《主要煤矿地质》PPT课件.ppt

第三讲 主要地质图件第一节 地形地质图第二节 地质剖面图第三节 水平切面图第四节 煤层底板等高线第五节 煤层立面投影图,主要地质图件,反映各种地质资料（煤层、构造、水文地质等）、勘探工以及井巷工程等资料的图件地质图件,煤矿生产需要的地质图件：地质地形图、地质剖面图、水平切面图、煤层底板等高线图、煤层立面投影图、钻孔柱状图、煤岩层对比图、水文地质图等。,第一节 地形地质图,一、概述,（一）概念：,在地形图的基础上，加绘地质资料（断层、煤层、标志层等）形成的图件。,（二）内容：,1、地形、地物2、各种勘探工程3、地层分界线4、井田分界线,（三）主要用途,1、选择井口、工业广场、运输线路、供电线路2、与采掘工程平面图配合，形成井上下对照图,二、编制方法,（一）地形地质图的填绘,基础图件 地形图 选择填图区内典型、完整、具有代表性的剖面，进行详细测量和研究。按照一定的比例尺，确定观测路线、观测点距，对露头进行观察、描述，把地质界线（地层界线、构造线）填绘到图上。,（二）利用地质平面图编制地形地质图,已知两个（或两个以上）的地质剖面1、绘制经纬网格线2、投放勘探工程：按钻孔、探井等工程点坐标值，放到相应的平面位置上，其中同一条直线各工程点的连线勘探线3、投放地质点4、分析连线,三、各种地质现象在地形地质图上的表现,（一）单斜岩层,1、地形地质图上的水平岩层,水平岩层：岩层倾角在05的单斜岩层。,水平岩层在地形地质图上具有如下特征：（1）当地表未受切割或切割不太深的情况下，地表只出现新岩层。（2）切割较深时，低洼处出现较老岩层。（3）水平岩层的层面为水平面，所以地质界线与地形等高线平行一致，不会相交。（4）地层界线与地形等高线一样，在河谷中呈“V”字型弯曲，尖端指向上游，整个地层界线是封闭的曲线。（5）水平岩层露头宽度决定于岩层厚度及地形坡度：A、地形坡度一定，露头宽度与岩层厚度成正比。B、岩层厚度一定，露头宽度与地形坡角大小成反比，当坡角等于90时（陡壁处），岩层的顶底界线重合，露头宽度为0。,2、单斜岩层的露头宽度,露头宽度：岩层在地表出露宽度的水平投影。在大比例尺地质图上，岩层露头宽度变化很大，影响露头宽度的因素有：岩层厚度、岩层产状、地形变化。1）岩层产状：地形的坡向、坡角一定时，露头宽度的变化与岩层厚度成正比。h1h2 m1m2 2）岩层产状厚度一定时，露头宽度随地形坡向、坡角的不同，变化很大0无穷大（既坡面出露同一岩层）。3）岩层厚度不变，地形坡向、坡角一定，露头宽度随岩层面与地面的夹角的不同而变化，直至三者平行时，整个坡面出露同一岩层。,以上讨论的是假设两个因素不变，第三个因素变化时对露头宽度的影响。实际上，同一地区的不同部位以及相应的地质图上，三个因素往往同时在变化，所以应按实际情况综合考虑。地面与层面的夹角对露头宽度影响较大，因此露头宽度的变化，并不能直接反映岩层厚度的变化。同一厚度的岩层，可以有不同的露头宽度，而不同厚度的岩层可以有相同的露头宽度。这对阅读地质图有重要意义。,3、单斜岩层的露头形态,单斜岩层的露头形态决定于岩层产状与地形之间的关系。单斜岩层产状不同，与地形的关系可分三种情况：（1）岩层位于范围内：岩层倾向与地形坡向相同，露头形态：与等高线弯曲相反。,（2）岩层位于范围处：岩层倾向与地形坡向相反，露头形态：与等高线弯曲一致，比等高线开阔。