地質(zhì)構(gòu)造2012教材

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講解史榮團電話蒙古煤礦安全培訓(xùn)中心地質(zhì)構(gòu)造對安全生產(chǎn)的影響2024/3/18第2頁

內(nèi)容一、煤礦生產(chǎn)中常見的地質(zhì)問題二、煤層的埋藏特征三、單斜構(gòu)造四、褶曲構(gòu)造五、巖溶塌陷對安全生產(chǎn)的影響六、斷裂構(gòu)造七、礦圖

煤礦生產(chǎn)過程中,常見的地質(zhì)問題有：

1冒頂：地下開采中，上部礦巖層自然塌落的現(xiàn)象。是由于開采后，原先平衡的礦山壓力遭到破壞而造成的。采煤工作中有時有計劃地放落上部煤層，也稱為“冒頂”.冒頂事故對礦井安全生產(chǎn)危害極大，因此，加強礦山頂板管理，預(yù)測井下工作面可能存在的隱患，及時采取預(yù)防措施很有現(xiàn)實意義。礦山的頂板巖體冒落事故，按照頂板一次冒落的范圍及造成傷亡的嚴(yán)重程度，可將常見的頂板事故分為兩大類：大冒頂和局部冒頂事故。

(一)大冒頂?shù)念A(yù)兆及預(yù)防措施采煤工作面不斷向前推進，采場控頂面積便逐步增大，當(dāng)厚度不大的直接頂逐漸塌落，而堅硬的老頂大面積的懸露時，在工作面頂板巖層形成一個自然壓力拱，煤壁受壓發(fā)生變化，造成工作面壓力集中。在這種情況下，如果工作面支架對頂板的總支撐力不能與維持頂板穩(wěn)定下沉的要求相適應(yīng)，就會出現(xiàn)大冒頂(或稱切頂)。

1．大冒頂?shù)念A(yù)兆

(1)頂板的預(yù)兆：①頂板連續(xù)發(fā)出斷裂聲。這是由于直接頂和老頂發(fā)生離層或頂板切斷而發(fā)生的聲響。②頂板巖層破碎、下落、掉碴。掉碴一般由少變多，由稀變密。③頂板裂縫增加或裂隙張開，并產(chǎn)生大量的下沉。

(2)煤幫的預(yù)兆。由于冒頂前壓力增加，煤壁受壓后，煤質(zhì)變軟，片幫增多。使用電鉆打眼時，鉆眼省力；用采煤機割煤時，負(fù)荷減少。

(3)支架的預(yù)兆。使用木支架時，支架大量折斷，發(fā)出聲音。使用金屬支柱時，頂板來壓引起活柱快速下沉，連續(xù)發(fā)出“咯，咯”的響聲，支柱發(fā)顫。工作面使用絞接頂梁時，因受頂板沖擊壓力，頂梁楔被彈出或擠壓，俗稱“飛楔”。底板松軟或底板留有底夾石、丟底煤時，支柱會大量插入底板。

2．預(yù)防大冒頂?shù)拇胧?/p>

(1)掌握工作面頂板周期來壓規(guī)律。在確定工作面支架的總支撐力時，必須考慮頂板的初次來壓和周期來壓規(guī)律。如果支架總支撐力只能適應(yīng)平時頂板壓力，當(dāng)有周期來壓時會給工作面造成嚴(yán)重威脅。在支架的總支撐力不足應(yīng)付周期來壓時，掌握了頂板活動規(guī)律，在來壓前加強支護，多增支架，并采取各種安全措施，則可以防止冒頂。所以，采掘工作面有備用支護材料是十分必要的。

(2)采煤工作面要有合理的支架規(guī)格和支護密度。

(3)加快工作面推進速度。因為工作面進度慢，頂板下沉量大，所以頂板不完整，木支架折損多，反應(yīng)在金屬支柱上的壓力也大。由于進度慢，支柱大量折損，便使得工作面的總支撐力減小，這就容易推垮工作面。故應(yīng)加快工作面推進速度。

(二)局部冒頂?shù)念A(yù)兆及預(yù)防措施局部冒頂?shù)陌l(fā)生主要決定于頂板的巖石性質(zhì)以及支架對每一塊頂板的支撐力。當(dāng)頂板破碎、節(jié)理發(fā)育時，不進行支護，就會發(fā)生冒頂。在地質(zhì)條件變化的區(qū)域，也易發(fā)生冒頂。有時盡管頂板比較穩(wěn)定，但忽視支架規(guī)格質(zhì)量，違反操作規(guī)程，也會引起局部冒頂。

1．局部冒頂?shù)念A(yù)兆

(1)工作面遇到小地質(zhì)構(gòu)造；

(2)頂板裂隙張開，裂隙增多，敲幫問頂時發(fā)出不正常的聲音；

(3)頂板裂隙內(nèi)卡有活矸，并有掉碴、掉矸現(xiàn)象，先小后大；

(4)煤層與頂板接觸面上，極薄的矸石片不斷地脫落；

(5)滴淋水從頂板劈裂面滴落。2．預(yù)防局部冒頂?shù)拇胧?/p>

(1)支護方式必須和頂板巖石性質(zhì)相適應(yīng)。

(2)采煤機采后要及時支柱。

(3)整體移置輸送機要采取必要的安全措施。

(4)工作面上下出口要有特種支架。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，一般采取在上、下平巷中超前工作面架抬棚，在機頭、機尾處架抬棚，有時要加打密集支柱或木垛等措施加以特別支護。

(5)防止放炮崩倒棚子。

(6)認(rèn)真做好回柱放頂工作?；刂彭斠欢ㄒ皶r，控頂距超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定時，禁止采煤?；刂箜敯迦圆幻奥?，超過規(guī)定懸頂距離時，必須采取人工放頂或其他有效措施進行強制放頂。

(7)堅持正規(guī)循環(huán)作業(yè)。

(8)堅持執(zhí)行必要的制度。如敲幫問頂制度、驗收支架制度、崗位責(zé)任制度、金屬支架檢查制度、交接班制度、頂板分析制度等。防冒頂六計

預(yù)防冒頂事故，是保證礦井安全生產(chǎn)的重要工作。摸清頂板巖石的冒頂規(guī)律，正確選擇采掘方法、頂板管理方法，合理布置巷道，是預(yù)防冒頂事故的基本措施。在生產(chǎn)過程中根據(jù)不同情況，可采取以下六計來預(yù)防冒頂事故。

