煤層及地質(zhì)構(gòu)造

1、煤層及地質(zhì)構(gòu)造第1頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五一、地殼地球不是均質(zhì)體，而是具同心狀的圈層構(gòu)造。 1909年莫霍羅維奇 ：33km；第一個(gè)地震波不連續(xù)面：莫霍面；1914年古騰堡：2898km；第二個(gè)地震波不連續(xù)面；古騰堡面地球已形成46億年第2頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五地球由內(nèi)到外分三層： 地核、地幔、地殼地球最外一層厚約33km左右的硬殼叫地殼地殼是由各種巖石組成的。地殼在陸地上直接暴露出來(lái)，在有水體的地方特別是海洋區(qū)則被水圈所覆蓋。地球由巖石組成，占地球總體積的1.55%，總質(zhì)量占地球總質(zhì)量的0.8%。密度2.62.9g/cm3。地

2、殼下界為莫霍面，平均厚度33km，最厚的地方是我國(guó)的青藏高原，達(dá)73km；而海洋部分較薄，約6-8km，平均約6km； 第3頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五地殼中的元素與克拉克值 美國(guó)人克拉克最早測(cè)定了地殼中元素的平均含量，他根據(jù)世界5159個(gè)巖石樣品，求出了16Km厚地殼內(nèi)50種元素的平均含量。國(guó)際上把元素在地殼中平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱(chēng)克拉克值，又稱(chēng)地殼元素的豐度(abundance)。元 素克拉克值元 素克拉克值氧O46.30鈉Na2.36硅Si28.15鉀K2.09鋁Al8.23鎂Mg2.33鐵Fe5.63鈦Ti0.57鈣Ga4.15氫H0.15第4頁(yè)，共55頁(yè)，202

3、2年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五二、地質(zhì)作用地質(zhì)作用凡是由自然動(dòng)力所引起的地殼物質(zhì)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外部形態(tài)發(fā)生變化和發(fā)展的各種自然作用。按地質(zhì)作用的能源來(lái)源、作用場(chǎng)所的不同：地質(zhì)作用： 內(nèi)力地質(zhì)作用 外力地質(zhì)作用第5頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五1 內(nèi)力地質(zhì)作用 以地球內(nèi)熱為能源并主要發(fā)生在地球內(nèi)部。包括地殼運(yùn)動(dòng)、地震作用、巖漿作用、變質(zhì)作用等。 第6頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第7頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五2、外力地質(zhì)作用 以地球外部的太陽(yáng)能以及日月引力能為能源，并通過(guò)大氣、水、生物因素所引起，主要發(fā)生

4、在地球表層。包括：風(fēng)化作用、剝蝕作用、搬運(yùn)作用、沉積作用、固結(jié)成巖作用等。第8頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第9頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第10頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五三、巖層與地層巖層與地層巖層：在野外或礦井中，人們常常見(jiàn)到一層層疊置的巖石，通常稱(chēng)為巖層；特點(diǎn)：在正常情況下，巖層的順序總是上新下老地層：通常為某一地質(zhì)時(shí)期所形成的巖層；第11頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五巖石按成因分為巖漿巖、變質(zhì)巖、沉積巖 巖石是一種或多種礦物在各種地質(zhì)作用下形成、具有一定結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的集合體。是構(gòu)

5、成巖石圈的基本物質(zhì)。 1巖漿巖是巖漿侵入地殼或噴出地表經(jīng)冷卻固結(jié)而成的巖石，又稱(chēng)巖漿巖。 2 沉積巖是在地殼表層條件下，由風(fēng)化作用、生物作用、火山作用及其它地質(zhì)應(yīng)力下改造的物質(zhì)，經(jīng)搬運(yùn)、沉積成巖等一系列地質(zhì)作用形成的巖石。 3 變質(zhì)巖是在變質(zhì)作用下，使地殼中已經(jīng)存在的巖石變成具有新的礦物組合及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特征的巖石。 在沉積巖中，常見(jiàn)的可燃有機(jī)巖就是煤和石油第12頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第13頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五描述煤層產(chǎn)狀的三要素：走向 傾向 傾角第14頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五四、煤層及其分類(lèi)

