煤礦地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí).ppt

煤礦地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) 一 煤礦埋藏特征 1 煤層的厚度煤層按厚度不同分成 1 薄煤層 小于1 3m的煤層 2 中厚煤層 厚度在1 3 3 5m的煤層 3 厚煤層 厚度大于3 5m的煤層 在生產(chǎn)工作中 習(xí)慣將厚度大于6m的煤層稱特厚煤層 2 煤層的頂 底板煤層頂?shù)装迨侵该合档貙又形挥诿簩由舷乱欢ň嚯x內(nèi)的巖層 按照沉積順序 先于煤生成的巖石是煤層底板 后生成的是煤層頂板 在正常情況下 煤層頂板位于煤層之上 而煤層底板位于煤層之下 當(dāng)?shù)刭|(zhì)構(gòu)造破壞較劇烈時(shí) 有可能發(fā)生倒轉(zhuǎn) 根據(jù)頂板巖層相對(duì)于煤層的位置及開采過(guò)程中巖層變形 跨落的難易程度 頂板可分為偽頂 直接頂和基本頂3種類型 1 偽頂 位于煤層之上隨采隨落的極不穩(wěn)定巖層 其厚度一般在0 5m以下 多為炭質(zhì)頁(yè)巖和泥質(zhì)頁(yè)巖等 2 直接頂 位于偽頂或直接位于煤層 無(wú)偽頂時(shí) 之上 具有一定的穩(wěn)定性 移架或回柱后能自行跨落的巖層 多由砂質(zhì)巖等組成 3 基本頂 位于直接頂或煤層之上 其厚度及巖石強(qiáng)度較大 是堅(jiān)硬又難以跨落的巖層 通常由粗砂巖 礫巖 石灰石等組成 在采煤過(guò)程中 基本頂是頂板管理的主要對(duì)象 煤層底板可分為直接底和基本底 直接底位于煤層之下 厚度數(shù)十厘米至數(shù)米 多為泥巖 頁(yè)巖或黏土巖 有的直接底遇水膨脹 容易發(fā)生底鼓現(xiàn)象 致使巷道遭到破壞 基本底是位于直接底之下的較堅(jiān)硬巖層 常為厚層狀砂巖 礫巖或石灰?guī)r 3 煤層的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 1 層狀煤層 其層位有顯著的連續(xù)性 厚度變化有一定的規(guī)律或厚度基本穩(wěn)定 2 似層狀煤層 其形狀像藕節(jié) 串珠或瓜藤等 層位有一定的連續(xù)性 厚度變化較大 3 非層狀煤層 形狀像雞窩或扁豆?fàn)?層位連續(xù)性差 常有大范圍尖滅 層狀煤層比較方便 而非層狀煤層常給開采帶來(lái)一定難度 煤層除在形態(tài)上有所不同以外 在構(gòu)造上也有很大差別 在有的煤層中 有時(shí)含有厚度較薄且很不穩(wěn)定的巖層 這類含在煤層內(nèi)的巖層稱作夾石或夾石 矸 層 根據(jù)煤層中有無(wú)穩(wěn)定的夾石層 可將煤層分為兩類 即簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層和復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層 簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層一般不含夾石層 復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層含夾石層者1 2層 多者可達(dá)幾層或十幾層 由于夾石層的存在 不僅使煤的灰分增高 而且給開采帶來(lái)一定的難度 4 煤層的產(chǎn)狀要素煤層原始生成時(shí)呈水平狀態(tài) 但由于地殼運(yùn)動(dòng)的影響 煤層及巖層由水平狀態(tài)變成為傾斜或彎曲狀態(tài) 描述煤層的儲(chǔ)存狀態(tài)和位置用產(chǎn)狀要素來(lái)表示 煤層產(chǎn)狀要素就是它的走向 傾向和傾角 這3個(gè)要素就能表示出煤層在空間的位置 1 走向 煤層層面與水平面的交線稱為走向線 走向線兩端所指的方向就是走向 2 傾向 在煤層層面上與走向線垂直向下延伸的直線叫做傾斜線 