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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ),地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ),中國(guó)礦業(yè)大學(xué),資源與地球科學(xué)學(xué)院,朱炎銘,E-mail:,yanmingzhu,sohu,.com,補(bǔ)煤礦巷道知識(shí),主要巷道,垂直巷道,水平巷道,開(kāi)采巷道,立井：主立井提升煤,付立井材料、人員,小井：20,m。,井筒位置的選擇：一般立井井筒要布置在傾角較大的斷層下盤(pán)，以距離斷層,30-50,m,為宜；,運(yùn)輸大巷的布置：遇大斷層，可改向，但過(guò)斷層后應(yīng)盡快進(jìn)入原設(shè)計(jì)層位。,開(kāi)采塊段的劃分：應(yīng)盡可能將較大斷層留在采面之間的煤柱中，如走向斷層劃,入階段煤柱，傾向斷層作為采區(qū)邊界；,2、巷道掘

2、進(jìn)階段對(duì)斷層的處理,應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件和生產(chǎn)對(duì)巷道的要求分別采用不同的方法,平巷過(guò)斷層：可采用斜穿煤層頂、底板或順斷層面掘進(jìn)；,斜巷過(guò)斷層：可采用斜穿煤層頂、底板或順斷層面掘進(jìn)；,回采階段對(duì)斷層的處理：,走向斷層的處理：當(dāng)斷層落差小于煤厚，挑頂、臥底而過(guò)；,當(dāng)斷層落差大于煤厚或采高，可分采；,傾向斷層的處理：當(dāng)斷層落差小于煤厚，挑頂、臥底而過(guò)；,當(dāng)斷層落差大于煤厚或采高，重開(kāi)切割眼回采；,斜交斷層的處理：一般與處理傾向斷層的方法基本相同；,三、巖漿巖對(duì)煤層的影響,四、礦井瓦斯和地?zé)?（,一）礦井瓦斯,概述,瓦斯是影響煤礦生產(chǎn)的一個(gè)重要因素；是深部開(kāi)采的三大障礙：之一（瓦斯、地壓和地溫）；,瓦

3、斯成分與性質(zhì),成分：,CH,4,；CO,2,；N,2,組成；,CH,4,：,瓦斯主要成分，無(wú)色、無(wú)味、無(wú)嗅、無(wú)毒的氣體；空氣中含量達(dá)5.3%-14%，遇火燃燒，在井下構(gòu)成瓦斯爆炸；當(dāng)濃度達(dá)40%，就可使人窒息致死；,瓦斯成因,泥炭,50,埋深,160-200,放出大量瓦斯,無(wú)煙煤,據(jù)計(jì)算：每生成1,噸,煤，可產(chǎn)生1000,m,3,的瓦斯與二氧化碳,瓦斯賦存狀態(tài),兩種：自由狀態(tài) 瓦斯存于煤層與圍巖的孔隙和裂隙之中；,決定于：圍巖的孔隙空間,外界的,T、P；,吸附狀態(tài)以分子引力吸附在煤體表面，據(jù)測(cè)定1克無(wú)煙煤,其表面積可達(dá)200,m,2,.,影響因素,煤化作用,圍巖,條件,地質(zhì)構(gòu)造,埋藏深度,地下

4、水活動(dòng),瓦斯涌出,礦井瓦斯等級(jí),一級(jí)瓦斯礦：5 5 10,m,3,/T（,晝夜）,三級(jí)瓦斯礦：10 15,m,3,/T（,晝夜）,超級(jí)瓦斯礦：15,m,3,/T（,晝夜）,注意：,凡出現(xiàn)過(guò)一次瓦斯突出地礦井，均屬超級(jí)瓦斯礦井,相對(duì)瓦斯涌出量,絕對(duì)瓦斯涌出量：,m,3,/,分鐘,瓦斯涌出種類(lèi),瓦斯噴出,煤與瓦斯突出,突出,壓出：,多發(fā)生在回采工作面,傾出：,煤層傾角45，在電壓作用下，受重力而垮落,瓦斯突出地一般規(guī)律,煤層厚度達(dá)0.2,m,才發(fā)生突出，煤厚越大，突出地危險(xiǎn)性越大；,構(gòu)造影響較劇烈地地帶，煤呈顆粒狀，鱗片狀、易導(dǎo)致突出；,突出瓦斯壓力一般需 6個(gè)大氣壓，壓力與突出可能性呈正比；,掘

