第二章构造对煤矿生产的影响

第二章构造对煤矿生产的影响第一节概述矿井构造的研究意义、等级划分、研究步骤和内容第二节地质构造（褶曲、断层、裂隙）对煤矿生产的影响第三节构造的观测与判断第四节构造预测第五节对构造的处理第六节井下煤(岩)层产状的测定第一节概述

一、矿井地质构造的研究意义

构造是影响煤矿生产建设最重要的地质条件(因素)——因为地质构造具有普遍性和控制性的特点：地质构造普遍存在于一切矿井，其复杂程度、表现形态和对生产的影响大小在不同矿井可有不同差异；在矿井中，地质构造还对其它开采地质条件起着明显的控制作用——在研究煤厚变化、顶底板稳定性、煤与瓦斯突出、岩浆侵入、岩溶陷落、地温、地压等开采地质条件时，都必需考虑构造因素的控制性。

二、矿井地质构造的等级划分

1.构造按其规模大小和对生产的影响程度不同，可分为大、中、小三个等级。其中，中型构造尤其是中型断裂构造，是矿井地质研究的主要对象和工作重点

2.矿井断层的分级与标准：

大型断层落差大于30m。

中型断层落差小于30m到落差大于煤厚。

小型断层落差小于煤厚。

说明：除规模外，断层的影响，还与煤厚、采煤方法等有关。相同落差的断层，对厚煤层影响小，对薄煤层影响大，对综采影响大,对炮采影响小。因此，采用落差与煤厚对比作为定量分级指标。断层落差是评定断层规模的基本指标。但这一指标也有缺陷,如对于大型缓倾角断层和平移断层，它们落差虽小，规模却大，对生产影响严重。另外，同一断层的不同地段落差也不是一个固定的数值，因此有人认为在矿井断层定量分级时，还应参照断层的其它断距、断层的延伸长度和断层带宽度等指标三、矿井地质构造的研究步骤和内容

（一）研究步骤可概括为：1、观测，指对井巷已揭露的构造现象进行观察、测量、记录、描绘和摄影等项工作。这是一项基础工作，务必扎实抓好2、判断，是对揭露尚不充分的构造，根据与它有成因联系的各种地质标志，通过综合研究、分析对比，对它的存在、性质和规模作出的切合实际的辨认。全面地占有资料，科学地进行综合分析，是正确判断的前提。在作出判断之前，应尽量设想各种可能，并逐一筛选，以防片面性。3、预测，是指对部分揭露或未揭露地区的构造，根据地质理论和已掌握的地质规律，提出的预见性认识。矿井地质离不开科学的预测，那种就事论事的传统作法，满足不了当前煤矿生产对地质的要求。4、处理，是指针对已查明的构造特点，为克服和尽量减少它对生产的不利影响，采取的相应技术措施和办法。构造处理主要由采掘人员进行，但矿井地质人员要了解处理的原则，熟悉处理的方法，协助采掘人员妥善处理好构造。

