煤层底板等高线图的编制

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1、编制煤层底板等咼线图一、实习目的掌握煤层底板等高线图的编制方法的步骤。熟悉不同地质构造在煤层底板底 高线图上的表现形式。二、原理方法1、概述煤田勘探的最终目的，是为了了解煤层的埋藏深藏及其起伏变化， 研究煤层 的厚度、结构、煤质、储量、水文地质以及其它与开采有关的技木条件，对勘探 区作出正确的工业评价，为煤矿企业的设计、建设与开采提供必要的资料，以 保证煤炭资源得到合理和顺利地开发。(1)基求概念煤层底板等高线图，就是用煤层底板等高线来表示煤层在空间的起伏及被断 裂的情况，它可以帮助我们了解煤层底板的空间概念，掌握煤层产状和构造的变 化。此外，还能表示古河流冲蚀煤层的界线，煤层尖灭线 ，岩浆岩

2、分布的界线以 及煤种牌号区划界线等，因而在煤炭资源勘探以及煤矿生产中得到广泛应用。煤系地层形成后，夹在地层中的煤层层面，包括顶面和底面，并不是一个平 面，由于受构造变化的影响，大多为一空间曲面，它的起伏与变化，对煤矿生产 有很大影响。同时，煤层底板等高线图编制的好坏，在一定程度上，也会影响对 煤田的开发。在进行普查与勘探时，一般根据孔口标高及煤层底板深度资料可以 获得煤层底面各点的标高，把各标高相等的点联结起来，就构成一条等值线，如 果我们每隔一定高度(如50米、100米等)，各选取一条等值线，把它投影到平 面上，就成煤层底板等高线图，如图 5-1。该图为一个煤盆构造，为了图示清楚起见，只画出

3、半个煤盆，并表示出煤层 顶板和底板的曲面，煤盆中虚线，为煤层底板曲面与水平面的交线， 投影到平面 上,成为五圈等高线，根据这五圈等高线呈同心圆状和外圈标高值较大这两个特 点，很快就可以断定是一个煤盆构造，等高线之间的高差是10米，即h=10。所以简单地说，同一层面上高度相等的各点联线叫做构造等高线，用构造等高线表 示煤层起伏形状的图，称之煤层构造图。一般常用煤层底面的标高来表示， 故称 煤层底板等咼线图。图5-1煤层空间曲面在平面上的投影(2) 图的种类根据层面选择及投影方法，一般常用煤层底板等高线图。如果煤层厚度大而 且不稳定，为了更好表现煤层形态的全貌，也配套编制煤层顶板及底板等高线图。

4、当煤层厚度很大时，有时也编制平分煤层厚度的层间面等高线图，或者大体上平分煤层厚度的某一层面(如某一层稳定夹矸顶面)的等高线图。但对倾角很陡的煤 层，用平面投影往往影响精度，为了比较真实地反映其实际情况， 采用立面投影 或展反投影。图的大小，根据其用途而异，如果利用煤层来表现区域的构造特征，一般用较小的比例尺1:50000或1:25000的煤层底板等高线图。详、精查勘探常用的比 例尺为1:10000或1:5000。如果是用于矿井开拓地区布置巷道和控制煤量，则 常用的比例尺为1:2000或1:1000 0(3) 实际资料和地质推断编制煤层底板等高线图时，应从编图的可能与用图的需要出发， 合理的编图

5、 方法必须与足够的实际资料和正确的地质推断很好地结合起来， 才能保证图的质 量。1. 实际资料在编图时，必须以足够的资料为依据。如地质点、人工露头点、钻孔、老 窑等，这些都是确定煤层位置所必须的资料。 此外，为了解决构造等其他方面的 问题，还需要各种其它实际资料，如测量数据、实际标本等。没有足够的实际资 料，图件编制就失去必要依据，就会使地质解释和推断遇到困难。2. 地质推断作为直接编图用的实际资料，其数量毕竟有限，仅仅根据若干实际资料，还 不能有把握地全面掌握煤层的赋存情况，因此必须进行正确的地质推断，必要时 可以作几个辅助剖面来帮助解释，尽量使地质推断符合客观实际的变化规律。如某一地段有两

