《煤矿地质》课件.ppt

煤矿地质,淮南职业技术学院工程二系 地质测量教研室 李垚 金登刚 柴永兴,2021/8/17,1,煤矿地质 淮南职业技术学院工程二系2021/8/17,第一章 煤层厚度变化,煤层厚度变化对煤矿生产的影响：1. 影响采掘部署2. 影响计划生产3. 掘进率增高4. 回采率降低,2021/8/17,2,第一章 煤层厚度变化煤层厚度变化对煤矿生产的影响：202,第一节 煤层的观测,一、煤层观测的内容 1. 煤层结构 2. 煤层厚度 3. 煤层顶底板 4. 煤层煤质 5. 煤层含水性 6. 煤层产状,2021/8/17,3,第一节 煤层的观测一、煤层观测的内容2021/8/173,二、煤层的观测方法 1. 用井巷观测基线测制煤层剖面 2. 利用井巷与钻孔的揭露来测量煤层厚度 3. 煤层观测点的位置应按实际情况来定 4. 以沉积岩的一般观察方法来鉴定煤层顶、底板 5.煤岩分层描述的观察点力求一个新鲜的连续剖面 6.在上述特征观测经常上，对一条巷道或一个工作面都要做煤层的总体描述并附煤层观测点平面图,2021/8/17,4,二、煤层的观测方法2021/8/174,2021/8/17,5,2021/8/175,第二节 煤层厚度的测量,煤层厚度：煤层厚度的测量：为生产矿井的探煤厚工作煤层厚度测量的任务： 一、掘进煤层巷道的探煤厚工作 1. 用皮尺或钢卷尺垂直煤层顶、底板的层面直接测量煤层真厚度 2. 用钻探或巷探来探测煤层的全部厚度 例：在缓倾斜煤层沿顶掘进的分层巷道中，用煤电钻探测下分层煤层厚度,2021/8/17,6,第二节 煤层厚度的测量煤层厚度：2021/8/176,二、回采工作面的探煤厚工作 1.工作面探煤点的间距：探煤点沿走想的间距则视煤厚变化的情况而定，通常为510m。前后两次的探煤厚度变化。 2.工作面探煤厚的方式： 在回采第一分层时，就一次探到煤层的底板，控制全部厚度 在回采一个分层时，探测下一分层的厚度，按顺序进行,2021/8/17,7,二、回采工作面的探煤厚工作2021/8/177,三、探煤厚的注意事项 1探煤钎子应垂直煤层顶、底板层面钻进 2用煤电钻向下探煤时，要经常提拉钎杆，清除煤粉，察看返出的顶、底板岩粉，防止卡钻 3探复杂结构煤层时，要根据夹石层与顶底板的岩石硬度不同，岩石性质差异来判别它们的位置及煤与矸石的厚度 4测量下探煤厚的深度时，每钻进一米钎杆，要扣去10公分 5工作面探煤厚的时间，应安排在铺设分层假顶和放顶之前,2021/8/17,8,三、探煤厚的注意事项2021/8/178,第三节 煤层厚度变化的探测,为了有效的进行煤厚变化的探测工作，要求尽可能正确的鉴定各种变化的地质特征，判别各种不同的地质成因，按照生产的要求，测定煤层分叉、尖灭、增厚，变薄的开采技术界线。为此将各种成因的煤厚变化地质特征做成简表一、煤层分叉尖灭的探测 1.煤层呈多层次的，比较稳定的分叉，在急倾斜矿井中，可用井下钻探和阶段石门来探测。,2021/8/17,9,第三节 煤层厚度变化的探测为了有效的进行煤厚变化的探测工作,2021/8/17,10,2021/8/1710,2.煤层呈短距离的不稳定分叉，一般是根据主分层布置巷道，其他达到可采厚度的次要分叉层，可用钻孔或探巷圈出，然后按自上而下的顺序进行回采。 3.分叉煤层分合线的圈定二、煤层底凸薄化的探测 煤层底凸薄化： 1. 利用钻探控制巷道掘进前方的底凸位置 2. 利用镁底板倾角变化推测掘进前方的底凸位置 3. 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 4. 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，泥炭沼泽的基底地形，圈定煤层底凸薄化的位置和范围,2021/8/17,11,2.煤层呈短距离的不稳定分叉，一般是根据主分层布置巷道，其他,三、煤厚构造变化的探测 对这种煤厚变化，主要应查明煤层变薄带的分布，并在采掘过程中测量煤层厚度，确定最小可采边界，以提高资源回收率。 煤厚构造变化带的探测应在掌握本井田构造变化规律的基础上，根据煤厚构造变化的特点，结合井下观察及钻探和巷探进行。四、煤厚复杂变化的探测 煤层变化的地质特征： 对于这种煤厚变化的探测，主要是在开拓开采过程中，充分利用生产巷道作探巷，辅以井下钻探，以边掘边探险，边探边掘的方法进行。 