搜索
第1章生产地质条件1煤层顶板:直接位于煤层上部一段距离内的岩层称为顶板。从采掘工作角度，根据顶板岩层变形及垮落性质不同，顶板可分为伪顶、直接顶及基本顶三种。①伪顶：直接位于煤层之上，随采随落的极不稳定的薄岩层。②直接顶：位于伪顶之上，厚度一般为数米，岩性常为砂岩、泥岩，采煤回柱后能自行垮落。③基本顶（老顶）：位于直接顶或煤层之上，厚度大，整体性强，难垮落的坚硬岩层。2煤层底板:直接位于煤层下部一段距离内的岩层称为底板。底板可分为直接底、基本底两种。①直接底:直接位于煤层之下，强度较低的岩层，通常是由泥岩、炭质页岩、粘土岩组成。②基本底(老底）:位于直接底之下，也有直接位于煤层之下的岩层，厚度大，岩性常为坚硬稳定的砂岩、石灰岩等组成。3煤层厚度:煤层顶、底板之间的垂直距离。煤层厚度根据煤层结构可分为总厚度、有益厚度及可采厚度。①总厚度：煤层顶、底板之间各煤分层和夹矸厚度的总和。②有益厚度：煤层顶、底板之间各煤分层厚度的总和。③可采厚度：在现代经济技术条件下可以开采的煤层厚度或煤分层厚度的总和。4煤层厚度分类:极薄0.3-0.5m，薄0.5-1.3m，中厚1.3-3.5m，厚3.5-8m，特厚大于8m。5煤层结构：根据煤层中有无较稳定的夹矸，可将煤层分为简单结构和复杂结构两种。①简单结构煤层：煤层中没有呈层状出现的较稳定的夹矸，但可以夹有较小的矿物质透境体。②复杂结构煤层：煤层中含有较稳定夹矸，少的一层到两层，多的几层甚至十余层。6煤体结构:反映煤层遭受地质构造破坏的程度。分为四类：原生结构煤，碎裂煤，碎粒煤，糜棱煤。7煤层稳定性:主要是指煤层厚度、结构和可采性的变化程度。按煤层稳定性可分为:稳定煤层，较稳定煤层，不稳定煤层，极不稳定煤层。8煤层产状分类:近水平5°，缓倾斜:5-25°，倾斜25-45°，急倾斜45°，大于60°的急倾斜煤层称为立槽煤。9煤层厚度变化原因及特征:引起煤厚变化的原因可分为原生变化和后生变化两大类。(1)煤层厚度的原生变化（同生变化）是指泥炭层堆积过程中造成的煤层厚度变化，主要包括以下3种因素：①地壳不均衡沉降:煤层厚度变化具有明显的方向性与分带性，煤层顶底板均不平坦，煤的灰分含量高。②沉积环境及泥炭沼泽基底不平:煤层顶平底不平，厚度变化急剧且不规则。③同生冲蚀:冲蚀沉积物一般为砂岩、粉砂岩，并与煤层有共同的顶板，冲蚀面积不大，深度不深，很少将煤层切断，冲蚀带在平面上呈弯曲带状分布。(2)煤层厚度的后生变化是指泥炭层被新的沉积物覆盖以后，由于河流冲蚀、构造变动、岩浆侵入等后期地质作用所引起的煤层形态和煤层厚度的变化，包括以下3种因素：①后生冲蚀:冲蚀波及范围较广，不仅煤层受到冲蚀，顶板也遭到破坏，冲蚀带附近煤光泽暗淡，后生裂隙发育。②构造变动:煤层有时穿插到顶底板岩石的裂隙内；煤层原生结构被破坏，变成鳞片状、碎粒状。③岩浆侵入:煤层原生结构、煤质遭到破坏，甚至大片煤层被吞蚀或变成天然焦。10煤层厚度变化对生产的影响:①影响采掘部署②影响计划生产③掘进率增高④回采率降低⑤影响矿井或者采区服务年限。11煤层观测内容:煤层结构、厚度、顶底板、煤质、含水性、产状。12煤层的探测工作常用的是:探煤钻和探煤巷。13影响煤矿生产的地质条件:煤层厚度、地质构造、岩浆侵入体、岩溶陷落柱等。14矿井构造等级划分:①大型构造:影响或决定井田划分和矿井总体开拓系统的大型褶皱和断层。②中型构造:在井田范围内，影响水平、采区划分和巷道布置的次一级构造。③小型构造:规模小，在一条巷道或一个工作面中较容易看清全貌的更次一级构造。大型断层：落差大于30m。中型断层：落差小于30m但大于煤厚。小型断层：落差小于煤厚。15节理（裂隙）对煤矿生产的影响:①影响钻眼爆破效果②影响开采效率③影响顶板控制方法④影响工作面布置⑤对其它方面的影响，如地下水和矿井瓦斯。16断层对煤矿生产的影响:①影响井田划分②影响井田开拓方式③影响采区和工作面布置④影响安全生产⑤增加煤炭损失量⑥增加巷道掘进量⑦影响煤矿综合经济效益。