一、切斷頂板的方法。在回采過程中，推進一段距離后，直接頂或者老頂必然要陷落下來，以免懸頂跨度過大、大面積冒落，沖擊破壞工作面。這段距離的長短因煤層厚度和頂板巖石性質(zhì)的不同而有所不同，如發(fā)現(xiàn)放頂區(qū)頂板陷落不好或沒有陷落，必須在這段距離內(nèi)打下密集支柱或木梁、矸石帶等方法，切斷頂板，預(yù)防大面積冒落破壞工作面。

二、回采工作面頂板來壓的預(yù)防冒頂方法。頂板來壓，支柱承受壓力逐漸增大，頂板下沉、彎曲、斷裂，如“鞭炮聲”、煤壁逐漸壓蘇，有時煤壁向外鼓，向下掉煤塊，斷梁折柱，煤塵飛揚，金屬支架頂梁銷子有時被彈出和擠出，這時必須采取如下措施：在薄煤層柱子有折傷，并產(chǎn)生平行于工作面的裂縫時，應(yīng)打橫板托棚加固支架。如果頂板壓力很大，柱子折傷較多，頂板裂縫逐漸增多，并有下沉現(xiàn)象，在分層采煤，人工假頂下沉嚴(yán)重時，應(yīng)打木垛加固頂板。頂板破碎時，頂板沿煤幫有顯著裂縫或頂板下沉現(xiàn)象，應(yīng)在放炮之前，先打前探棚子。

三、過斷層、褶曲預(yù)防冒頂?shù)姆椒?。過小斷層、褶曲時，如果斷層或褶曲的走向平行于工作面，應(yīng)架設(shè)順板棚子。過大褶曲時，煤層松軟易冒落，采高在2.5米至3米時，打垂直于該頂板的柱子有困難，這時可留底煤、墊木板，在木板上打柱子，側(cè)面用擋板把浮煤隔好，防止浮煤塌落，并在擋板外面加打木垛。如不留底煤，可先打超前托梁，然后由下向上打好木垛。

四、過老巷預(yù)防冒頂?shù)姆椒?。老巷及其附近的頂板一般都比較破碎，工作面前方有老巷時，可采用加固老巷支架的方法，防止冒頂。工作面推進到距離老巷5米左右時，炮采面停止放炮，機采面停止載煤，避免震動老巷頂板引起冒頂。同時，在老巷內(nèi)架設(shè)梯形棚子，加固老巷支架，在梯形棚子下也要打托梁，如老巷附近的頂板壓力大，應(yīng)沿老巷左右增加木垛。

五、上下安全出口預(yù)防冒頂方法?；夭晒ぷ髅嫔舷掳踩隹趨^(qū)域內(nèi)所受壓力很大，易發(fā)生冒頂事故，為保證安全，必須在采過一個循環(huán)之后，超前在工作面架設(shè)支架。超前進度要超過工作面循環(huán)進行1倍至2倍，并在每一次循環(huán)完成前架設(shè)好。

六、掘進巷道預(yù)防冒頂方法。井巷掘進時，冒頂事故多發(fā)生在永久支架與工作面之間的一段空間內(nèi)，多為放炮倒棚而引起的冒頂事故，所以，掘進面到永久支架之間要架設(shè)臨時支架，巷道頂板破碎時，采用前探棚子進行支護，砌碹巷道空幫空頂時，要采用不易燃燒的材料充填。

2片幫：片幫，指礦井作業(yè)面、巷道側(cè)壁在礦山壓力作用下變形，破壞而脫落的現(xiàn)象。3底鼓：由于礦山壓力作用或水的影響,底板發(fā)生隆起的現(xiàn)象。引起巷道底鼓的主要原因有：構(gòu)造應(yīng)力、水的影響、彈性變形

1.構(gòu)造應(yīng)力的基本特點是以水平應(yīng)力為主，具有明顯的方向性和區(qū)域性水平應(yīng)力是影響巷道底板鼓起、兩幫內(nèi)擠的主要因素。在軟巖和厚煤層中，底板巖層在水平應(yīng)力作用下與形成褶曲構(gòu)造相類似，向巷道空間鼓起。如果底板巖層呈粘——塑性變形，底板巖層進入蠕變狀態(tài)。高水平應(yīng)力是造成底板巖層破壞和強烈底鼓的主要原因。

2.水對巖石強度的影響⑴由于水的作用減少了巖石層理、節(jié)理和裂隙間的摩擦力，使巖石的整體連接強度降低，使巖體沿巖層的節(jié)理面、層理面和裂隙面形成滑移面，并將原來層間連接緊密的巖體分為很多薄層，甚至完全喪失強度。⑵巖石中的某些礦物成分遇水產(chǎn)生膨脹。防治措施巷道底鼓的防治措施可分為兩個方面。一方面將巷道已底鼓的部分清除即起底。它是現(xiàn)場應(yīng)用很廣泛的一種治理底鼓的方法，是一種消極的治理底鼓的措施在具有強烈底鼓趨勢的巷道中，往往需要多次起底，但并不能完全制止底鼓，不僅起底工程量大、費用高，而且還影響兩幫及頂板巖層的穩(wěn)定性和礦井的正常生產(chǎn)。另一方面是采取措施消除底鼓。目前防治底鼓的措施主要從降低巷道圍巖應(yīng)力，加固圍巖或保持圍巖的強度這兩個方面考慮。4透水：礦山地下開采、隧道開挖過程中，意外水源造成的傷害事故。礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過程中，地面水和地下水通過裂隙、斷層、塌陷區(qū)等各種通道涌入礦井，當(dāng)?shù)V井涌水超過正常排水能力時，就造成礦井水災(zāi)，通常也稱為透水。專業(yè)的說法是“突水”，應(yīng)該是由于方言讀音差異的原因，在媒體報到時多稱為“透水”，所以“透水”成為比較大眾的說法。煤礦突水凡是井巷掘進或工作面回采過程中，接近或溝通含水層、被淹巷道、地表水體、含水?dāng)嗔褞?、溶洞、陷落柱而突然產(chǎn)生的突水事故稱礦井突水。這是因為井下采掘活動破壞巖層天然平衡，采掘工作面周圍水體在靜水壓力和礦山壓力作用下，通過斷層、隔水層和礦層的薄弱處進入采掘工作面。

