煤矿常用地质图件

第十章煤矿常用地质图件煤矿设计、建设和采掘生产所依据的地质情况，通常由煤炭资源勘探地质报告、建井地质报告、矿井地质报告及各种地质说明书等反映出来，这些报告中包含各种地质图件，是矿井必不可少的基础资料。煤矿综合地质图件常用的有井田地形地质图、地层综合柱状图、岩煤层对比图、地质剖面图、水平剖面图、煤层底板等高线图和煤层立面投影图，其中地质剖面图，煤层底板等高线图，水平切面图是矿井地质三大基本条件。本章主要讨论集中综合地质图件的比例尺、图面内容、识读和编制方法，以及在煤矿设计、建井和煤矿生产中的用途。第一节地形地质图•地形地质图的内容地形地质图是反映一个地区地形及地质情况的综合图件。它是在地形图上用不同的颜色、花纹及规定符号，把地表上各种地质体按比例尺缩小后垂直投影到平面上的一种图件。是地质勘探部门提交的地质报告中所附的一份主要地质图件。是地质人员以地形图为底图，经过野外地质填图（地质测量）后编制而成的。地形地质图的用途•地形地质图是矿井设计，煤矿生产中不可缺少的基本图件。用它可以选择矿井地表运输路线，供水路线，划分井田边界。确定井口位置、工业广场，建筑物的位置。编制井上下对照图，研究地表和地下采煤的相互影响，规划地表防治水工程的基本图件。在国土资源调查、环境治理、生态保护、水利建设、铁路、公路建设、国防建设等工作中，都要用到地形地质图。矿区地形地质图的编制方法•矿区地形地质图是以地形图作为底图进行编制，地形图是测绘部门编制的，可从省测绘局（或国土资源厅）收集或购买。个别地方当需要大比例尺的地形图（如1：1万以下），需要测绘队或地质队进行测绘。•作图步骤：野外地质调查中按照一定的网度布置测线，在测线点上，将各种地质体和地质构造等地质情况进行记录（含采集岩矿标本），用经纬仪或平板仪将各观测点的坐标数据测定出来，再标注在地形图上，地质条件复杂时或者在矿体和围岩的边界上要适当加密观测点，有些地方浮土覆盖了岩层，埋藏不深时，可以通过山地工程（槽、井探）揭露地下基岩，以便确定地质界线；外业结束后，在室内进行岩矿鉴定、分析研究、综合整理工作，最后编制成图。各种地质现象在地形地质图上的表现•水平岩层在地形地质图上的的表现•水平岩层或水平地质界面的出露界线是水平面与地表面的交线。水平岩层的露头形态与地形等高线一致或重合。地势高处，出露新地层，地势低洼处出露老地层。直立岩层在地形地质图上的的表现•直立岩层的岩层面或地质界线与地面的交线位于同一个铅直面上，露头各点的连线的水平投影都落在一条直线上，因此无论地形平坦还是起伏，直立岩层的地质界线在地质图上是一条切割等高线的直线。倾斜岩层在地形地质图上的的表现•倾斜的岩层或其它地质界面的露头线，是一个倾斜面与地面的交线，它在地形地质图上和地面上都是一条与地形等高线相交的的曲线。在地形沟、谷处，岩层露头或地质界面，在平面图上呈现“V”字形。由于岩层产状的关系，在地形地质图上“V”字形的特点是不同的。倾斜岩层在地形地质图上的的表现（一）•岩层倾向与地形坡向相反时，地层界线的弯曲方向(“V”字形弯曲尖端)和地形等高线的弯曲方向相同，但地层界线的弯曲程度比地形等高线的弯曲度小。“V”字形露头形态。如右图。倾斜岩层在地形地质图上的的表现（二）•岩层倾向与地形坡向相同，而且倾角大于坡角时，地层分界线的弯曲方向与地形等高线的弯曲方向相反。“V”字形露头形态如下图。倾斜岩层在地形地质图上的的表现（三）•岩层倾向与地形坡向相同，而且倾角小于地面坡角时，地层界线的弯曲方向与地形等高线的弯曲方向相同，但地层界线的弯曲度比地形等高线的弯曲度大。如图10-3岩层倾向与地形坡向相同时“V”字形露头形态。如图10-4岩层倾向与地形坡向相同,岩层倾角小于坡角，“V”字形露头形态作图法求岩层的产状•在地形地质图根据“V”字形和地形等高线的关系的特点来判断倾斜岩层的产状要素。•作图法：如果同一地质界线与一条地形等高线相交于两点，则连接这两个交点得到一条直线，就是该岩层的走向线。