煤矿地质基本知识PPT推荐.ppt

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由于这种岩石遇水后膨胀，容易引起底鼓现象，可造成运输线路或巷道支架的破坏。

（2）老底：

位于直接底之下，常为厚层状砂砾岩或石灰岩。

煤层顶、底板的发育程度受当时沉积作用和后期构造运动的影响，因此不同地区的煤层顶底板性质及发育程度不同，有的煤层顶底板发育完好，几种类型的顶底板都有，有的煤层缺少某种类型的顶板或底板。

（三）煤层结构是指煤层中是否含有岩石夹层。

煤层结构有两种：

简单结构煤层，即煤层中不含夹矸层；

复杂结构煤层，即煤层中含有夹矸层，复杂结构是由于地壳的波状振荡运动形成的。

（四）煤层的形态是指煤层赋存的几何状态。

按其成层的连续程度，以及可采面积与不可采面积之比，煤层形态分为以下几种：

1、层状煤层：

煤层在一个井田范围内呈连续层状，层位稳定，厚度变化小，且有一定的规律性。

2、似层状煤层：

煤层层位比较稳定，有一定的连续性，煤层厚度变化较大，无一定的规律性。

似层状煤层包括藕节状、串珠状、瓜藤状等。

3、不规则状煤层：

连续性很差，分叉尖灭现象普遍；

煤层厚度常常变化，局部可采，无规律可循。

常见的不规则状煤层有鸡窝状、扁豆状、透镜状。

（五）煤层的厚度根据煤层结构将煤层厚度分为：

（1）总厚度：

是指煤层顶、底板之间各煤分层和夹石层厚度的总和。

（2）有益厚度：

是指煤层顶、底之间各煤分层厚度的总和。

（3）可采厚度：

是指达到国家规定的最低可采厚度以上的煤分层厚度之和。

由于煤层厚度的上同，其采煤方法亦不相同，将煤层按厚度分为以下3类：

薄煤层13m中厚煤层1335m厚煤层35m在生产中，习惯上将厚度大于6m的煤层称为特厚煤层。

二、地质构造及其对煤矿生产的影响,

（一）岩层的产状要素岩层在地壳中的空间位置和产出状态，称为岩层的产状，通常是用岩层的走向、倾向及倾角等产状三要素来表示。

1、走向:

煤层层面与水平面的交线称为走向线，走向线的方向就是走向。

2、倾向：

在煤层层面上，与走向线垂直且向下延深的直线叫倾斜线，倾斜线的水平投影所指的方向称为煤层的倾向。

3、倾角：

煤层层面与水平面所夹的锐角。

岩层产状要素在煤矿生产中的意义：

井下巷道虽多，但基本上根据岩层产状布置。

沿走向布置的巷道有：

集中运输大巷、水平巷、工作面顺槽、回风巷等；

沿倾向方向布置的巷道有：

石门、上山、下山、开切眼等；

煤层倾角的大小，对采煤方法的选择有较大影响。

如倾斜、缓倾斜煤层，一般采用走向长壁采煤法；

近水平煤层一般用倾斜长壁采煤法；

急倾斜煤层可用倒台阶采煤法等。

另外，井下许多巷道的布置、坡度一般要根据需要和煤层倾角关系来确定。

（二）褶皱构造煤层受地壳运动产生的地应力作用，被挤得弯弯曲曲，但仍然保持连续完整的构造形态。

褶皱构造的一个弯曲称为褶曲。

1、褶曲的基本形态褶曲有两种基本形态：

（1）背斜：

岩层向上弯曲，核部是老岩层，两侧是新岩层，新岩层呈对称重复出现，两翼岩层倾向相背。

（2）向斜：

岩层向下，核部是新岩层，两侧是老岩层，老岩层呈对称重复出现，两翼岩层倾向相向。

2、褶皱构造与煤矿生产的关系

（1）大型褶曲一般在煤田普查时就已探明，它可作为井田过界线，是矿井开拓系统布置的重要凭据。

区域性的大型向斜，由于埋藏深度大，因此瓦斯含量高，而大型背斜相对埋藏浅，则瓦斯含量低。

但大型背斜的中和面上下瓦斯含量又有所不同，中和面以上因常存在张裂隙，瓦斯逸散，故含量低，中和面之下则高。

大型向斜部顶板压力常有增大现象，岩石破碎容易发生垮落，必须加强支护，否则容易发生冒顶、切面等事故，给顶板管理带来很大困难。

有瓦斯突出的矿井，向斜轴部是瓦斯突出的危险区。

由于向斜轴部的次一级构造比较发育，也是瓦斯较集中的地区，在强大的瓦斯压力和顶板压力作用下，往往容易发生瓦斯突出。

（2）中型褶曲往往是大型褶曲构造的次一级构造。

中型褶曲是采区布置考虑的主要依据。

（3）小型褶曲。

在矿井中的一些小型褶曲，一般来说对瓦斯影响不大，但使煤层厚度产生变化。

有的地方突然增厚，使原采煤方法不能继续，需改变采高或分层开采；

有的地方突然变薄甚至不可采，使工作面无法继续采煤，需要重新掘开切眼。

（三）断裂构造,煤岩层受地壳运动作用力而发生断裂，就会失去它们的完整性，出现断裂面，形成断裂构造。

如果断裂面两侧的煤岩没有发生显著的位置错动，称为节理或裂隙；

如果发生了显著的位置错动，即为断层。

1、节理对煤矿生产的影响

（1）裂隙影响钻眼与爆破效果：

当岩石中裂隙发育时，炮眼的方向如与主要裂隙面平行，容易产生卡钎子的事故（尤其是用一字形钻头），而且在爆破时，沿裂隙面漏气，爆破效果大大降低。

所以，炮眼的方向应尽量垂直主要裂隙面，不但可以避免卡钎子，而且能获得较好的爆破效果。

（2）裂隙影响回采效率：

在回采高变质程度的无烟煤以及变质程度很低的长焰煤时，根据构造裂隙的方向和发育程度，来合理的布置回采工作，可以提高生产效率。

（3）裂隙影响顶板管理方法：

煤层的顶板裂隙发育时，工作面一般不能使用顶柱，要加顶梁，而且顶梁不能平行主要裂隙方向，防止顶板沿裂隙面冒落，保证工作安全。

当煤层倾角较小，顶板裂隙发育时，放顶距离要小，而且回柱放顶方向根据顶板的主要裂隙方向确定，这样顶板冒落的块度小，保证回柱放顶工作的安全。

（4）裂隙影响工作面的布置：

当煤层的顶板裂隙发育时，布置回采工作面有时考虑裂隙的方向。

如果工作面平行于主要裂隙方向，容易出现冒顶板事故，所以，布置回采工作面时，最好与主要裂隙方向成一锐角或接近垂直。

（5）裂隙对其他方面的影响：

裂隙发育的地段，是地下水和瓦斯的良好通道。

2、断层1）断层要素2）断层分类

（1）根椐断层上下盘相对移动方向可分为3种：

正断层：

岩层断裂后，其上盘相对下降，下盘相对上升。

逆断层：

上盘相对上升，下盘相对下降。

平推断层：

两盘沿近直立的断层面作水平移动的断层。

（2）根据断层走向与岩层走向关系，把断层又分为3种：

走向断层：

断层走向与岩层走向平行；

倾向断层：

断层走向与岩层走向垂直；

斜交断层：

断层走向与岩层走向斜交。

3、断层的组合形式：

断裂构造发育的地区，经常是许多断层以某种组合形式出现，其中有：

（1）地堑和地垒：

通常是由两条以上的正断层组成。

两条正断层，倾向相对，中间的地块下降，两侧相对上升，就形成地堑。