17(巷道)遇断层征兆:①煤、岩层产状发生显著变化，伴生、派生褶皱发育②煤层顶、底板出现不平行现象③煤层出现厚度变化、揉皱和破碎现象④煤层及顶、底板中节理显著增加⑤瓦斯涌出量明显增加⑥巷道出现滴水、淋水和涌水现象。18断层的探测（断失翼煤层的寻找):①层位对比法：根据巷道揭露的断层两盘煤岩层层位，寻找断失煤层位置②伴生派生构造判断法:伴生派生的小型或微型构造，可作为断层存在的标志。③规律类推法：根据矿区以前出现的断层得到某些规律性认识，据此来寻找断失煤层。④作图分析法⑤生产勘探法：主要手段有钻探、巷探、物探。19断煤交线:断层面与煤层底面的交线。(在煤层底板等高线图上，断层是用断煤交线的水平投影来表示。上盘点化线，下盘叉划线，正断层形成无煤带，逆断层形成煤重叠区)特点①断煤交线是断层面与煤层面共有的线，它既在断层面上，又在煤层面上②断煤交线一般情况下与煤层走向线不一致，只有走向断层这一特例，两者才重合为一③断煤交线是两盘煤层的起始线或终止线。一条断层有两条断煤交线，即上盘和下盘断煤交线④断煤交钱的方向受断层产状和煤层产状的控制，局部近似直线，总体为一曲线。两条断煤交线局部近于平行，总体趋于相交。20①地层断距:断层两盘上对应层之间的垂直距离。②铅直地层断距:断层两盘上对应层之间的铅直距离。③水平地层断距:断层两盘上对应层之间的水平距离。以上三种断距构成一定的直角三角形关系，若已知岩层倾角和其中任一种断距，即可求出其他两种断距。21断层落差：断层两盘相当点之间的铅直距离。22回采阶段对断层的处理:①当断层落差较小时，采用强行通过的方法②当断层落差大于煤厚时，采用重开切眼的方法③当断层落差大于煤厚时，对于走向断层，采用划小工作面的方法。23开拓设计阶段对断层的处理①根据大型断层划分井田②根据大中型断层划分采区③根据断层选择井筒位置④根据断层确定运输大巷的布置⑤根据断层确定井田开拓方式以及开采水平和辅助水平⑥根据断层划分采区块段。24巷道掘进阶段对断层的处理:(1)水平巷道:①斜穿煤层顶板或底板过断层②沿断层面过断层(2)倾斜巷道:①断层落差小于煤厚时，可采用挑顶、挖底等方式过断层②断层落差大于煤厚时，采用石门、立眼等方式过断层。34煤矿生产中常见的地质问题:煤厚变化、地质构造、岩浆侵入、瓦斯、地下水、地热、岩溶陷落柱等。26岩浆侵入体对煤矿生产的影响:①减少煤炭储量，缩短矿井服务年限②使煤质变差，降低了煤的工业价值③破坏了煤层连续性，给采掘带来困难。第1章25地质构造对矿井生产建设的影响:地质构造包括褶皱、节理和断层。褶皱虽然影响煤岩层的产状和形态，但没有破坏岩层和煤层的延续性，在井巷中比较容易追索和控制；节理由于尚未独立构成对煤矿生产的直接影响，仅是其它开采地质条件的影响因素和组成部分；而断层则破坏了煤层的延续性和完整性，在井巷中较难查明和控制，给采掘生产带来很大影响。27常见岩浆侵入体及特征:①岩墙:岩浆沿着岩层裂隙或断层挤入，形成的板状侵入体。(岩墙在平面上呈带状分布，往往成组出现，彼此方向大致相同，并与主断裂线的走向一致。)②岩床:岩浆顺着岩层的层面方向侵入的板状侵入体。(岩床既可沿煤层的顶板或底板侵入，也可沿煤层中间侵入或吞蚀整个煤层。岩床形态有层状、似层状等。从平面上看，岩床的边缘不规则，与煤层接触界线往往呈参差不齐、弯弯曲曲的形态。)③不规则侵入体:(多发育在岩床等大型侵入体的边缘，剖面上呈串珠状、扁豆状、指状等。)28岩浆侵入体对煤层的影响:①岩墙切割煤层，对煤层的影响较小；岩床沿煤层侵入，对煤层的影响范围较大，有的甚至把煤层全部吞蚀。②侵入体的大小、厚度直接影响煤变质程度。侵入体越大，煤层变质程度越深，影响范围越大；反之则小。③侵入体岩性不同，对煤层的影响不同。一般认为辉绿岩影响最大，闪长岩次之，石英斑岩影响最小。④岩浆侵入的位置不同，对煤质的影响程度不同。距侵入体近者变质深，远者变质浅。