（二）生产矿井研究地质构造的主要内容

概括为：收全取准资料，及时上图分析，总结地质规律，开展构造预测，巧避构造之害，巧用构造之利

1．系统观测收集井巷和钻孔揭露的一切构造资料,并正确填绘在矿井地质图上，查明井田内各区段、部位的煤层产状变化和构造展布特点2．对新揭露的构造，要查明褶曲轴的方向、位置、煤层标高及起伏变化及断层的性质、断距、延伸方向和另一盘断失煤矿层的确切位置3．及时地提出可能出现的各种构造迹象，以及它们对煤厚变化、岩浆侵入、充水条件、瓦斯赋存等的控制影响4．系统掌握各具体构造的延伸变化和总体展布特点，尽可能对下一煤层、下一水平、深部或未采掘地段的构造提出预测意见5．与采掘部门一起及时调整和改进巷道方向或工程布署,妥善解决和处理构造给生产带来的各种不利影响.第二节地质构造对煤矿生产的影响主要是：造成开采条件的复杂化；造成开拓和开采系统的不合理。从而影响矿井的开拓部署和采煤方法选择、影响正常的采掘工作和安全生产、减少煤炭储量和矿井服务年限从构造的规模看，不同等级的构造对煤矿建设生产的影响不同：大型构造是整个煤产地的骨干构造，它决定着井田的划分和井型规模；中型构造是分布在井田内的次一级构造，影响水平、采区划分和巷道布置；小型构造更次一级,在巷道或工作面中就能看清全貌，对生产影响较小，但当其密集发育时，会削弱顶板稳定性，使顶板维护困难。此外，小型构造常是瓦斯突出的发生部位。从构造的类型看，褶曲、断层、裂隙对煤矿生产的影响也各有区别。一、褶曲对煤矿生产的影响1、影响工作面布置2、造成煤厚突变，影响开采3、造成巷道曲折，影响运输4、造成瓦斯压力增大，增加瓦斯突出危险5、褶曲轴部往往岩层破碎，顶板压力增大，易发生冒顶事故，需加强支护。6、大中型褶曲，影响采区划分和大巷位置的选择：运输大巷往往沿向斜轴方向布置，回风巷往往沿背斜轴向布置。如：7、小构造使工作面长度变化，影响机械化采煤二、断层对煤矿生产的影响1．影响井田划分：井田内存在大断层，将给生产带来巨大的困难。如：2．影响井田开拓方式的选择和采区布置：断层的位置、产状、规模等对此都会产生影响。如：3．影响回采工作：回采工作面内存在小断层，会使生产条件困难，甚至造成停产事故4．影响安全生产：断层破碎带对井下涌水量增加、瓦斯突出、垮塌冒顶等有直接关系5、造成煤炭资源损失6、造成掘进率增高三、裂隙对煤矿生产的影响1、影响打眼、爆破：炮眼的方向如与主要裂隙面平行，容易产生卡钎子；爆破时容易沿裂隙面漏气，降低爆破效果2、影响回采率：根据裂隙的方向和发育程度,合理地布置回采工作面，可以提高生产效率。如:3、影响工作面支护和顶板管理方法：顶板裂隙发育,工作面一般不使用顶柱支护,应采用棚子.4．影响采掘工作面的布置和方向：掘进和回采方向，最好与主要裂隙方向成大锐角或相垂直。5．影响瓦斯和矿井水的危害：平巷平行于裂隙方向，掘进时不利于瓦斯从巷道内散放，会相对增加回采时瓦斯的散放强度

第三节构造的观测与判断

一、褶皱（一）褶曲的识别与观测1.褶曲的识别地层层序的对称重复(确定性标志)和岩层产状的规则变化(可能性标志)是识别褶皱的两大标志：在地层层序发生倒转的地区，即使岩层产状没有变化，也不能肯定就没有褶皱；在地层层序正常的地区，岩层产状的变化，既可由褶皱引起，也可由断层产生。因此，在利用岩层产状标志时要谨慎。岩层产状在石门中相背或相向倾斜，或是在煤层平巷中由于产状的急骤改变而使巷道转弯（巷道在平面上为S型）都表示可能有褶曲的存在。2.褶曲的观测：对在巷道中能观察全貌的小型褶曲，应系统地查明褶曲轴的位置、方向以及是否倾状、倾状方向和倾状角大小；褶曲两翼的煤层和岩层产状；褶曲宽度和幅度；褶曲对煤层厚度及结构的影响；褶曲与断裂、节理的关系，以及褶曲的延展变化，往深部发展趋势和对采掘生产的影响程度等。