礦井突水災(zāi)害的發(fā)生，煤礦多于其它礦山。我國石炭紀(jì)和二疊紀(jì)煤層是主要的開采對象。石炭、二疊紀(jì)煤層下伏地層為奧陶紀(jì)灰?guī)r。由于采礦時疏干排水或深降強排，產(chǎn)生水頭差，于是灰?guī)r地下水高水壓在斷層破碎帶或隔水薄層地段會發(fā)生突水事故，造成突水災(zāi)害。透水事故的原因1、地質(zhì)條件不明，未查出含水層或老窯；2、工人或工程技術(shù)人員經(jīng)驗不足，不能及時發(fā)現(xiàn)透水征兆；3、管理人員為了趕進度或其它原因?qū)ν杆髡撞恢匾暎ㄈ缤跫規(guī)X礦），不能及時采取措施（如探放水、注漿堵水等）；4、措施不力。（一）突水征兆礦井突水這一現(xiàn)象的發(fā)生與發(fā)展是有一個逐漸變化的過程，有的表現(xiàn)很快（一、二天或更短），有的表現(xiàn)較慢（采掘后半個月或數(shù)日），這與工作面具體位置，采場地質(zhì)情況，水壓力、礦山壓力大小有關(guān)。從開拓工作面開始，發(fā)展到突水的期間內(nèi)，在工作面及其附近往往顯示出某些異常現(xiàn)象，這些異常統(tǒng)稱為“突水征兆”。1．承壓水與承壓水有關(guān)斷層水突水征兆（1）工作面頂板來壓、掉渣、冒頂、支架傾倒或折梁斷柱現(xiàn)象；（2）底軟膨脹、底臌張裂；這種征兆多隨頂板來壓之后發(fā)生，且較普遍。在采掘面圍巖內(nèi)出現(xiàn)裂縫（特別是頂?shù)装鍨榇嘈詭r層），當(dāng)突水量大、來勢猛時，與底臌張裂的同時還伴有“底爆”響聲。在受壓力最大地段，柔性巖層變薄，相應(yīng)壓力小的地段會出現(xiàn)增厚現(xiàn)象。（3）先出小水后出大水也是較常見的征兆；（4）采場或巷道內(nèi)瓦斯量顯著增大這是因裂隙溝通、增多所致。2．沖積層水突水征兆（1）突水部位巖層發(fā)潮、滴水，且逐漸增大，仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)水中有少量細(xì)砂；（2）發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流砂，流砂常呈間歇性，水色時清，時混；總的趨勢是水量砂量增加，直到流砂大量涌出；（3）發(fā)生大量潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可能影響至地表，導(dǎo)致地表出現(xiàn)塌陷坑。

3．老空水突水征兆（1）煤層發(fā)潮、色暗無光。須把煤壁挖去一薄層進行觀察，若仍發(fā)暗，表明附近有水；若里面煤干燥光亮，則為從附近頂板上流下的“表皮水”所造成；（2）煤層“掛汗”。煤層一般為不含水和不透水，若其上或其它方向有高壓水，則在煤層表面會有水珠，似流“汗”一樣。其它地層中若積水也會有類似現(xiàn)象；（3）采掘面、煤層和巖層內(nèi)溫度低“發(fā)涼”。若走進工作面感到?jīng)銮視r間越長越感到?jīng)觯挥檬置簳r開始感到冷，且時間越長越冷。此時應(yīng)注意可能會突水；（4）在采掘面內(nèi)若在煤壁、巖層內(nèi)聽到“吱吱”的水呼聲時，表征因水壓大，水向裂隙中擠壓發(fā)出的響聲，說明離水體不遠(yuǎn)了，有突水危險；（5）老空水呈紅色，含有鐵，水面泛油花，和臭雞蛋味，口嘗時發(fā)澀；若水甜且清，則是“流砂”水或斷層水。

5瓦斯突出：是指隨著煤礦開采深度的增加、瓦斯含量的增加，在煤層中形成了在地應(yīng)力作用下，瓦斯釋放的引力作用下，使軟弱煤層突破抵抗線，瞬間釋放大量瓦斯和煤而造成的一種地質(zhì)災(zāi)害。煤與瓦斯突出是煤體中突然噴出大量的瓦斯和粉碎煤的現(xiàn)象。它可摧毀井巷，掀翻礦車和引起火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害，是煤礦主要災(zāi)害之一。1.煤與瓦斯突出特征及分類(1)煤與瓦斯突出特征隨深度增加,煤與瓦斯突出的危險性隨之增加；煤與瓦斯常發(fā)生在壓扭性斷裂帶、向斜軸部和煤層扭轉(zhuǎn)、煤層產(chǎn)狀突變、煤層厚度突變等地區(qū)；煤與瓦斯突出都在煤層中留下橢球形或梨形等噴出空洞，噴孔一般在巷道的上方；煤與瓦斯突出均有前兆：地聲（如劈裂、煤炮、悶雷般聲）和煤體變軟、變暗，煤層層理紊亂、支架壓力增大、落煤掉渣、煤面外鼓、瓦斯從鉆孔涌出、打鉆時有頂鉆或夾鉆現(xiàn)象等。（2）煤與瓦斯分類煤的突然傾出：瓦斯壓力作用，傾出的煤主要為碎煤，有時也能見到少量粉煤煤與瓦斯壓出：構(gòu)造應(yīng)力或開采集中應(yīng)力引起的煤與瓦斯突出：在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用巖石和瓦斯突出,在積累很高應(yīng)力值、含瓦斯的巖體內(nèi)，由于放炮的觸動下，發(fā)生巖石與瓦斯一起噴出的現(xiàn)象

6構(gòu)造破碎帶冒落斷層、裂隙帶中巖層破碎，巖石力學(xué)性質(zhì)極差，采掘工程在其中進行時頂板易于松動垮落，支柱易于插底，有可能發(fā)生冒頂災(zāi)害。

7流沙流沙系指含水飽和松散的細(xì)沙、粉沙（也包含一些粉質(zhì)沙土和粘土），在井巷工程的開掘中，由于地下水的滲流而失去穩(wěn)定，隨著地下水而發(fā)生的流動。發(fā)生流沙涌入礦井、可使井壁塌坍、造成嚴(yán)重傷亡。

8沖擊地壓隨著煤礦開采強度的增大，開采工作面逐漸向深部轉(zhuǎn)移，據(jù)統(tǒng)計，我國煤礦平均采深每十年增加100m。而隨著采深的增加，沖擊地壓發(fā)生的頻率增大。有關(guān)專家預(yù)言21世紀(jì)煤礦的兩大技術(shù)難題是沖擊礦壓和“三下采煤”，由此可見其危害及研究的重要性。