5、進(jìn)形成的集中壓力增加了突出的危險(xiǎn)性；,受構(gòu)造控制，往往突出成帶狀分布；,突出發(fā)生在瓦斯風(fēng)氧化帶以下的一定深度。,瓦斯突出的防止,研究地質(zhì)規(guī)律與瓦斯的關(guān)系,瓦斯地質(zhì)研究，從而預(yù)測(cè)預(yù)防瓦斯的突出；,開(kāi)解放層,先開(kāi)采無(wú)突出危險(xiǎn)或突出危險(xiǎn)性較小的煤層，造成裂隙增加瓦斯通氣性，降低突出煤層的瓦斯含量和壓力；,打超前鉆孔先排放瓦斯；,放震動(dòng)炮；,水力沖孔,（二）地 熱,地?zé)岬幕靖拍?地溫梯度：/100,m；,地溫率：,m/,地?zé)醽?lái)源：巖漿熱；大地?zé)崃?；放射性元素?地?zé)嵫芯?地溫等值線(xiàn)圖；,地溫剖面圖；,熱源研究。,影響礦山地溫場(chǎng)因素,巖性；,基底起伏與構(gòu)造形態(tài)；,深大斷裂；,地下水；,局部地?zé)嵩从绊憽?/p>

6、,五、巖溶陷落柱,陷落柱對(duì)煤礦生產(chǎn)的影響,煤層塌陷在一定范圍內(nèi)失去開(kāi)采價(jià)值，減少煤炭?jī)?chǔ)量，縮短了礦井服務(wù)年限，井巷報(bào)廢；,由于塌陷破壞煤層的連續(xù)性，給井巷工程的布置和施工，采煤方法和采掘機(jī)械的選擇增加很多困難；,陷落柱穿透含水層時(shí)，將地下導(dǎo)水采掘工作面，在地下水豐富的礦區(qū)內(nèi)，將威脅生產(chǎn)安全；,含煤地層下伏巖系如果為可溶性巖石，如石灰?guī)r、白云巖、石膏層等，在地下水的溶蝕作用下可以形成巖溶洞穴，隨著洞穴規(guī)模的擴(kuò)大，在上覆巖系的重力荷載下，煤層及其圍巖逐漸跨落，可形成環(huán)形柱狀陷落，俗稱(chēng)陷落柱；,充填堆積的巖石碎塊層序混雜、排列紊亂、棱角顯著、大小不一，并被粘土充填膠結(jié)；,陷落柱的形態(tài)上一般呈上小下大

7、的不規(guī)則圓柱體，截面多呈圓形或橢圓形，截面直徑由幾米至幾百米,井下遇陷落柱前的預(yù)兆,產(chǎn)狀變化：在塌陷過(guò)程中，因牽引作用使周?chē)拿骸r層向陷落柱中心方向傾斜；傾角在3-6之間，個(gè)別達(dá)10，影響范圍一般在15-20,m；,裂隙增多；,小斷向增多；,煤的氧化；,水的涌出量增加；,陷落柱的成因,有可溶性巖層,；,有良好的地下水活動(dòng)通道；,有豐富、飽和的侵蝕性水質(zhì)；,有地下水排泄口，以便加劇地下水地交替作用；,陷落柱的探測(cè),鉆探,；,物探；,巷探；,煤的氧化；,水的涌出量增加；,陷落柱調(diào)研,影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素：,煤厚變化,構(gòu)造變動(dòng),巖漿巖,礦井瓦斯和地?zé)?巖溶陷落柱,本章,結(jié)束,利用標(biāo)志層對(duì)比,利用

8、煤,巖,特征變化,確定斷層,斷層帶附近的構(gòu)造特征,牽引褶曲,小斷層增多,斷層面特征,斷層帶煤線(xiàn),見(jiàn)煤點(diǎn),見(jiàn)煤點(diǎn),見(jiàn)煤點(diǎn),見(jiàn),斷層點(diǎn),底板掘進(jìn)段：,AC;,DE;,FB,頂板掘進(jìn)段：,CD;,EF;,+100,F,見(jiàn),斷層點(diǎn),上,煤層推測(cè)下煤層,斷煤交面線(xiàn)的,繪制,作圖法,例：,在-150,m,順槽中,一點(diǎn)實(shí)測(cè)正斷層上盤(pán)煤層斷失點(diǎn),F,點(diǎn)，測(cè)得煤層產(chǎn)狀158,30,；斷層面產(chǎn)狀202,40,；垂直斷層走向方向落差為,H=17m。,求作-150,m,以下的煤層底板等高線(xiàn)及斷煤交面線(xiàn)。,作圖步驟：,1：作煤層和斷層面等高線(xiàn),2：連上、下盤(pán)斷煤交線(xiàn),3：推出下盤(pán)煤層等高線(xiàn),利用個(gè)別煤層斷失點(diǎn)產(chǎn)狀資料，