29岩浆侵入煤层的一般规律:①煤系中的岩浆侵入体多系浅成岩或脉岩，其岩性主要为基性岩类和中性岩类，也有少量的酸性和碱性岩类。常见的有辉绿岩、闪长岩、花岗斑岩、石英斑岩等。②断裂带往往是岩浆侵入的有利通道。③岩浆沿断层上冲遇到煤层后，就沿煤层扩散而吞蚀或溶蚀煤层。30岩溶陷落柱:煤层下伏碳酸盐岩等可溶岩层，经地下水溶蚀形成的岩溶洞穴，在上覆岩层重力作用下产生塌陷，形成的筒状或似锥状柱体。31岩溶陷落柱成因:岩溶洞穴是形成陷落柱的先决条件，但并不是所有的岩溶洞穴都会陷落成陷落柱。导致陷落柱塌陷的机理有:①重力塌陷②真空吸蚀塌陷。32岩溶发育条件:①含煤岩系或下伏地层中含有可溶性岩层。②含煤区域内发育有断裂构造等良好的地下水通道。③地下水源丰富且具有溶蚀强的各种酸根，如CO2等。④有强径流和流畅的排泄区，具有良好的地下水动力条件。33陷落柱出现前的预兆:①煤、岩层产状发生变化②裂隙和小断层增多③煤出现风氧化现象④涌水量增大。35当煤层变薄、分岔、尖灭和遭受冲刷时，必须注意观测的内容:①出现古河床冲刷时，必须观测冲刷标志，系统收集判明冲刷类型，推断冲刷变薄带方向和范围的基础资料。②出现煤层变薄和分岔和尖灭时，应着重观测煤层结构、煤质、煤和围岩的接触关系、围岩岩性特征等。43井下遇到构造裂隙时应观测:主要裂隙组的发育方向、发育程度，并选择有代表性的地段，进行裂隙率的测定和统计；观测裂隙面的形态、宽度、充填成分和充填程度，为确定裂隙的力学性质，裂隙与断层、褶皱的关系积累资料。36构造挤压引起煤厚变化的特点:①煤层顶底板岩层不完整，裂隙发育，有时煤层与顶底板岩层相互穿插；②煤层增厚或变薄处因受搓揉层理紊乱，或成为鳞片状煤层，有时可见有光滑的揉动镜面；③中小型褶皱发育时，在平面上煤层增厚、变薄呈带状分布，条带延展方向与褶曲轴的方向大体一致，其厚薄条带相间出现。37如何对古河流冲蚀煤层进行预测？①观察冲蚀现象；②测定冲蚀带；③推断古河流的流向；④编制煤层冲蚀平面图。38煤矿常用的分析判断断层的方法:①煤岩层对比法；②伴生构造推断法；③构造规律类推法；④生产补充勘探法。39煤层对比的方法:①标志层对比法(常用)②煤层特征～③岩矿特征～④煤岩层组合特征～⑤古生物～⑥地球化学特征～⑦地球物理测井～。40评价煤质的主要指标有:煤的水分、灰分、挥发分、发热量、焦渣、胶质层厚度、硫分和磷分、含矸率、煤的可选性等。41井下遇到岩浆侵入体时主要观测:①侵入体岩性②侵入体的产状、形态与分布③侵入体与断裂构造的关系④观察煤层被破坏的情况。42在巷道中揭露冲刷带时应仔细观察:冲刷带的宽度、厚度、岩石成分、层理、砾石分布、煤层顶板冲刷情况、冲刷面特征、冲刷处煤质变化等，然后将所见的冲刷现象投绘在平面图上，进行对比分析，从而圈出古河床冲刷带范围。第2章安全地质条件1影响瓦斯赋存的地质因素（瓦斯含量影响因素）:①煤的变质程度②围岩的透气性③地质构造④煤层的埋藏深度⑤地下水的活动情况。2矿井瓦斯:煤矿生产过程中，从煤岩层内涌出的以甲烷为主的各种有害气体。3煤层瓦斯含量:单位质量煤体中所含有的瓦斯含量，单位为cm3/g或m3/t。4瓦斯的赋存状态:瓦斯的赋存状态分为游离、吸着（吸附、吸收）、溶解3种状态。实践上，煤内瓦斯赋存状态主要分为游离状态和吸附状态两种。煤内瓦斯以吸附(吸着)状态为主，游离状态为辅。以气体分子自由运动于煤层孔隙和裂隙中的瓦斯，称为游离状态瓦斯；受分子引力，呈薄膜吸附于煤层孔隙或裂隙表面的瓦斯，称为吸附状态瓦斯。瓦斯分子被吸收入煤的分子团内部，结合成紧密的固溶体，称为吸收状态瓦斯。5煤矿开采过程中，煤层和围岩中的瓦斯向采掘空间散放的现象称为瓦斯涌出。按瓦斯散放的形式不同，分为普通涌出和特殊涌出。特殊涌出又分为瓦斯喷出和煤(岩)与瓦斯突出两大类。瓦斯喷出:大量承压瓦斯从煤、岩层的裂隙中快速喷出的现象。瓦斯喷出伴有咝咝的响声，但不产生煤和岩石抛出的动力现象。①绝对瓦斯涌出量Q:矿井在单位时间内涌出的瓦斯量，单位为m3/d或m3/min。②相对瓦斯涌出量q: