煤矿地测防治水基本知识

煤矿地质（防治水）基本知识目录•第一部份煤的基本知识•第二部份矿井地质条件类型•第三部份煤矿防治水•第四部份地质灾害防治基本知识第一部份煤的基本知识一、煤的定义（一）中国对煤的定义煤是植物遗体在自然界经历了复杂的生物化学作用，又经受物理化学作用为主的地质作用转变而成的沉积矿产。它是由多种高分子化合物和矿物质组成的可燃有机岩石，是极其重要的能源和工业原料。第一章煤的定义及成因（二）美国对煤的定义•煤是一种易燃有机岩石，它由重量大于50%，体积大于70%（包括内在水分）的炭质有机物组成。是由各种植物遗体经过压实、硬化而成。植物质量的种类决定了煤的成因类型，变质程度决定了煤级,含矿物质的多少决定了煤质。二、煤的成因（一）成煤作用经过两个大的阶段：第一阶段是在地表条件下，在沼泽和湖泊等环境中发生生物化学变化过程，经过这一过程形成了煤的前身－－泥炭和腐泥，因此这个阶段称为泥炭化和腐泥化作用阶段。第二阶段是泥炭、腐泥被上覆沉积层覆盖后，由于温度、压力和时间等因素的作用而发生一系列物理化学变化过程，这个过程的早期阶段为成岩，使泥炭和腐泥变成褐煤，后期则为变质作用，成岩和变质作用总称煤化作用。（二）煤的成因类型：由于成煤的原始植物质料，聚集环境和煤化作用经历的不同，必然形成各种各样性质各异的煤。首先，按照原始植物质料，聚集环境的不同可将煤分成三大类：1、腐植煤类：其前身是高等植物遗体在沼泽中形成的泥炭；2、腐泥煤类：其前身是低等植物遗体在湖泊等水体中形成的腐泥；3、腐植腐泥煤类：成煤质料兼有高等和低等植物，聚集环境介于前两类之间的过渡类型。第二章煤层分类一、煤层的定义煤层是泥炭层经煤化作用转变而成，大多呈层状或似层状，但由于成煤古地理和古构造的多样性和后期形变、岩浆活动、侵蚀冲刷的影响，也常常出现串珠状、鸡窝状、耦节状、马尾状等复杂形状。二、煤层的分类1、按煤层厚度的稳定性分评定煤层厚度稳定性时，薄煤层以煤厚可采性指数为主要指标，煤厚变异系数为辅助指标，中厚及厚煤层以煤厚变异系数为主要指标，可采指数为辅助指标可采指数nnKm`煤厚标准差112nMMisni变异系数%100Ms变异系数是反映评定区内煤层厚度变化偏离平均厚度程度的参数薄煤层中厚和厚煤层特厚煤层稳定煤层Km≥0.95Km≥0.95Km≥0.95r≤0.25r≤0.25r≤0.25较稳定煤层0.8≤Km≤0.9525＜r≤4030＜r≤5025≤r＜350.8≤Km＜0.950.85≤Km＜0.95不稳定煤层0.6≤Km＜0.80.65≤Km＜0.80.65≤Km＜0.835＜r≤5540＜r≤6540＜r≤65极不稳定煤层Km＜0.6r＞65r＞75r＞55Km＜0.65Km＜0.72、按煤层灰分分类序号灰分级别代号灰分范围(Ad,%)1特低灰煤SLA≤5.002低灰煤LA5.01-10.003低中灰煤LMA10.01-20.004中灰煤MA20.01-30.005中高灰煤MHA30.01-40.006高灰煤HA40.01-50.003、按煤层含硫份分级分类序号硫分级别代号硫分范围(St,d,%)1特低硫煤SLS≤0.502低硫煤LS0.51－1.003低中硫煤LMS1.01－1.504中硫煤MS1.51－2.005中高硫煤MHS2.01－3.006高硫煤HS＞3.004、按煤层发热量分级分类序号级别分类代号发热量范围(Qnet,ar,MJ/kg)1低热值煤LQ8.5-12.502中低热煤MLQ12.51-17.003中热值煤MQ17.01-21.004中高热煤MHQ21.01-24.005高热值煤HQ24.01-27.006特高热煤SHQ＞27.005、按煤层倾角分类序号级别分类倾角（°）1近水平煤层＜52缓倾斜煤层5--253倾斜煤层25--454急倾斜煤层＞455立槽煤＞606、按煤层厚度分类序号级别分类煤厚（m）1薄煤层≤1.32中厚煤层1.3—3.53厚煤层＞3.54特厚煤层＞8.0第二部份矿井地质条件类型生产矿井研究地质构造的主要内容可归纳为以下几项：1、分析研究原有勘探工程对矿井主要地质构造的控制程度，以便适时布置补充勘探工程予以查明2、系统观测和收集地表、井巷和钻孔中所揭露的一切地质资料，并正确填绘在矿井地质图上，及时为采掘工程提供地质资料3、查明褶皱枢纽的位置、方向、起伏情况和标高变化，查明断层的性质、断距、延展方向和断失翼煤层的确切位置，以便调整巷道布置，为掘进施工指明方向。