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《矿井地质学》一、矿井地质工作的概念和意义（一）矿井地质工作的概念矿井地质工作是在矿井建设和生产时期，直接为煤矿生产建设服务的地质工作。从这一概念中阐明了矿井地质工作的两个基本性质。1．矿井地质工作所处的阶段煤炭开发大体经历远景规划、矿区总体设计、矿井设计、矿井建设和矿井生产等阶段。每一阶段都必须以相应的地质工作为基础，以提供的地质资料为依据。远景规划阶段主要是解决煤炭工业整体布局，选择煤炭工业基地和划分矿区的问题。煤田普查工作成果是远景规划的地质依据。矿区总体设计阶段主要是解决矿区内各矿井统一布局和确定开发规划的问题。其基本任务是确定开发规模和开发顺序；划分井田、选择井筒位置和开拓方式；拟定煤炭加工工艺和选煤厂建设；选定运输线、供电线和供水线；以及布置矿区主要工业设施等。矿区详查工作成果是矿区总体设计的地质依据。矿井设计阶段主要是解决一个矿井开拓布置的问题。其基本任务是选定井筒和工业广场位置，确定开拓方式，划分开来水平，布置第一水平主要巷道和采区，以及进行基建工程、通风安全、提升运输、煤炭加工等一系列技术设计。井田精查工作成果是矿井设计的地质依据。矿井建设阶段主要是解决矿井基建工程和首采区建设的问题。其基本任务是编制基建工程施工组织设计和进行井巷施工。建井地质工作就是直接为矿井基建工程服务的地质工作。矿井生产阶段主要是解决矿井煤炭生产和准备的问题。其基本任务是编制采掘设计和组织采掘施工。生产地质工作就是直接为矿井生产服务的地质工作。2．矿井地质工作服务的对象矿井地质工作是直接为煤矿生产建设服务的。它与煤矿生产建设有着直接的、密切的联系。《矿井地质规程》（试行）（1984年5月）总则中明确指出：“矿井地质工作必须坚持为生产服务的方向；根据矿井不同的地质条件，按照生产建设各个阶段的特点和要求进行”。（二）矿井地质工作的意义1．矿井地质工作的必要性鉴于地质条件的复杂性，地质工作必须经历由大面积的概略了解到小面积的详细控制这样一个过程，即遵循分阶段循序渐进的原则。资源勘探是矿井地质工作的必要基础；矿井地质工作是资源勘探的深化和发展。它们构成了各自独立的、相互不能替代的阶段。2．矿井地质工作的重要性煤矿开采是在复杂地质体内，以煤层为对象的生产活动。采煤技术是一种以地质条件为基础的生产工艺。如果选择的采煤技术适应于客观地质条件，就能充分发挥技术的威力，促进生产的发展；反之，就会防碍生产的正常和安全进行。因此，矿井地质工作是煤矿采掘的基础。瓦斯对煤矿安全危害很大，但又是一项重要的自然资源。随着瓦斯抽放技术的发展，煤中瓦斯可以人工控制抽取出来，既可以起到卸压防突的作用，又可作为资源利用。断层造成煤层断失，使采掘复杂化。但有的断层可使深部煤层升至浅部，便于当前开采；在某些情况下，断层还可使多煤层矿井巷道布置简化。总之，这种包含在一切地质条件中的辩证关系，需要在生产实践中不断发现，并采取措施，加以利用和改造。（二）提供地质资料地质资料是编制生产建设计划、井巷工程设计、采掘作业规程的必要依据。矿井地质人员要根据生产建设的要求，有计划地提供所需的地质资料。所提地质资料要求正确可靠、简明扼要、针对性强、便于利用。资料提出后，矿井地质人员还要配合生产部门参与设计和计划的编制工作，根据掌握的地质情况，审查计划是否妥当，设计是否合理，并提出修改意见，做到地质与生产紧密配合，坚持地质为煤矿生产服务的方向。（三）指导采掘生产矿井地质人员要深入现场调查研究，把工作做到掘进头和回采工作面，及时发现和研究地质情况对生产的影响，协助生产部门正确处理地质问题，指导采掘工作的合理进行。对不合理的开采方法，乱采、乱掘、吃肥丢瘦的现象，要坚持原则，提出意见，进行业务监督，使煤炭资源得到充分开发。（四）组织矿井勘探在矿井建设和生产过程中，为了查明影响煤炭生产建设的地质条件，提高储量级别，增加矿井储量，延长矿井寿命，还应在煤田勘探的基础上，补做一些地质勘探工作。