边掘边探： 边探边掘边采：,2021/8/17,12,三、煤厚构造变化的探测2021/8/1712,2021/8/17,13,2021/8/1713,第四节 煤层厚度变化的预测,煤层厚度变化的预测四个步骤： 首先是全面了解本井田所属煤田成煤古地理环境，地质构造，煤系组成及含煤性变化情况； 其次是深入调查包括勘探钻孔及采掘工程揭露所在有煤层出现厚度变化的地质特征，仔细判别变化原因； 再次是分析研究内煤、岩层产状，构造形迹展布，煤层与夹石层变化，顶、底板岩性岩相组和与分布等，以及它们与煤层厚度变化之间的关系；,2021/8/17,14,第四节 煤层厚度变化的预测 煤层厚度变化的,最后是系统整理资料的基础上编制预测图件。一、煤层冲蚀薄化预测 1研究煤田地质资料： 2观察煤层冲蚀现象： 3测定煤层冲蚀带的宽度与切割深度： 4推断古河流的流向： 5判别古河道的弯曲： 6绘制煤层冲蚀平面图： 二、煤厚的构造变化的预测 煤厚的构造变化的预测是在基本搞清井田地质的构造型式，各种构造展布规律及其煤厚变化之间的关系这一基础上进行的。,2021/8/17,15,最后是系统整理资料的基础上编制预测图件。2021/8/171,第二章 矿井地质构造,一、地质构造对生产的影响主要有以下几个方面： 影响井型规模和井田划分 影响开拓部署 影响掘进率 影响工作面正常生产 影响安全生产二、生产矿井研究地质构造的主要任务可以概括为以下几点：,2021/8/17,16,第二章 矿井地质构造一、地质构造对生产的影响主要有以下几个,1系统观测和收集井巷和钻孔中所揭露的一切地质构造资料查明井田内容区段、各部位的煤层产状变化和构造展布特点 2井下新揭露的构造，对褶曲轴的方向、位置、煤层标高及起伏变化；对断层应查明其性质断距、延伸方向和另一盘被断失煤矿层的确切位置 3及时地提高可能出现的各种构造迹象，以及它们对煤厚变化、岩浆侵入、充水条件、瓦斯赋存等的控制影响 4系统地掌握各种具体构造的延伸变化和总和构造的展布特点，尽可能地对下煤层、下一水平、深部或未采掘地段的构造提出预测意见 5与采掘部门一起高速和改巷道方向或工程布署,2021/8/17,17,1系统观测和收集井巷和钻孔中所揭露的一切地质构造资料查明井,第一节 褶曲的观测与判断,一、褶曲的识别与观测 1. 井下对于褶曲的判断是根据煤、岩层产状变化和岩层层序的对称出现这两个标志。岩石产状在石门中相背或向倾斜，或是在煤矿层平巷中由于产状的急骤改变而使巷道转弯都有表可能有褶曲的存在。 地层层位的对称性重复，是确定褶曲存在的又一标志。 2. 褶曲构造的观测：对那些在巷道貌岸然中能观察全貌的小型褶,2021/8/17,18,第一节 褶曲的观测与判断 一、褶曲的识别与观测202,曲，应系统地查明褶曲轴的位置、方向以及是否倾状、倾状方向和倾状角大小；褶曲两翼的煤层和岩层产状；褶曲宽度和幅度；褶曲对煤层厚度及结构的影响，在褶曲与断裂、节理的关系，以及褶曲的延展变化，往深部发展趋势和对采掘生产的影响程度等二、褶曲轴判断 1、巷道中实测； 2、根据上部资料推断； 3、根据区域构造线方向推测； 4、实际控制与外推相结合；即边推边掘、边掘边采三、查明褶曲的生产勘探工作 1、巷探：对于向斜轴的探查，多采用由下水平的石门向上部煤层的向斜槽底掘立眼的方法 2、钻探：对褶曲构造的探测，应尽可能地利用已揭露的各种资料，能过作图分析，初步判断其类型、规模和分布范围。当有些部位很少的构造形态还不清楚时，最好采用将来可为生产使用的探巷加以查明。对构造复杂，控制很少的的褶曲，则应在井下邻近巷道貌岸然用钻探查明。,2021/8/17,19,曲，应系统地查明褶曲轴的位置、方向以及是否倾状、倾状方向和倾,第二节 断层的观测与判断,一、巷道遇断层前可能出现的征兆1煤岩产状发生显著变化 2煤层厚度发生变化，煤层顶、底板出现不平行现象 3近断层处常出现牵引褶曲、煤层揉皱和破碎现象 4、接近断层时，煤层和顶、底板中裂隙显著增加，并且常常具有个一定的规律性 5在大断层附近常伴生一系列小断层,2021/8/17,20,第二节 断层的观测与判断一、巷道遇断层前可能出现的征兆20,6 瓦斯大的矿井，巷道接近断层时，瓦斯涌出量往往有明显变化 7在充水性强的矿井，巷道接近层时，往往出现滴水、淋水甚至涌水现象二、断层的观测 1断层位置的确定:方法是从已知测点或其它已知点用皮尺测量至断层的距离。 