9煤礦礦震礦山開采、抽排地下水引起的地震活動，稱為礦山誘發(fā)地震或礦震。礦山地震在各類誘發(fā)地震中危害性最大，對其的監(jiān)測與研究歷史最長。如果礦山地震發(fā)生在巷道或開采面處，就會嚴(yán)重破壞井下工程。礦山地震是造成礦井死亡事故的主要自然災(zāi)害之一，隨著礦山開采深度和強度的增加，礦山地震活動就越多。（一）煤礦礦震特征及災(zāi)害1.礦震震源淺，不僅地面建筑物易遭到損失,而且井下設(shè)施也會受到嚴(yán)重破壞，并引起人員傷亡。如1977~1991年間，山東陶莊煤礦發(fā)生破壞性礦震180余次，摧毀巷道3000余m,傷亡90人。2.礦震震級小，一般為2~3級，最大4.3級，波及范圍不大,但造成的災(zāi)害往往比較嚴(yán)重。如1977年4月28日遼寧北票煤田3.8級礦震，造成113間民房受損，幾十家煙囪扭裂或倒塌，12人受傷,其中2人重傷。3.煤礦礦震破壞程度隨著井巷深度而增加4.煤礦礦震往往引起礦區(qū)斷層“復(fù)活”.礦震的發(fā)生又與開采有關(guān),所以開代區(qū)邊界斷層部位比正常區(qū)破壞嚴(yán)重;遠(yuǎn)離開采層底礫巖層比距開采層較近的巖層開采區(qū)破壞嚴(yán)重;井巷工程位于巖層界面或其它較弱的介面比同一巖層破壞嚴(yán)重5.隨著礦震的發(fā)生，礦區(qū)的塌陷和巖爆、巖炮、巖石突出等礦山壓力現(xiàn)象增多，程度增大。6.礦震時，在強大的地應(yīng)力作用下，巖層或煤層突然脫離母體向采空區(qū)閃射，同時產(chǎn)生強大的氣流，引起井巷的破壞和人員傷亡。如1982年1月7日山東陶莊煤礦發(fā)生2.7級礦震，使井下工作面的18名工人全被沖擊波擊倒。（二）煤礦礦震成生環(huán)境1.脆硬~軟地層結(jié)構(gòu)是煤礦礦震發(fā)生的內(nèi)在介質(zhì)力學(xué)環(huán)境2.褶皺是煤礦礦震孕育發(fā)展，彈性能積累的構(gòu)造環(huán)境3.活動構(gòu)造引起的“活化區(qū)”是煤礦礦震產(chǎn)生的動力環(huán)境4.地下水豐富和雨量充足是煤礦礦震發(fā)生的外界誘發(fā)因子5.煤礦采掘卸載是誘發(fā)煤礦礦震的外界動力因子2024/3/18第28頁

10、地震引起的地質(zhì)構(gòu)造1）、什么是地質(zhì)構(gòu)造？由地殼運動而造成的巖體或巖層的原始產(chǎn)狀和形態(tài)的改變，稱為地質(zhì)構(gòu)造變動。發(fā)生構(gòu)造變動的巖體或巖層，形成了各式各樣的構(gòu)造形態(tài)，如褶皺、裂隙、斷層等稱為地質(zhì)構(gòu)造。2）、地質(zhì)構(gòu)造變動可分為以下兩大類：構(gòu)造變動：由地殼運動而使巖層發(fā)生變動；非構(gòu)造變動：由重力作用，地下水、風(fēng)化、冰川作用等，使巖層或巖體發(fā)生局部變動.2024/3/18第29頁案例一：汶川地震是什么構(gòu)造形態(tài)成都主城區(qū)為什么躲過了汶川地震這一劫？——

龍門山構(gòu)造帶地質(zhì)狀況分析從板塊運動角度來看，印度板塊以每年50mm的速度向歐亞板塊俯沖，造成青藏高原快速隆升，同時，高原物質(zhì)向東緩慢流動，在高原東緣地區(qū)沿龍門山構(gòu)造帶產(chǎn)生向東擠壓，這種擠壓受到四川盆地之下剛性地塊的頑強阻擋（圖1）。經(jīng)過長期的構(gòu)造應(yīng)力能量的累積，最終在映秀地區(qū)發(fā)生突然釋放，地震破裂沿龍門山中央斷裂帶迅速向北東擴展，產(chǎn)生了地震地表破裂帶，表現(xiàn)為單側(cè)多點破裂的典型特征。2024/3/18第30頁板塊運動一般是指地球表面一個板塊對于另一個板塊的相對運動。1968年，法國地質(zhì)學(xué)家勒皮順把地球的巖石層劃分為六個大板塊，所有這些板塊，都漂浮在具有流動性的地幔軟流層之上。隨著軟流層的運動，各個板塊也會發(fā)生相應(yīng)的水平運動地球堅硬的地殼位于地表以下70-100公里厚的巖石層，

也不像蛋殼那樣完整。無論是在大洋底下或大陸底下的巖層，原來都是由一塊塊大板塊構(gòu)成的。在這些大板塊之間不是大洋中脊的裂口，就是幾千米深的海溝或者是巨大的斷層。全球六大板塊即太平洋板塊、亞歐板塊、美洲板塊、印度洋板塊、非洲板塊和南極洲板塊。其中，除了太平洋板塊全部侵沒在海洋底部外，其他五個板塊上，既有大陸也有海洋。隨著研究的深入，有人在這些大板塊中又分出一些較小的板塊，例如，把美洲板塊分為北美洲板塊和南美洲板塊；從太平洋板塊中分出東太平洋板塊；從亞歐板塊中分出以中國大陸為主體的東亞板塊等等。板塊學(xué)說認(rèn)為，由巖石組成的地球表層并不是整體一塊，而是由板塊拼合而成。全球大致分為六大板塊，各大板塊處于不斷運動之中。一般來說，板塊內(nèi)部地殼比較穩(wěn)定；板塊與板塊交界的地帶，地殼比較活躍。據(jù)地質(zhì)學(xué)家估計，大板塊每年可以移動1-6厘米距離。這個速度雖然很小，但經(jīng)過億萬年后，地球的海陸面貌就會發(fā)生巨大的變化：當(dāng)兩個板塊逐漸分離時，在分離處即可出現(xiàn)新的凹地和海洋；大西洋和東非大裂谷就是在兩塊大板塊發(fā)生分離時形成的。喜馬拉雅山，就是三千多萬年前由南面的印度板塊和北面的亞歐板塊發(fā)生碰撞擠壓而形成的。有時還會出現(xiàn)另一種情況：當(dāng)兩個堅硬的板塊發(fā)生碰撞時，接觸部分的巖層還沒來得及發(fā)生彎曲變形，其中有一個板塊已經(jīng)深深地插入另一個板塊的底部。由于碰撞的力量很大，插入部位很深，以至把原來板塊上的老巖層一直帶到高溫地幔中，最后被熔化了。而在板塊向地殼深處插入的部位，即形成了很深的海溝。西太平洋海底的一些大海溝就是這樣形成的。

