煤矿地质基础知识.ppt
《煤矿地质基础知识.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿地质基础知识.ppt（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
煤矿地质基础知识煤矿地质基础知识Meikuangdizi煤矿地质Jibenzhishi基本知识一、煤层的埋藏特征一、煤层的埋藏特征二、煤矿常见地质构造及对安全生产的影响煤矿常见地质构造及对安全生产的影响Meikuangdizhijichuzhishi一、煤层的埋藏特征一、煤层的埋藏特征
（一）煤的形成
（一）煤的形成煤煤是古代植物遗体沉积而成的可燃性有机岩。
是古代植物遗体沉积而成的可燃性有机岩。
煤层煤层则是夹在沉积岩中的煤系地层的重要部分则是夹在沉积岩中的煤系地层的重要部分。
煤田煤田:
在地质历史发展过程中在地质历史发展过程中,由含炭物质沉积而形成的由含炭物质沉积而形成的大面积含煤地带。
大面积含煤地带。
井田井田：
划分给一个矿井或露天矿开采的那一部分煤田就：
划分给一个矿井或露天矿开采的那一部分煤田就是井田。
煤田井田。
是井田。
煤田井田。
煤的形成是经历了几千万年、上亿年的漫长的地质年代。
我国煤的形成时期主要为石炭纪、二叠纪、侏罗纪、古近纪和新近纪。
在这些漫长的地质时期，形成了许多具有开采价值的大面积含煤地层（煤田），这才有了今天我们所要开采的地下宝藏煤，也就有了煤矿。
（二）煤的分类
（二）煤的分类煤的种类很多，性质差别也很大。
目前，我国煤炭分类主要以煤的挥发份、黏结性指数、胶质层厚度为依据，将煤炭分为煤炭分为无烟煤、烟煤和褐煤无烟煤、烟煤和褐煤。
按用途还可以分为动力煤动力煤、炼焦煤炼焦煤和化工用煤化工用煤。
无烟煤无烟煤可以分为：
WY1、WY2、WY3烟煤烟煤又可以分为：
贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、1/2中粘煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤共12类。
褐煤褐煤分为：
HM1、HM2煤层的上覆、下伏岩层，称为煤层的上覆、下伏岩层，称为煤层的顶、底板煤层的顶、底板。
煤层的顶板煤层的顶板位于煤层上覆的部分岩层。
位于煤层上覆的部分岩层。
（三）煤层的顶、底板（三）煤层的顶、底板根据煤层顶板的岩性、距煤层的距离、及开采中跨落的难易程度，将煤层煤层的顶板分的顶板分伪顶、直伪顶、直接顶和老顶（基本接顶和老顶（基本顶）三部分顶）三部分。
如图所示煤层柱状图煤层柱状图伪顶伪顶伪顶是指位于煤层上部、厚度较小的（0.5m以下）软岩层。
一般为碳质页岩或者碳质泥岩，稳定性很差，往往随采随落，一般不需维护，对顶板影响不大。
直接顶直接顶直接顶是指位于煤层上部或者伪顶上部的部分岩层。
其厚度一般为12m也，可高达几米至十几米，大都由页岩、粉砂岩、泥岩组成，有一定的稳定性，是顶板维护的重要部位。
老顶（基本顶）老顶（基本顶）老顶指位于直接顶之上的岩层。
大都由坚硬的砂岩、石灰岩、砾岩等岩石组成。
难以垮落，一般只发生缓慢下沉或弯曲变形。
煤层的底板煤层的底板位于煤层之下的部分岩层称为位于煤层之下的部分岩层称为煤层的底板，分为伪底，直接底和老底三种。
煤层的底板，分为伪底，直接底和老底三种。
伪底伪底位于煤层之下的泥岩、碳质页岩。
位于煤层之下的泥岩、碳质页岩。
直接底直接底位于煤层之下或伪底之下的岩层。
位于煤层之下或伪底之下的岩层。
老底老底位于直接底以下的厚层砂岩或石灰岩位于直接底以下的厚层砂岩或石灰岩。