不能观察全貌时,则需通过各观测点的煤岩层位、层序、煤厚变化及伴生构造等的具体情况来确定，故对此观测必须仔细。（二）褶曲轴判断1、巷道中实测；2、根据上部资料推断；3、根据区域构造线方向推测；4、实际控制与外推相结合；即边推边掘、边掘边采。（三）查明褶曲的生产勘探工作1、巷探：对于向斜轴的探查，多采用由下水平的石门向上部煤层的向斜槽底掘立眼的方法2、钻探：对褶曲构造的探测，应尽可能利用已揭露的各种资料，通过作图分析，初步判断其类型、规模和分布范围。当有些部位的构造形态还不清楚时，最好采用将来可为生产使用的探巷加以查明。对构造复杂，控制很少的褶曲，则应在井下邻近巷道用钻探查明。（四）褶曲构造在主要地质图上的表现特征1、水平切面图上与地形地质图上特征类似。2、底板等高线图上与地形图上地形等高线特征类似.二、断层（一）断层的判断1、巷道遇断层前可能出现的征兆（1）接近断层时，煤层和顶、底板中裂隙显著增加，并且常常具有一定的规律性（2）煤岩产状发生显著变化、常出现牵引褶曲（3）煤厚发生变化，顶、底板出现不平行现象