若两条相邻正断层、倾向相背，中间地块上升，两侧下降，则形成地垒。

（2）迭瓦状构造：

数条大致平行倾向一致的逆断层，使断裂的岩块呈迭瓦状排列，形成迭瓦状构造。

迭瓦状构造常在褶皱较剧烈地区出现，断层线与褶曲轴分布方向大体一致，表示了该区曾经历了较强的水平挤压运动。

（3）阶梯状构造：

数条大致平行的正断层，倾向一致，使岩块呈阶梯状排列。

4）断层的识别与判断

（1）断层出现的预兆：

掘进巷道遇到以下情况时，往往预示着工作面即将揭露断层：

煤层走向与倾斜发生较大变化。

煤层顶、底板出现严重的凹凸不平，顶底板岩石中裂隙增多，越接近断层裂隙越多。

煤层厚度发生显著变化，煤层变得松软，光泽变暗。

出现滴水或涌水，瓦斯涌出量增大。

（2）断层特征a.正断层特征：

产状较陡，断层倾角大多在45以上，而以6070最常见；

岩石破碎带不太强烈，破碎带宽度大，角砾岩多带棱角，形态复杂，大小不一，排列杂乱。

糜棱岩不发育，没有显示强烈挤压特点的复杂小褶皱。

断层面不平直，多弯曲，呈锯齿状，断面粗糙，走向延伸不远。

b.逆断层特征：

逆断层主要由侧向挤压作用而形成，其主要特征是：

（1）产状一般较缓，断层面倾角多小于45度，以30度左右最为常见。

常称逆掩断层。

（2）逆断层附近常显示强烈挤压破碎，形成构造岩带。

断层角砾岩中砾石棱角不明显，常见有被磨圆或压扁现象，扁平方向平行断裂面。

断层带还经常出现劈理化、节理化、剪切带或多种复杂小褶皱，两侧岩层强烈褶皱。

（3）断层面紧闭，多呈舒缓波状，延伸较远。

断层破碎带对煤矿安全生产的影响

（1）断层破碎带是水和瓦斯的良好通道。

（2）在富水矿井，采掘工作面接近断层破碎带应注意断层引起的透水事故发生。

（3）采掘工作面接近断层破碎带要加强通风，注意观察，防止煤与瓦斯突出事故发生。

（4）采掘工作面过断层破碎带时，一定在采取安全措施，防止冒顶事故发生。

断层的处理1、开拓设计阶段对断层的处理：

1）井筒位置的选择断层易造成煤层与含水层接近甚至接触。

如果井筒布置在断层带上，不但压力大，施工困难，而且易发生水害，给井筒延深带来困难。

因此，井筒特别是井底车场应尽量避开大的断层。

对于倾角较大的断层，竖井井筒应布置在断层的下盘，距离断层3050m外为宜。

对于倾角较小的断层，当竖井井筒无法避开断层时，应选择煤层层数少的部位穿过断层，但井底车场的位置应避开断层带。

斜井井筒位置的选择也以同样的原则处理。

2）井田边界和采区边界的确定在煤矿进行井田边界划分时，最好以大型断层作为井田边界，以便把井田边界煤柱与断层保安煤柱合为一体，减少因留设煤柱而造成的煤炭损失，同时又可避免三角煤，提高煤炭资源的回收率。

在水文地质条件复杂的矿区，过断层时容易造成突水事故。

因此，我国许多矿区常以断层为边界，尽量不使巷道横穿断层，以减少突水事故及大量岩巷的掘进。

划分采区时，也应以倾向断层作为采区边界，但采区的走向长度应尽量与正常采区走向长度近似。

一般当两条断层之间的走向长度大于8001000m时，可以这两条断层为界划分为一个采区，用双翼上山方案进行开采；

当断层间的走向长度在400500m时，可考虑以断层为界划分采区，用单翼上山方案开采。

3）回采工作面的布置在断层发育区，应综合考虑断层的位置、落差、被切割块体的大小、形态和已有生产系统来布置采面。

为避免断层对回采的影响，应尽可能地将较大断层留在采面与采面之间的煤柱内。

4）开拓方式的确定选择井田开拓方式时，要考虑各种地质因素的影响，其中断层占重要地位。

在缓倾斜煤层中，用斜井开拓较好。

但是如果煤层遭受断层的破坏，产状发生变化，就应采用竖井方式开拓。

2、掘进阶段对断层的处理1）运输大巷遇断层运输大巷是煤矿长期使用的主要巷道，要求布置在煤层附近的较稳固的岩层中，并力求平直，避免急剧拐弯。

当掘进遇较大断层时，应根据运输和安全等要求，处理好巷道拐弯问题。

2）煤平巷遇断层当煤平巷遇断层后，要求不改变巷道坡度而改变巷道的方向过断层。

一般处理方法是掘进石门联络两盘的煤层，可以采用破顶或破底的方法过断层。

至于具体采用何种方法，应根据岩性有利于施工、距离短和少丢煤等因素综合考虑。

当断层带地压力不大，又无瓦斯和水害威胁时，也可沿断层掘进联络石门。

3）采区上下山遇断层一般情况下，回风上下山沿断层掘进，在巷道方向不变的情况下，坡度允许有较大的变化/运输上下山布置在