矿山地质02--四川篇--教学.ppt

1、第三节 煤的组成和性质 一、煤层分类 煤层厚度：煤层顶、底板岩层之间的垂直距离 薄煤层(层厚小于1.3m) 根据厚度： 中厚煤层(层厚1.33.5m) 厚煤层(层厚大于3.5m) 缓倾斜(倾角小于25) 根据倾角： 倾斜(倾角25 45) 急倾斜(倾角大于45) 问：极薄和巨厚煤层与近水平煤层标准？,二、煤的工艺性质 主要由C、H、O、N、S、P等元素组成。 煤中的水分、灰分、挥发性、固定碳等是标定煤质牌号和质量优劣的重要指标。 发热量（Q）：指单位质量的煤完全燃烧时放出的热量，常用J/g或MJ/kg表示。,思考题 1、煤尘爆炸危险性取决于煤中什么成分？ 2、标准煤的发热量是多少？ 3、影响煤

2、的发热量主要成分？主要取决于其中什么含量？,沉积岩层和煤层(水平) 构造运动的作用下，形态发生变化，甚至产生裂缝、错动，失去完整性形成各种空间形态统称为地质构造。 煤矿常见的地质构造：单斜构造、褶皱构造、断裂构造。,第三章 地质构造,背斜、向斜和重褶皱,二、褶皱构造及要素,褶曲分类及影响 1、大型褶曲： 2、中型褶曲： 3、小型褶曲： 褶皱构造对煤矿生产的主要影响 1、有些大型褶曲会影响井田的划分和矿井开拓方式及开拓系统的部署； 2、有些中型褶曲会影响采区大小和采区巷道的布置； 3、有些小型褶曲会影响煤层平巷的掘进方向，从而影响工作面长度，还会引起煤层厚度发生变化，往往给机械化回采、顶板管理带

3、来一定困难。,思考题： 1、采、掘过程中怎样处理褶曲？ 2、在褶曲构造向斜轴部的残存应力要比背斜轴部的大，因此，有瓦斯突出的矿井，向斜轴部是瓦斯突出的危险区（判断） 3、褶曲不会使煤层的厚度发生变化（判断）,1、节理（裂隙）的分类 根据裂隙形成的原因，可分为如下三类： （1）原生裂隙：指沉积岩成岩作用阶段，由于沉积物脱水和压缩形成的。 （2）构造裂隙：受构造变动作用力所形成的。 （3）压力裂隙：在巷道和采煤工作面附近，原有应力平衡状态发生破坏，由于受到矿山压力作用而形成的。,节理（裂隙）对煤矿安全生产的影响： 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

4、、积聚瓦斯、顶板管理、突水等其他影响。,2）断层的分类： 根据断层上下两盘岩体相对移动的方向，断层分为： 正断层：上盘相对下降，下盘相对上升，当上下盘交面线之间为无煤带时，断层面倾角一般大于45。 逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降，当上下盘交面线之间为有煤带时。 平移断层: 断层两盘沿着断层面走向方向相对移动，以及两盘升降位移量相对于水平位移量小很多的断层。,煤矿生产中断层揭露前的征兆： 1.裂隙增加 2.产状变化 3.煤厚变化 4.煤层结构发生变化，粉末鳞片状现象增多 5.大断层附近常见有小断层伴生出现 6.瓦斯涌出量增大 7.出现滴水、淋水、涌水现象,断层对煤矿安全生产的影响： 1.影响

5、井田划分和开拓方式 2.影响采区和工作面布置 3.影响安全生产（破碎带可积聚瓦斯、断层透水、给支护和顶板管理带来困难） 4.增加煤炭损失量（断层煤柱） 5.增加巷道掘进量（增加无效进尺） 6.断层等地质构造带附近易发生突出，特别是构造应力集中的部位突出的危险性大。,对断层的处理(开拓设计阶段)： . 井田边界、采区边界的确定 . 井筒应尽可能避开断层 . 合理布置运输大巷 . 尽可能将断层作为回采边界、节约资源 .井田开拓方式的选择，缓倾斜煤层被断层破坏后要用立井开采,巷道掘进阶段对断层的处理： 1.平巷过断层改变巷道方向不改变巷道坡度通过，特殊情况另外处理。 2.倾斜巷道过断层，根据断失盘是