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據(jù)分析和對比，汶川強震有兩個顯著特征：其一，這是逆沖型地震。其二，震源淺，破壞性巨大。2024/3/18第38頁其一，這是逆沖型地震。世界上許多大陸地震為平移斷裂地震或正斷層地震。也就是說，地震發(fā)生在兩個地塊平行邊界，或一個地塊相對另一個下落的斷面上。而汶川地震運動是一個地塊逆沖到另一個地塊之上。這種地震類型主要發(fā)生在板塊匯聚邊界帶上，如喜馬拉雅構(gòu)造帶、臺灣地震帶、天山構(gòu)造帶等。在中國大陸，大部分地震構(gòu)造為平移斷裂或正斷裂型。逆沖型地震主要沿青藏高原東北緣和東緣分布。震源機制分析表明，龍門山向東逆沖作用伴有向北的滑移，致使余震明顯地向北東方向擴展，使茂縣、綿竹、北川、青川等縣市，甚至陜甘地區(qū)遭受重大損失(圖6)。

其二，震源淺，破壞性巨大。汶川地震的另一個特征是震源深度淺，屬于淺震。關(guān)于震源深度，美國地質(zhì)調(diào)查局開始認(rèn)為位于10千米，后來定在19千米。中國國家數(shù)字地震臺網(wǎng)確定的震源深度為10千米。淺層地震具有巨大的破壞性，1995年神戶7.2級地震的震源深度也約10千米，1976年唐山7.8級地震深度22千米，也屬淺源地震。

2024/3/18第39頁中國國家地震臺沒有給出震源深度。而美國地質(zhì)勘探局給出震源深度為29公里。這與我們的估計吻合。震源深度非常重要。它能提供地震動力來源的信息。如果震源深度為60-70公里，則提示動力來源于印度板塊向青藏高原俯沖，地震波及范圍主要在環(huán)青藏高原地區(qū)。而震源深度為20-30公里則反應(yīng)為中國東部大部分地區(qū)地殼中20-30公里軟流層的滑動。而北京、上海、天津、重慶、陜西、山西、山東、河南、湖北、湖南、貴州、云南、江蘇、浙江、香港、臺灣和內(nèi)，曼谷，寧夏、甘肅、青海、等地都有震感。提示本次地震動力來源為東南方向。是華南板塊沿地殼中20-30公里軟流層由東南向西北方向的滑動所引起。

2024/3/18第40頁在華南板塊與甘青藏板塊的交界帶四川龍門山斷裂帶發(fā)生剪切滑動所致。汶川正處于四川龍門山斷裂帶三條北東-南西向主斷裂最靠近成都的一條上。距成都約90公里。1976年平武-松潘大地震則處于四川龍門山斷裂帶三條北東-南西向主斷裂最靠西的一條之上。那次地震與這次地震的機制可能相同。這意味著華南板塊與華北的碰撞也不得不防。1976年與平武-松潘大地震相差不到一個月，發(fā)生了唐山地震。這次北京附近同時發(fā)生3。9級地震預(yù)示了類似的可能性。

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龍門山斷裂帶：1.板塊學(xué)說認(rèn)為，地球表層由六大板塊拼合而成，即亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊、南極洲板塊、太平洋板塊和印度洋板塊。

2.各大板塊處于不斷地運動之中（如印度洋板塊擠入亞歐板塊下方，板塊碰撞形成喜馬拉雅山脈和青藏高原）。

3.世界上的火山、地震集中分布在板塊交界地帶（板塊交界的地帶，地殼比較活躍）。

2024/3/18第43頁2008年5月12日發(fā)生的里氏8.0級汶川地震處于龍門山造山帶與四川盆地的構(gòu)造邊界上.350km長的地表破裂帶呈右行左階雁行排列在具有逆沖和右行走滑性質(zhì)的汶川-茂縣-青川、映秀-北川和江油-都江堰3條斷層帶上.龍門山處于四川盆地的青藏高原過渡地帶，呈東北—西南走向，全長500余千米，龍門山斷裂帶橫貫全山。龍門山分北、中、南三段，中段的茶坪山古稱湔山，又名龍山。此山是一座具有五千年文明史的天下名山。中華民族最早的一位治水英雄——大禹就誕生在湔山，為紀(jì)念大禹鑿龍門，鑄九鼎，治水患的偉大功績，此山名龍門山。歷史上，1657年4月21日，龍門山曾爆發(fā)過有記錄以來的6.2級地震，此后300多年間，這條斷裂帶再未發(fā)生過超過6級的強震，因此，龍門山未劃為我國23條重點地震帶。2008年5月12日14時28分，龍門山斷層突然斷裂，地殼中與這條斷層鄰近的兩個板塊發(fā)生水平或垂直方向錯動，從地震深處發(fā)生斷裂的點釋放出巨大能量，從而引發(fā)了汶川大地震。

2024/3/18第45頁2024/3/18第46頁2024/3/18第47頁2024/3/18第48頁“活動地塊邊界帶也就是重要的地震帶，例如青藏地塊的東邊界帶就是著名的南北地震帶，這次‘5·12’汶川大地震發(fā)生在其中段的龍門山斷裂帶上，這就是中國大陸地震成帶分布的原因。”張培震說。

他特地指出，距“5·12”汶川大地震200多公里的岷江斷裂，1933年發(fā)生7.3級疊溪地震，地震本身造成了約6000人的死亡，但地震滑坡形成了幾個堰塞湖，48天之后潰壩，沖毀了下游村莊，造成2500人的死亡。這一慘痛的歷史教訓(xùn)表明，中央采取果斷措施，迅速治理“5·12”汶川大地震形成的堰塞湖是完全正確和非常及時的。

2024/3/18第49頁2024/3/18第50頁由于絕大多數(shù)7級以上強震都發(fā)生在活動地塊邊界的活動斷裂帶上，查明這些斷裂帶的活動習(xí)性和長期地震危險性，是做好防震減災(zāi)工作的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。“建議有關(guān)部門統(tǒng)一規(guī)劃，按輕重緩急分階段地對全國主要活動斷裂開展詳細(xì)調(diào)查和綜合研究，為防震減災(zāi)提供基礎(chǔ)信息。”張培震說。2024/3/18第51頁2024/3/18第52頁2024/3/18第53頁2024/3/18第54頁2024/3/18第55頁2024/3/18第56頁巴顏喀拉塊體北邊界是昆侖山，南邊界穿過了唐古拉山地區(qū)一直與川滇藏交界，東邊界就是龍門山斷裂帶，汶川地震就是位于該地塊的東邊界龍門山斷裂帶上,玉樹地震位于該地塊的南邊界上，西金烏蘭湖—玉樹斷裂帶的南端。青藏高原黃河源，源出巴顏喀拉山。出山向東入青川，北上甘寧內(nèi)蒙轉(zhuǎn)，南下晉陜折豫魯，東去注入渤海灣。黃河發(fā)源于青藏高原的巴顏喀拉山，（首先）向東經(jīng)過青海省和四川省，（然后）轉(zhuǎn)向東北，經(jīng)過甘肅省、寧夏回族自治區(qū)和內(nèi)蒙古自治區(qū)，（再）轉(zhuǎn)彎，向南經(jīng)過山西省和陜西省，轉(zhuǎn)折進入河南省和山東省，（最后在山東?。┝魅氩澈?。這是“黃河的源流路線圖”，實際上是“讀《黃河水系圖》”寫出來的一段話。