如果同一地质界线与两条地形等高线分别相交，则得到两条不同标高的走向线，从高的走向线向低的走向线引垂线，由高向低的方向即岩层的倾向。根据平距和两条走向线的高差，通过作图就可以做出该岩层的倾角。不同地质构造在地形地质图上的表现•1、各种褶曲在地形地质图上的表现•①水平褶曲•枢纽产状水平的向背斜，其两翼地层在地质图上的表现呈对称的平行条带出露，核部只有一条单独出现的岩层。•②倾伏褶曲在地形平坦的条件下，其两翼地层在地质图上的表现呈对称出露，但不是平行条带，而是似抛物线形，向一个方向封闭，另一个方向撒开。•③短轴褶曲在地形平坦的条件下，其两翼地层在地质图上的表现呈对称出露，其形状近于长椭圆形出露。•④穹窿与构造盆地在地形平坦的条件下，其岩层露头在地质图上呈圆形或椭圆形。如果地形有起伏，情况就复杂了，原来是平行的岩层露头变得弯曲不平行了。当时其对称重复的规律仍然存在。在地形地质图上求断层面的产状要素（1）•如图，红色的是地形等高线，蓝色的是地层界线，出露的地层由O1、O2、O3、S1，地层被断层F切断，并发生错开。由地层的对称重复，该处是一个背斜构造。•断层面在河谷中呈现“V”字形，该“V”字形与地形等高线的凸起方向是相反的。根据相反相同的规则，断层面是向南西方向（SW）倾斜的，即与河谷的倾斜方向相同。•从断层的右侧出露的相同地层要比左侧的宽，说明右侧是上升盘，左侧是下降盘。图4-37求解断层面产状并确定断层性质图0100mSS断距示意图垂直走向剖面图15０15００在地质图上求断距比例尺：1：50000求铅直地层断距•在垂直于地层走向剖面上，断层两盘同一岩层的同一层面之间的铅直距离称为铅直地层断距。如图4-38之hg。在地质图上，只要在断层任意一盘作任意一层面任意一高程线的走向线，延长该线穿过断层面到达另一盘，与另一盘的同一层面相交，该交点的标高与未延长前的走向线标高差即为铅直地层断距。如图4-39，在断层的右盘（东南盘），地质界线（泥盘系顶面）与300m的走向线AB，延长到另一盘，与同一地层界线相交于G点，G点标高为250m，AG代表左盘（西北盘）泥盘系顶面250m的走向线，两走向线的标高差50m，即为该断层的铅直地层断距。测定水平地层断距•在垂直于地层走向剖面上，断层两盘同一岩层的同一层面之间的水平距离称为水平地层断距。如图4-38之hf。在地质图上的断层两盘分别绘出同一层面等高的两条走向线，两条走向线的垂直距离即为水平地层断距。如图4-39，在断层的右盘（东南盘）做出地质界线（泥盘系顶面）与300m的走向线AB，在断层的左盘（西北盘）做出地质界线（泥盘系顶面）与300m的走向线MN，两走向线（即直线AB、MN）间的垂直距离hf距离为1cm，按比例尺换算实际距离为500m。求地层断距•垂直于地层走向剖面上，断层两盘同一岩层的同一层面之间的垂直距离称为地层断距。如图4-38之ho。按如上作图法求出hg、hf后，还要求出岩层的真倾角α，则tgα=hg/hf，则按公式ho=hgcosα或ho=hfsinα求出ho。第二节地质剖面图•地质剖面图的内容•地质剖面图是矿井内沿某一方向地壳的铅直方向上的地质情况按一定比例尺缩小绘制成的图件。在地质勘探时期，多数沿着垂直地层走向的勘探线来制作的，因此称作勘探线剖面图。地质剖面图是根据剖面线上个勘探工程和井巷工程所揭露的地质资料和天然露头资料编绘的。地质剖面图的编制方法•矿井生产使用的地质剖面图多数是根据实际资料编制的，也可以根据地形地质图、煤层底板等高线图、水平切面图编制。根据实际资料编制地质剖面图•1.确定图幅及编图方位•根据剖面长度和比例尺来确定。剖面方位是用尖头加方位角（或象限角）表示，标注在图纸一端的上方，习惯上左端为西和南，右端为东和北。中间剖面的方向有变化，要在改变处注明方位。2.绘制水平标高线•按照图的比例尺，绘出现互平行、等间距的水平线，每条水平线的两侧均注明标高值。