2断层面特征的观察； 3断层两盘伴生、派生地质现象的观察； 4断层性质和断层力学性质的鉴定； 5断层产状和断煤交线的测量； 6断距的测量； 7断层的描述；三、断失翼煤层的寻找 概念: 方法1煤、岩层层位对比法；根据巷道已揭露的断层另一盘的煤、岩层层位，结合断层的产状，来判断断层的性质和落差。,2021/8/17,21,6 瓦斯大的矿井，巷道接近断层时，瓦斯涌出量往往有明显变化,2根据伴生、派生的小型构造及断层面上特征；小型构造有： 1牵引褶曲； 2羽状断裂； 根据牵引褶曲、羽状断裂寻找断失翼煤层的方法，与地质力学型构造判断主干裂的运动方的方法相同。 （3平行小断层； 4根据断层带和断层面特征； 3根据规律推； 4作图分析； 5生产勘探方法；,2021/8/17,22,2根据伴生、派生的小型构造及断层面上特征；小型构造有：20,2021/8/17,23,2021/8/1723,第三节 构造预测,构造预测有两方面内容：一、是根据已揭露的资料来推断下部煤层、下 一水平或邻近地区的构造情况；二、是根据已查明的构造规律来预测未见采掘地区的构造展布特点一、已知构造的延伸预测 根据上部煤层或上一水平已经揭露的构造资料，通过作图方法来预测深部或下一煤层的构造延展情况,2021/8/17,24,第三节 构造预测 构造预测有两方面内容：2021/8,1. 利用剖面图推断深部构造的发育情况 2. 利用水平切面图推断构造在走向延展的情况 3. 利用煤层底板等高线预见同一煤层深部构造出现的情况 4. 利用煤层立面投影图推断急倾斜煤层深部构造的发育情况 5. 利用上一层煤的底板等高线图推断下一煤的构造发育情况,2021/8/17,25,1. 利用剖面图推断深部构造的发育情况2021/8/1725,2021/8/17,26,2021/8/1726,第四节 对断层的处理,对断层的处理既包括对不同类型的断层进行合理的设计布署，也包括在采掘过程中遇到新发现的构造时，调整和改进生产系统和采掘方向，以便在保证安全生产的情况下，最大限度地减少断层对生产的不利影响。一、开拓设计时对断层的处理 1井田或采区边界的确定：在划分井田或采区边界时，如有落差大的断层存在，最好以大断层作为它们的边界。 2井筒位置的选择：,2021/8/17,27,第四节 对断层的处理 对断层的处理既包括对不同类型的断层进,一般立井井布置在倾角较大的大断层的下盘，距断层3050米经外的位置上。 3运输大巷的布置：在有断层错动的地方，煤、岩层可以错移的很远，甚至与另一盘的含水相接触，这时必须处理好巷道改向问题。 4采区块段划分：尽可能地将较大断层留在各块段之间的煤柱当中。二、巷道掘进时对断层的处理 一平巷过断层 1斜穿煤层顶、底板过断层：在断层下盘破底改向而进入煤层。岩性是否的利于施工；距离短；尽量少丢三角煤等。 2顺断层面过断层：沿断层掘进而进入另一翼煤层，如果断层附近岩石破碎、压力大，又有水、瓦斯等的威胁时，则不能紧靠断层施工巷道，而应在巷道穿过断层后，距离面一定距离平等断层走向，掘石门进入另一翼煤层。,2021/8/17,28,一般立井井布置在倾角较大的大断层的下盘，距断层3050米经,二斜巷过断层 1当断层落花流水差较小时：断失盘是上升盘或下降来采取挑顶、卧底或挑顶卧底相结合的方式来通过断层。 2当断层落差较大时：必须改用石门反眼、立眼等方式进入另一翼煤层。三、回采阶段对断层的处理 一走向断层的处理 1断层落差小于煤层时：可不另开巷道而强行通采。当断层倾向与工作面运输方向一致时，对断层造成的台阶可用破顶方法通过。当断层面倾向与工作面运输方向相反时，可以卧底把断层台阶铲平。 2断层落差大于煤厚或采高时：可在断层上下各增加一条中间顺槽。 二倾向断层的处理 1断层落差小于煤厚时，采用推硬过和方法。 2断层落差大于断厚或采高时需要重新开掘过压切割眼。,2021/8/17,29,二斜巷过断层2021/8/1729,三斜交断层的处理 与倾向断层的处理方法基本相同。但当断层落差一端大一端小时，可采用合采与分采相结合的方法进行回采。 1为生产创造有利条件：处理断层所布置的巷道，应尽可能保持平直，少出现急骤拐弯，以简化生产系统和运输环节； 2尽量减少资源损失：以断层为工作面边界时，应确切控制其延展变化，合理布置巷道，减少煤柱损失； 3降低掘进率：由于灿层存在往往要多掘巷道，但应防止由于判断错误或处理不当多掘岩巷或无效进尺； 4不影响正常生产：主要是要处理及时，防止由于 处理断层而使采掘工作中断； 5有利于安全生产；避免处理后的采区、休面出现下行风、串联风、小眼漏风，尽可能不采用自留与小眼直接连接的出煤方式等等。