6、上升盘还是下降盘分别采用挑顶、挖底或挑顶挖底相结合的方式通过。 特殊方式：改变巷道坡度或掘石门通过。,回采阶段对断层的处理： 当断层落差小，以下情况下可强行平推通过： a. 普采、炮采工作面，落差小于煤厚； b. 综采工作面，断层两盘对接煤厚大于液压支架的最小支撑高度； c. 综采工作面，断层两盘对接煤厚小于液压支架的最小支撑高度、但顶底板岩性较软，采煤机能切割；,2. 当断层落差大时 a. 重开切眼： 遇到倾向式斜交断层时，落差大于煤厚可重开切眼。 b. 划小工作面：落差大于煤厚的走向断层，可根据具体情况采用合采或分采的办法。,第四章 影响煤矿生产的主要地质因素 1、煤层厚度变化 2、褶皱构

7、造与断裂构造 3、岩浆浸入体 4、岩溶陷落柱 5、煤层顶底板 6、矿井瓦斯、煤层自燃与煤尘 7、地热危害,第一节、煤层厚度变化对生产的影响 1、影响采掘部署 2、影响采煤工艺 3、影响计划生产 4、掘进率增高 5、采出率降低 现场中怎样对煤层厚度变化进行探测呢？ 探测到以后怎么处理？,第二节、陷落柱对煤矿生产的影响 岩溶陷落柱：指煤层下伏可溶岩层，经地下水溶蚀形成的溶洞，在上覆岩层重力作用下产生塌陷，形成筒状或锥状柱体，简称陷落柱，俗称“矸子窝”或“无炭柱”。 其中山西、河北最为发育，四川兴文、古蔺较为发育。 一、陷落柱对煤矿生产的影响 1、破坏可采煤层，减少储量；2、影响正规开采；3、影响采

8、掘施工；4、影响安全。,陷落柱示意图,二、陷落柱的预兆及探测 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 陷落柱出现前的探测 1、探钻；2、物探（DZA）；3、巷探 观测方法可归结为“五查”、“五看”、“五定”,三、陷落柱的处理 1、掘进过程中的处理 在采掘设计中，知道陷落柱发育情况下，尽量吧陷落柱留设在煤柱中。 在掘进过程中遇到陷落柱，如果是运输巷，应该按设计直接穿过陷落柱，如果是回风巷，可采取绕过的方法。 2、回采过程中的处理 如果面积较小，采用强行硬割的办法通过陷落柱；如果面积较大，则需要预先开掘新切眼，跳过陷落柱继续回采。 当

9、陷落柱位于风巷和上山交会处时，采区缩短工作面长度或者减小溜尾进尺避开陷落柱。 3、综合治理,第三节、影响煤层瓦斯含量的地质因素 1、煤层的埋藏深度 2、煤层露头 3、地质构造 4、煤层倾角 5、煤层和围岩的透气性,1、煤层的埋藏深度 当深度不大时，煤层瓦斯含量随埋深增大而有规律增加，一般情况下，深度每增加100m，煤层瓦斯含量可增加0.51.1m3/t。当埋深达到一定值后，煤层瓦斯含量将趋于常量。 2、煤层露头 它是瓦斯向地面排放的出口，因此，露头存在时间越长，瓦斯排放就多，煤层有露头瓦断含量往往较低。 3、地质构造 它是影响煤层瓦斯存贮的最重要的条件之一。封闭型地质构造有利于封存瓦斯，开放型

10、地质构造有利于排放瓦斯,4、煤层倾角 目前认为，在同一埋深及条件相同情况下，煤层倾角越小，煤层的瓦斯含量就越高。例如芙蓉煤矿北翼煤层倾角陡（4080），相对瓦斯涌出量约为20m3/t，南翼煤层倾角缓（612），相对瓦斯涌出量则高达150m3/t，而且还有瓦斯突出现象。发生这种现象的原因主要在于煤层渗透性一般大于围岩，煤层倾角小，在顶底板密封条件好的条件下，瓦斯越不容易通过煤层排放，煤体中产生的瓦斯容易得到贮存；故而煤层的瓦斯含量高，瓦斯涌出量大。,5、煤层和围岩的透气性 一般情况下，煤层及其围岩透气性越大，瓦斯越易流失，煤层瓦斯含量就越小，煤层瓦斯压力也越小；反之，瓦斯易于保存，煤层的瓦斯含量