•一般1：2000，每50m一条；1：5000，每100m一条，如果矿井的开采水平不是整倍数的标高线，还要内插出各个不同水平的开采水平标高线。水平标高线的数量由剖面深度决定。3.选定基准线•选取位于剖面中央（或其附近）的经纬线或钻孔中心为基准点，在剖面图上绘出该点位置，并通过该点绘铅垂线（与水平标高线垂直的直线）作为基准线，如果剖面线长度大，也可选取两条以上基准线。4．投绘地形、地物及经纬线•依据地形地质图或地形图，将剖面切过的所有地形等高线点，分别按其标高值和与基准线的水平距离，投绘到剖面图上，然后用圆滑曲线连接各点。5．投绘勘探工程•依据地形地质图将剖面线上的钻孔、生产小窑、老窑口、坑探工程等按标高、与基准线水平距离，投绘到剖面图上。剖面附近的钻孔先按地层走向投绘到剖面线上，再按原标高绘制在剖面图上。并标注每一工程的编号、标高、终孔深度。如图10-22中的钻孔CK1不在Ⅰ-Ⅰ'剖面上，先将钻孔按岩层的走向线延长至Ⅰ-Ⅰ'剖面上，然后向剖面图作钻孔的中心线，其见煤标高为-80m，在剖面图中的-80处作一标记。6．投绘井巷工程•剖面所切过的井筒、石门、上下山、和煤巷等均按其标高或基准线的距离，投绘到剖面图上。对附近的巷道投绘到剖面图上，用虚线表示。可按附近的巷道与剖面线是平行、斜交关系进行投影。•如图10-22中的一石门，与Ⅰ-Ⅰ'剖面平行，则从一石门的起点、终点向下投影，其石门的长度保持不变；三石门与Ⅰ-Ⅰ'剖面线斜交，则从三石门的起点、终点向下投影，其石门在剖面图中的长度要比实际的石门的长度要短；二上山也与Ⅰ-Ⅰ'剖面线斜交，从二上山的起点、终点向下投影，二上山在剖面图中的长度要比实际的上山长度要短，坡度增大。所有投影的巷道剖面图中均用虚线表示。7．投绘地质资料-1•将投绘到剖面图上的各种勘探工程、井巷工程所揭露的地质资料的地层界线、煤层、标志层、岩浆岩体、断层等分别按其深度、与测点的距离或标高并以其在该剖面上的倾斜方向和角度会在相应的钻孔中心线上或坑探工程及巷道的切面上。当需要附近的工程的地质资料时，可采用走向延伸法投绘。如一石门中断层F1按走向延长至Ⅰ-Ⅰ'剖面线，与剖面线相交于a点，a点标高于一石门标高相同，为-110m，则从a点向剖面图投影，在-110m水平线上得到a'点。根据断层F1的倾斜方向和真倾角换算出沿Ⅰ-Ⅰ'剖面线的视倾角，可以做出F1断层在剖面图中的形态。7．投绘地质资料-2•如三石门与-50m回风巷标高相同，将三石门中见到的B4煤层沿走向延伸，与Ⅰ-Ⅰ‘剖面线相交于b点，将b点向剖面图投影，与-50m水平线相交于b’，根据B4煤层的走向和真倾角换算出沿Ⅰ-Ⅰ‘剖面线的视倾角，可以做出B4煤层在剖面图中b’的形态。•二石门与Ⅰ-Ⅰ'剖面线相交于c点，且已知二石门B4煤层与Ⅰ-Ⅰ'剖面线的距离，煤层的真倾角50°，二石门的标高为-110m，根据这些条件作辅助剖面图，见图10-22.1辅助剖面图，可以得到B4煤层在剖面图中的标高为-87m，将c点投影到剖面图中与-87m水平线相交于c'点，该点就是B4煤层地板在剖面图中的一个控制点。-100-125-110-87二石门B4图10-22.1辅助剖面图图10-22.1辅助剖面图8．连接地质界线将各种实际资料投绘到剖面图上后，将剖面图上的同一煤层、同一地层分界线、断层，按分析的构造形态进行连线。即得到地质剖面图。9、加工整理根据有关要求，对图件进行清绘、着色，加工。去掉不必要的标记。最后成图。F1煤层aa二石门CK1F1二上山三石门-50回风巷-110东大巷B4-80-50-75-100-125B450-110-50-75-100-125-110CK1二上山三石门B4褶皱地区铅直剖面图的绘制方法1.分析图区地形和褶皱特征。分析注意地层界线的弯曲是与岩层产状和地形的影响有关，还是与次级褶皱有关。如是次级褶皱，应在剖面上反映出来。2.选定剖面位置。剖面线应尽可能垂直褶皱轴迹的延伸方向。并通过全区主要褶皱。剖面线应标绘在地质图上。3.用于地质图相同的比例尺绘制剖面图，并绘制出地形剖面。砾岩泥