（3）岩层位于范围处：岩层倾向与地形坡向一致，岩层倾角小于地形坡角，露头形态：与等高线一致，比等高线狭窄。4、地形地质图 单斜岩层的露头形态在山脊，沟谷中遵循“V”字形法则。下图为某区地形地质图地层露头呈NNE向展布。A处地层露头线的弯曲方向与等高线一致，比等高线开阔，说明倾向、坡向相反，故岩层向西倾斜。B处露头线弯曲方向与等高线相反，说明倾向、坡向一致，且，岩层向西倾斜。上述分析表明：本区地层走向北北东，倾向南西西向，倾角较陡。,移交当时的准备煤量准备煤量可采期（年）=平均月设计生产能力 移交当时的回采煤量回采煤量可采期（年）=当年平均月计划回采量2、生产矿井：所有煤量为计算期末的煤量。三、三量的合理可采期1、三量可采期限规定：开拓煤量的可采期：35年以上；准备煤量的可采期：1年以上；回采煤量的可采期：46月。影响三量可采期的因素：井型、地质条件、采掘能力等。,（二）褶曲在地形地质图上的表现不同类型的褶曲在地形地质图上的表现：1）新老地层对称分布并且岩层产状有规律地变化，可判断有褶曲存在，核为老、翼为新向斜，反之背斜。2）当两翼岩层延展方向近似平行，核部宽窄变化不大，可判断枢纽近似水平。3）若两翼岩层延展方向不平行，在一个方向上逐渐接近，直至成“V”字形，表明枢纽是倾伏的。背斜V字形尖端为倾伏端；向斜仰起端。4）当核部时宽时窄或多次闭合呈串球状分布，说明枢纽波状起伏的。5)岩层产状变化：褶曲表现为岩层产状有规律地变化。6）对称褶曲在图上的表现：两翼岩层露头宽度大致相等，岩层倾角相一致。7）不对称褶曲在图上的表现：两翼岩层露头宽度不等，褶曲轴偏向一侧，岩层倾角相差较。8）倒转褶曲的表现:两翼岩层宽度、倾角相差不大,一翼岩层倒转。,一、产量统计1、工作面上策计算：2、煤堆测量用简单几何方法测煤堆体积，然后乘以煤的松散容重3、生产调度统计：据采区、队报出的产量统计4、井口统计：二、煤炭损失量分类1、按损失形态分类：1）落煤损失：1)遗留在工作面未运出的煤量；2）面积损失：局部地区不能回采的煤炭损失；3）厚度损失：残留顶、底板的煤皮。2、按引起煤炭损失的原因分类：1）开采损失：与开采方法有关的损失。2）非开采损失：地质、水文地质损失，全矿性煤柱损失等。3、按计算范围损失分类：1）工作面损失；2）采区损失；3）全矿损失。,（三）地形地质图上的断层,地形地质图上的断层线是断层露头线的水平投影，它是通过地质调查，用仪器测绘到地质图上的，在我国套色的地质图上，一般都以显著的红色线表示。出露于地表实际测定的断层用实线表示，被覆盖而推断的断层用断线表示。,（1）断层线的弯曲变化（2）在地形地质图上求断层产状,（3）求铅垂地层断距及水平地层断距可以用图解法求铅垂地层断距和水平地层断距。,（4）断层在地形地质图上的表现a断层两侧岩层不正常接触。b地质界线产生错动。c断层线本身不代表断层面的真实走向，断层的真实走向为断层线上两等高点的连线。d走向断层在地形地质图上表现为岩层的重复与缺失。,（四）其它地质现象的表现,1、岩浆侵入体,岩浆侵入体出露地表时，用红色实线圈出范围，并用相应的岩性符号表示。,2、陷落柱,椭圆形封闭曲线，其它界线在柱内中断。,3、不整合面,平行不整合 角度不整合,四、地形地质图阅图步骤,1、图名、图幅代号、比例尺、编制时间。,2、图例：一般在图框右侧，长方形（长宽比为1：2）,3、分析地形特征。,4、地质内容：地层、接触关系、构造、岩浆岩分布等。