傾斜線的水平投影所指的方向稱為傾向 3 傾角 煤層層面與水平面的夾角稱為傾角 傾角的大小反映煤層的傾斜程度 傾角變化在0 90 之間 煤層傾角越大 開采難度越大 根據(jù)采煤技術(shù)特點(diǎn) 煤層傾角分為4類 近水平煤層45 5 煤礦地質(zhì)構(gòu)造及其安全生產(chǎn)的影響巖 煤 形成初期 一般都是水平或近水平的 并在一定范圍內(nèi)是連續(xù)完整的 后來(lái)受到地殼運(yùn)動(dòng)的影響 使巖層的形態(tài)發(fā)生了變化 出現(xiàn)了傾斜 褶皺 有的還發(fā)生了斷裂或延斷裂面產(chǎn)生了位移 使巖層失去了完整性 這種有地殼運(yùn)動(dòng)造成的巖石的空間形態(tài) 如褶曲 斷層等 稱為地質(zhì)構(gòu)造 地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)多種多樣 大致可分為單斜構(gòu)造 褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造 1 單斜構(gòu)造巖 煤 層受地質(zhì)作用力的影響 產(chǎn)生向一個(gè)方向傾斜的形態(tài) 這樣的構(gòu)造形態(tài)稱為單斜構(gòu)造 單斜構(gòu)造往往是其他構(gòu)造形態(tài)的一部分 或是褶曲的一翼 或是斷層的一盤 2 褶曲構(gòu)造巖 煤 層在地殼運(yùn)動(dòng)中受水平方向擠壓力的作用 呈現(xiàn)波狀彎曲 但依然保持其連續(xù)性和完整性 這種構(gòu)造形態(tài)稱為褶曲構(gòu)造 巖 煤 層褶曲構(gòu)造中的每一個(gè)彎曲為一個(gè)基本單位 稱為褶曲 褶曲的基本形態(tài)有背斜和向斜兩種 巖 煤 層向上彎拱的褶曲稱為背斜 巖 煤 層向下彎拱的褶曲稱為向斜 在自然界中 背斜和向斜在位置上往往是彼此相連的 褶曲是由于地殼運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的水平擠壓形成的 因此 在褶曲兩翼必然存在一個(gè)壓應(yīng)力 當(dāng)?shù)貧み\(yùn)動(dòng)停止后 由于任何物體都有一個(gè)恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)的趨勢(shì) 所以又產(chǎn)生了一個(gè)拉應(yīng)力 因此 在褶曲構(gòu)造帶勢(shì)必儲(chǔ)存一個(gè)應(yīng)力能 我們把它叫做構(gòu)造應(yīng)力 據(jù)測(cè)定 構(gòu)造應(yīng)力是原始應(yīng)力的20倍 這就給頂板管理和安全生產(chǎn)帶來(lái)一定的困難 尤其是在有沖擊地壓的煤層中困難就更大 3 斷裂構(gòu)造巖層受地質(zhì)作用力后遭到破壞 失去了連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)稱為斷裂構(gòu)造 斷裂面兩側(cè)的巖層沒有發(fā)生明顯位移的斷裂構(gòu)造稱為裂隙或節(jié)理 斷裂面兩側(cè)的巖層發(fā)生了明顯位移的斷裂構(gòu)造 稱為斷層 1 斷層面 巖層發(fā)生斷裂位移時(shí) 相對(duì)滑動(dòng)的斷裂面 2 斷盤 斷層面兩側(cè)產(chǎn)生相對(duì)位移的巖體稱為斷盤 如果斷層面為傾斜時(shí) 通常將斷層面以上的斷盤稱為上盤 斷層面以下的斷盤稱為下盤 3 斷距 斷層的兩盤相對(duì)位移的距離 斷距可分為垂直斷距 兩盤相對(duì)位移垂直距離 和水平斷距 兩盤相對(duì)位移水平距離 根據(jù)斷層走向與巖層的關(guān)系 斷層又分為 走向斷層 斷層走向與巖層走向平行或基本平行 傾斜斷層 斷層走向與巖層走向垂直或基本垂直 斜交斷層 斷層走向與巖層走向斜交 根據(jù)斷層的組合形式不同 又可以有地塹 地壘 階梯