这项任务一般由矿区勘探队和矿地测科协同完成。（五）进行储量管理矿井储量是煤矿生产的物质基础。由于开采、损失、井田边界变化、重新计算储量等原因，矿井储量经常发生变化。为了做到心中有数，使安排生产、制定规划有所依据，矿井地质人员要定期计算储量，掌握储量动态，进行储量管理。储量管理也是监督煤炭资源合理开发的有效措施。三、矿并地质工作的阶段和内容矿井地质工作分为建井地质和生产地质两个阶段。它们各有不同的工作内容。（一）建井地质工作建井地质工作是指从建井准备到矿井建成投产这一过程中的地质工作。矿井建设阶段主要是建成井筒、井底车场、硐室、主要运输大巷、总回风巷等矿井基建工程，以及约占矿井设计产量三分之一的首采区。这决定着建井地质工作的服务重点是矿井基建工程的开拓和首采区巷道的掘进。建井地质工作的基本内容是：提供矿井基建工程和首采区设计与施工所需的地质资料；进行井巷地质观测编录和综合分析；查明和处理施工中出现的地质、水文地质和工程地质问题；编制建井地质报告和移交生产的地质资料，为投产后的生产地质工作奠定基础。现按建井准备、建井施工和移交生产的顺序，分别叙述建井地质的具体内容。1．建井准备期的地质工作建井准备期需要进行以下地质工作：（1）熟悉井田地质勘探最终报告，核实地质勘探资料的可靠性。井田地质勘探最终报告是矿井设计的依据，建井地质工作的基础。在建井地质工作开始时，必须详细研究井田地质勘探最终报告；切实掌握井田地质特征和规律；认真检查地质勘探资料的可靠性和全面性；充分考虑储委对报告提出的问题和意见；正确决定建井地质工作的方向和重点。（3）进行建井地质勘探，查明基建工程所处的地质条件。矿井基建工程使用时间长，建设投资大，施工技术复杂。在基建工程设计与施工前，一般要求沿拟定的井筒位置和主要运输大巷轴线布置检查钻孔，查明基建工程所处的地质、水文地质和工程地质条件。这种为满足矿井基建工程设计与施工需要而进行的勘探工作称为建井地质勘探。（4）编制建井地质说明书，参与编制建井施工组织设计。建井地质说明书是为矿井基建工程设计、施工和管理提供的地质预测资料。建井地质说明书可以单独编制，也可作为建井施工组织设计的有机组成部分。3．移交生产时的地质工作新建矿井准备移交生产时，应根据井田地质勘探资料和建井地质资料，编制建井地质报告，并连同各种原始地质资料一并移交给生产单位，作为生产地质工作的基础。建井阶段有关采区掘进和采面掘进的地质工作内容，由于与生产阶段完全相同，故留待生产地质工作中介绍。（二）生产地质工作生产地质工作是指从矿井正式移交生产到矿井采完报废这一过程中的地质工作。矿井生产阶段主要由水平开拓、采区掘进、采面掘进和采面回采等生产环节组成。它们既紧密联系，又相对独立。针对这些环节各自的特点和要求开展地质工作，切实为煤矿生产服务，就成为生产地质工作的重点。1．水平开拓时的地质工作在新水平延深设计前，应熟悉矿井总体设计和矿井发展规划；了解设计部门的意图和对地质工作的要求，详细研究延深区域现有地质资料的可靠程度，特别要注意勘探工程的密度、质量和对煤层、主要构造的控制程度；核实原有储量的数量和级别；预测水平延深主体工程和首采区的地质、水文地质和工程地质条件；针对存在的地质问题，进行单项或系统的补充勘探工作，达到《矿井地质规程》（试行）（1984年5月）中规定的水平延深的地质工作要求，并编制水平延深地质报告，作为选择新水平开拓延深方案，确定开拓巷道层位、方向、坡度、弯度和施工方法的地质依据。在水平延深工程施工中，应及时进行开拓巷道的地质观测编录；查明巷道所在岩层的层位、岩性、产状和构造；预测掘进前方的地质变化，使开拓巷道便利运输和经久耐用。井田外围扩大新区开拓之前，必须按《煤炭资源地质勘探规范》（试行）（1986年）的要求进行资源勘探，并提出精查地质报告。3．采面掘进时的地质工作采面设计前。要求编制掘进地质说明书，作为制定掘进作业规程和指导掘进施工的地质依据。