4、及时指出采掘前方可能出现的地质构造，以及它们对煤厚变化、岩浆侵入、充水条件、瓦斯赋存等的影响，以便采取防护措施，保证正常安全生产。5、根据构造的总体展布规律和某些构造的延伸特点，尽可能对未采掘地段进行构造预测，为开拓部署提出合理建议。第一章矿井地质构造研究的内容和步骤矿井地质构造研究简述：收全取准资料及时上图分析总结地质规律开展构造预测巧避地质构造之害巧用地质构造之利第二部份矿井地质条件类型一、矿井地质条件分类的目的和意义矿井地质条件分类即矿井地质类型。它是针对矿井技术管理的特点和需要，按开采地质条件的综合复杂程度，对矿井、采区和采面所划分的类别。其目的在于从地质角度促进矿井生产的科学管理和宏观调控。它是生产部门制定采掘规划，安排各类采面接替，选择采掘方法，考核各项技术经济指标的重要依据；同时也是地质部门明确地质工作要求，合理配备人员和设备，评定地质工作的数量和质量的重要准则。二、矿井地质条件分类指标地质因素代号ⅠⅡⅢⅣ地质构造复杂程度断层a大中型断层很少大中型断层不多，且很少相互切割交叉大中型断层较多，或断层虽不多，但相互切割交叉大中型断层相当发育，或断层相互切割比较严重褶皱b地层产状单一，很少有波状起伏地层产状变化不大，有少量宽缓褶皱地层产状变化较大，褶皱比较发育，或有一定数量的紧密褶皱地层产状变化很大，紧密褶皱发育岩浆侵入对煤层的影响c没有或很少受岩浆侵入的影响仅局部地段受到岩浆侵入的影响，其规模不大，形状较规则，对煤层的影响不大岩浆侵入范围较大，侵入体的数量较多，形态不规则，对煤层的破坏比较严重侵入体数量多，影响范围大，侵入层位多变，形状复杂，对煤层破坏严重，部分煤层已失去开采价值二、矿井地质条件分类指标煤层稳定程度d稳定和比较稳定煤层的储量占全矿井储量的80%以上稳定和比较稳定煤层的储量占全矿井储量的60－80%稳定和比较稳定煤层的储量占全矿井储量的45%－60不稳定和极不稳定煤层的储量占全矿井总储量的55%以上。其它开采地质条件复杂程度顶底板e煤层顶底板平整，顶板的完整性好，裂隙不发育顶底板较平整，只局部有凹凸不平，顶板较完整、裂隙不很发育顶底板凹凸不平，顶板裂隙比较发育，岩性比较松软破碎顶底板凹凸不平，顶板岩性松软、破碎，裂隙发育倾角f大部分倾角在15°以下大部分地区倾角在15－30°之间其它特殊地质因素g简单较简单较复杂复杂三、分类方案1、分类原则1）一般情况下，以地质构造复杂程度和煤层稳定程度两项主要指标确定矿井条件类别：一类矿井，两项指标均为Ⅰ类时；二类矿井，两项指标中，一项为Ⅱ类，另一项为Ⅰ类或Ⅱ类时；三类矿井，一项为三类，另一项为Ⅰ类、Ⅱ类或Ⅲ类时；四类矿井，两项指标中，一项为Ⅳ类，另一项为Ⅰ类、Ⅱ类或Ⅲ类时；五类矿井，两项指标均为四类时。2）当辅助指标的复杂程度超过主要指标最高类别一个级差以上，并成为矿井正常生产的主要矛盾时，可以适当提高一个类别。2、分类编码矿井地质条件分类，用带西文注脚的4位罗马数字表示，如Ⅱ－ⅡaⅠdⅠefg。第一位表示矿井地质条件类别，其后用横线隔开，横线后的第二位数为地质构造复杂程度类别，第三位数为煤层稳定程度类别，第四位数为其它开采地质条件复杂程度类别，并分别以最高类别的地质条件的西文代号为注脚3、矿井类别的确定和更改矿井地质条件类别的确定，一般应在新井投产后5－－10年内提出。其后每隔5－－10年，在修改矿井地质报告时，或在新水平、新区开拓前提交阶段地质报告时，重新评定。