（4）煤层结构常发生变化、出现揉皱和破碎现象（5）在繁大断示层附络近探常伴奥生一夺系列绞小断童层（6）瓦省斯大国的矿卡井，刻巷道罩接近所断层穷时，奏瓦斯个涌出蛛量往煤往有邻明显插变化（7）充触水性跌强的笋矿井仗，巷木道接牌近层今时，哑往往煮出现让滴水储、淋芽水甚侧至涌着水现拣象2、巷钞道遇断怕层的标乖志（1）煤灭（岩袭）层预不连庙续——有多捧种情毒况:（2）断凡层擦盲痕（3）牵皂引现臂象（4）断鸡层角奋砾和渡断层挖泥3、断层欺的识撞别—井巷械中识培别断跳层主搬要是地层和构造两大材标志（1）地拿层标户志凡在父巷道追中出立现地层酷层序倘顺序蒸性重捆复、或地层惩层位雷缺失等现越象时步，一街般预抢示着孝断层宋的存责在。注意撞：①断只层所迹造成迫的层改位缺好失仅线限于吩断层约附近柴，而烂不整对合或点假整坐合所氧造成岛的层洞位缺楼失具虹有区臣域性粒；②断某层所貌造成这的层测序重糊复具乌有顺愉序性印，而很褶皱谁所造讯成的穷层序底重复鄙具有受对称丛性。（2）构肠造标娃志凡在勾巷道美中发墨现煤、袭岩层讽错断，产状男剧烈继变化和断蒜层的税伴生蹈、派生选构造时，俭则预片示有橡断层假的存窑在。一般券来说递，在势薄煤掀层巷易道中爷，识闻别断背层并什不困潜难，凤断层姓把煤虫、岩忙层错列接在队一起潮，一挑目了遮然。足但在因厚煤毕层中般遇到缠落差吵小于默煤厚五的断倾层，减或者使断层六把厚匠度相拒近的培煤层眉对接厉在一细起时林，倘伶若不庸留意娱，将婆会漏燃掉断叫层。钞这时框应根据武煤层兆本身振和顶制底板嘉特征，结糠合断喜层面期上的粉煤妻线和也其它造构造族标志确定膜。追路索煤摘层中到的稳定钻夹石只层和厨特殊据结构粪与性欧质的拖煤分裹层，看斗其是智否断纹开，亩是识今别断搂层的转有效纯方法价。此故外，档在煤秤层巷羽道中霸，当符巷帮监出现乒局部宪的煤层徐顶、衔底板碎三角单区时，抵常有千断层告存在（二熔）断千层的死观测抱与描基述1、断钩层的碎观测（1）断层不位置抢的确略定:方法挽是从描已知怨测点蓄或其标它已旱知点萍用皮道尺测猴量至泼断层膏的距东离。（2）断层乏面、带崇特征买的观帝察；擦痕值侧伏芳的观幕测规守定:断层犬走向体与擦桐痕仰才起方枕向的哄锐夹远角为侧伏段角；构劲成该秘锐角像边的肥断层糖走向制一端(带箭格头端究）的神方位谊为侧伏代方向（3）断车层两监盘伴窜生、纵派生蔽地质纺现象荷的观礼察；（4）断钉层性共质和厉断层脊力学伤性质帆的鉴汗定；分布幸在主蜡断层顾旁侧范一端茫收敛始，另期一端材撒开兴的一渠组小膝型弧削形破刺裂面注。它和叙羽状膏节理旨一样踪蝶，也莫是由飞断层血两盘些相对叉运动锋派生该的局萝部应昏力场朴的产超物，逆不同塞的是施形成惜帚状粮构造员时断袋层带馅岩体装受力丑不平重衡，颂曾发乡丰生过吹局部凤旋转杰。帚状太构造蚁按破论裂面少力学告性质场不同奥，分料为压牙扭性吊帚状阵构造末和张劝扭性浓帚状携构造垮。帚状副构造2、断专层的青测量（1）断水层产颈状和断煤保交线的测隙量。方骆法是倦在巷呜道两赛壁上鬼找出氏同通一盘胆断煤阿交线贺上的栋两个扩点，悔用线趁绳连只接该盒两点敌，测和量线舱绳的返倾伏迟向和抵倾伏以角即傲为断底煤交俭线的着方向（2）断距的测摄量。3、断债层的涂描述断层像描述画一般惭以素配描图惕为主后，配泡合必连要的维数据滑和简斥要文朗字说香明。常用缸的记监录方岔式有：①巷道朋剖面垂图加孙注数供据②巷道政平面乌图加帖注数洋据③巷道曾平面沙图加显断面虚图④巷道扑平面谦图加影巷道探剖面勇图等（三严）断份失翼佣煤层犯的寻少找方遇法1．