6、条勘探线，共布置七个钻孔，如图5-2。根据这些资料来编 制煤层底板等高线图。从勘探线剖面图看，该地段总的来说是个单斜构造，其中 包含着小的褶曲，用此资料来编制煤层底板等高线图时却出现了两种情况， 一种 是图4-2a的情况，单斜构造中东西方向有一个向、背斜；另一种是图4-2b的情我们仔细分析一下图5-3a的等高线图，虽然总的形态仍然是一个单斜构造， 但西部有一个包围3、4号孔的小穹窿，东部有一个包围 5号钻孔的小煤盆，并 且在2号孔附近有一凹槽，6号孔附近有一凸棱，这种形态显然是不合理的，稍 有制图经验的人就能看出这一问题。再分析一下图5-3b的等高线图，总的形态仍然是一个单斜构造；其中改为一对

7、轴线大致平行的倾伏向斜和背斜，这样就比 较合理。为了验证一下推断是否五确，各作两个辅助剖面，分别见图5-4与图5-5。图5-3煤层底板等咼线图从图5-4第一方案看出，两个辅助剖面上的煤层曲线是奇形怪状， 在较小的 范围内有这样的构造变化，实际上是不可能的。而相反，图5-5第二方案的煤层 变化，是比较合理的，从它们的形态来看，亦是常见的圆滑曲线。从以上实例可 以看出，同样的地质资料，可以推断出不同的结果，可见地质推断是极为重要的。图5-5第二方案辅助剖面因此，实际资料和地质推断是保证图件质量的条件，它们是相辅相成的。实际资料越多，越有助于地质推断，并且能在一定程度上，弥补地质推断之不足。 如果地

8、质推断做得好，不但能够符合客观实际的变化规律， 而且还能节约勘探工 作量。并可对勘探工作进一步布置的轻重缓急作到心中有数。地质推断和实际资料之间的关系十分密切，一方面勘探工作离不开地质推断的指导， 另一方面地质 推断的正确性，则来自以往勘探工作的总结和当前地质勘探的验证。在地质勘探过程中，当实际资料积累到一定程度时，就应该结合地质推断，着手编制煤层底 板等高线图，并随时根据新的资料，进行推断和修改。这样，在地质勘探工作的 每个阶段结束时、就可迅速提出成果。通过一再修改便它逐渐接近于实际情况， 并且能随时同陆续取得的实际资料互相校核， 在边勘探边分析的研究中，对进一 步的勘探起指导作用。因此，实

9、际资料和地质推断，在图件编制过程中，应当很 好地结合起来。2、煤层底板等高线图的性质和表现(1) 煤层底板等高线图的性质1. 与地形等高线的共性煤层底板等高线图与地形等高线图在原理上极为相似，都是一种标高投影的 等值线图，因此，两者具有以下共性：(1) 等高线上任一点高程相同；(2) 不同标高等高线拒不相交；(3) 等高线为一圆滑或封闭曲线；(4) 等高线为一闭合曲线时，在底板等高线图上其曲率最大点与构造轴正 交，如图5-6所示，而在地形图上等高线则与山脊线正交。图5- 6 闭合曲线的曲率2. 底板等高线的特性地形等高线的连续性与圆滑性，一般是无条件的，而底板等高线的连续性与 圆滑性有是条件的

10、，即经常会出现中断、相交和分叉现象，常见有下列情况，(1) 遇露头线和采空区时在地面露头线以外，煤层被剥蚀而不存在，因此，底板等高线遇露头线就发 生中断。底板等高线遇到采空区时，因采空区没有煤层，同样也发生中断，如图 5-7。(2) 煤层尖灭和被冲蚀时煤层发生尖灭时，尖灭线以外煤层不再存在，底板等高线中断。煤层被冲蚀时，冲蚀区为碎屑岩所代替，底板等高线也中断，如图5-8。(3) 岩浆岩侵入和产生岩溶陷落柱地区，都能形成相当大的无煤区，在这种 无煤区的界线上，底板等高线就被切断，如图5-9。图5-7底板等高线遇露头线和采空区a平面图b剖面图图5-8底板等高线遇煤层尖灭线和冲蚀区AB5-9a 平面

