之。 （2）瞬态测温：在刚终孔和中途停钻的短时间内测温； 井液温原始围岩，称之。,12,2、巷道测温：巷道内打浅钻进行。 注意： 选新开挖的地段； 孔应打在干壁上； 测温前先让摩擦热冷却，测温时孔口封闭。,13,五、钻孔测温资料的整理,1、绘制垂深与温度变化曲线 （1）稳态测温孔： 据所测数据，绘制垂深与温度变化曲线。,14,（2）瞬态测温孔：可将孔底点、中性点、恒温点三点相连。,15,2、恒温带温度和深度的确定 选择代表地区，避开人为影响因素，长期观测。绘
6、制垂深与温度变化曲线，地温变化的拐点，即为恒温点（带）。 3、地热增温率和增温级的确定 （1）利用井下测温资料：,16,例：某矿240水平，距地表垂直深度为232.98m，实测岩温为20.30c，求地温增温级。（恒温带深h=30m，t=16.80C）。 S= （232.98-30）/（20.3- 16.8）=58m/0c,17,（2）利用瞬态测温资料： 可按恒温点和井底的温度和深度来计算,18,六、矿区地温预测,1、编制地温预测图件 （1）地温剖面图：矿井地质剖面图上加绘等温线。,19,（2）水平地温等值线图：水平切面图上加绘等温线，反映水平异常或规律。,20,（3）煤层地温等值线图：煤层底板
7、图上加绘等温线，反映地温在煤层范围内分布状况。,21,（4）地温梯度等值线图：构造图上，据各点的地温梯度绘制。 2、矿区深部地温预测 （1）确定预测目的层 （2）深部温度推算：用浅部资料外推。 T=T恒+G（H-H恒）； T-目的层待求温度； H-待求温度点距地面的深度； G-地温梯度。 例： H恒=30； T恒=16.8;G=1/55；则830水平的T为31.580C,22,6-2 煤层自燃,一、含义：残留的弃煤和煤柱，及采出煤或近露头煤，氧化热量达到煤的燃点时，产生煤的自然发火。 二、影响煤层自燃的因素 1、煤层的自燃性能 （1）煤的分子结构； （2）煤化程度：煤化越高，越难自燃。 （3）
8、煤岩成分： （4）水分：降到一定值，才有利于氧化。,23,（5）煤中的硫：3%均会自燃。 （6）地质条件：煤层越厚，倾角越大；构造破碎带等，容易自燃。 煤的自燃等级：,24,2、开采技术条件 （1）开拓方式：力求简单，防止漏风。 （2）开采方法：回采时间越短，越不会自燃。 （3）通风方式：风流动，风速又不大，才会自燃。 （4）采空区管理：及时封闭。 三、煤层自燃的防治 1、预放措施：对煤的自燃倾向性作出预测，制定预防措施： 避免井下大量丢煤； 防止采空区漏风； 采煤方法合适。,25,2、灭火措施： 填充漏风裂隙； 灌浆灭火； 阻化剂灭火； 加强通风管理。,26,6-3 煤尘,煤破碎后所形成的粉末状尘埃 一、影响煤尘爆炸的因素 1、煤的挥发分： Vdaf10%；煤尘不爆炸； Vdaf=10%15%；煤尘微弱爆炸； Vdaf=15%35%；煤尘强烈爆炸； Vdaf=35%40%；煤尘爆炸减弱。 2、煤的灰分与水分：可降低爆炸性。,27,3、煤尘粒度：越细，越容易爆炸。 4、悬浮煤尘浓度与瓦斯浓度。,5、空气中氧的含量：17%；不爆炸。 6、引爆火源：7000C8000C 7、开采深度：越深；爆炸性越强。 二、评定煤尘爆炸性的方法： 巷道中；实验室（常用）,28,三、预防煤尘与爆炸的措施,1、减尘与降尘。 2、防止煤尘引燃。 3、隔绝煤尘爆炸。,29,
