1、礦井地質第1頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五補煤礦巷道知識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； 運輸大巷的布置：遇大斷層，可改向，但過斷層后應盡快進入原設計層位。 開采塊段的劃分：應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，傾向斷層作為采區邊界；第14頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五2、巷道掘進階段對斷層的處理 應根據不同的地質條件和生產對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； 斜巷過斷層：可采用斜穿煤層頂、底板或順斷層面掘進； 回采階段對斷層的處理： 走向斷層的處理：當斷層落差小于煤厚，挑頂、臥底而過； 當斷層落差大于煤厚或采高，可分采； 傾向斷層的處理：當斷層落差小于煤厚，挑頂、臥底而過； 當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28分，星期五三、巖漿巖對煤層的影響第16頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五四、礦井瓦斯和地熱（一）礦井瓦斯 概述 瓦斯是影響煤礦生產的一個重要因素；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 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5.3%-14%，遇火燃燒，在井下構成瓦斯爆炸；當濃度達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計算：每生成1噸煤，可產生1000m3的瓦斯與二氧化碳第17頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五 瓦斯賦存狀態 兩種：自由狀態 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； 吸附狀態以分子引力吸附在煤體表面，據測定1克無煙煤 其表面積可達200m2. 影響因素煤化作用圍巖條件地質

4、構造埋藏深度地下水活動第18頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五 瓦斯涌出 礦井瓦斯等級 一級瓦斯礦： 5 5 10m3/T（晝夜） 三級瓦斯礦： 10 15m3/T（晝夜） 超級瓦斯礦： 15m3/T（晝夜）注意：凡出現過一次瓦斯突出地礦井，均屬超級瓦斯礦井相對瓦斯涌出量絕對瓦斯涌出量： 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28分，星期五 瓦斯突出地一般規律 煤層厚度達0.2 m才發生突出，煤厚越大，突出地危險性越大； 構造影響較劇烈地地

5、帶，煤呈顆粒狀，鱗片狀、易導致突出； 突出瓦斯壓力一般需 6個大氣壓，壓力與突出可能性呈正比； 掘進形成的集中壓力增加了突出的危險性； 受構造控制，往往突出成帶狀分布； 突出發生在瓦斯風氧化帶以下的一定深度。 瓦斯突出的防止 研究地質規律與瓦斯的關系瓦斯地質研究，從而預測預防瓦斯的突出； 開解放層先開采無突出危險或突出危險性較小的煤層，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； 放震動炮； 水力沖孔第20頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五（二）地 熱 地熱的基本概念 地溫梯度：/100m；地溫率： m/ 地熱來源：巖漿熱；大地熱流；放射

6、性元素等 地熱研究 地溫等值線圖； 地溫剖面圖； 熱源研究。 影響礦山地溫場因素 巖性； 基底起伏與構造形態； 深大斷裂； 地下水； 局部地熱源影響。第21頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五五、巖溶陷落柱 陷落柱對煤礦生產的影響 煤層塌陷在一定范圍內失去開采價值，減少煤炭儲量，縮短了礦井服務年限，井巷報廢； 由于塌陷破壞煤層的連續性，給井巷工程的布置和施工，采煤方法和采掘機械的選擇增加很多困難； 陷落柱穿透含水層時，將地下導水采掘工作面，在地下水豐富的礦區內，將威脅生產安全； 含煤地層下伏巖系如果為可溶性巖石，如石灰巖、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，隨著洞穴規模的擴大，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； 陷落柱的形態上一般呈上小下大的不規則圓柱體，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28分，星期五 井下遇陷落柱前的預兆 產狀變化：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，個別達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通道；

8、 有豐富、飽和的侵蝕性水質； 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 鉆探； 物探； 巷探； 煤的氧化； 水的涌出量增加； 陷落柱調研第23頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五影響煤礦生產的地質因素： 煤厚變化 構造變動 巖漿巖 礦井瓦斯和地熱 巖溶陷落柱第24頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五本章結束第25頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五利用標志層對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28分，星期五斷層帶附近的構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28分，星期五見煤點見煤點見煤點見斷層點底板掘進段：AC;DE;FB頂板掘進段：CD;EF;第28頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五+100F見斷層點第29頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五上煤層推測下煤層第30頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五斷煤交面線的繪制作圖法例：在-150m順槽中一點實測正斷層上盤煤層斷失點F點，測得煤層產狀158 30；斷層面產狀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 利用個別煤層斷失點產狀資料，編制斷煤交面線，以便研究斷層對巷道開掘的影響，是礦井地質工作經常要做的工作。第31頁，共44頁，2022年，5月20日，9點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28分，星期五第34頁

11、，共44頁，2022年，5月20日，9點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28分，星期五第36頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五第37頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五第38頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五第39頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五 瓦斯地質研究包括：查明有突出危險區的地質情況，提供可能與突出有關的地質資料，編制瓦斯地質測報圖件。 具體工作內容有： 礦區地質構造研究: 礦井構造直接關系到煤礦的生產和安全，是引起煤層瓦斯突出的主導因素。深入研究構造發

12、育規律、空間組合特征，構造演化機理及其構造應力場演化，特別近代構造應力場的分布；各種斷層封閉特性 ;找出應力集中區作為測報工作的重點地區； 對圈定出的可能儲積瓦斯構造，進一步判明與礦井開拓工程的關系，并標定出可能發生突出點的位置。 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。 調查鑒定煤層的各分層煤巖和物理特征，確定煤結構的破壞類型，得出可能發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出始突厚度等值線。第40頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五 測定和統計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。 研究水災地質情況，分析水、

13、瓦斯、構造三者之間的關系，判明地下水活動對突出煤層的影響。 調查煤層頂、底板巖石力學性質、成層厚度結構和構造以及遭受地質構造破壞的特征，以便了解其對瓦斯儲存與釋放的控制作用。 編制煤和瓦斯突出預測圖。以煤層底板等高線圖為底圖，填繪上述各種與突出有關的瓦斯地質資料，并把采掘過程中已發生的突出（包括突出的時間、地點、類型、煤（巖）量、瓦斯量）以及各類巷道等內容標定在圖上；也可把突出點填繪到有關采掘工程平面圖和地質圖上，編出突出點分布圖，并以此為底圖填繪上述瓦斯地質資料。 第41頁，共44頁，2022年，5月20日，9點28分，星期五五查： 查區內陷落往發育、分布的規律性； 查陷落柱周圍煤、巖層中裂隙發育情況及充填物性質； 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育情況。五看： 看陷落柱與圍巖的接觸往面； 看陷落柱內充填物的性質和特征； 看陷落柱周圍煤、巖