,2021/8/17,30,三斜交断层的处理2021/8/1730,第三章 岩浆侵入煤层第一节 岩浆侵入体的观测,一、井下观测为了解决岩浆侵入的问题首要工作就是观测与编录。内容包括： 1观察岩浆的颜色、矿物成分、结构、构造等特征，必要时采集标本作镜下鉴定； 2测定岩浆侵入体与断裂构造的关系； 3查明岩浆侵入体破坏的情况； 4观测煤层被破坏的情况。 二、资料整理根据井下观测和生产勘探得来的材料，要及时整理成为反映岩浆侵入体特征的各种巷道剖面图、素描图、煤层柱状图和钻孔柱图等原始资料。,2021/8/17,31,第三章 岩浆侵入煤层第一节 岩浆侵入体的观测 一、井下,第二节 岩浆岩区煤层的探测的工作,一、岩浆侵入区煤层预测方法 1根据侵入体的特点及岩浆活动的特征：可利用岩浆岩体的纵节理方向、矿物长轴排列方位和岩体波浪起伏延伸方向推断岩流向；再根据侵入体形态特征寻找岩订的边缘界限和岩浆上冲通道； 2根据煤的物理化学性质变化：接触变质产生天然焦和高变质煤，煤的物理化学性质发生显著变化； 3根据煤的发挥分数值变化：利用煤的挥发分数值的变化来预测侵入体的位置和未开拓地区的煤种分布； 4根据侵入区的找煤工作。,2021/8/17,32,第二节 岩浆岩区煤层的探测的工作一、岩浆侵入区煤层预测方法,二、岩浆侵入区的找煤工作 1在厚煤层岩浆侵入区找煤：在厚煤层中沿底棉板掘进巷道，经过 勘探上面仍有可能找到大片煤炭；沿厚煤层顶板掘进的巷道遇到岩浆岩侵入体，经向下钻探也有可能找到可采煤层； 2在岩体之间及边缘找煤：在第二、第三类型岩体之间可以找到可采煤层，在第四类型中除极不规则的形态之外可以找到保存较好的煤层； 3在断层一侧及其错动带找煤：一般岩浆断层带上冲顺煤层向上侵入，而在断层另一侧向下倾斜的煤层中却较少出现侵入体，可以找到正常煤层； 4根据岩性特征找煤：,2021/8/17,33,二、岩浆侵入区的找煤工作2021/8/1733,第四章 岩溶陷落柱,第一节 陷落柱的探测一、陷落柱的观测 1地表观测：根据对地貌的分析判断陷落柱的存在，并以陷落柱在地表出露的位置、形状和大小等特征，预测其在井下不同煤层或不同水平的展布情况。 2 井下观测：在采掘过程中遇到陷落柱时，要认真观测陷落柱与围岩的接触面、破碎的岩体和陷落柱周围正常岩层产状变化等情况，根据已被认识的规律属于进一步推断该陷落柱的形状、大小和被揭露的部位。,2021/8/17,34,第四章 岩溶陷落柱第一节 陷落柱的探测2021/8/17,二、陷落柱的预测 陷落柱的预测工作，采用主要方法是： 1成因预测：通过具体分析某地区的地质及水文地质条件，根据形成陷落柱的基本要素，推测该区内落柱的发育情况。 2根据已知资料进行预测：利用在地表观测落柱的资料，推断陷落柱在井下某煤层或水平出现的位置、形状和大小。三、陷落柱的探测 1钻探； 2物探； 3巷探。 第二节 陷落柱的处理根据陷落柱的数目、形状、大小、分布情况，选择合理巷道布置和采煤方法，在满足开采技术及符合经济政策的前提下，可将陷落柱留在煤柱中，尽可能减少煤炭损失。,2021/8/17,35,二、陷落柱的预测2021/8/1735,第五章 矿井瓦斯,第一节 瓦斯矿井的形成与分带瓦斯在煤层内的赋存状态 1游离状态自由状态瓦斯； 2吸着状态瓦斯；第二节 瓦斯含量的研究一、影响瓦斯含量的地质因素 1煤的变质程度； 2围岩和煤层的渗透性； 3地质构造； 4地下水的活动； 5煤田的暴露程度； 6煤层埋藏深度。,2021/8/17,36,第五章 矿井瓦斯第一节 瓦斯矿井的形成与分带2021/8,二、煤层瓦斯含量的测定 1直接测定； 2间接测定法；测定煤层瓦斯压力，根据实验室测得煤样的吸附常数和孔隙等，计算煤层瓦斯含量。 3气测井的方法：利用半自动测井仪，测定从钻孔流出的冲洗液中溶解的瓦斯量，同时测定同时测定煤芯中扩钻屑中残余的瓦斯量，以此为基础计算煤层瓦斯含量。三、瓦斯含量预测图的编制 主要内容：瓦斯取样点、各取样点上煤层的实际瓦斯含量、瓦斯风化带、瓦斯含量等值线等。 1底图： 2编图的原始数据包括定量和定性两方面的的取样成果。 3编图步骤；第三节 瓦斯涌出量的预测绝对瓦斯涌出量； 相对瓦斯涌出量；,2021/8/17,37,二、煤层瓦斯含量的测定2021/8/1737,第四节 防治煤与瓦斯突出的地质工作,一、煤与瓦斯突出的地质因素 1煤层的埋藏浓度； 2地质构造和地应力； 3煤层厚度变化； 4煤的物理力学性质； 5其他地质因素。