地质培训讲课备课稿.docx

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地质培训讲课备课稿

任楼煤矿生产一线班组长

地质知识培训初稿

一、概况：

皖北煤电集团公司任楼煤矿位于宿县市西南约30公里的濉溪与蒙城两县交界处，走向长9.8~14公里，倾斜宽1.2~3.5公里，面积约43平方公里。

任楼矿井设计年生产能力150万吨，设计服务年限84.1年，矿井采用立井分水平主要石门开拓方式，分为二个水平，一水平标高为-520m；二水平标高为-720m。

任楼煤矿于1985年11月23日开工，于1994年4月份转由任楼矿自营建设，1995年7月开始试生产。

1996年3月4日7222首采面发生了由隐伏导水陷落柱引起的特大突水灾害，瞬间最大涌水量为34570m3/h，造成矿井被淹，经注浆治理后，于当年底恢复生产，并于1997年12月30日正式投产，1999年10月14日，7218工作面机巷掘进过程中遇导水陷落柱出水征兆（水温高、水质异常、水量逐渐增加、巷道压力大）因发现及时，治理及时有效，未造成重大损失。

到2005年底，累计生产原煤可达1725万吨左右。

目前，矿井中一、中二、中四、中三采区正在回采（8218、7342、8210工作面），Ⅱ1、Ⅱ2采区正在准备、开拓，副井已延深到-720水平，正在准备-720水平井底车场及水仓，-720水平南、北大巷已贯通。

目前正着手于筹建生产能力300万吨的改扩建工程。

一、地质情况

1、概念

两个平行或近于平行的界面所限制的同一岩性的层状岩体叫岩层，由沉积作用行成的岩层就叫沉积岩层，岩性为煤的叫煤层。

我矿主要见的就是沉积岩层。

岩层的上下界面叫层面，上层面又称顶面，下层面又称底面。

我们俗称顶、底板。

含煤地层就是一套含有煤层的沉积岩系，也叫煤系

2、矿区地层

区内揭露地层有奥陶系、石炭系、二叠系、老第三系（？

）、新第三系和第四系（关于地层的划分就不细说了）。

本井田含煤地层为石炭系和二叠系，共含17个煤层（组），可采煤层自下而上为为82、73、72、51、52、31煤。

3、煤层

我矿的主（可）采煤层自上而下为：

31、51、52、72、73、82煤。

本区各煤（岩）层间距有一定变化，但具有相对稳定性，利用煤层间距在一般情况下易于区分煤组

层位

31-51

51-72

72-82

82-AL

间距（m）

163.6

53.35

13.48~24.84

12.16

1）可采煤层情况

a、8煤组

一般有1-2层，层间距0-3m，其间夹有泥岩，82煤层厚度稳定，全区可采，83煤为薄煤线。

7~8煤间普遍发育一层3-5m厚的砂岩。

b、7煤组

本区7煤组发育3种情况：

37~38勘探线以北仅存在72煤层；42~48勘探线之间为72、73煤层合并；37-38勘探线~42勘探线之间及48勘探线以南为72、73两层煤层，间距0~11.36m，结合7、8煤层关系，也可区分7、8煤组。

7煤组上部发育一层砂岩，对72煤局部有冲刷作用。

c、5煤组

常见的煤组结构三层为主，即51、52、53煤层，其中51、52煤层厚度较稳定，53煤层仅零星可采，且结构复杂。

煤组内各煤层间距为2~8m，煤组发育完全时，较易于区分。

当出现两层时，可根据测井曲线对比，也易于将5煤组各分层对比清楚。

d、3煤组

分层较多，一般为2~3层，最多达5层，主要编号为31、32煤。

虽然3煤组分层较多，但特征明显，易于对比。

31、32煤间距较小，一般为2-4m，且31煤厚度稳定，是上部煤层中唯一的厚煤层，在31煤层上10~15m常有一层薄煤层，32煤下10m处，多发育1~2层薄煤层，间距较大，其与32煤间普遍发育1~2层砂岩。

