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1、上次课内容回顾,1、煤系,（含煤建造）,2、总含煤系数、可采含煤系数,3、顶板 、底板,4、煤层的结构划分,5、煤层的厚度划分,（总厚度、有益厚度、可采厚度）,6、地采：近水平煤层，急倾斜煤层、中厚煤层,7、含煤岩系？类型？,8、煤田，煤产地,9、双纪煤田,10、中国的聚煤期,11、我国聚煤区,第六章 影响煤矿生产的主要地质因素,第一节 煤层厚度变化,一、煤层厚度变化的原因及变化特征,（一）煤层厚度的原生变化,指泥炭层堆积过程中，在形成煤层顶板岩层的沉积物覆盖以前，由于地壳活动，沉积环境变迁等各种地质因素的影响而引起的煤层形态和厚度变化。,地壳不均衡沉降,I-厚煤带 II-煤层分叉带 III-
2、煤层尖灭带,泥炭沼泽基底不平,河流同生冲蚀,海水同生冲蚀,（二）煤层厚度的后生变化,指煤层被沉积物覆盖以后，或煤系形成以后,河 流 冲 蚀,构造变动,岩浆侵入,岩溶陷落,二、煤层厚度变化对煤矿生产的影响,1影响采掘部署影响到煤矿开采设计和采掘部署。例如原为一次采全厚的煤层，由于煤层增厚必须改为分层开采。又如在已开拓区内，由于局部地段煤层出现底凸变薄或河流剥蚀使部分区段不可采，需要重新设计采区和工作面。,2影响采煤工艺我国的采煤工艺，按机械化水平的高低依次为综采、高档普采、普采、炮采，不正规开采等五类。煤层厚度的变化直接影响采煤工艺、采煤方法的选择。特别是综采对煤层厚度的稳定程度要求更高。如果煤
3、层变薄甚至小于液压支架的最小高度时，需要增加破顶或破底工序，影响生产效率，甚至会因煤层变薄使工作面中断生产。,3影响计划生产采煤生产是多工序按计划连续作业，如果回采工作面内煤层厚度变薄，会打乱原来的工作计划，使工作面提前结束造成采掘失调，工作面接续紧张。,4掘进率增高为探明煤层厚度变化，需多开巷道进行专门探测，使掘进率相应增高。,5采出率降低煤层厚度变化大，常造成回采工作中的面积损失和厚度损失，从而降低了采出率。,三、煤层厚度变化的研究和处理,（一）煤层厚度变化的观测和探测,1煤层的观测1）煤层的观测内容,（1）煤层结构:要查明煤层的各个分层和夹石层，观测夹石层的层数、厚度、岩性及其与煤层的接
4、触关系。对于煤层的结核、包裹体也要注意观测。,（2）煤层厚度。要实测煤层的总厚度和各分层厚度，要注意观测煤层厚度变化及其地质特征。,（3）煤层顶底板。要观测煤层顶底板的岩石性质、厚度及其与煤层的接触关系，顶底板裂隙的发育程度，以及岩石的稳固性、可塑性及膨胀性等。,（4）煤岩煤质。一般只观测煤的颜色、光泽、裂隙、硬度及脆度等物理性质，煤的结构与构造等特征。根据需要也可进行宏观煤岩组分描述和鉴定煤岩类型。,（5）煤层含水性。煤层的含水性一般分为干燥（无水）、潮（滴水）、湿（淋水）、含水（涌水）等四种情况。,（6）煤层产状。要测定煤层的走向、倾向、倾角，以及测定其他构造变动所显示的形迹。,2）煤层的
5、观测方法,通常，井下煤层观测工作是结合井巷及钻探的地质编录一起进行的。,（1）用井巷观测基线测制煤层剖面，或以一定间距的煤层柱状、迎头素描及顶（底）板标高来控制煤层的结构及其构造形态，并测出各个变化点的煤层产状。（2）利用井巷和钻探揭露来测量煤层厚度。一般要测出煤层的真厚度，只有在受到观测条件限制时，才可测量煤层假厚度，然后再换算成真厚度。对于煤层增厚、变薄、分叉、尖灭、断失、褶皱等厚度变化的位置及影响范围，应在井下现场绘制平面草图，必要时要绘制反映变化特征的细部素描图。（3）煤层观测点的布置，应按煤层的稳定程度和实际情况确定煤层观测点间距,（4）一般应以沉积岩石学方法来鉴定煤层顶底板。根据井