巴顏喀拉山脈中國青海省山脈。西北-東南走向，為昆侖山東延部分。其西與可可西里山相接，東抵松潘高原和邛山。海拔5,000公尺（16,400呎）左右，主峰巴顏喀拉山海拔為5,267公尺（17,281呎）。為黃河與長江河源段的分水嶺。北坡緩坦，南坡深切，多峽谷。玉樹地震發(fā)生在巴顏喀拉地塊的東南地區(qū)，汶川地震發(fā)生在這個板塊東部的邊緣地區(qū)，還有幾個地震，比如說瑪尼地震、昆侖山口地震都是在這個板塊的西部、西北部地區(qū)，所以從現(xiàn)在看來，巴顏喀拉這個小塊體、西藏北部這個塊體，它是比較活躍的。此次玉樹地震和汶川地震應(yīng)該說是發(fā)生在一個塊體的邊緣。從這個角度講，這個地震是和汶川地震有關(guān)系的。另一方面，印度板塊擠壓著青藏高原，青藏高原又?jǐn)D壓著北部，巴顏喀拉地塊在青藏高原北部。正好是青藏高原擠著北部，然后向四川、云南扭轉(zhuǎn)。汶川地震發(fā)生在這個地塊的東緣，受到四川盆地的阻礙——因為四川盆地比較堅硬，阻礙著它，造成汶川地震。玉樹地震是在這個塊體向東南扭轉(zhuǎn)的地區(qū)發(fā)生的，說明這個巴顏喀拉板塊受印度板塊、西藏板塊的影響還是挺厲害的2024/3/18第60頁

根據(jù)中國地調(diào)局、中國地質(zhì)科學(xué)院、中國環(huán)境監(jiān)測院等專家于4月15日的緊急會商，初步分析認(rèn)為，“4?14”青海玉樹地震是印度板塊向歐亞板塊俯沖擠壓應(yīng)力場下，在青藏高原內(nèi)部不同塊體之間應(yīng)力釋放造成的。目前，需加強青藏高原東緣、北緣地震監(jiān)測。中國地震局地球物理研究所地震學(xué)研究員陳學(xué)忠博士初步判斷玉樹地震的成因時說，此次青海玉樹地震屬于汶川地震后巴顏喀拉地塊的回彈，青海玉樹這次地震發(fā)生的斷裂帶屬于巴顏喀拉地塊南邊界，汶川地震屬于巴顏喀拉地塊東南邊界。2008年5月12日的汶川地震是青藏板塊沖擊揚子板塊，此次屬于該板塊的回彈，此次玉樹地震與汶川地震中心點的連線與地塊回彈反作用力的方向一致，這說明玉樹就是上次汶川地震板塊回彈的著力點。從板塊構(gòu)造來講，青海地震位于巴顏喀拉地塊的南邊；汶川地震處在巴顏喀拉地塊的東邊；其實這個地塊除了這兩次地震之外，之前還有一次特別大的地震；是2001年10月14號昆侖山口西8.1級地震，位于巴顏喀拉的北端，實際上這個地塊上再往前追溯還有97年西藏瑪尼地震，也是在巴顏喀拉地塊的南側(cè)靠西方位。實際上從1996年喀喇昆侖山發(fā)生過7級地震，1997年西藏瑪尼發(fā)生過7.5級地震，2001年青海昆侖山口西發(fā)生過8.1級地震，2008年3月新疆于田發(fā)生過7.3級地震，加上后來汶川地震和這次玉樹地震，都是圍繞巴顏喀拉塊體的邊界發(fā)生的。從地質(zhì)構(gòu)造上來說，青海玉樹屬于巴顏喀拉塊體，這個塊體的地震是比較活躍的。

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地震按震源深度（從震源到震中的距離）分為：

1.淺源地震（深度為0－70千米）;

2.中源地震（深度為70－300千米）;

3.深源地震（深度大于300千米）;

汶川大地震最大烈度達十一度，破壞特別嚴(yán)重的地區(qū)超過１０萬平方千米。

地面和建筑物等受到地震破壞的程度叫烈度。一般來說，離震中越近，烈度越大;離震中越遠(yuǎn)，烈度越小.這好比炸彈爆炸后，離爆炸點近，破壞程度嚴(yán)重，離得越遠(yuǎn)越輕微以至無影響。

炸彈的炸藥量好比是震級;炸彈爆炸后，對不同地點的破壞程度好比是烈度。

2024/3/18第63頁我國現(xiàn)在使用的是十二度烈度表：

1.無感

2.微有感

3.少有感

4.多有感

5.驚醒

6.驚慌7.房屋損壞

8.建筑物破壞

9.建筑物普遍破壞

10.建筑物普遍摧毀

11.毀滅

12.山川易景

強烈的構(gòu)造地震，一般分為前震、主震和余震三個階段。

1.強烈地震發(fā)生前，往往有一系列微弱或較小的地震，稱前震。這次汶川大地震，沒有發(fā)生前震。

2.某一系列地震中最強烈的一次震動，稱主震。如汶川8.0級大地震。

3.強烈地震之后，在震中及其附近地區(qū)，往往還有一系列小于主震的地震，稱余震。持續(xù)時間可達數(shù)月。

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到現(xiàn)在還余震不斷，說得簡單一些，主震造成了一個大破裂，破裂從西南向東北發(fā)展，形成一個破裂帶。有些地方破裂、挫動得不夠徹底，就有可能發(fā)生余震，余震主要分布在破裂帶附近。類似玻璃中間破了一條，可能引出許多分叉破裂。這次余震區(qū)的范圍沿“北東向”龍門山斷裂帶展布的狹長區(qū)域，長度約300公里，主要是理縣-汶川-茂縣-北川-平武-青川這一帶。位于四川盆地和青藏高原東部之間的龍門山地震帶從青川縣起，經(jīng)北川、茂縣、綿竹、汶川、都江堰、大邑、寶興等縣市，到瀘定縣附近為止，呈東北-西南走向，長約400公里，寬約70公里。