,5、与剖面图配合，了解地质体三维空间的分布。,6、阅读综合柱状图，了解区内地质发展史。,7、综合分析，了解各地质现象之间的关系。,一、概述（一）概念,第二节 地质剖面图,沿铅垂方向，将大地切开，反映到断面上的岩层及构造形态等地质内容。,（二）内容,剖面切过的地形地物、经纬线、水平标高线、地质界线、钻孔、井巷工程等。地质剖面图应注明剖面方向、比例尺、图例和图签。,（三）用途,研究地质构造的主要图件，井口位置选择、开拓方式、水平划分、巷道系统底图。,二、编制方法,（一）利用地形地质图编制剖面图,1、水平岩层地区,（1）剖面位置的选择原则：A、剖面尽可能切穿各时代的地层。B、剖面尽可能切穿区内最高、最低点，表现区内的地形特征。,（2）剖面图的编制：A、在地形图上标出剖面位置，在剖面图纸上画一条水平基线，基线长度等于剖面线的长度。B、在水平基线的两端各竖立一条直线，并将垂直线划分若干等份，使每一份的长度等于地形等高线的等高距（按比例量取）。等分线段的数目。应多于剖面线所切过的地形等高线数目。C、过垂直线上的各等分点，作平行于基线的水平线，并在垂线 外侧注明标高。D、作地形剖面（测量已讲授）。E、在地形图上，将剖面线与各岩层分界线的交点，移注到地形剖面上，将同一岩层界面上的点，用水平线连接，即为岩层分界线。正规图件中地层界线之间应加绘各种符号或色谱，以示区别。小比例尺图件，从地形线起，画12cm长的岩层界线即可。,2、单斜岩层区的地质剖面图 类似水平岩层，但分界线是倾斜的，主要区分用还是角。3、褶皱构造区的地质剖面图1）当只有一幅不具地形等高线的小比例尺概略地质图，各组岩层的真厚度及倾角没有记录，切制大致反映构造轮廓的小比例尺浅部剖面：作图方法：（1）分析地质图，搞清构造轮廓。（2）选择剖面的方向及位置，注意垂直主要构造线，经过露头最多的地带。（3）在底图上画一条水平线,既地形剖面（因没有地形标高，可假定地面近水平），然后标出地质界线点。（4）选择一层出露次数最多的地层，并取它的最窄露头宽度，作为该地层的厚度。（5）以该地层的顶面界线点为圆心，以该岩层厚度为半径划弧，并做切线连结该地层底界面。,（6）过其它岩层露头点，依次平行绘出个地层之分界线。2）根据较精确的比例尺地形地质图，编制同比例尺的浅部剖面 首先应分析地质图，在地质图上选择并标出剖面线，作地形剖面，将剖面线上的地层分界点与褶曲线点投到地形剖面上，然后根据各点的产状及褶曲类型画出各地层分界线。注意：（1）先画核部地层界线，然后向两翼扩展。（2）没有产状的岩层，可根据同一翼其它岩层的产状作图；厚度可根据另一翼同一岩层的厚度作图。（3）同一翼上产状不一致时，在保持岩层厚度不变的情况下，调整个产状，使之逐渐过度到与同一翼其它产状一致。未调整倾角所做剖面 调整倾角所做剖面,3）根据地形地质图及深部钻孔与巷道资料编制大比例尺剖面：作图方法与单斜岩层基本相同。由于构造比较复杂，作图前应认真分析图件，并做好深部地层的对比工作，特别是有倒转存在的情况下，更要注意。应根据巷道资料、钻孔资料，在地层对比的基础上，连接地层界线，使用曲线尺保持连线圆滑。4、断层在剖面图上的表现及编制方法1）表现：断层在剖面图中表现为一条线。,2）编制方法（1）编制地质剖面图是在地形地质图的基础上进行的，因此首先应仔细阅读地形地质图，分析其构造形态、地层接触关系；地层与断层面的产状以及在图上表现的倾角等。