二、防治煤瓦斯突出的地质工作 根据预测预报工作的范围和精度可以划分为三类：1区域预测，简称预测； 2局部预测，简称预报；3突出警报，简称警报。 1、作好突出点地区描述和记录； 2、编制突出点 分布图； 3、提供可能发生突出的地质资料； 4、分析突出与地质的关系，查明突出危险区； 5、编制突出预测图；,2021/8/17,38,第四节 防治煤与瓦斯突出的地质工作一、煤与瓦斯突出的地质因素,第六章 地温第一节 引起煤矿地温异常的因素,一、岩石导热性对地温的影响 不同岩石具有不同的传导热的能力，岩石的导热率，主要反映岩石导热的快慢。二、基底起伏和褶构造对地温的影响 实际测量证明，基底隆起带与和相邻的基底拗陷带的热状况是有差异的。三、断裂构造对地温的影响四、岩浆活动及放射性元素对地温的影响五、水文地质及其他天然因素对地温的影响；地下水运动对地温分布影响很大。六、人为因素对地温的影响,2021/8/17,39,第六章 地温第一节 引起煤矿地温异常的因素一、岩石导热,第二节 地温测量,一、钻孔测温 在钻探过程中中途停钻或钻孔终孔后的时间内，或在终孔后长期保留下来的钻孔中，将来热敏电阻测量温仪的探头由浅至深放到井下，测量不同深度的岩石温度。 1稳态测温：稳态测温是在长期保留下来的钻孔中进行测温。 2准稳态测温利用钻孔或钻过程中途停钻，在停钻后短时间风进行测温。二、巷道测温 1测温钻孔应尽量选择在新开挖的巷道和工作面中； 2测温钻孔应打在干岩壁上； 3测温前必需让钻头或钎子与岩石磨擦生成的热冷却。,2021/8/17,40,第二节 地温测量一、钻孔测温2021/8/1740,第三节 测温资料的整理及应用,一、钻孔测温资料的整理 每个钻孔测温后，首先对观测资料分析研究，然后根据所测的数据绘制垂直深度H与温度T变化温度曲线。二、恒温带温度和深度的确定 根据观测资料绘制温度和深度变化曲线，在曲线上找出地温变化的拐点，此拐点即为恒温变化的拐点，从而得出恒温带的温度和深度，恒温带的温度和浓度也可根据测温数据来确定。三、地热增温率和增温级的确定 1利用井下测温资料计算不同深度的增温级和增温率；2利用准温稳态测温资料、按恒温点和井底的温度和深度来计算钻孔的平均增温级和增温率；3利用稳态测温资料，分别计算不同深度或不同岩层的增温级和增温率。,2021/8/17,41,第三节 测温资料的整理及应用一、钻孔测温资料的整理2021,四、深部水平岩温的预测 1对比法：即根据本地区同一构造部分的相邻钻孔、相同岩性的增温率，来计算下一段岩体的温度； 2估算法：在一个铅垂剖面上，由地壳深部向上传导的热流量是固定的。,2021/8/17,42,四、深部水平岩温的预测 1对比法：即根据本地区同,第七章 其它地质因素第一节 地压,一 、 地压及其原因 地压： 因围岩的变形、移动和破坏作用于井巷支护工程上的压力，也称为矿井压力；初次压力：当压力达到某一极值时，作用于支架上的压力周期性地压：周期性来压时作用于支架上的压力称为周期性地压。动压：在周期性来压和初次来压时都表现为工作面顶板的激烈下沉，因而把初次地压和周期性地压统称为动压静压：称平时的压力。二、地压表现特征 （一）顶压 1煤层顶板的岩石,2021/8/17,43,第七章 其它地质因素第一节 地压一 、 地压及其原因2,2不同岩性顶压的表现特征：煤层顶板为易冒落的松软岩时，一般不会发生大面积来压和切顶事故。 中等冒落性顶板：随着悬露面积增大，老顶压力增大，到一定限度后老顶冒落。 难冒落和极难冒落的坚硬顶板：随着开采面积的增大，顶压不断增加，增大到一定程度可形成大面积来压。 3大面积来压的表现特征：大面积来压的过程是，顶板弯曲下沉，压迫煤柱或支架，产生炸帮和折裂现象，造成脱岩、破裂，最后导致顶板的大面积冒落。 大面积的冒落的征兆是：（1）顶板急剧下沉； （2）顶板断裂； （3）底板隆起；（4）产生超前压力；（6）工作面的压力增大。 （二）侧压 侧压的大小主要取决于该巷道的顶压和深度，顶的压力愈大，巷道至地表的距离愈大，则该巷道的侧压愈大；反之则小。,2021/8/17,44,2不同岩性顶压的表现特征：煤层顶板为易冒落的松软岩时，一般,（三）底压 引起底板隆起的原因有：A 、巨大的顶板压力经两帮传至底板使底板产生隆起现象；B、煤层下部有高压含水层时，当水的压力等于或大于底板岩石的强度时常产生底板的隆起现象；C、底板岩石吸水后岩体膨胀而引起底板的隆起。