2024/3/18第65頁我國的地震活動主要分布在五個地區(qū)的23條地震帶上。這五個地區(qū)是：①臺灣省及其附近海域；②西南地區(qū)，主要是西藏、四川西部和云南中西部；③西北地區(qū)，主要在甘肅河西走廊、青海、寧夏、天山南北麓；④華北地區(qū)，主要在太行山兩側(cè)、汾渭河谷、陰山-燕山一帶、山東中部和渤海灣；⑤東南沿海的廣東、福建等地。我國的臺灣省位于環(huán)太平洋地震帶上，西藏、新疆、云南、四川、青海等省區(qū)位于喜馬拉雅-地中海地震帶上，其他省區(qū)處于相關(guān)的地震帶上。華北地震區(qū)共分四個地震帶：(1)郯（tan)城-營口地震帶。包括從宿遷至鐵嶺的遼寧、河北、山東、江蘇等省的大部或部分地區(qū)。是我國東部大陸區(qū)一條強烈地震活動帶。1668年山東郯城8.5級地震、1969年渤海7.4級地震、1974年海城7.4級地震就發(fā)生在這個地震帶上，據(jù)記載，本帶共發(fā)生4.7級以上地震60余次。其中7-7.9級地震6次；8級以上地震1次。(2)華北平原地震帶。南界大致位于新鄉(xiāng)-蚌埠(beng

bu)一線，北界位于燕山南側(cè)，西界位于太行山東側(cè)，東界位于下遼河-遼東灣拗陷的西緣，向南延到天津東南，經(jīng)濟南東邊達宿州一帶。是對京、津、唐地區(qū)威脅最大的地震帶。1679年河北三河8.0級地震、1976年唐山7.8級地震就發(fā)生在這個帶上。據(jù)統(tǒng)計，本帶共發(fā)生4.7級以上地震140多次。其中7-7.9級地震5次；8級以上地震1次。(3)汾渭地震帶。北起河北宣化-懷安盆地、懷來-延慶盆地，向南經(jīng)陽原盆地、蔚縣盆地、大同盆地、忻定盆地、靈丘盆地、太原盆地、臨汾盆地、運城盆地至渭河盆地。是我國東部又一個強烈地震活動帶。1303年山西洪洞8.0級地震、1556年陜西華縣8.0級地震都發(fā)生在這個帶上。1998年1月張北6.2級地震也在這個帶的四周。有記載以來，本地震帶內(nèi)共發(fā)生4.7級以上地震160次左右。其中7-7.9級地震7次；8級以上地震2次。(4)銀川-河套地震帶。位于河套地區(qū)西部和北部的銀川、烏達、磴口至呼和赫關(guān)以西的部分地區(qū)。1739年寧夏銀川8.0級地震就發(fā)生在這個帶上。本地震帶內(nèi)，歷史地震記載始于公元849年，由于歷史記載缺失較多，據(jù)已有資料，本帶共記載4.7級以上地震40次左右。其中6-6.9級地震9次；8級地震1次。河套?。ê喎Q“朔”）：現(xiàn)內(nèi)蒙古自治區(qū)的中西部，即呼和赫關(guān)以西區(qū)域，下轄呼和赫關(guān)、鄂爾多斯、烏海等都邑。為蒼生焚詔匿茶的縣令何易于。因黃河掩蓋古稱河套而得名，省會包頭。因河套省地處長城以北，“朔”乃北也，并且漢朝在此設(shè)朔方郡，故簡稱“朔”。

二、煤層埋藏特征煤層是指頂?shù)装鍘r石間所夾的一套煤及其矸石層。煤層是煤系的主要組成部分。（一）、煤層的形成（二）、煤層的頂?shù)装澹ㄈ?、煤層結(jié)構(gòu)（四）、煤層的形態(tài)（五）、煤層的厚度（六）、煤層厚度變化的原因（一）、煤層的形成煤層是地殼運動的產(chǎn)物，它是在地殼緩慢下降過程中由泥炭層經(jīng)過煤化作用轉(zhuǎn)變而成的。泥炭層的堆積，決定于泥炭沼澤水面和植物遺體堆積的沉積面間的關(guān)系。因此，煤層的形成決定于植物遺體堆積的速度與地殼沉降運動的速度間的關(guān)系。1、當(dāng)植物遺體堆積的速度和地殼沉降速度大體一致時（即二者保持均衡狀態(tài)），泥炭層會不斷加厚。2、當(dāng)植物遺體堆積速度與地殼沉降速度保持長期持續(xù)的均衡狀態(tài)，就會形成厚煤層。3、當(dāng)?shù)貧こ两邓俣却笥谥参镞z體堆積速度，植物來不及供應(yīng)，泥炭堆積也就停止，在原泥炭層上沉積了泥、砂質(zhì)的碎屑巖，成為煤層的頂板或為煤層中的夾矸。4、當(dāng)?shù)貧こ两邓俣刃∮谥参镞z體堆積速度時，沼澤供水困難，使原有泥炭層遭受風(fēng)化剝蝕，從而形成薄煤層。在地殼下降中伴隨小型振蕩會出現(xiàn)多煤層。（二）、煤層的頂?shù)桶逦挥诿簩拥纳细?、下伏巖層稱為煤層的頂?shù)桶濉Ｋ男再|(zhì)、強度及含水性對采掘工作有直接影響，是確定巷道支護方式，選擇采空區(qū)處理方法的重要依據(jù)。1、頂板：位于煤層上覆的巖層為頂板。根據(jù)巖性、厚度及采煤過程中垮落的難易程度，頂板可分為偽頂(巖性多為炭質(zhì)頁巖和炭質(zhì)泥巖）、直接頂（巖性常為粉砂巖和泥巖）和老頂（基本頂巖性多為砂巖和石灰?guī)r）。2、底板：位于煤層之下的巖層。底板可分為直接底（巖性以常為炭質(zhì)泥巖）和老底（基本底巖性多為粉砂巖和砂巖）兩種類型。（三）、煤層的結(jié)構(gòu)煤層的結(jié)構(gòu)是指煤層中是否含有巖石夾層的程度。它分為兩種結(jié)構(gòu)。1、簡單結(jié)構(gòu)：煤層中不含或很少含夾矸層。2、復(fù)雜結(jié)構(gòu)：煤層中含有夾矸層。復(fù)雜結(jié)構(gòu)是由于地殼的波狀振蕩運動形成的。煤層中的巖石夾層，稱為夾矸。常見的夾矸是炭質(zhì)泥巖、粘土巖、粉砂巖，它們呈薄層狀或透鏡狀，厚薄不一。（四）、煤層的形態(tài)煤層形態(tài)是指煤層賦存的幾何形態(tài)。按其成層的連續(xù)程度，以及可采面積與不可采面積之比例，煤層形態(tài)分為以下幾種。1、層狀煤層：煤層連續(xù)，層位穩(wěn)定，厚度變化小，且有一定的規(guī)律，大部或全部可采。2、似層狀煤層：層位比較穩(wěn)定，有一定的連續(xù)性，厚度變化較大，無一定的規(guī)律性。3、不規(guī)則狀煤層：層位極不穩(wěn)定，連續(xù)性差，分叉尖滅常見，厚度變化大，無規(guī)律可循。（五）、煤層的厚度煤層的厚度是指頂?shù)桶彘g的重直距離。它是選擇采煤方法的重要依據(jù)。根據(jù)煤層的結(jié)構(gòu)將煤層厚度分為：1、總厚度：煤層頂?shù)烷g各煤分層和夾石層厚度的總和。2、有益厚度：頂?shù)烷g各煤分層厚度之和。3、可采厚度：是指達到國家規(guī)定的最低可采厚度以上的煤層或煤分層厚度之和。根據(jù)煤層厚度對開采技術(shù)的影響，煤層可分為三類：薄煤層—煤層厚度在1.3m以下；中厚煤層—煤層厚度為1.3m～3.5m；厚煤層—煤層厚度在3.5m以上。

