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评分中国矿业大学（北京）研究生课程考试试卷考试科目应用矿井地质学考试时间学号TSZ140203037Q姓名王攀所属学院地测学院类别（硕士、博士、进修生）硕士评语：任课教师签名：一、必答题1、煤矿地质工作规定新内容答：《煤矿地质规定》共十章100条，涵盖了井工煤矿和露天煤矿从建矿到闭坑的全部地质工作，体现了最新的先进适用技术。其对地质机构人员的配备作出了规定，重新确定了地质类型划分标准，增加了煤矿隐蔽致灾地质因素普查的要求，增加了煤矿地质信息化工作相关要求，取消了有关行政审批事项。第四章煤矿隐蔽致灾地质因素普查第二十九条煤矿隐蔽致灾地质因素主要包括：采空区、废弃老窑（井筒）、封闭不良钻孔；断层、裂隙、褶曲，陷落柱；瓦斯富集区，导水裂缝带，地下含水体，井下火区，古河床冲刷带；天窗等不良地质体。每个煤矿应结合实际情况开展隐蔽致灾地质因素普查，提出普查报告，由煤矿企业总工程师组织审定。小煤矿集中的矿区，由地方人民政府组织进行区域性隐蔽致灾地质因素普查，制定防范事故的措施。第三十条采空区普查，应采用调查访问、物探、化探和钻探等方法进行，查明采空区分布、形成时间、范围、积水状况、自然发火情况和有害气体等。应将采空区相关信息标绘在采掘（剥）工程平面图和矿井充水性图上，建立煤矿和周边采空区相关资料台账。第三十一条废弃老窑（井筒）和封闭不良钻孔普查，应收集废弃老窑（井筒）闭坑时间、开采煤层、范围，是否开采煤柱和充填情况等资料。井田内及周边施工的所有钻孔都要标注在图上，分析每个钻孔封孔的质量。建立井田内废弃老窑（井筒）、水源井、封闭不良钻孔台账。第三十二条断层、裂隙和褶曲普查，应查明矿井边界断层和井田内落差大于5米的断层，查明矿井内主要褶曲形态，收集矿井裂隙发育资料、总结规律，编制煤矿构造纲要图。其中，断层普查主要包括断层性质、走向、倾角、断距，断层带宽度及岩性，断层两盘伴生裂隙发育程度，断层富水性等。第三十三条陷落柱普查，应查明矿井内直径大于30米的陷落柱，主要包括陷落柱发育形态、岩性、周边裂隙发育程度、导水性等，并提出防范措施和建议。第三十四条瓦斯富集区普查，应查明煤层厚度、变化规律、煤质和瓦斯含量及赋存状况，系统收集矿井所有的瓦斯资料和地质资料，编制瓦斯地质图，对矿井瓦斯赋存情况进行分区，开展瓦斯防突预测预报工作。第三十五条导水裂缝带普查，应采用物探、钻探实测和理论计算等方法确定矿井导水裂缝带高度，合理留设防隔水煤（岩）柱。如果煤层顶板受开采破坏，其导水裂缝带波及范围内存在富水性强的含水层（体）的，在掘进、回采前，应当对含水层（体）进行疏干。第三十六条地下含水体普查，应查明影响矿井安全开采的水文地质条件，各种含水体的水源、水量、水位、水质和导水通道等，预测煤矿正常和最大涌水量，提出防排水建议。第三十七条井下火区普查，应查明火区范围、密闭、气体成分等情况，提出防灭火措施建议。第三十八条古河床冲刷带、天窗等不良地质体普查，应采用物探、钻探等方法查明井田内岩浆岩侵入体分布范围、古河床冲刷带、古隆起、天窗等，将查出的不良地质体标绘在采掘工程平面图上。第九章煤矿地质信息化工作第九十四条煤矿地质信息化工作应采用先进的技术装备，依托信息化技术，利用地理信息系统，建立地测资料、设计资料和采掘（剥）工程数据库，实现煤矿地质信息工作的动态管理，为煤矿安全生产提供地质保障。第九十五条信息化平台的主要内容包括：（一）煤矿概况。煤矿边界、老窑边界和采空区分布等。（二）煤矿勘查资料。地质勘查成果资料、勘探钻孔和物探资料等。（三）煤矿地质因素。地层、构造、煤层、瓦斯、水文地质、地温和地应力等。（四）煤矿各种隐蔽致灾地质因素。（五）煤矿设计。煤矿规模、服务年限、井田开拓、采区布置、井巷和硐室等。（六）瓦斯抽采资料。（七）煤矿采掘工程。井巷、硐室及采空区等。（八）煤炭资源/储量。（九）共（伴）生矿产资源/储量。（十）相关地质资料。建矿地质报告、生产地质报告、煤矿地质及水文地质类型划分报告，采区地质说明书、掘进工作面地质说明书、回采工作面地质说明书等。第九十六条信息化平台应具备下列基本功能：（一）煤矿勘查工程、井巷设计、采掘工程等信息实现三维可视化；（二）可编辑生成煤矿必备的地质图件（自动化成图）；（三）资源/储量动态管理；（四）在优化采掘工程布置、瓦斯抽采设计、煤矿防治水和地质灾害防治等方面具有一定的智能化（决策智能化）；（五）具有兼容性和扩展性。第九十七条煤矿应建立地质信息数据库，进行地质资料处理、综合分析和数字化自动成图，实现地质工作的信息化管理。第九十八条煤矿应及时将设计、建设、生产及施工中获取的井巷、硐室等工程信息和揭露的地质信息纳入信息化平台。第九十九条实施地面煤层气抽采的煤矿，应将地面煤层气勘探和开发中获取的地质、工程和生产等信息纳入信息化平台。2、结合今后论文可能需要，试述煤矿地质工作进展（要求附5篇最新参考文献，其中至少1篇外文）答:分两点：第一，煤矿地质研究的新进展；第二，由于我所学的专业是地球物理学，所以根据所学的专业，简单阐述一些地球物理学在煤矿地质工作中的应用。第一：煤田地质研究的新进展1.1层序地层学的研究自20世纪90年代初从石油地质领域引进层序地层学的理论和方法以来，世界各国的煤地质学家纷纷在原有的成因地层学研究成果的基础上，对含煤盆地的地层格架、含煤特征、成煤环境和煤层分布规律等进行重新分析。通过儿年的深入研究，已取得了许多新的认识;并目_根据中国的特点着重发展了陆相层序地层学，提出了一些新的层序地层单元的划分和判别准则，同时实现了层序地层的二维模拟。1.2中国煤变质作用规律的研究和煤变质作用的动态模拟以杨起院士为首的研究集体，通过对中国煤种时空分布特征和变质机理的研究，建立了中国煤的多阶段变质演化与多热源叠加变质作用理论。其中，第一演化阶段以深成变质作用为特征形成低煤级煤，打下中国煤变质作用的基础;第二演化阶段以热源叠加变质作用为特征，产生中高煤级煤，形成煤类多样性;第二演化阶段以构造改造和位移为特征，导致变质带错位，奠定中国煤变质格局。同时，还研发了煤的多热源叠加变质作用的视化动态模拟技术。该项成果在国际上第一次宏观、微观和超微观相结合较为全而系统地查明并阐述了煤变质作用的机理及时空演化规律，出版了世界上第一部该领域的系统性研究专著。1.3盆地动力学的深入研究自1960年板块学说兴起以来，盆地动力学研究一致受到煤地质学界和石油地质学界广泛注意。近年来，由于盆地地热学和深部动力学研究的进展，以及烃源岩成熟演化和煤变质作用研究的推动，盆地动力学再次成为国际石油地质学界和煤地质学界研究的热点。目前的研究主要集中在不同性质的盆地构造演化的地球动力学背景、演化机制和动态模拟技术等方而。中国地质大学吴冲龙教授等通过典型盆地的研究发现，中国东部中新生代陆相裂陷盆地内“下断上坳”二元结构的形成，可能是区域构造应力场转变造成裂陷作用中断，而坳陷作用仍继续作用。模拟计算表明，“上坳”部分所需沉积空间的40%来自于下伏沉积物的压实，60%来自于盆地基底的长期低速坳陷。坳陷作用的终止，可能是渐新世初期新一轮深部热事件及其伴随的巨厚辉绿岩床侵入，导致岩石圈热衰减和重力均衡调整的逆转。1.4巨厚煤层的异地微异地湖泊混合堆积模式的提出吴冲龙教授等通过对抚顺、阜新、先锋和小龙潭等中新生代陆相盆地巨厚煤层的研究，提出了4个成因亚模式，并进一步归纳为:“腐植型植物碎屑河流远源搬运̶̶̶̶̶̶̶̶̶─植物碎屑扇二角洲沉积+湖泊漂浮异地植物碎屑沉积+湖滨泥炭沼泽原地泥炭堆积+湖泊原地藻类泥炭原地堆积+泥质碎屑或炭质碎屑或生物壳屑—风暴流或水下重力流的混合和搬运作用—植物碎屑与无机碎屑的机械分异和再沉积”，简称为“异地微异地二次湖泊混合堆积模式”。该模式能合理地解释煤层中各种成分、结构、构造、相序的成因和堆积速率，从而有助于理解我国中新生代陆相断陷盆地中超厚煤层的成因，有助于对这类盆地中丰富的优质动力用煤和优质液化用煤资源的预测和评价，同时，也有助于揭小某些具有一般厚度的陆相煤层和海相煤层的成因。1.5煤中有害物质的分布与洁净能源这是煤地质学领域的崭新研究课题，已经得到世界各国的高度重视。德国、俄国、西班牙和我国都大力开展这方而的研究，并目_取得了显著进展，基本查清了各种有害元素和物质在煤中的赋存分布状态和规律同时在去除这些有害元素和物质、制作洁净能源的途径与方法方而，也取得了一些突破性进展。1.6煤层气成藏理论研究和大规模勘探与开发煤层气成藏理论是20世纪90年代兴起的煤地质学领域研究热点。国外以美国、德国、新西兰和俄罗斯等国的研究较为先进，国内有中国煤田地质总局、西安煤炭研究分院、中国矿业大学和中国地质大学等在这方而也做了大量工作。日前主要是借鉴石油地质界在天然气研究领域的结果，己在煤层气的生成机理、运移机理、吸附机理，以及解吸机理和储层特征等方而取得了一系列重要进展。美国己经开始大规模工业开采煤层气，我国的条件较差，但在山西、辽宁和其它一些地区的煤田中也发现有较大规模的煤层气，日前己经投入相当的勘探工作量。从己经获得的资料看，只要加大研究和勘探力度，有希望找到工业价值巨大的煤层气田。1.7三维可视化的数字构造地层格架的实现和数字矿山的研究与开发三维可视化技术和数字矿山技术的引进和应用，是煤地质学定量化和煤田勘探信息化的近期重要进展。国外在这方而发展得很快，技术也较为先进。国内主要是中国地质大学(武汉)国上资源信息系统研究所在进行这方而的专业化的研究与开发。目前已经能够实现在“多S”结合与集成条件下的盆地数字构造地层格架生成、可视化矢量剪切和可视化空间查询，能够任意地进行垂向、斜向和水平截取剖而图、制作栅状图，任意地进行刻槽、挖沟和穿洞分析，并且在此三维可视化平台上实现了煤的多热源叠加变质作用动态模拟。最近，中国矿业大学资源学院也以变州矿务局为例，在数字矿山方而开展了探索性研究，并取得了可喜的成果。第二：地球物理方法在煤矿地质工作中的应用我国现在已是世界上最大的产煤国，每年产量高达11.5亿吨，全世界有1/4的煤是从中国的地底下挖掘出来的。但是由于在我国能源结构中，煤占71%，油气占22%，其它能源只占7%，这种过分依赖于煤炭的生产活动不仅对资源的可持续供应造成了很大压力，而且由于技术设备和采矿方法落后，以及体制和管理上的问题，煤矿开采引发了大量的地质灾害，造成了严重的人员伤亡和极大的经济损失。一、煤矿地质灾害的种类及其危害在我国，煤矿地质灾害主要有滑坡、地面沉陷及塌陷、瓦斯突出、突水、泥（矸）石流、矿区水土流失等,严重危及着矿山正常生产和人民生活。采空塌陷造成的损失最为严重，在我国重点煤矿，平均采空塌陷面积约占矿区含煤面积的十分之一。其中，山西作为产煤大省，是采空塌陷灾害最严重的地区。全省共15万多平方公里的土地，采空区就达2万多平方公里，相当于总面积的七分之一。目前，采空区中6000平方公里的地域已经遭受了地质灾害。采空区上方的地面沉陷往往造成房屋倒塌、地面裂缝、地面建筑物斑裂、公路及桥梁断裂等。据不完全统计,中国历年来煤炭开采造成的地表塌陷区累计已超过40万公顷，每年形成的塌陷土地面积在1.5?2.0万公顷，其中耕地占30%。再加上日益严重的矿区水土流失，破坏了大量不可再生的土地资源。中国富煤地区往往是贫水地区，全国重点矿区缺水的占71%，严重缺水的占40%。煤层顶部由于采动造成的裂隙对含水层自然疏干，导致矿区地下水位大面积下降，使得矿区及周边居民生活用水变得更加困难。另一方面，大量的地下水资源因煤系地层的破坏而渗透到矿井，这些矿井水含有大量的煤粉、岩粉和其他污染物，经过一系列的氧化、水解等反应，使其具有很高的酸性，这种未经任何处理的酸性矿井水会严重污染地下水，影响居民生活饮用水的安全。二、煤矿地质灾害的地球物理特征利用物探方法勘查煤矿地质灾害，主要是依据地下介质层间的电性、密度、放射性、弹性等物性差异。当煤层未被采动时,地层一般呈现成层性和完整性,在小区域内同一地层的电性差异不会太大，而且煤层与其顶底板岩性上的差异是一个较为稳定的波阻抗界面,具有良好