（2）先作地形剖面，在地形剖面上绘制地质构造，剖面线的选择尽可能垂直地层走向及主要构造线方向。在剖面上填绘地质内容时，应先划出断层线，剖面内的断层线是断层面与剖面的交线，当剖面方向垂直断层走向是，剖面内的断层倾角为真倾角，剖面方向与断层走向斜交时，剖面内的断层倾角为视倾角。如果在地表上没有断层的露头，断层在剖面上的位置可根据钻孔资料来确定。,F 根据钻孔资料确定断层在剖面中的位置 断层倾角可根据邻区资料或另补钻孔（3）连接地层界线：要根据煤、岩层露头及钻孔资料。由于断层的特征之一是两盘发生了相对位移，不论断距多大，都会造成上、下盘地层界线，的相对错移，因此剖面上的地质界线，始终不能穿过断层，上、下盘的同一地层界线，只能在不同位置上，从两与断层线相交。,（二）编制矿井地质剖面图的一般方法1、确定剖面位置和方向 确定剖面位置和方向的原则：（1）矿井地质剖面应与原勘探线尽量保持一致。（2）矿井地质剖面应与主要石门或上、下山位置保持一致。（3）宽竟地质剖面尽可能与主要构造线垂直。某矿井地质剖面图,（三）编制矿井地质剖面图的特殊方法1、根据水平切面图作剖面（1）根据两个不同标高的水平切面图作剖面图：（2）根据一个水平切面作剖面图：,2、根据煤层底板等高线图作剖面图,第三节 水平切面图,该图主要内容：位于该水平的井底车场、运输大巷、石门和煤巷等主要井巷工程，穿过该水平的钻孔；该水平切过的所有煤层、主要标志层、含水层、地层分界、褶皱和断层等；该水平所在范围内的井田边界线、采区边界线、煤柱界线、地质剖面线、经纬线等。一、根据井巷实测资料编制1、准备底图及编图资料2、填绘各种地质资料3、分析对比连接地质界线二、根据地质剖面编制1、在剖面图上，绘出切面图的水平高程2、将水平高程线与剖面图中的各种煤层及断层的交点，投到水平切面图相应的位置3、对比连线,第四节 煤层底板等高线,一、勘探阶段煤层底板等高线图的编制用数值标高投影表示煤层产状图件煤层底板等高线图。（一）单斜岩层1、制图方法（1）放线距法：已知煤层产状及煤层底面上的一个点的高程。放线距相邻等高线水平投影的距离，又叫放线比例。,例：已知某区煤层底面上一点D，标高48米，煤层产状22530求该区煤层底板等高线图（绘图等高距10米）。以相邻等高线的高程差H为直角边bc，以煤层倾角为它的对角作abc，直角的另一 直角边ac既为放线距（f）f=H/tg 将煤层底面上已知标高点D，按坐标透到平面图上，根据煤层产状做倾向线，据A点的高程及选定的等高距及放线距的大小，沿倾向线找出各等高线应通过的点，通过这些点做煤层的走向线（垂直倾向线）。,（2）插入法 地质上常用的制图方法。已知条件：煤层底板上一定数量的标高点（地面露头、钻孔资料、巷道揭露）。作图方法：,（3）剖面法 已知若干剖面和标有剖面位置的平面图。（a）作图方法：将个剖面内煤层底板与各条高程线的交点移注到平面图的剖面线上，再将相同的点用直线或曲线连接起来，既为煤层底板等高线图。,2、单斜构造煤层底板等高线图的几个特征：a走向与倾角不变：等高线表为间距大致相等的一组平行线。b走向不变，倾角发生变化，等高线表现为间距不等的一组平行线。c走向发生变化，倾角不变，等高线表现为等间距的一组曲线。d走向、倾角均发生变化，等高线表现为不平行的曲线。3、煤层底板等高线图上任意两点之间的倾角：底板等高线的延展方向既为煤层的走向。