6、煤層：地殼中由植物遺體轉(zhuǎn)變而成的成層可燃沉積礦產(chǎn)，由有機(jī)物質(zhì)和混入的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)所組成。 （一）、 煤的形成過(guò)程煤是植物遺體經(jīng)過(guò)復(fù)雜的生物、地球化學(xué)、物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)變而形成的。 從植物死亡、堆積到轉(zhuǎn)變?yōu)槊航?jīng)歷了一系列演化過(guò)程 成煤作用 1、泥炭化作用：從高等植物死亡后，到變成泥炭過(guò)程； 腐泥化作用：從低等植物死亡后，到變成泥炭過(guò)程； 腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤 2、煤化作用：由泥炭轉(zhuǎn)化為煤的過(guò)程； 成巖作用：從泥炭（腐泥）變成褐煤的過(guò)程； 變質(zhì)作用：從從褐煤 煙煤 無(wú)煙煤；第15頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五（二）、 成煤的必要條件 1、植物條件 物質(zhì)基礎(chǔ)； 2、氣候條

7、件 影響植物生長(zhǎng)，同時(shí)影響植物的分解； 3、自然地理?xiàng)l件 植物堆積； 4、地殼運(yùn)動(dòng)條件 埋藏條件第16頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五三個(gè)重要成煤時(shí)期地球已形成46億年 中國(guó)有三個(gè)重要成煤時(shí)期1、新生代的第三紀(jì) 距今 0.3億年2、中生代的侏羅紀(jì) 距今 1.8億年3、古生代的二疊紀(jì)和石炭紀(jì) 距今 2.8億年 平頂山煤田形成于 2 億年 前古生代的石炭紀(jì)二疊紀(jì) 第17頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五（三）煤的主要成分及煤質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)煤的主要成分 碳C 氫H 氧O 氮N 硫S 磷P煤質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo) 水分 灰分 發(fā)熱量 揮發(fā)分等第18頁(yè)，共55頁(yè)，2022年

8、，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五（四）煤層分類(lèi)1.按煤層結(jié)構(gòu)分類(lèi)： 簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu) 復(fù)雜結(jié)構(gòu)第19頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五2. 按煤層形狀分類(lèi) 層狀 似層狀 非層狀第20頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五3、按煤層傾斜程度分類(lèi)： 近水平煤層： 45第21頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五4、按煤層厚度分類(lèi)： （井工開(kāi)采）煤層厚度是指煤層頂?shù)装逯g的垂直距離 薄 煤 層： 3.5m第22頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五（五）煤層與頂?shù)装逯g的層位關(guān)系偽頂: 一般在0.5米以下,通常由泥質(zhì)頁(yè)巖.炭質(zhì)頁(yè)巖組

9、成.隨采隨落.直接頂: 厚度一般幾米.多由頁(yè)巖.砂質(zhì)頁(yè)巖組成.隨撤架垮落.老頂; 通常由砂巖.石灰?guī)r等堅(jiān)硬巖石組成.常在采空區(qū)懸露相當(dāng)大的面積才垮落. 第23頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五五、地質(zhì)構(gòu)造煤巖層受力后所發(fā)生變化的形態(tài)叫地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造對(duì)安全生產(chǎn)影響很大煤礦地質(zhì)構(gòu)造的基本類(lèi)型有： 單斜構(gòu)造 褶皺構(gòu)造 斷裂構(gòu)造第24頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五1、單斜構(gòu)造煤層朝一個(gè)方向傾斜第25頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五2、褶皺構(gòu)造煤層受到水平方向的外力擠壓作用后呈彎曲狀態(tài)特征：煤層仍保持完整性和連續(xù)性褶皺構(gòu)造影響井田