2）顶、底板

概念

顶板：

直接上覆于煤层的岩层称煤层顶板，又分老顶、直接顶、伪顶。

底板：

直接位于煤层下面的岩层称煤层底板，又分直接底、老底。

老顶：

位于直接顶之上，也有直接位于煤层之上的厚而坚硬的岩层。

在采空区能维持很大临空面，不随直接顶板跨落的顶板。

直接顶板：

位于伪顶或直接位于煤层之上的一层或几层岩层，采动后随回柱而自行跨落的顶板。

伪顶：

直接位于煤层之上的极薄的松软岩层，强度低、易跨落的顶板。

直接底板：

直接位于煤层之下，强度较低的岩层，一般遇水常易滑动、或击水膨胀，支撑力较弱的底板。

老底：

位于直接底板之下，也有直接位于煤层之下，一般是由比较坚硬稳定的砂岩等组成，对支护的支撑力较强。

可采煤层顶、底板情况

主采煤层顶底板不同岩石的强度不一，砂岩胶结良好，坚硬、致密，抗压强度高，属硬岩类，工程地质条件良好；粉砂岩属中硬岩类，抗压强度中等；泥岩属软岩类，相对抗压强度较低；断层面附近构造岩属软弱带。

按煤层顶底板岩性指标分类，砂岩属中等稳定型，粉砂岩属中等一不稳定型，泥岩属不稳定型。

4、构造情况

1）概念

地质构造是指组成地壳的岩层和岩体在内、外动力地质作用下发生的变形，从而形成的诸如褶皱、节理、断层、劈理等。

褶皱是指岩石受力发生的弯曲变形。

断层是指岩石受力沿破裂面发生明显位移的构造。

2）本矿地质构造情况

任楼井田位于童亭背斜东南翼和南翼F3断层以北地区为向东倾斜的单斜构造；F3断层以西地区走向转为北西西，其中50线~54线一段为童庄向斜北翼的东延部分，表现为不完整的向斜形态；1线以西则为一个大致向东开口的童庄向斜。

48线深部，F23断层外侧，有一个北北西的王大庄背斜。

F23断层内侧，显示一个向斜构造，为童亭背斜与王大庄背斜之间的鞍部构造。

该井田地层产状比较平缓一般为13°~20°，尤其是1线以西童庄向斜部分地层倾角更缓，仅8°~15°。

在50~54线间，中深部地层倾角较大，局部可达25°~30°。

三、水文地质情况

1、概念

含水层：

能透过和给出相当水量的岩层。

隔水层：

不能透过和给出相当水量的岩层。

透水层：

能透水但给水量微弱的岩层。

2、矿井主要含水层及特征

任楼井田为中厚松散层覆盖下的全隐蔽煤田，松散层厚度222~386米，一般厚度为240~300米，根据分析总结，对我矿生产影响的含水层为松散层底部含水层（简称“四含”）、煤系地层顶底板砂岩裂隙水含水层、石炭系太原组灰岩含水层、奥陶系灰岩含水层。

“四含”：

底界深度为223~322米，主要为含泥的中细砂及含砾砂

土组成，含水性弱、导水性差。

“四含”水的特征：

水温25℃左右，水的口感较差，有微涩味，颜色较清，长期淋水点处会形成白色沉淀物。

煤系地层砂岩裂隙水

主要存在与个煤层的顶底板砂岩裂隙中，是矿井的直接充水水源，含水性差，水量以静储量为主，易于疏干。

砂岩裂隙水的特征：

水温随着深度的增加而增加（本区的恒温带深度30米，温度15.5℃，地温梯度3℃/百米，如-520米的正常地温应为（520+25-30）*3/100+15.5℃=31℃，以次类推），水量初期较大，后逐渐减少直至疏干，水的口感好，略带甜味，但在直接顶板为砂岩时，有时出水初期为乳白色，后期逐渐变清。

太原组灰岩含水层及奥陶系灰岩含水层

太灰及奥灰含水层含水丰富，但其锯主采煤层82煤120米以上，一般情况下不会对矿井开采造成威胁，仅在遇到导水陷落柱及导水断层时，回发生突水，且由于其水量大，极易造成淹井等重大事故。

