《采煤概論》

第一篇煤礦地質知識

第2章煤礦地質圖本章主要內(nèi)容第二章煤礦地質圖第一節(jié)地質圖件繪制的特點第二節(jié)地形圖第三節(jié)煤層等高線圖第四節(jié)煤礦常用的其他地質圖件第五節(jié)讀圖方法第一節(jié)地質圖件繪制的特點一、坐標系統(tǒng)1）平面直角坐標2）高程：絕對高程和相對高程二、方位角及象限角方位角是從子午線的北端開始沿順時針方向計算，它的范圍從0°到360°。象限角以地面上某一點為中心，用通過這一點的子午線和緯線把大地劃成四個象限。象限角的讀法是以北或南開頭，以東或西結尾，它的范圍從0°到90°。第一節(jié)地質圖件繪制的特點三、投影圖平面圖：采用水平投射繪制而成的各種地質及工程圖件，又稱作水平投影圖。剖面圖：根據(jù)工程和設計的需要，假想把煤層和巖層沿某個方向切開，把切開面所見到的內(nèi)部結構向側面投影成圖。四、標高投影在水平投影圖上，把投影物各點的標高值標注在各投影點位置的旁側，用來說明各個點高于或低于水平面的數(shù)值，這就叫標高投影。平面直角坐標系高程計算示意圖方位角和象限角立井標高投影圖第二節(jié)地形圖反映地球表面高低起伏形狀的圖紙稱為地形圖。地形圖中一般用地形等高線反映地貌。一、等高線等高線是地面上高程相同的若干點聯(lián)接而成的曲線，或者說是水平面與地表面相截的交線。將高程不同的等高線投影到平面上，則得到等高線圖。等高線具有下列特點：（1）等高線是連續(xù)的閉合曲線，如果不在圖內(nèi)閉合，就一定要在圖外閉合。所有等高線在一般情況下，不能相交或重合。（2）等高線上任一點向相鄰等高線可以作很多線段，投影到水平面后，其中最短的一條線段稱為最大傾斜線。等高線與最大傾斜線成直交。（3）等高線稠密表示陡坡，等高線稀疏表示緩坡，等高線間距均勻表示坡度一致。第二節(jié)地形圖二、等高線圖上各種地形的表示方式山崗和凹坑山脊和山谷第二節(jié)地形圖山坡等高線及斷面鞍部地形等高線地形剖面圖第二節(jié)地形圖三、根據(jù)等高線圖作地形剖面圖1）根據(jù)工程需要在地形圖上畫出剖面位置線AB。2）將AB線與等高線相交的各點編號，注明各點標高。3）在圖的下方或另用一張紙繪地形剖面圖。在這張紙上先做一條水平直線，以地形等高線圖上所做剖面位置的最低標高為此水平線的標高，此處為10m。4）根據(jù)等高線圖的比例尺和等高距做出平行于該直線的水平線，并注明標高。5）過等高線圖上各交點，向剖面圖上的水平線作垂直引線，根據(jù)各點的標高在剖面圖上確定各點的位置，并編號1′、2′、3′……。6）用圓滑的曲線連接這些實際位置點，即繪成地形剖面圖。第三節(jié)煤層等高線圖一、煤層頂?shù)装宓雀呔€圖煤層層面與具有一定高程的水平面相交所得到的交線，就是煤層層面上的等高線。把煤層層面上的等高線用標高投影的方法投影到水準面上，得到的圖形就是煤層等高線圖。煤層層面有上下之分，上層面是煤層與頂板的交面，下層面是煤層與底板的交面。上層面等高線圖叫做煤層頂板等高線圖，下層面等高線圖又稱為煤層底板等高線圖。煤層頂、底板等高線圖都是煤礦常用圖紙，尤其底板等高線圖運用最為普遍。煤層頂?shù)装宓雀呔€圖是反映煤層空間形態(tài)和構造變動的重要地質圖件，是煤礦設計，生產(chǎn)、儲量計算的基礎。圖2-19為某礦煤層底板等高線圖。煤層頂?shù)装宓雀呔€圖的比例尺，根據(jù)生產(chǎn)需要和地質條件確定，常用的比例尺是1∶5000、l∶2000、l∶1000。等高距的大小取決于圖紙的比例尺和煤層傾角，常用的等高距是100m，50m、20m。第三節(jié)煤層等高線圖二、根據(jù)煤層底板等高線確定煤層產(chǎn)狀煤層底板等高線的延展方向就是煤層的走向，過等高線上任一點向標高值較小的等高線作垂線，該垂線方向就是煤層的傾向。煤層傾角可在煤層底板等高線圖上用作圖法或計算求得，如圖2-11所示，其步驟如下：在任意兩等高線之間作垂線AB，AB即為兩等高線之間的平距l(xiāng)。過B作AB的垂線BC，并取BC等于兩等高線之高差h，聯(lián)接AC，則角CAB即為煤層傾角?；蛴孟率接嬎忝簩觾A角：煤層產(chǎn)狀的確定第三節(jié)煤層等高線圖三、各類地質構造在煤層底板等高線圖上的表現(xiàn)1．