煤、后岩层层位蜻对比法；根帮据巷国道已捏揭露支的断盖层另悄一盘挂的煤桨、岩桶层层选位，汁结合欺断层召的产响状，描来判羊断断信层的这性质倍和落下差。2．根括据伴贺生、洗派生脾的小总型构啦造及支断层猫面上锹特征袜；小洽型构滋造有杜：（1﹞平行聪小断强层——成组必小断富层性疏质与呢主断蔬层相追同﹝2损﹞根据深断层底带和经断层株面特朴征；﹙3东﹚牵引填褶曲——弯曲蚂方向慕常指僚向煤剥层断题失前衰方向﹝4贵﹞羽状膀断裂蛛；羽状衔节理旨是一泽种小淋型的入字诞型构土造:是指授由高用序次苦的主洋干断适裂和委旁侧猫的低热序次阻分枝疼断裂范或褶异皱组孤合成残“入姻”字枯形状畅的构翠造型尸式。无若分炒枝构使造属压性色或压拆扭性，其能与主延干断醋裂所婶夹锐角按尖端指，指闲示对己盘的骄运动弱方向；若份分枝饲构造嘴属张性伸或张割扭性，其麦与主弓干断效裂所极夹锐角戚尖端逆，指垂示本心盘的阶运动抄方向。3．根秃据规鸟律推——与邻沾区对婆比；4．作没图分泥析；5．生禾产勘夹探方脂法；（四尿）断回层在炊地质苦图上继的表资现1、在音剖面猾图及伴煤层殖地板索等高示线图飘上的表现2、在嗓水平扣切面般图上案的表吃现——一条舌直线擦即走叙向3、在怀地形垦地质怒图上主的表坦现——一条悦线：趴与地尺形、矮产状材及二得者的聋关系圆有关艰；仅浅大致慈反映佳断层盆的延猫伸方傅向。(注意爬表示擦方法)第四崖节渣构蠢造的摇预测构造誉预测翻的根貌据一疼般有叹两方虑面：一是控根据已揭蒜露的岸资料来推砌断下般部煤辰层、斥下一资水平倡或邻刘近地颤区的污构造适情况浮；二是纯根据已查罪明的去构造连规律来预傲测未万采掘爷地区腿的构偿造展陪布特段点一、扭已知岂构造枕的延伪伸预响测根据语上部待煤层柴或上琴一水宏平已筹经揭霞露的画构造鸽资料援，通落过作史图方拣法来帝预测郊深部趣或下清一煤斧层的狠构造义延展言情况1.利用允剖面池图推挤断深晕部构击造的兆发育孕情况2.利用伯水平剥切面坑图推聋断构罗造在搁走向父延展城的情滴况3.利用饿底板鞭等高活线预减见同塌一煤怪层深格部构躁造的串出现错情况4.利用菠不同蜻煤层淘底板阻等高向线图侄推断泡下一躲煤层添的构满造发意育情胃况5.利用夺煤层何立面顷图推胁断急跑倾斜挺煤层欠深部羡构造望的情鱼况二、帝总体示构造王规律铸预测1、根解据构夺造组纯合型棍式预搬测构肯造2、根曾据应积力和牲应变吉特征这预测刻构造3、根透据构火造复绑杂程晋度分世区预基测构盾造三、织采掘枕前方圈未知望断层柜的预纤测1、断世层存祸在与犬否的达预测2、断络层产疑状和寺性质浴的预穗测3、断墓层断采距的躬预测4、断虽层位医置的蚀预测第五程节案对见构造历的处柏理一、村对褶皇皱的种处理1.夹大骄型褶飘曲—影响损井田必划分茄和整筒个开暴拓系拐统的族褶曲遗构造（1狸）大型褶曲摇轴线直作为牌井田艇边界先；（2救）井须田内兆开拓垃部署讲中的耻处理彻方法酬：背血斜轴摊部—倾总回展风巷真；向也斜轴射部—煎集中径运输窃巷2.勺中雀型褶跌曲—是大化型褶味曲的陪次一索级构吨造。（1而）轴典线选介做采锯区中冠心，郊布置丈采区桨上、忘下山个。对粥开阔拿的平泰缓褶添曲，尿以向迅斜轴溉作为飞采区其中心职，向带两翼壳布置窜回采缓工作碑面。（2）轴贩线做炭为采铜区边逗界（验紧闭盗褶曲逆）。（3）工淘作面富直接赵推过剑褶曲势轴（溉宽缓柏褶曲看）。褶曲仰较宽时缓，恼规模亦不大切时可渣布置箭单翼灭采区归，工铲作面跳直接岸推过胡褶曲衫轴部咸。3.小型亩褶曲（1）使掘煤厚锣发生满变化曾，变幕化严盼重时震要重管新开洪掘切舱眼。（2）沿芽煤层活掘进眠时，赠褶曲市使巷呼道变宣得弯溉曲。求弯曲补过大耀时采尽面运丙输巷小要改焦造取问直。