三、地压活动观测 1、常规工作面地压活动的观测； 2、大面积采空区的地压活动的观测；四、地压的处理 各种压力的处理情况选择将巷道开掘要什么岩层中以及巷道的形状、支护方式和材料等，并根据顶压情况选择采煤方法和顶板管理方式等,2021/8/17,45,（三）底压2021/8/1745,第二节 围岩膨胀,巷道围岩的变形与膨胀，总称为围岩膨胀。围岩膨胀按其强弱程度分为三种类型：1、长期而强烈的明显地出现损坏巷道支架的膨胀现象；2、缓慢而逐渐加强的膨胀现象3、微弱的膨胀现象。 引起围岩膨胀的原因很多，主要是岩石的矿物成分其显现的物理性质，这是内因，其外界条件则是矿山压力和地下水等因素。围岩膨胀的观测工作，从矿井地质方面来说， 主要观测煤系地层，特别是煤层顶、底板的岩石成分、物理力学性质；查明地下水（矿坑水）和矿山压力对它的影响程度等。 处理巷道围攻岩膨胀的办法：当发生膨胀时，一般是采取挑顶、卧底或者刷帮的措施来维修巷道。,2021/8/17,46,第二节 围岩膨胀 巷道围岩的变形与膨胀，总称为围岩膨胀。2,第三篇 矿井地质工作方法,第八章 井下地质编录一、基本要求：1.经常及时 2.准确全面3.系统统一 4.重点突出第一节 穿层巷道的地质编录一、竖井井筒地质编录两种形式：四壁展开图，壁柱状刨面图二、石门地质编录步骤与方法如下：（一）熟悉巷道预想刨面和临近勘探线刨面图（二）对编录巷道进行全面概略观察（三）在编录巷道壁上挂观测基线（四）观测、记录及描绘巷道壁上的地质情况（五）其他注意事项,2021/8/17,47,第三篇 矿井地质工作方法 第八章 井下地质编录2021/,第二节 顺层巷道的地质编录,一、平巷地质编录 1、对于巷道能够揭露煤层全厚的薄煤层及部分中厚煤层，可以直接观测编录巷道壁和迎头断面。 2、对于巷道不能揭露煤层全厚的厚煤层及部分中厚煤层，在进行地质编录时，首先要设法探查煤层全厚，然后，再根据巷道中实测和探测的各种数据进行编录。当煤层倾角较缓，则编制沿巷道方向的垂直剖面图。二、倾斜巷道地质编录三、巷道展开图的编录1、两壁一顶展开图；即巷顶下落，两壁向外展开，这种展示图相当于人从巷道外侧观察的结果。2、两壁一底展开图：即巷底保持不动，两壁向外展开，这种展开方式，由于巷底往往被掩盖，地质情况不易观测，因此，巷底地质界线的联接主要靠两壁来推测，其编录实例。3、迎头两壁展开图：为了描绘巷道迎头的重要地质情况，编绘迎头和两壁展开图。,2021/8/17,48,第二节 顺层巷道的地质编录一、平巷地质编录2021/8/1,第三节 回采工作面地质编录 回采工作面地质编录的基本任务是查明采区的地质变化及其发展趋势，指导回采工作的正常进行； 测量煤厚，计算回采率，监督煤量的充分回采，为厚煤层开采的合理分层提供依据。 厚煤层开采时，还要系统地进行工作面探煤厚的工作，并及时调整。第四节 矿井原始地质资料的整理一、检查、补充和誊清原始记录井下观测编录资料记录在井下记录薄和各种观测卡片中，在整个过程中若发现疑点和不足应设法检查和补充务必使资料真实可靠。二、清绘原始地质图件 井下实测巷道剖面、断面图、展开图和细部素描图均系草图，上井后还应按照一定的内容、比例尺和格式重新绘制清图。三、建立原始地质资料台帐 通过井下观测编录，收集到大量原始地质资料。矿井地质原始记录，原始图件、观测卡片等资料均妥善保存，不得随意销毁。四、 填绘原始地质资料 井下观测编录的原始地质资料，应及时地填绘到各种矿井地质综合图件中，并根据新的实际材料，不断地充实和修正原有的矿井地质综合图件,2021/8/17,49,第三节 回采工作面地质编录2021/8/1749,第九章 矿井地质制图,通过井下地质编录和井田地质勘探工作，收集到大量的原始地质资料。但是，这些资料只反映某一巷道局部的个别的地质现象，不能反映地质现象的总体情况、相互关系和变化规律，因而它还不能满祝煤矿生产的需要。要全面的反映各种地质现象的相互关系和变化规律，还必须将丰富的地质资料，经过去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的分析研究、综合整理，编制各种综合地质图件。矿井综合地质图件的种类，各矿不完全相同，应根据各矿具体地质情况和生产上的需要来确定。一般矿井经常使用的综合地质图件有下列几种： ,2021/8/17,50,第九章 矿井地质制图 通过井下地质编录和井田地,井田地形地质图（基岩地形地质图） 煤系综合柱状图 煤、岩层对比图 矿井地质剖面图 开采水平切面地质图（水平切面图） 煤层地板（或顶板）等高线图 煤层立面投影图（立面图） 储量计算图 此外当进行某些专门地质问题研究时，往往还需在编制一些专门性图件，如煤层等厚线图，煤层顶板性图，井田构造纲要图，岩浆岩侵入煤层分布图等等。