10、劃分、井筒布置、采區(qū)布置、巷道施工方向、坍塌冒頂、瓦斯突出、突水等。第26頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第27頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第28頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第29頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五3、 斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造： 煤（巖）層在地殼運(yùn)動(dòng)作用力下產(chǎn)生斷裂 特征： 煤層失去了完整性和連續(xù)性斷裂構(gòu)造包括：斷層. 裂隙（節(jié)理）第30頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第31頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第32頁(yè)，共55頁(yè)，2022年

11、，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第33頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第34頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五斷層分類(lèi): 根據(jù)斷層兩盤(pán)相對(duì)移動(dòng)方向.分 為: 正斷層.逆斷層和平推斷層.第35頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五疊瓦狀構(gòu)造階梯狀構(gòu)造第36頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第37頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五1935年山東淄博洪山礦，開(kāi)采過(guò)程中揭露周莊斷層，該斷層溝通地面朱龍河，河水以 578648立方米/分鐘潰入井下， 78小時(shí)后全礦井被淹，造成536人死亡。1971

12、. 10. 17 平煤集團(tuán)八礦東風(fēng)井施工中遇斷層，涌水量70立方米/分鐘，涌水溫度37，淹井停工，治理到1979.3 投資300多萬(wàn)元。第38頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五2004.10. 22 ，22：09 鄭煤集團(tuán)大平煤礦，掘進(jìn)一巖石巷道，接近煤層斷層時(shí)發(fā)生煤巖突出。突出煤巖量1897t，其中煤1300t，突出瓦斯250000m3，瓦斯逆流進(jìn)入13、15采區(qū)和西大巷。 22：40 西大巷架線電機(jī)車(chē)電火花引發(fā)瓦斯爆炸，波及11、13、15采區(qū)、火藥庫(kù)、西大巷和掘進(jìn)中的巖石巷道，造成148人死亡，32人受傷。該特別重大瓦斯爆炸事故與煤層斷層有直接關(guān)系第39頁(yè)，共55頁(yè)

13、，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第40頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五新華網(wǎng)阜新2005年2月15日電（記者馮雷）遼寧阜新礦業(yè)集團(tuán)公司15日上午10時(shí)30分召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)證實(shí)，2月14日15時(shí)49分，遼寧阜新礦業(yè)集團(tuán)公司孫家灣煤礦海州立井發(fā)生特別重大爆炸事故,事故發(fā)生時(shí)，有244人在井下作業(yè)，至15日9時(shí)，已搜救28人生還，203人死亡，另有13人下落不明，事故搶救工作正在緊張有序進(jìn)行第41頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第42頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五尋找斷失煤層的方法第43頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5

14、月20日，2點(diǎn)45分，星期五第44頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第45頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第46頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第47頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五4、巖溶塌陷(巖溶陷落柱). 所謂巖溶塌陷.就是由于石灰?guī)r.白云巖等可溶性巖石在地下水的溶蝕作用下產(chǎn)生塌陷的現(xiàn)象陷落柱的特征： 呈上小下大的柱狀.主要由塌陷的巖石碎塊組成.棱角顯著.與陷落柱接觸或附近的煤層和巖層裂隙發(fā)育.有時(shí)有出水現(xiàn)象。第48頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第49頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五第50頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五井下遇陷落柱前的預(yù)兆產(chǎn)狀變化：在塌陷過(guò)程中，因牽引作用使周?chē)拿?、巖層向陷落柱中心方向傾斜；傾角在3-6之間，個(gè)別達(dá)10，影響范圍一般在15-20m；裂隙增多，小斷層增多，煤巖層風(fēng)化、氧化，水的涌出量增加第51頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)45分，星期五陷落柱對(duì)煤礦生產(chǎn)的影響 煤層塌陷在一定范圍內(nèi)失去開(kāi)采價(jià)值，減少煤炭?jī)?chǔ)量，縮短了礦井服務(wù)年限，井巷報(bào)廢； 由于塌陷破壞煤層的連續(xù)性，給井巷工程的布置和施工，采煤方法和采掘機(jī)械的選擇增加很多困難； 陷