A、B连线若垂直于等高线，所求煤层倾角为真倾角，若斜交为视倾角。作图求倾角：.A 100.B 50 0 c 50m A B,（二）褶皱构造区1）该图反映了煤层的起伏、产状、构造及煤层厚度。2）各种褶曲在煤层底板等高线图上的表现：3）编制方法（1）插入法：A、把已探明的煤层底板标高资料投到平面图上（钻孔、巷道、小 窑、地表露头等资料）。B、分析标高变化规律，找出最高点（或最低点），估计构造形态，联结最高点，确定枢纽部位。C、从最高（或最低）点，向邻点连线，构成三角网络，但要防止不同翼连在一起。D、在每一段连线上，按选定的等高距，内插所需要的标高点，把相同的标高点连接起来，既得煤层底板等高线图。,（2）剖面法：作图步骤与方法基本与单斜构造相同。既先把剖面线展到平面图上，将剖面内煤层底板与各高程线的交点移注到平面图的剖面线上，然后用圆滑曲线连接各等高点，既得褶皱构造区煤层底板等高线图。（三）断层的几何形态图 用等高线表示各煤层与断层的整个几何形态断层几何形态图。1、编制方法：编图的三个基本条件是：任何交面线（上盘或下盘）上的一个点为及标高；上、下盘岩层产状；断层性质及地层断距。,例：某煤巷位于断层的下盘，巷道内A点（+100米）遇断层，断层产状11060，两盘煤层产状相同21030，h0=17m，断层类型正断层。（作图比例1：1000，等高距10m）,2、几何形态图的功用（1）求断距：hf、hg、L、H（2）求断层面产状（3）应用实例,（四）断裂区煤层底板等高线图：1）表现特点：（1）断层使煤层底板等高线产生不连续现象，正断层表现为无煤区，逆断层表现为重复区。（2）在煤层底板等高线图上，可求出断层面产状、铅垂地层断距及落差。2）编制：（1）剖面法：,（2）插入法：,二、生产矿井编制煤层底板等高线图的方法（一）整理填绘实际资料1）煤层底板高程的换算 2）钻孔资料的投绘 凡穿过本煤层的所有钻孔，均按坐标投绘到图上。3）煤层产状和构造的填绘 枢纽、断层交线、有代表性的失策产状，准确地填绘到底图上。（二）绘制煤层底板等高线1）采用的方法有:（1）插入法；（2）剖面法；（3）水平切面法2）应注意的问题：（1）掌握煤层总体构造轮廓；（2）由简单到复杂，由已知到未知。,（3）充分考虑煤层产状及变化。（4）先连断煤交线，后绘等高线。（三）煤层底板等高线中断煤交线的绘制1、实测法,2、剖面法：3、断层面等高线法：1）利用煤层和断层产状绘断煤交线 例：在-150m 巷道中揭露一条正断层，上盘煤层的断失点为F上，实测煤层产状为15030，断层产状20245，地层断距为17m，绘制断煤交线，并推测-200m巷道见断层位置。,若在本题中，已知条件为落差值，如何求解？4、断煤交线的弯曲问题 断煤交线的方向受煤层倾向、倾角及断层倾向、倾角四个因素的控制，其中任何一个要素发生变化，都会导致断煤交线方向的变化，只有当煤层面为平面时，断煤交线才是一条直线，而自然界中断层面和煤层面并非平面，因此，断煤交线一般为曲线，不能按直线无限制地延展。,第五节 煤层立面投影图,一、基本原理 立面图采用正射标高投影，投影面为竖直面，投影线为垂直于竖直面的一组水平线。二、立面图的特点 1、立面图上，煤层走向均为水平直线，不能反映煤层沿走向的倾向方向的产状变化。2、断层有两条断煤交线表示。3、没有经纬线和指北线，但应表明竖直投影面的走向方位。三、绘制方法 1、准备基础资料；2、投绘地质点；3、连结地质界线。,