,2021/8/17,51,井田地形地质图（基岩地形地质图）2021/8,第一节 矿井地质剖面图,矿井地质剖面图的主要内容是： 1.剖面线切过的地形地物。 2.剖面线上及其相近的钻孔。 3.剖面线切过的井巷工程，包括生产井、小窑、主在巷道、采空区等。 4.井田边界线、采区边界线、保安煤柱线、各开采水平标高线等。 5.煤层、标志层、含水层、地层分界层、褶曲、断层被剖开的迹线。 6.其他地质现象，如剖面线切过的岩溶陷落柱、岩浆岩侵入体等。 一、编制矿井地质剖面图的方法和步骤： （一） 确定剖面线的方向和位置,2021/8/17,52,第一节 矿井地质剖面图 矿井地质剖面图的主要,（二） 确定比例尺 （三） 收集和整理编制剖面图的有关资料 （四） 设计图面和画高程图 （五） 投平面与剖面对应线 （六） 作地形剖面 （七） 投绘钻孔柱状 （八） 实切和投绘井巷工程 （九） 投绘煤层和构造点 （十）对比、连接 （十一）审核、清绘二、根据水平切面图作剖面图 （一）根据几个不同标高水平切面图作 面图剖 （二）根据一个水平切面图作剖面图三、根据煤层地板等高线作剖面图 1、直接投点的方法； 2、插入标高法； 3、走向延长法；,2021/8/17,53,（二） 确定比例尺2021/8/1753,第二节 水平切面图编制水平切面图的方法归纳起来有三种： （1） 根据井巷实测资料编制； （2）根据地质剖面图编制； （3）根据煤层地板等高线图编制。一、根据井巷实测资料编制水平切面图二、根据地质剖面图编制水平切面图三、根据煤层地板等高线图编制水平切面图第三节 煤层地板等高线图煤层地板等高线图是反映某一煤层空间形态特征的图件，又称煤层构造平面图，也有叫煤层图。一、生产矿井编制煤层地板等高线图方法简述 生产矿井编制煤层地板等高线图是以分煤层采掘工程平面图为底图。具体编制方法可参考如下步骤：,2021/8/17,54,第二节 水平切面图2021/8/1754,（一）整理和填绘实际资料 编制煤层地板等高线图，首先要把编图资料进行整理，把各种实际材料填绘在采掘工程平面底图上。 1、煤层地板高程的换算和填绘； 2、钻孔资料的投绘； 3、井下产状和构造的填绘； 4、煤厚资料的填绘； （二）绘制煤层地板等高线 1、插如法： 2、剖面法： （1）在采掘工程平面图上按坐标绘出剖面线，并注明其编号。 （2）根据实际资料修改或重新编制矿井地质剖面图。对于被剖面切线过的钻孔、主要巷道位置、巷顶标高以及巷道在煤系中所处的层位，剖面中构造线的位置等均应进一步校核。 （3）把剖面图上煤层地板与高程网中不同高程线的交点和断煤交点依次垂直投影到剖面中同一水平线上。,2021/8/17,55,（一）整理和填绘实际资料2021/8/1755,2021/8/17,56,2021/8/1756,3、用水平切面图编制煤层地板等高线。 二、煤层地板等高线图中断煤交线的绘制 （一）井下实测法绘制断煤交线 1、水平巷道中断煤交线的测量： 2、倾斜巷道中断煤交线的测定： 3、断层走向与巷道近于平行时断煤交线的测定： （二） 用剖面法绘断煤交线 （三）用断层面等高线法绘断煤交线 1、利用煤层断失点的产状资料编制断煤交线： 2、利用岩巷揭露的断层资料，绘制断煤交线： 3、利用上部煤层中的断层资料绘制断煤交线。 （四）断煤交线的弯曲问题煤层立面投影图是急倾斜煤层的矿井所特有的不可缺少的主要图件。由于煤层立面投影图与煤层地板等高线图都是反映煤层构造的图件，故统称为煤层构造图。,2021/8/17,57,3、用水平切面图编制煤层地板等高线。2021/8/1757,2021/8/17,58,2021/8/1758,第四节 煤层立面投影图 一、立面投影的基本原理 二、煤层立面投影图的特点 三、煤层立面投影图的编制方法 （一）根据实际资料直接连绘 （二）根据地质剖面图编制立面图 四、编制立面图的几个问题 1、煤层重叠时，立面图的绘制； 2、立面展开图的编制；第五节 其他图件简述 除了前面介绍的矿井地质三大基本图件之外，一般矿井还经常编制一些其他的矿井地质图件。 一、井田地形地质图 二、煤系综合柱状图 三、煤、岩层对比图 四、储量计算图 五、井上、下对照图,2021/8/17,59,第四节 煤层立面投影图2021/8/1759,第十章 矿井地质勘探,矿井地质勘探是继煤田普查、勘探之后，在矿井设计、建设和开采过程中所进行的地质勘探工作，又称生产矿井补充地质勘探。 