褶曲構造煤層底板平整，傾角均勻，走向穩(wěn)定時，煤層底板等高線表現(xiàn)為間距大致相等的一組直線。煤層走向發(fā)生變化時，表現(xiàn)為煤層底板等高線彎曲。煤層傾角的變化則表現(xiàn)為煤層底板等高線的水平距離發(fā)生變化。等高線平距越大，則煤層傾角越平緩，等高線的平距越小，則煤層傾角就越陡，如圖2-12所示。煤層褶曲表現(xiàn)為煤層底板等高線發(fā)生彎曲，若等高線凸出方向，是標高升高方向則褶曲為向斜，若等高線凸出方向是標高降低方向，褶曲為背斜，如圖2-13所示。煤層底板等高線為封閉曲線時，等高線標高由邊緣向中央逐漸增加則為穹隆構造，相反標高逐漸降低則為盆地構造，如圖2-14。煤層發(fā)生翻轉的褶曲通常叫做倒轉，倒轉部分又稱反山，這時煤層的底板等高線表現(xiàn)為標高順序錯亂，等高線出現(xiàn)交叉，如圖2-15所示。補充：褶曲構造（向斜和背斜）的三點判別法第三節(jié)煤層等高線圖煤層走向和傾角變化煤層褶曲盆地和穹隆構造煤層倒轉的等高線圖第三節(jié)煤層等高線圖2．斷層在煤層等高線圖上，斷層是用斷層面與煤層層面的交線的水平投影來表示，一般叫做斷層交線或交面線。因為斷層有上下兩盤，所以一條斷層有兩條交面線，上盤交面線用符號—·—表示，下盤交面線用符號——表示。斷層使煤層底板等高線失去連續(xù)性，一般情況下，正斷層表現(xiàn)為等高線中斷缺失，中斷缺失部分為無煤帶，逆斷層表現(xiàn)為煤層等高線重疊，重疊部分為煤層上下兩盤重復區(qū)，如圖2-16。第三節(jié)煤層等高線圖煤層底板等高線上的斷層表示法a—正斷層;b—逆斷層第四節(jié)煤礦常用的其他地質圖件每一種地質圖件往往只能反映礦井地質現(xiàn)象的一個側面，而幾種地質圖件配合起來就能比較全面地反映礦井地質及構造的全貌。煤礦常用的主要地質圖件除前面已講過的地形圖，煤層頂?shù)装宓雀呔€圖、還有地質地形圖、煤系綜合柱狀圖，地質剖面圖，水平切面圖等。一、地質地形圖地質地形圖實際上是地形圖和地質圖重疊繪制在一起的地質圖件，它既反映了圖區(qū)地表的地形特征和地物分布位置，又反映了圖區(qū)煤、巖的露頭分布及地質構造。地質地形圖的主要內(nèi)容是地形等高線、地物分布及各種地質界線。二、煤系綜合柱狀圖以統(tǒng)一的圖例及簡短的文字來說明井田內(nèi)煤層層數(shù)、煤層厚度，層間距離、標志層特征，煤層頂?shù)装鍘r性及含水層等主要內(nèi)容的地質圖件。它可以作為煤層對比的依據(jù)，有利于礦井生產(chǎn)期間對地質構造的判別。三、煤巖對比圖在一個煤田內(nèi)，煤層往往不止一層，而是幾層，多至數(shù)十層。為了正確判斷煤層層位和構造，通常利用標志層，古生物化石、層間距和煤層本身特征等來對煤系進行研究，找出判定煤層的可靠依據(jù)，通常稱為煤層對比。概括煤巖對比成果的圖紙稱為煤層對比圖。第四節(jié)煤礦常用的其他地質圖件四、地質剖面圖剖面圖是假設將大地切開，反映切開面上的煤層或巖層的厚度、層間距、傾角和地質構造特征等，以及沿剖面方向的地形起伏等。剖面圖比較形象直觀，在生產(chǎn)中使用廣泛。剖面的位置可根據(jù)需要選取。五、水平地質切面圖水平地質切面圖是假設沿某一標高的水平方向將地層切開，反映水平切開面上的煤、巖分布及地質構造特征和巷道與煤層相對關系的圖件。水平切面圖在煤層傾角較大和開采煤層群的礦井使用較廣泛。第五節(jié)讀圖方法1）看圖名。不論什么地質圖首先應該看圖名。圖名可以說明地質圖件所在地區(qū)及圖紙的種類，從而對圖紙能反映些什么地質現(xiàn)象有清楚的概念。進而看圖紙的比例尺，了解圖紙上尺寸與實際尺寸的關系及圖紙反映的地質現(xiàn)象的精度。2）判明方位。一般圖紙常用箭頭指示北方。如果圖上沒有標明方向，則圖紙上的經(jīng)緯線應是上北下南，左西右東。3）看圖例。圖例是表示地形、地物以及各種地質和構造現(xiàn)象的符號，是地質圖件中不可缺少的部分。不知道圖例就無法看懂地質圖件。煤礦常用的地物、地質構造等圖例如表2-1所示。4）分析圖中的內(nèi)容。在了解對地質地形圖上的上述情況后，還應該了解地區(qū)地層系統(tǒng)，建立起該地區(qū)地層系統(tǒng)概念，而后看地形等高線，了