第三部份煤矿防治水第一节矿井水文地质类型分类依据类别简单中等复杂极复杂受采掘破坏或影响的含水层及水体含水层性质及补给条件受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件差，补给来源少或极少受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件一般，有一定的补给水源受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水，其补给条件好，补给水源充沛受采掘破坏或影响的是岩溶含水层、老空水、地表水，其补给条件很好，补给来源极其充沛，地表泄水条件差单位涌水量q（L·s-1·m-1）q≤0.10.1＜q≤1.01.0＜q≤5.0q＞5.0第一章矿井防治水基础受采掘破坏或影响的含水层及水体含水层性质及补给条件受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件差，补给来源少或极少受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件一般，有一定的补给水源受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水，其补给条件好，补给水源充沛受采掘破坏或影响的是岩溶含水层、老空水、地表水，其补给条件很好，补给来源极其充沛，地表泄水条件差单位涌水量q（L·s-1·m-1）q≤0.10.1＜q≤1.01.0＜q≤5.0q＞5.0矿井及周边老空水分布状况无老空积水存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚存在少量老空积水，位置、范围、积水量不清楚存在大量老空积水，位置、范围、积水量不清楚矿井涌水量（m3·h-1）矿井治水正常Q1最大Q2Q1≤180（西北地区Q1≤90）Q2≤300（西北地区Q2≤210）180＜Q1≤600（西北地区90＜Q1≤180）300＜Q2≤1200（西北地区210＜Q2≤600）600＜Q1≤2100（西北地区180＜Q1≤1200）1200＜Q2≤3000（西北地区600＜Q2≤2100）Q1＞2100（西北地区Q1＞1200）Q2＞3000（西北地区Q2＞2100）突水量Q3（m3·h-1）无Q3≤600600＜Q3≤1800Q3＞1800Q3＞1800采掘工程不受水害影响矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全矿井时有突水，采掘工程、矿井安全受水害威胁矿井突水频繁，采掘工程、矿井安全受水害严重威胁防治水工作难易程度防治水工作简单防治水工作简单或易于进行防治水工程量较大，难度较高防治水工程量大，难度高注：1.单位涌水量以井田主要充水含水层中有代表性的为准。2.在单位涌水量q，矿井涌水量Q1、Q2和矿井突水量Q3中，以最大值作为分类依据。3.同一井田煤层较多，且水文地质条件变化较大时，应当分煤层进行矿井水文地质类型划分。4.按分类依据就高不就低的原则，确定矿井水文地质类型。•（一）矿井所在位置、范围及四邻关系，自然地理等情况；•（二）以往地质和水文地质工作评述；•（三）井田水文地质条件及含水层和隔水层分布规律和特征；•（四）矿井充水因素分析，井田及周边老空区分布状况；•（五）矿井涌水量的构成分析，主要突水点位置、突水量及处理情况；•（六）对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价；•（七）矿井水文地质类型划分及防治水工作建议。第二节矿井水文地质类型划分报告内容（一）矿井充水性图；矿井充水性图应当随采掘工程的进展定期补充填绘（二）矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图；（三）矿井综合水文地质图；（四）矿井综合水文地质柱状图；（五）矿井水文地质剖面图。其他有关防治水图件由矿井根据实际需要编制。矿井应当建立数字化图件，内容真实可靠，并每半年对图纸内容进行修正完善。第三节矿井防治水图件•（（一）矿井涌水量观测成果台账；•（二）气象资料台账；•（三）地表水文观测成果台账；•（四）钻孔水位、井泉动态观测成果及河流渗漏台账；•（五）抽（放）水试验成果台账；•（六）矿井突水点台账；•（七）井田地质钻孔综合成果台账；•（八）井下水文地质钻孔成果台账；•（九）水质分析成果台账；•（十）水源水质受污染观测资料台账；•（十一）水源井（孔）资料台账；•（十二）封孔不良钻孔资料台账；•（十三）矿井和周边煤矿采空区相关资料台