矿井地质勘探的特点： 1、矿井地质勘探是在现有煤矿生产的基础上进行的，有丰富的第一性资料可供勘探设计参考利用。 2、直接为采掘生产建设服务，在确定勘探时间和布置勘探工程时，必须考虑到生产接替计划及采掘工程设计施工的需要。 3、勘探任务往往是为了解决影响矿井生产建设的某一专门性地质问题。勘探成果直接提交生产使用，而不必提供完整的地质报告。 4、工程布置应充分利用矿井的有利条件，尽可能从井下近距离向空间各个方向施工。,2021/8/17,60,第十章 矿井地质勘探矿井地质勘探是继煤田普查、勘探之后,第一节 建井地质勘探,一、井筒检查钻孔 （一）井筒检查钻孔的布置原则： 1、竖井检查钻孔的布置原则： 2、斜井检查钻孔的布置原则： 3、平硐检查钻孔的布置原则： （二）井筒检查钻孔应取得的资料 1、沿井筒中心线的完整地质剖面图； 2、井筒穿过的表土层、岩层和煤层的物理力学的性质、厚度、埋藏深度，断层破勘探时间和布置勘探工程时，必须考虑到生产接替计划及采掘工程设计施工的需要。,2021/8/17,61,第一节 建井地质勘探 一、井筒检查钻孔2021,3、勘探任务往往是为了解决影响矿井生产建设的某一专门性地质问题。勘探成果直接提交生产使用，而不必提供完整的地质报告。 4、工程布置应充分利用矿井的有利条件，尽可能从井下近距离向空间各个方向施工。 碎带及老空区等资料。 3、水文地质资料，包括含水层的层数、岩性、厚度、埋藏深度、裂隙和岩溶的发育程度以及各含水层的水量、水位、水质和地下水动态等资料。 5、采用特殊凿井法时，应根据需要补充地下水的流向、流速和水温的资料。 二、层位控制钻孔 对于地质构造简单，勘探资料可靠的矿井，层为控制钻孔一般可以不打。,2021/8/17,62,3、勘探任务往往是为了解决影响矿井生产建设的某一专门性地,第二节 生产地质勘探一、采区准备过程中的生产地质勘探1、进行新采区设计时，往往由于煤层赋存状况不清，需要布置一定的生产勘探钻孔，进一步控制煤厚、产状和构造变化。2、对煤层群中构造复杂、煤厚变化大的薄煤层，通过钻孔不能肯定可采价值时，尽量使用风巷超前的方法，来圈定可采块段。 二、巷道掘进过程中的生产地质勘探1、煤层薄，变化大，又受地址高燥破坏的地段可采边界的圈定，这需要运用巷探进行追索。 2、在航道掘进中遇到断层，当断失方向、水平错距及延展情况不好确定时，一般在迎头布置发射壮钻孔加以探测。 三、工作面回采过程中的生产地质勘探 1、煤层薄，变化大，又受地址高燥破坏的地段可采边界的圈定，这需要运用巷探进行追索。 2、在航道掘进中遇到断层，当断失方向、水平错距及延展情况不好确定时，一般在迎头布置发射壮钻孔加以探测。,2021/8/17,63,第二节 生产地质勘探2021/8/1763,3、工作面回采过程中的生产地质勘探第三节 矿井延深、扩建地质勘探 一、延深、扩建地质勘探的原则 二、延深、扩建地质勘探设计的编制 （一）图纸部分： （二）文字部分： 分五部分加以说明。第四节 老区找煤一、调查老采区历史资料及采动情况；二、编制老采区复采地质图；三、老采区复采的探采工作；四、开滦唐山煤矿老区找煤、复采的经验第五节 矿井地质勘探手段及其应用一、钻探；二、巷探；三、井下物探；,2021/8/17,64,3、工作面回采过程中的生产地质勘探2021/8/1764,第十一章 地质说明书的编制,第一节 建井地质说明书 建井地质说明书的内容包括文字说明和图件两部分。 在文字说明中，首先简述施工地点，工程编号，井筒开凿的起点、终点和方向，井底车场的工程部署等。 图件应有井筒预想柱状图和井底车场范围预想水平切面图。第二节 开拓区域地质说明书文字部分： 1、概况：新开拓区的位置、走向长度、倾斜宽度和上下水平标高； 2、地质构造情况：开拓区构造总体展布特征； 3、煤层及其顶、地板情况：煤系岩性特点；,2021/8/17,65,第十一章 地质说明书的编制第一节 建井地质说明书2,4、水文地质情况：地表水体及其对井下 充水的影响；老窑与 采空区积水情况； 5、其他地质情况：岩浆侵入体、河流冲刷带、岩溶陷落柱等的地质特征及其对煤层的影响；6、储量计算：储量计算范围；储量计算参数的确定； 7、存在问题与建议：对说明书所采用资料的可靠程度进行评述，区内存在的主要地质问题和进行生产勘探的意见，对影响开拓设计和施工的问题提出合理的建