采面巷道掘进中，应观测研究影响采面连续推进的地质构造；综采工作面必须运用物探、钻探或巷探，查明来面内的隐伏断层和陷落柱；实测煤层厚度、；结构及其变化情况；厚煤层应在巷道中用物探或钻探手段探测煤层全厚，绘制煤层等厚线图；观测伪项、直接顶的岩性。厚度和主要裂隙方位，为顶板管理提供有关资料；确定煤层中的岩浆岩体和冲刷带的分布和影响范围，利用采面巷道布置钻探查明下部邻近薄煤层的可采性等。4．采面回采时的地质工作采面回采前，应编制回采地质说明书，作为制定采煤作业规程的地质依据。采面回采中，应及时收集采高和煤厚资料；对分层开采的厚煤层，必须坚持探煤厚，绘制剩余煤厚等值线图；实测各种地质构造的位置、形态，并确定其性质和规模，追踪观测断层的延展趋势；配合采煤区研究采面地质变化的处理措施；积极创造条件，开展采面地质预报，使地质工作直接为采煤正规循环作业服务；进行采面采出量和损失量测算，分析损失量的构成比例及原因，监督煤炭资源的充分开采；配合煤质科分析原煤质量变化原因，提出改善煤质的建议。采面开采完毕后，应坚持进行采后地质总结，总结地质特点和规律，总结工作经验和教训，不断提高地质工作水平。5．矿井报废时的地质工作矿井进入收尾阶段即将报废时，应全面汇集地质资料，进行综合分析研究，总结矿井主要地质规律；研究延长矿井服务年限的可能性；进行探采对比，总结地质勘探的经验教训；核实矿井回采率，分析各种损失量所占比例；编制矿井收尾阶段地质总结。进行上述工作，对于提高矿井地质工作水平，促进地质学科的发展都具有非常重要的意义。矿井地质除了以上工作内容之外，凡是矿井生产建设部门需要解决的地质问题，都应主动配合、帮助解决。四、矿井地质工作的特点和原则（一）矿井地质工作的特点1．矿井地质工作具有很强的实践性矿井地质工作与煤矿生产建设实践的关系非常密切。生产建设遇到的地质问题，就是矿井地质人员需要及时解决的问题；而矿井地质人员对地质问题的分析与判断，又直接用来指导生产建设实践的开展，并立即受到严格的实践检验。因此，矿井地质工作的一般程序可概略归纳为：生产提出地质问题，地质进行探查判断，生产接受地质指导，地质受到生产检验。2．矿井地质工作要有高度的准确性矿井地质工作准确性较高，具有可能性和必要性两个方面。一方面，由于煤矿生产建设中开掘了大量井巷，揭露了丰富的地质资料，又有地质勘探成果作基础，因此依据大量实际地质资料作出的地质判断和编制的地质图件，更能准确地反映地质现象的真实面貌，另一方面，煤矿生产建设对地质判断和地质资料的准确性要求较高。如果地质判断失误，地质资料不准，小则造成报废巷道，损失煤量；大则导致矿井开拓部署不合理，甚至造成严重的安全事故。目前，由于矿井地质条件复杂，探测技术手段落后，矿井地质部门尚不能完全满足煤矿生产建设对地质提出的日益增高的要求。因此，必须改善矿井地质的探测手段，同时也应增大采掘机械对地质条件的适应能力。3．矿井地质工作要有科学的预见性合理的开拓部署和采掘设计来源于正确的地质判断。这决定着矿井地质工作必须具有科学的预见性。矿井地质工作不能满足于遇到地质问题后再来查明和处理问题，而要事先预测和查明可能出现的地质变化。随着采掘机械化程度的不断提高，对地质变化的预见性要求越高。4．矿井地质工作具有及时性和连续性煤矿生产是不断移动工作场所的、多工序的、综合连续的地下作业。由于工作场所的不断移动，珍贵的地质资料不断被新的采掘工程所揭露，又不断被废弃的采掘工程所毁坏。因此，随着采掘工作的进展，矿井地质人员在时间上要不失时机地开展工作，及时收集资料，及时发现和处理问题；在空间上，从浅部到深部，从中心到两翼，要连续不断地进行工作。此外，矿井地质工作环境和条件也与煤田地质勘探有所不同，如井下照明条件差，观察受巷道空间限制，井下观测与采掘工作相互干扰等。总之，我们应充分理解矿井地质工作的特点，利用有利条件，克服不利因素，把矿井地质工作做深做细。（二）矿井地质工作的原则为了富有成效地进行矿井地质工作，必须遵循以下几项基本原则：1．矿井地质与区域地质相结合矿井地质是区域地质不可分割的部分，两者是局部与整体的关系。因此，要揭示矿井地