灰岩水的特征：

由于来自深部，水温较高，水量会逐渐增大，水的口感差，略带涩味及咸味，颜色较清，长期淋水点处会造成巷道内有铁锈红色，如井下供水管路常漏水处，出现铁锈红色。

3、矿井水害

1太灰与奥灰突水：

虽其距可采煤层较远，但其富水性强，水压高，往往通过深大断层或导水陷落柱导入矿空，造成矿井被淹等事故，损失大。

如：

1996年3阅日，首采工作面7222遇导水陷落柱突水，最大瞬时水量达34570m3/h，造成矿井数小时内被淹，推迟矿井投产1年。

造成近4.5亿元的经济损失，治水费用1825.46万元；1999年10月14日7218工作面机巷掘进过程中，遇导水陷落柱出水征兆（水温高、水质异常、水量逐渐增大、巷道压力大），因发现及时治理有效，未造成重大损失。

2煤层顶底板砂岩裂隙:

淋水煤层顶底板砂岩裂隙水一般以静储量为主，易于疏干，如：

7215机巷、7217机巷7219机巷等施工过程中顶板砂岩裂隙出水，单个出水点水量约20m3/h，但很快就疏干了。

3松散层“四含”突水：

虽松散层四含水层厚度小，含水性弱，但其直接位于煤系地层之上，是矿井浅部开采的直接充水水源。

如：

上一石门掘进过程中，当巷道穿越4煤层与K3砂岩间，由于K3砂岩裂隙发育，导通四含，造成突水，水量120~140m3/h,至1998年底在上一石门内建立水闸墙彻底封堵为止，累计出水量达1000万吨，仅排水电费达1000万元。

4采空区老塘出水：

随着开采的深入，老塘水将成为矿井水害不可忽视的一个重要因素。

老塘水虽以静储量为主，补给不充分，但其突水迅猛，常造成较大的经济损失，甚至人员伤亡。

如：

8226切眼施工过程中，因未严格按规程探放水，发生采空区突水事故，造成100余米巷道被淹，所辛未造成人员伤亡。

现Ⅱ7211风巷掘进过程中上部存在近4万m3的老塘静水量，给生产带来不便，现正在施工放水巷进行探放。

5封闭不良钻孔出水：

勘探、建井等时期施工的钻孔，由于种种原因，钻孔封闭不良，成为导水通道。

若与强含水层或强含水带沟通，将如同刘桥一矿的641工作面回采过程中遇封闭不良钻孔出水，水量20m3/h，给生产造成重大影响。

5、矿井防治水

防治水原则

井下必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，每月初，由地测部门根据矿生产作业计划进行防治水排查，明确各采掘头面存在的水患及所需采取的措施，施工单位应积极配合做好各种探放水工作，地测部门应搞好水情分析。