二、辈对断磁层的暗处理包括惜：①对不祖同类颜型的葡断层灵进行虹合理瞧的设叹计布持署.②在采童掘过攀程中灿遇到袜新发龙现的西构造匀时，怨调整寒和改宾进生评产系晋统和注采掘堪方向秀。总之副要在满保证仁安全低生产细的情出况下其，最奔大限晋度地跨减少益断层榴对生生产的导不利错影响次。（一腥）开伍拓设参计时死对断集层的只处理P2传91．井田辅或采泽区边粒界的坚确定确：在划鸽分井倚田或仁采区柜边界六时,如有耕落差何大的省断层恶存在,最好职以大妄断层躺作为榜它们园的边确界--皆-煤柱咽可共疤用2．井筒驳位置侵的选约择：应尽舒量避衰开大逃的断热层带区布置,特别锻是井智底车范场采区识边界妨布置3．运输海大巷神的布金置：在有趋断层束错动呜的地阵方，浮煤、竹岩层斗可以旧错移登得很进远，疑甚至诊与另颈一盘覆的含比水层戒相接彩触，谦这时萄必须斧处理塘好巷并道改顾向问欢题。运输月大巷随是生找产上纺长期务使用放的主校要巷冠道，鼠要求船布置乔在煤查层附鞭近(通常炎在煤副层底泉板)的稳份固岩豪层中助，并施力求赞平直扛，无揭急剧暮拐弯么。因农此，页当掘飞进遇家较大鸟断层盆时，原应根盘据运躁输和猴安全擦等要辛求，坦切实野处理淘好改竟向和絮弯度慈等问梯题，单并使内改向口后的朋巷道径尽快松进入新原设也计层伍位。4．采区斧块段末划分搏：尽可革能地惕将较档大断饭层留含在各牌块段眉之间询的煤甜柱当局中。在断狱层发要育的锄采区铲，必染须综陕合考邪虑断览层的位置帆，落辨差，峡被切量割块冲体的足大小亚、形浅态和遥已有鹅生产戴系统来布塌置采袖面。贫为避园免断牵层对幼回采杀的影帜响，咽应尽势可能模地将咐较大衣走向丸断层击留在舱采面桂之间司的区嫁段煤夸柱内歉，将魄倾向惧断层当作为许回采匹边界坝。如以果煤艘层被晒倾向厘或斜疤交断雨层切并割，角断层旋之间食又足盏以布疯置一赌个采码面时慨，可呢因地持制宜漫布置案倾向任长壁沙工作倚面。垒图中遇采区摧将两乖走向聋断层耳处理锹在上蔽下煤呈柱之方中，珍又以滚倾向必断层废作为罩回采蓬边界废，很飞合理壤。（二抗）巷严道掘繁进时亮对断箩层的载处理1、平哀巷过无断层——巷道买变方基位，点不变图坡度（1）斜梁穿煤胜层顶靠、底塔板过腔断层棍：考虑林因素熔：岩膏性是援否利齿于施汪工等限；距激离短伪；少咬丢三魂角煤届等（2）顺跨断层附面过均断层齿：如果援断层已附近秤岩石犯破碎衬、压系力大豆，又凭有水句、瓦阵斯等辱的威代胁时摔，则游不能估紧靠何断层巴施工闪巷道逐，而捏应在被巷道参穿过嗽断层有后，忌距离迷断层监面一私定距竟离平贯行走签向，京掘石怪门进新入另矿一翼捕煤层城。2、斜克巷过籍断层——巷道兼坡度鞠变方森位不书变（1）当断途层落社差小锈于煤虑厚时贤：采取挑顶怕、卧跌底或岁挑顶塌卧底哑相结色合的方樱式来腔通过层断层品。（2）当匹断层蹲落差涉大于根煤厚位时：必须匆改用石门腔、反博眼、领立眼等方筝式进绢入另施一翼洒煤层斩。（三舌）回今采阶扭段对令断层灿的处丈理1、走查向断纵层的派处理（1）断覆层落丘差小漆于煤厚时：可不找另开吃巷道萝而强杠行通葬采。当夜断层爽倾向嚷与工殃作面音运输月方向辱一致号时，惑对断察层造边成的强台阶风可用狮破顶素方法锅通过普。当剃断层洁面倾坝向与券工作协面运框输方傲向相忠反时陕，可直以卧罩底把邪断层镜台阶索铲平轻。（2）断携层落横差大厕于煤杂厚或旋采高哗时：可在尚断层山上下咳各增凳加一大条中助间顺长槽。2、倾呢向断夺层的满处理（1）断少层落富差小老于煤梢厚时店，采巴用平幸推硬历过的殿方法厚。（2）断众层落泳差大坏于煤舒厚或承采高斯时需列要重亩新开饿掘过挣压切荐割眼担。3、斜敏交断棕层的纪处