煤层底板的硬度对采掘工作面支护有很大影响，如果底板松软或者遇水膨胀就会对巷道的支护、运输轨道带来极大影响。
煤层的结构：
煤层的结构：
指煤层中是否含有岩石夹层。
简单结构的煤层：
简单结构的煤层：
煤层中不含岩石夹层。
复杂结构的煤层：
复杂结构的煤层：
煤层中含有岩石夹层。
（四）煤层的结构与形态（四）煤层的结构与形态煤层结构图煤层结构图煤层的形态：
煤层的形态：
是指煤层在地壳中的赋存状态。
层状煤层：
层状煤层：
是指层位稳定、连续性好、厚度变化不大的煤层；似层状煤层：
似层状煤层：
是指层位比较稳定、有一定的连续性但厚度变化很大的煤层，有藕节状、马尾状等不规则形状；不规则状煤层：
不规则状煤层：
是指煤层的连续性很差而且厚度变化极大无规律可循的煤层，如鸡窝煤。
煤层的厚度煤层的厚度指煤层顶板到底板之间的垂直指煤层顶板到底板之间的垂直距离。
距离。
根据煤层的厚度将煤层为：
薄煤层：
薄煤层：
M1.3m中厚煤层：
中厚煤层：
1.3mM3.5m厚煤层：
厚煤层：
M3.5m一般将厚度大于6m的煤层称为特厚煤层特厚煤层。
煤层的厚度直接影响到采煤方法及采煤工艺。
目前，对于薄及中厚煤层都采取一次采全高的办法，而对于特厚煤层采取综采放顶煤的方法开采。
地质构造地质构造原有的水平或近似水平的岩（煤）层，受到地质作用力的影响，产生了倾斜、弯曲、断裂等现象，统称为地质构造。
地质构造变动地质构造变动由地壳运动而造成的岩（煤）层的原始产状和原始形态的改变，称为地质构造变动。
按照地质构造变动所造成的基本变形情况，把地质构造分为单斜构造、褶曲构造、断裂构造等。
二、煤矿常见地质构造及对安全生产的影响二、煤矿常见地质构造及对安全生产的影响
（一）单斜构造
（一）单斜构造：
煤层在形成初期都为水平状态，由于后期地质煤层在形成初期都为水平状态，由于后期地质运动变成了倾斜状态，称运动变成了倾斜状态，称单斜构造单斜构造。
为了更好的表述单斜构造，一般用煤层产状来表述，煤煤层的产状要素有煤层的产状要素有煤层的层的走向、倾向和走向、倾向和倾角倾角。
如图所示。
单斜构造单斜构造煤层的煤层的走向走向:
煤层的层面和假想水平面的交线叫走向线。
图中ab所示，走向线的延伸方向代表煤层的走向。
煤层的煤层的倾向倾向：
在煤层的层面上和走向线垂直向下方的线叫煤层的倾斜线，图中oc所示。
倾斜线在水平方向上的投影线所指的方向代表煤层的倾向，图中od所示。
煤层的煤层的倾角倾角：
煤层面和水平面的夹角叫煤层的倾角。
根据倾角的大小可将煤层分为：
根据倾角的大小可将煤层分为：
近水平煤层：
近水平煤层：
倾角倾角45单斜构造对采掘生产的影响：
1、单斜构造的倾角大小直接影响采煤方法及巷道布置。
对于近水平煤层一般用倾斜长壁采煤法。
对于缓倾斜煤层一般用走向长壁采煤法。
对于急倾斜煤层一般用急倾斜煤层的特殊采煤方法。
2、在井下布置巷道时，如果要在煤层中布置又要保持巷道的水平，则必须延煤层的走向布置并掘进。
3、煤层的倾角大小对运输提升设备的选择也有很大的影响。
（二）断裂构造
（二）断裂构造断裂构造：
断裂构造：
煤层在受到地质作用力破坏以后煤层在受到地质作用力破坏以后，在一定部位沿一定方向产生的断裂及位移，在一定部位沿一定方向产生的断裂及位移现象，叫做断裂构造。
现象，叫做断裂构造。
根据破坏的程度，断裂构造可分为裂隙构造和断层构造。
1.裂隙构造裂隙构造煤岩层在受到地质作用力破煤岩层在受到地质作用力破坏以后，只是破坏了其完整性出现了裂隙但仍坏以后，只是破坏了其完整性出现了裂隙但仍然保持其基本连续性叫裂隙构造。