6、巷支护及现场管理的需要，有时要进行顶底板岩石物理力学性质的试验和顶板裂隙的测量统计。（5）煤岩分层描述的观测点，应力求是一个新鲜的连续剖面。对于层位稳定、厚度大于2cm的夹石层，必须单独分出。有特殊意义的标志层或煤岩类型也要单独分层进行观测。（6）在上述特征观测基础上，将井下收集的各种煤层资料，均需填绘在采掘工程平面图上。填绘的资料包括：煤层观测点、有顶底板岩性的煤层小柱状图、附有煤质化验简表，以及其他说明煤层和顶、底板变化的资料。此外，根据需要还可编制煤层等厚线图及煤质等值线图。,2煤层的探测,1）煤层厚度的探测,（1）煤巷掘进中的探煤厚工作。,根据煤层厚度的不同情况，采用不同的手段来探测煤
7、厚。在能够揭露煤层全部厚度的薄煤层的巷道中，可用皮尺垂直煤层顶、底板的层面直接测量煤层真厚度。在只能揭露一部分煤层厚度的厚煤层及部分中厚煤层的巷道中，必须用钻探或巷探来探测煤层的全部厚度。,（2）回采工作面的探煤厚工作。,在缓倾斜或倾斜的厚煤层分层开采的工作面中，为了正确控制各个分层的回采厚度，仅根据回采巷道中的煤厚探测点测定的煤分层厚度是不够的，一般还要在上分层的开采过程中，既测量实际采高又随着工作面的推进按一定的探煤厚间距探测下分层煤厚。根据探煤厚资料，绘制煤分层等厚线图，确定分层开采的厚度。,2）煤层分叉尖灭的探测,（1）煤层呈多层次的、且比较稳定的分叉，可采用沿主要稳定煤层掘煤巷，然后
8、利用井下钻探探测各分叉煤层。,（2）煤层呈短距离的不稳定分叉，一般在主分叉层布置巷道，对其它达到可采厚度的次要分叉层采用钻探、巷探等手段探明可采范围，并按自上而下的顺序回采。由于此种分叉各煤分层的特征不甚明显，因而在掘进过程中，容易出现掘进主分层巷道误入次要分层的叉尖，从而造成无效进尺；或掘进后误采沿底的分叉层，从而破坏主采层；或沿主采层掘进、回采，从而丢失了沿顶分叉的可采煤层。所以，沿煤巷道掘进时，要紧挨煤层顶板，才能防止误入分叉的“尖子煤”而造成废巷。,（3）分叉煤层的分、合区界线的圈定。对分叉煤层的合理分层、分区布置巷道和选择采煤方法，必须根据要求，圈出分、合区界线。一般以煤分层之间夹石
9、层厚度等于0.5m的等值线为分、合区界线。确定分、合区界线的手段，是根据井下钻孔及巷道控制的剖面、反眼和平巷实见分合点联结而成。,3）煤层底凸薄化的探测,煤层底凸薄化是指煤层底板凸起造成煤层变薄尖灭的现象,（1）钻探控制巷道掘进方向的底凸位置。,（2）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。,（3）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，研究泥炭沼泽的基底地形，圈定煤层底凸薄化的位置和范围。,4）煤层河流冲蚀变薄带的探测首先应在巷道中仔细观察和素描冲蚀带的宽度、厚度、岩石成分、层理、砾石分布、煤层顶板冲蚀情况、冲蚀面特征、冲蚀处煤质变化等。将各
10、巷道所见的冲蚀现象投绘在平面图上，进行对比分析，确定古河床的分布范围及对煤层破坏的情况，圈出古河床冲蚀带范围。,（三）煤层厚度变化的处理,1掘进中的处理办法,（1）在煤巷掘进中遇到煤层分叉、尖灭现象，要根据具体情况确定掘进方案，如已知上分层稳定可采，而下分层常变薄尖灭，则巷道应紧靠煤层顶板掘进。如果是下分层稳定可采，上分层不稳定，则应紧靠煤层底板掘进。如果分叉后煤层全部可采，应先采上分层，再采下分层。,（2）在采区上山掘进中，如遇煤层变薄带，应按变薄带的范围大小来决定巷道是直接穿过，还是停止掘进，或从其它地方另开巷道。若变薄带范围不大，并且确知工作面有煤可采时，掘进巷道采取挑顶或破底办法直接穿
11、过变薄带。,（3）主要运输巷遇到局部煤层变薄或尖灭时，巷道可按原计划施工，穿过变薄尖灭带。,2回采工作中的处理方法回采工作面遇到变薄带或无煤区时，可采用直接推过或绕过的办法。若变薄带或不可采区范围较小，则可采用直接推过的办法；若变薄带范围较大，可考虑采用绕过的办法；大面积的不可采区，应布置探巷，探清不可采范围，将工作面分为几块回采（如图），先采、两块，然后合成一个工作面进行回采. 如果在采区和回采工作面布置之前，已经了解某些地方有煤层变薄或尖灭带存在，最好把这些煤层变薄或尖灭带作为采区或工作面的边界来处理。,复 习 上 次 课 内 容,一、煤层厚度变化的原因 ？,二、煤层厚度变化对煤矿生产的影
