1、礦井地質(zhì)第1頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五補(bǔ)煤礦巷道知識(shí)主要巷道垂直巷道水平巷道開采巷道立井：主立井提升煤 付立井材料、人員小井：20m。 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，以距離斷層 30-50m為宜； 運(yùn)輸大巷的布置：遇大斷層，可改向，但過斷層后應(yīng)盡快進(jìn)入原設(shè)計(jì)層位。 開采塊段的劃分：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；第14頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五2、巷道掘進(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 平巷過斷層：可采用斜穿煤

2、層頂、底板或順斷層面掘進(jìn)； 斜巷過斷層：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； 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； 當(dāng)斷層落差大于煤厚或采高，重開切割眼回采； 斜交斷層的處理：一般與處理傾向斷層的方法基本相同；第15頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五三、巖漿巖對(duì)煤層的影響第16頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五四、礦井瓦斯和地?zé)幔ㄒ唬┑V井瓦斯 概述 瓦斯是影響煤礦生產(chǎn)的一個(gè)重要因素；是深部開采的三大障礙：之一（瓦斯、地壓

3、和地溫）； 瓦斯成分與性質(zhì) 成分：CH4；CO2；N2組成； CH4 ：瓦斯主要成分，無色、無味、無嗅、無毒的氣體；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放出大量瓦斯無煙煤據(jù)計(jì)算：每生成1噸煤，可產(chǎn)生1000m3的瓦斯與二氧化碳第17頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五 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克無煙煤 其表面積可達(dá)200m2. 影響因素煤化作用圍巖條件地質(zhì)

4、構(gòu)造埋藏深度地下水活動(dòng)第18頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五 瓦斯涌出 礦井瓦斯等級(jí) 一級(jí)瓦斯礦： 5 5 10m3/T（晝夜） 三級(jí)瓦斯礦： 10 15m3/T（晝夜） 超級(jí)瓦斯礦： 15m3/T（晝夜）注意：凡出現(xiàn)過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： m3/分鐘 瓦斯涌出種類 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，受重力而垮落第19頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五 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

5、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； 開解放層先開采無突出危險(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； 水力沖孔第20頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五（二）地 熱 地?zé)岬幕靖拍?地溫梯度：/100m；地溫率： m/ 地?zé)醽碓矗簬r漿熱；大地?zé)崃?；放?/p>

6、性元素等 地?zé)嵫芯?地溫等值線圖； 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?。?1頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五五、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)失去開采價(jià)值，減少煤炭儲(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

7、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 第22頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五 井下遇陷落柱前的預(yù)兆 產(chǎn)狀變化：在塌陷過程中，因牽引作用使周圍的煤、巖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15-20m； 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；

8、 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)研第23頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五影響煤礦生產(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)?巖溶陷落柱第24頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五本章結(jié)束第25頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五利用標(biāo)志層對(duì)比利用煤巖特征變化確定斷層第26頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五斷層帶附近的構(gòu)造特征牽引褶曲小斷層增多斷層面特征斷層帶煤線第27頁，共44

9、頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五見煤點(diǎn)見煤點(diǎn)見煤點(diǎn)見斷層點(diǎn)底板掘進(jìn)段：AC;DE;FB頂板掘進(jìn)段：CD;EF;第28頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五+100F見斷層點(diǎn)第29頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五上煤層推測(cè)下煤層第30頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五斷煤交面線的繪制作圖法例：在-150m順槽中一點(diǎn)實(shí)測(cè)正斷層上盤煤層斷失點(diǎn)F點(diǎn)，測(cè)得煤層產(chǎn)狀158 30；斷層面產(chǎn)狀20240；垂直斷層走向方向落差為H=17m。求作-150m以下的煤層底板等高線及斷煤交面線。作圖步驟：1：作煤層和斷層面等高線2：連上、下盤

10、斷煤交線3：推出下盤煤層等高線 利用個(gè)別煤層斷失點(diǎn)產(chǎn)狀資料，編制斷煤交面線，以便研究斷層對(duì)巷道開掘的影響，是礦井地質(zhì)工作經(jīng)常要做的工作。第31頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五N45300m50mABAC-150m-200m-250m-300m-350m17m-150m-200m-250m-300m-350m17m17m第32頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五N300m50mABAC-150m-200m-250m-300m-350m-150m-200m-250m-300m-350m第33頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五第34頁

11、，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五較大斷層較小斷層第35頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五第36頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五第37頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五第38頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五第39頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五 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)

12、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），并在煤層等厚線圖上標(biāo)出始突厚度等值線。第40頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五 測(cè)定和統(tǒng)計(jì)煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量，圈出煤層原始瓦斯壓力等壓線。 研究水災(zāi)地質(zhì)情況，分析水、

13、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，并把采掘過程中已發(fā)生的突出（包括突出的時(shí)間、地點(diǎn)、類型、煤（巖）量、瓦斯量）以及各類巷道等內(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。 第41頁，共44頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)28分，星期五五查： 查區(qū)內(nèi)陷落往發(fā)育、分布的規(guī)律性； 查陷落柱周圍煤、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； 查陷落柱周圍的小斷裂的發(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； 看陷落柱周圍煤、巖