然保持其基本连续性叫裂隙构造。
2、断层构造断层构造煤岩层在受到地质作用力破坏以后失去了原来煤岩层在受到地质作用力破坏以后失去了原来的连续性，出现了明显的位移叫做的连续性，出现了明显的位移叫做断层构造断层构造。
如图所示。
根据断层的形状可将断层分为正断层、逆断层和平推断层。
正断层正断层：
上盘下降、下盘上升。
上盘下降、下盘上升。
逆断层逆断层：
上盘上升、下盘下降。
：
上盘上升、下盘下降。
平推断层平推断层：
煤层只是在层面内发生水平位移煤层只是在层面内发生水平位移没有垂直落差。
没有垂直落差。
断层构造断层构造a正断层；b逆断层；c平推断层；断层有以下四个要素断层有以下四个要素断层面断层面：
当岩层断开，两侧岩块沿断裂面发生相对位移，此断裂面称为断层面。
断层线断层线：
断层面在地表面的出露线称为断层线也就是断层面与地面的交线。
断盘断盘：
断层面两侧相对位移的岩块，称为断盘。
断距断距：
断层两盘对应点相对位移的距离。
垂直断距代表了岩（煤）层断开后的高程差，也称为落差。
遇到断层前的预兆1.岩石裂隙发育、逐渐增加或煤层顶底板强烈节理化；2.煤层和围岩强度明显降低，表现为强烈破碎，煤层结构遭到破坏，或呈鳞片状；3.煤（岩）层产状发生剧烈变化，倾角变陡或变缓，甚至直立、反倾；遇到断层前的预兆4.煤层厚度发生突变，在巷道延伸方向上煤层突然变厚、变薄或尖灭，顶底板出现不平行的现象；5.巷道延伸方向上出现渗水、滴水、淋水，甚至涌水，这是逐渐靠近断层的预兆；6.在高瓦斯矿井中的巷道掘进过程中，如瓦斯涌出量逐渐增加，也是临近断层的征兆。
断失煤层的寻找方法岩层对比法；小断层类比法（规律类推法）；作图对比分析法；断层标志法；工程勘探法等。
根据断层走向与岩层走向的关系断层可分为：
根据断层走向与岩层走向的关系断层可分为：
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平行。
斜交断层断层走向与岩层走向垂直。
断层在各矿分布很广，其形态、类型繁多，规模大小不一。
根据断层规模大小，可将断层化分为：
大型断层落差大于50m；中型断层落差在2050m之间；小型断层落差小于20m。
断层出现以后，煤层的顶板或者底板之间出现的垂直位移叫断层的落差断层的落差。
断层的落差越大，对煤矿生产的影响就越大。
断层的特征断层的特征煤层顶底板出现严重凸凹不平，顶底板岩石发生较多裂隙，而且越接近断层裂隙越多；断层厚度发生显著变化，煤层松软，光泽变暗滑动面和摩擦痕增加；破碎带有滴水或涌水出现，瓦斯涌出量增大；煤层的走向与倾向发生较大的变化等。
断裂构造（断层）对煤矿安全生产的影响断裂构造（断层）对煤矿安全生产的影响采掘工作面遇到断裂构造以后容易发生冒顶事故容易发生冒顶事故断裂带内可能含有矿井水可能含有矿井水断裂带中可能含有大量瓦斯气体可能含有大量瓦斯气体断层的出现可能导致掘进工作面煤层消失，可能导致掘进工作面煤层消失，加大巷道掘进工程量，甚至导致巷道报废，直接影响到矿井的采掘关系，使矿井采掘失调。
，使矿井采掘失调。
断裂带内可能发生煤炭自然火灾可能发生煤炭自然火灾（三三）褶皱（曲）构造褶皱（曲）构造煤岩层在受到地质挤压力作用以后由原来的水平状态变成弯曲状态就叫褶皱构造褶皱构造。
如图所示。
褶皱褶皱中岩（煤）层的一个弯曲叫做褶曲褶曲。
背斜背斜：
煤层向上的一个弯曲（凸起）叫背斜。
煤层向上的一个弯曲（凸起）叫背斜。
向斜：
向斜：
煤层向下的一个弯曲（凹去）叫向斜。
煤层向下的一个弯曲（凹去）叫向斜。