透水预兆

宇宙之间，万事万物，什么事的发生，均有预兆，透水也一样，存在预兆。

主要预兆有如下几方面，可为现场人员提供告戒信号。

A：

水叫：

煤层里面有“吱吱”的水叫声音。

煤层本身是不含水的，在工作面的周围如果有压力大的含水层或积水区存在，水就要从裂缝内向外挤出，只要靠近煤帮一听，就会听到“吱吱”的声音，甚至有向外渗水的现象。

B：

“挂汗”：

煤本身是不透水的，如果遇到煤层“发汗”，可以挖去表面一薄层煤，用手摸摸新鲜煤面，如果感到潮湿，并结成水珠。

C：

“挂红”：

一般发现淌“铁锈水”（水发红），是老窑水和老峒水的象征。

水色清，水味发涩带咸是灰岩水的象征，水色呈乳白色，水味甜是砂岩裂隙水的象征。

D：

水的气味有变化：

老窑水一般有臭鸡蛋气味，在掌子面闻到这种气味时就应当肯定前面有老窑水。

E：

空气变冷变热：

靠近灰岩水附近时，由于灰岩水温度高，故掘进头面明显变热，而靠近老塘水等其他地下水体时，一进到工作地点就有阴凉的感觉。

F：

煤层发潮、变暗、无光彩：

煤本身是有光泽的，遇有地下水，就会变成灰色而无光。

在这种情况下，可以挖去表面一层煤，如果里面的煤是光亮的话，证明水不是由煤里面透出来的，而是前面不远有地下水。

G：

发生雾气：

正常采掘活动时，由于煤层本身不含水，一般较为干燥，但前方存在地下水时，往往在巷道内形成雾气。

另外，顶板淋水加大，顶板来压，底板鼓起或产生裂隙也为透水预兆。

③水害防治

A：

松散层水的防治

邻近露头防水煤柱或提高回采上限所进行的采掘工程，掘进作业时应防止局部冒顶，特别是在过断层破碎带及煤层处，应加强支护，发现冒顶应及时充填。

工作面在回采过程中，应严格按照技术部门制定的措施控制上部采高，防止工作面出现局部抽冒，导通“四含”，同时在设计上应延长上下分层的开采间隔，加快推进速度等也能其着减少“两带”的发育高度的作用。

B：

煤层顶底板砂岩裂隙水的防治

砂岩裂隙水一般对矿井不构成大的威胁，但对正常的采掘活动影响较大，主要是嘉奖疏排水，同时在设计时尽量考虑微仰采或者提前采用钻探疏放。

C：

灰岩水的防治

采掘头面若遇灰岩出水是时，出现温度较高，水的口感差，水量持续增大，巷道压力明显增大等状况，则可能前方存在灰岩水通道，应立即停止作业，及时派人向调度所汇报。

有矿总工程师组织有关人员进行分析鉴定，并组织编制措施施工。

现我矿已形成了一套完整的灰岩防治体系。

7218陷落柱的发现及治理就是很好的实践，并取得了成功。

D：

老塘水的防治

老塘水的防治主要采取的是查清积水范围及积水量，采用提前探放。

工作面切眼及联络巷等巷道透老塘前，有地测部门根据积水量的大小，施工钻孔进行探放。

沿空掘进巷道是，掘进头面应根据地测部门下发的业务联系单，通常情况下每隔5~10米，采用麻花钻杆及煤电钻施工探放水孔，打透老塘出水后，应来回抽动钻杆，以防煤泥堵孔，达不到探放目的。

回采工作面在回采过程中对其上部的老塘水主要是搞好后路的疏排水工作。

老塘水防治主要是要认真不折不扣地执行相关联系单措施，因为其积水情况对地质部门来说是基本清楚的。

如刘桥一矿的655工作面超前风巷未按防治水联系单施工探放水造成迎头5人被堵，1人死亡的事故。

同时在老塘水的探放过程中应考虑到排水能力，以免造成不必要的损失，如：

8224风巷探放8222老塘水的过程中由于先期未按措施探放，造成后期探放时为不影响进尺，放水量大造成中二大眼窜眼，中二下部车场积水与煤泥。

④井下发生透水事故时应采取的措施

首先井下工人应熟悉本作业范围的水害避灾路线。

以便出现水灾时能及时的避灾。

同时在避灾中，应注意以下几个问题：

若出水点水量较小时，应立即派人向调度所汇报，并采取必要的补救措施，分析具体情况后，有总工程师安排方可继续施工；若情况危急，水势很强，无法抢救时，也不要慌，则应根据施工地点的实际情况，有组织地沿着规定的避灾路线，避开压力水头，迅速撤离到透水地点的上部水平及地面，同时应及时向调度所汇报出水情况，严禁出水后进入透水地点附近的盲巷内；如果是独头上山下部的唯一出口已被淹没，堵塞无法撤退时，则可在独头工作面躲避，以免受涌水伤害，这是因为独头附近空气因水位快速上升逐渐压缩，能保持一定的空间和一定的空气量，此时应保持镇定，避免体力过度消耗，关闭矿灯，静卧待救，同时定时敲打铁道、铁管等发出呼救信号，待地面组织人员营救出来为止。