9、編制斷煤交面線(xiàn)，以便研究斷層對(duì)巷道開(kāi)掘的影響，是礦井地質(zhì)工作經(jīng)常要做的工作。,N,45,30,0m,50,m,AB,AC,-150,m,-200,m,-250,m,-300,m,-350,m,17,m,-150,m,-200,m,-250,m,-300,m,-350,m,17,m,17,m,N,30,0m,50,m,AB,AC,-150,m,-200,m,-250,m,-300,m,-350,m,-150,m,-200,m,-250,m,-300,m,-350,m,較大斷層,較小斷層,瓦斯地質(zhì)研究,包括：查明有突出危險(xiǎn)區(qū)的地質(zhì)情況，提供可能與突出有關(guān)的地質(zhì)資料，編制瓦斯地質(zhì)測(cè)報(bào)圖件。,具體工作

10、內(nèi)容有：,礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造研究:,礦井構(gòu)造直接關(guān)系到煤礦的生產(chǎn)和安全，是引起煤層瓦斯突出的主導(dǎo)因素。深入研究構(gòu)造發(fā)育規(guī)律、空間組合特征，構(gòu)造演化機(jī)理及其構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)演化，特別近代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的分布；各種斷層封閉特性,;找出應(yīng)力集中區(qū)作為測(cè)報(bào)工作的重點(diǎn)地區(qū)；,對(duì)圈定出的可能儲(chǔ)積瓦斯構(gòu)造，進(jìn)一步判明與礦井開(kāi)拓工程的關(guān)系，并標(biāo)定出可能發(fā)生突出點(diǎn)的位置。,研究煤層厚度變化特征，分析變化原因，煤體特征，確定變化帶位置。,調(diào)查鑒定煤層的各分層煤巖和物理特征，確定煤結(jié)構(gòu)的破壞類(lèi)型，得出可能發(fā)生突出的松軟分層厚度的最小值（始突厚度），并在煤層等厚線(xiàn)圖上標(biāo)出始突厚度等值線(xiàn)。,測(cè)定和統(tǒng)計(jì)煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量，圈出煤層

11、原始瓦斯壓力等壓線(xiàn)。,研究水災(zāi)地質(zhì)情況，分析水、瓦斯、構(gòu)造三者之間的關(guān)系，判明地下水活動(dòng)對(duì)突出煤層的影響。,調(diào)查煤層頂、底板巖石力學(xué)性質(zhì)、成層厚度結(jié)構(gòu)和構(gòu)造以及遭受地質(zhì)構(gòu)造破壞的特征，以便了解其對(duì)瓦斯儲(chǔ)存與釋放的控制作用。,編制煤和瓦斯突出預(yù)測(cè)圖。以煤層底板等高線(xiàn)圖為底圖，填繪上述各種與突出有關(guān)的瓦斯地質(zhì)資料，并把采掘過(guò)程中已發(fā)生的突出（包括突出的時(shí)間、地點(diǎn)、類(lèi)型、煤（巖）量、瓦斯量）以及各類(lèi)巷道等內(nèi)容標(biāo)定在圖上；也可把突出點(diǎn)填繪到有關(guān)采掘工程平面圖和地質(zhì)圖,上，編出突出點(diǎn)分布圖，并以此為底圖填繪上述瓦斯地質(zhì)資料。,五查：,查區(qū)內(nèi)陷落往發(fā)育、分布的規(guī)律性；,查陷落柱周?chē)?、巖層中裂隙發(fā)育情況及充填物性質(zhì)；,查煤層遭氧化的情況；,查陷落柱附近的水和瓦斯的變化；,查陷落柱周?chē)男嗔训陌l(fā)育情況。,五看：,看陷落柱與圍巖的接觸往面；,看陷落柱內(nèi)充填物的性質(zhì)和特征；,看陷落柱周?chē)骸r層的產(chǎn)狀變化；,看陷落柱內(nèi)巖塊的大小、排列和時(shí)代；,看陷落柱與煤層底板的交面線(xiàn)。,五定：,定巷道揭露陷落柱的部位；,定陷落柱的形狀；,定陷落柱的規(guī)模大??；,定穿透,陷,落,柱的距離；,定處理陷落柱的措施。,將較大斷層留在采面之間的煤柱中,發(fā),育,過(guò),程,