褶皱构造1背斜构造2向斜构造在背斜的轴部如果顶板的透气性差时，则会集中大量瓦斯气体，这是由于游离状态的瓦斯会向煤层上方移动，集中在背斜的轴部，当采掘工作面接近背斜的轴部时会出现瓦斯异常增大的现象。
在向斜的轴部，巷道顶板的压力会增大，同时矿井水会增大。
褶皱构造的出现会影响巷道的水平度。
褶皱构造对煤矿安全生产的影响是褶皱构造对煤矿安全生产的影响是：
（四四）冲蚀（煤层冲刷）冲蚀（煤层冲刷）冲蚀（煤层冲刷）冲蚀（煤层冲刷）由于古河流在泥炭层或含煤地层中流过而形成的煤层厚度发生变化或形成了无煤带，称为冲蚀，又称煤层冲刷。
根据古河流发育时间的早晚，冲蚀、冲刷作用可分为同生冲蚀和后生冲蚀两种。
1.同生冲蚀同生冲蚀同生冲蚀发生在泥炭物资堆积过程中，即成煤过程中，顶板形成以前，是发育在泥炭沼泽中的河流冲蚀。
冲蚀带中以砂岩为主，并常夹杂煤的小碎块。
这种冲蚀作用的最大特点是冲蚀带沉积物与煤层有共同的顶板，根据这一特点，可与煤层后生冲蚀相区别。
2.后生冲蚀后生冲蚀后生冲蚀是发生在煤层顶板形成后（成煤之后）。
其规模要比同生冲蚀大的多。
它不仅冲蚀了煤层，同时也冲蚀了煤层的顶板，甚至连底板也被破坏。
冲蚀带很宽，延续很长。
因此，常造成无煤带或煤层变薄带，给煤层开采带来许多困难。
所以需进行详细探查，圈定其分布范围，合理安排采掘工作。
（五五）岩溶塌陷岩溶塌陷（陷落柱）陷落柱）陷落柱是煤矿井下常见的地质构造，是由于煤层底板下面的石灰岩溶洞坍塌以后形成的。
陷落柱的特点是上面小、下面大程近似于椭圆形的破碎柱体，其直径大的有上百米，小的也有几十米，在陷落柱的内部，煤层消失，岩石成碎块状，杂乱无章，没有层理，人们有时也把陷落柱叫“无碳柱”。
如图所示。
陷落柱陷落柱陷落柱对煤矿安全生产的影响是：
陷落柱对煤矿安全生产的影响是：
采掘工作面遇到陷落柱以后，一般都难以通过，不得不采取工作面搬家从而绕过陷落柱的办法。
导致了巷道的报废，采掘失调。
严重影响矿井的正常生产。
陷落柱中一般都含有矿井水。
这是由于陷落柱在陷落的过程中可能和地层中的含水层连通，含水层中的水会进入陷落柱中，有的陷落柱可能和地表水接通，这就导致了陷落柱中存在大量的矿井水，当采掘工作面和陷落柱接近时会出现涌水量增大甚至突水的现象。
另外，由于陷落柱中的水大都是不会流动的死水，其中可能含有大量的硫化氢气体，采掘工作面接近以后还可能发生人员中毒事故。
（六六）岩浆侵入岩浆侵入由于地质作用，使岩浆侵入煤层（俗称火成岩侵入），使煤层全部或部分遭到破坏。
在矿井中常见的有岩墙和岩床等小型侵入岩体。
岩浆侵入破坏了煤层的连续性、完整性，从而降低了回采率，使煤质变差，同时也给生产带来困难。
小结：
小结：
本节主要介绍了煤层的埋藏特征和煤矿常见地质构造及对安全生产的影响两部分内容。
重点应了解和掌握煤层顶板的划重点应了解和掌握煤层顶板的划分、煤层按厚度和倾角不同的划分；煤矿地分、煤层按厚度和倾角不同的划分；煤矿地质三大构造；煤层产状三要素；断层和断层质三大构造；煤层产状三要素；断层和断层的分类；背斜和向斜以及断裂（断层）构造的分类；背斜和向斜以及断裂（断层）构造对煤矿安全生产的影响。
对煤矿安全生产的影响。
复习思考题复习思考题1.煤层顶板是怎样划分的？
煤层顶板是怎样划分的？
2.煤层按厚度是如何划分的？
煤层按厚度是如何划分的？
3.煤层按倾角是如何划分的？
煤层按倾角是如何划分的？
3.煤矿地质构造有哪些？
煤矿地质构造有哪些？
4.煤层产状三要素？
煤层产状三要素？
5.什么是断层？
断层可划分为那几种？
什么是断层？
断层可划分为那几种？
6.什么是背斜、向斜？
什么是背斜、向斜？
7.断层对煤矿安全生产的影响有哪些？
断层对煤矿安全生产的影响有哪些？
升级会员 