12、响？,1影响采掘部署2影响采煤工艺3影响计划生产4掘进率增高5采出率降低,原生变化地壳不均衡沉降泥炭沼泽基底不平河流同生冲蚀海水同生冲蚀,后生变化后生冲蚀构造变动 岩浆侵入岩溶陷落,第二节 矿井地质构造,一、褶曲构造对煤矿生产的影响与研究,（一）褶曲构造对煤矿生产的影响,1大型褶曲大型褶曲在勘探阶段已经查明，它的规模、方向和位置影响到井田的划分和矿井开拓方式及开拓系统的部署，是矿井设计考虑的主要问题。,2中型褶曲中型褶曲对整个矿井的开拓部署影响不大，但对采区的布置关系密切，影响到采区的大小和采区巷道的布置。,3小型褶曲小型褶曲是在回采工作面准备过程中，在巷道中揭露的幅度仅几米到几十米，长度为几
13、米到几十米的褶曲。它影响煤层平巷的掘进方向，从而影响工作面长度，给机械化回采、顶板管理带来一定困难。小型褶曲还往往引起煤层厚度发生变化，使生产条件复杂化。小型褶曲特别发育时，甚至会使煤层变为不可采。,（二）煤矿生产中褶曲构造的研究,1褶曲的判断,主要是根据煤、岩层产状的规则变化和岩层层序的对称重复出现这两大标志。,判断褶曲轴的方法有两点：,（1）根据上部资料推断。,（2）根据区域构造线方向推断。,2褶曲的观测,3褶曲的探测,（三）褶曲的处理,1大型褶曲,（1）褶曲轴线作为井田边界。,（2）大型褶曲在井田开拓部署中的处理方法。例如：背斜轴可设计回风巷。,2中型褶曲,（1）以褶曲轴线作为采区中心布
14、置采区上山或下山。,（2）以褶曲轴作为采区边界。,（3）工作面直接推过褶曲轴。,3小型褶曲 （1）采面重开切眼生产。,（2）采面运输巷改造取直。,二、断裂构造对煤矿生产的影响与研究（一）节理（裂隙）对煤矿生产的影响及处理,1影响钻眼爆破效果,2影响开采效率,3. 影响顶板控制方法,4影响工作面布置,5对其它方面的影响,（二）断层对煤矿生产的影响（落差划分）1.影响井田划分。2.影响井田开拓方式。3.影响采区和工作面布置。4.影响安全生产。5.增加煤炭损失量。6.增加巷道掘进量。7.影响煤矿综合经济效益。,（1）煤层、岩层的产状发生显著的变化时，可能有断层存在。,（三）煤矿生产中断层的研究 1.
15、断层揭露前可能遇到的征兆,（2）煤层厚度发生变化，煤层顶底板出现不平行现象时，可能有断层存在。,（3）掘进巷道中经常出现明显的小褶曲（如开滦唐山煤矿），或煤层常发生强烈揉皱，滑面增多或变为鳞片状碎煤（如淄博龙泉矿）等现象时，可能有断层存在。,（4）煤层和顶、底板中的裂隙显著增加，并有一定的规律性。,（5）伴生一系列小断层。,（6）在高瓦斯的矿井，在巷道中瓦斯涌出量常有明显变化地段，可能有断层存在。如焦作矿务局焦西矿掘进巷道时，遇断层前后瓦斯涌出量出驼峰现象。利用这一规律，也可预见掘进前方有断层存在。,（7）充水性强的矿井，巷道接近断层时，常出现滴水、淋水以至涌水的现象，可能有断层存在。,2断层
16、的探测（断失煤层的寻找）,（1）岩层层位对比法。,（2）伴生派生构造判断法。,主要伴生派生构造有：牵引褶曲、断层擦痕、伴生小断层、断层面上的煤线（导脉）、羽状裂隙和帚状构造等。,（3）规律类推法。,（4）作图分析法。,（5）生产勘探法。,（四） 断层的处理（1）井田边界和采区边界的确定。 落差大于50m的特大型断层时,应以该大型断层作为井田边界。,（2）井筒位置的选择。,（3）运输大巷的布置。,（4）采区内块段划分。,（5）井田开拓方式的确定。,2巷道掘进阶段对断层的处理,（2）倾斜巷道过断层。 (落差较大）,3回采阶段对断层的处理,（1）采用强行通过的方法。当断层落差较小，并满足下列情况之一者，可以采用强行通过断层的方法。在普采及炮采工作面内，断层落差小于煤厚时；在综采工作面内，当断层两盘对接部分的煤厚大于液压支架的最小支撑高度时；在综采工作面内，当断层两盘对接部分的煤厚小于液压支架最小支撑高度，但煤层顶底板岩性较软，采煤机能切割时。,