11、图5-9b剖面图图5-9底板等高线遇岩浆岩和岩溶陷落柱(4)煤层分叉时当煤层发生分叉时，底板等高线亦出现分叉现象，如图5-10a,图5-10b。这 时就应分别编制分叉后两个煤层的底板等高线图，两幅图上都应标出分叉线位置，以便分别计算储量。以底板岩石为底板的煤层称基本煤层，如图5-10C。以夹矸为底板的煤层称为分叉煤层，分叉煤层的底板等高线，遇到煤层分叉线即中 断，如图5-10d。a煤层分义b煤层分咒剖面图c基本煤层d分义煤层5 10a煤层分叉5 10b煤层分叉剖面图5 10c 基本煤层5 10d分叉煤层图5 10煤层分叉时的底板等高线(6)煤层倒转时煤层受构造影响发生倒转时，底板等高线往往相交

12、，所谓相交，实际上是在 空间交叉，如图5-11。图511倒转煤层等高线的空间交叉标咼值为-10的等咼线与标咼值为-20、-30的两条等咼线在空间交叉，标咼 值为-20、-30的两条等高线的被掩蔽部分用虚线表示，在剖面图上可以看出。 在平面图上采用虚线，可以把等高线在空间的交叉关系，明显地表示出来。(7)煤层断裂时当煤层遇到断层时，断层把煤层切断并发生位移，底板等高线发生中断，如 图 5-12。垃平面图b 制面图图512煤层遇断层时底板等高线中断(2) 褶曲和断裂在图上的表现1.单斜构造严格来说，真正的单斜构造实际上很少存在， 只要煤层走向有些变化，就已 经具备有向斜或背斜构造的特点了。 单斜构

13、造在图上反映为一组直线，如煤层走 向与倾角不变、则等高向线大致为一组平行而均匀的直线，如图5-13。如果倾角有变化，则等高线疏密不均，等高线疏则煤层倾角小，等高线密则煤层倾角大， 如图5-14。如果走向发生变化,则等高线为一组曲线，如图5-15。5 13a平面图图 5135 13b剖面图走向与倾角变化b剖面圈图5 一 15走向变化2.向斜构造底板等高线呈一组曲线或封闭曲线，向斜轴两侧等高线对应出现，靠近向斜轴的标高较低，远离向斜轴的标高较高，呈曲线状的多为倾伏向斜，如图5-16 ；呈封闭曲线状的多为煤盆构造，如图 5-17。5 16a平面图5 16b剖面图图516倾伏向斜图517煤盆构造17b

14、剖面图3. 背斜构造底板等高线表现形式与向斜构造类似，但等高线的标高靠近背斜轴的较高，远离背斜轴的较低，呈曲线状的多为倾伏背斜，如图5-18 ;呈封闭曲线状的一般称背斜构造，如图5-19 ;如呈圆形，则称穹窿构造。5 18a平面图5 18b剖面图图518倾伏背斜5 19a平面图5 19b剖面图图519背斜构造4.断层煤层受构造影响发生断裂时，、断层把煤层切断并发生位移，其底板不再是 连续的面，等高线在断层处亦中断而不连续， 上盘煤层与断层面的交线，称为上 盘煤层断裂线，一般用点线2-2-2 -表示，简称上盘迹线；下盘煤层与断层面的交线，称为下盘煤层断裂线，一般用叉线x-x-x-表示，简称下盘迹

15、线。如果断层是一个垂直面时，两条煤层断裂线在底板等高线上互相重合，这时可用点线加叉线表示。在一般情况下，当煤层遇到正断层时，底板等咼线在图上表现为中断，在上、 下盘煤层断裂线之间没有等高线通过，表示煤层缺失，见图5-12。当煤层遇到逆断层时，底板等高线在图上亦表现中断，上、下盘煤层断裂线之间互有等高线 通过，表示煤层重复，如图5-20，特殊情况例外。5 20a 平面图520b 剖面图图5 20逆断层煤层断裂形态，主要依靠煤层底板等高线图上的煤层断裂线形态以及断裂线和等咼线共同显示出的种种缺失和重复现象表达出来，一般在编制断裂构造的煤层底板等高线图时，都必须用断层面等高线表示断裂形态，把断层面当做一个平 面，因而断层的等值线也都是直线。如图5-21，把上、下盘迹线的同名标高值 相连，就是断层走向线，并可求出其倾向 CD倾角（/ a）。断层落差亦可以从图 上求出，如将上盘-150米的煤层底板等高线延长，与下盘断裂线相交于 O点，O点在下盘的高度为-125米，其间