在目前經(jīng)濟技術(shù)條件下，可以開采的煤層厚度稱為可采厚度。國家或地區(qū)規(guī)定的可采厚度的下限標(biāo)準(zhǔn)稱為最低可采厚度。（六）、煤層厚度變化原因1、泥炭沼澤基低不平；2、地殼的不均衡沉降；3、古河流沖刷和海水沖蝕；4、構(gòu)造擠壓；5、巖溶陷落（陷落柱）；6、后生沖蝕；7、巖漿侵入。2024/3/18第83頁三、單斜構(gòu)造在一定范圍內(nèi)，一系列巖層大致向同一個方向傾斜的構(gòu)造形態(tài)，稱為單斜構(gòu)造。在較大的區(qū)域內(nèi)，單斜構(gòu)造往往是某種構(gòu)造形態(tài)的一部分，如褶曲的一翼，或斷層的一個盤。如下圖所示：2024/3/18第84頁鄂爾多斯盆地是晚古生代以來形成的一個大型內(nèi)陸坳陷沉積盆地,也是我國中生代最大的含煤盆地和內(nèi)陸含油氣盆地,油田主要由古地貌控制的巖性圈閉油藏組成。富縣組是侏羅系最早期的沉積地層,開展對富縣組的沉積特點、沉積體系及分布規(guī)律的研究,對于指導(dǎo)今后該區(qū)侏羅紀(jì)油田進一步油氣勘探具有重要理論指導(dǎo)意義。陜西省大柳塔鎮(zhèn)煤田，俄羅斯的頓巴斯、庫茲巴斯,美國的波德河、阿巴拉契亞,波蘭的西里西亞和德國的魯爾，稱為世界7大煤田。

世界上最大的煤田。南極大陸二疊紀(jì)煤層廣泛分布于東南極洲的冰蓋下，儲藏量約達5000億噸。世界煤炭產(chǎn)量最多的地區(qū)是美國的阿巴拉契亞煤田。該煤田位于美國東部的阿巴拉契亞山地及其西側(cè)的阿拉巴契亞高原。面積18萬平方公里、地質(zhì)總儲量3107億噸，探明儲量1013億噸，其中煉焦煤炭明儲量163億噸（占美國的92%）。地質(zhì)條件優(yōu)異，99%的煤層是水平或近水平煤層，煤層平均厚1.7米，煤質(zhì)堅硬，瓦斯含量少，灰分低（14%）。2024/3/18第86頁

（一）巖層的產(chǎn)狀要素

是指巖層在地殼中的空間位置和產(chǎn)出狀態(tài)。它是以巖層層面與水平面間的關(guān)系來確定的。1、走向：傾斜巖層的層面與水平面的交線為走向線，走向線兩端的延伸方向。當(dāng)巖層面為平面時，走向線為一條直線，各點走向不變；當(dāng)為曲面時，走向線為曲線，走向變化。2024/3/18第87頁2、傾向：巖層層面上垂直于走向線，并沿層面傾斜向下引出的直線AD叫真傾斜線。真傾斜線在水平面上的投影線OD所指巖層向下傾斜的方向就是巖層的傾向，又叫真傾向。在巖層面上，斜交巖層走向所引的任一條直線AB或AC，稱為視傾斜線。3、傾角：真傾斜線AD與其在水平面上投影線的夾角α，稱為巖層的傾角，又叫真傾角。即傾斜巖層層面與水平面所夾的最大銳角α

。視傾斜線與其在水平面上的投影線的夾角，稱為視傾角，又叫偽傾角，如β角。視傾角永遠(yuǎn)小于真傾角。2024/3/18第88頁2024/3/18第89頁4、真傾角與視傾角的關(guān)系

視傾斜線與其在水平面上的投影線的夾角，稱為視傾角。又稱為偽斜角，如β角。視傾角永遠(yuǎn)小于真傾角。真傾角與視傾角之間有如下關(guān)系：

tgαcosω=tgβ

tgαsinγ=tgβ真傾角與視傾角的換算關(guān)系經(jīng)常遇到。如有的礦區(qū)煤層傾角較陡，為了滿足運輸要求，可沿煤層作偽傾上山。這時要確定起點位置和方向，根據(jù)α和β，由公式計算出ω。2024/3/18第90頁2024/3/18第91頁（二）地質(zhì)羅盤的構(gòu)造及使用1、地質(zhì)羅盤的構(gòu)造：羅盤最主要的部件是磁針和傾斜儀。磁針靜止時所指的方向為磁南和磁北，與地理上的南北方向不一致，它們有一個偏離角，稱磁偏角。東偏為正，西偏為負(fù)。傾斜儀是用來測量巖層傾角的。2024/3/18第92頁

底盤是一個平面，當(dāng)水準(zhǔn)氣泡居中時，AB直線為一條水平線。它與磁北的夾角，稱磁方位角，它可用磁北針在方位角刻度上所指的刻度值表示。磁針可用來測定巖層的走向。方位角刻度裝在底盤上，上面刻有度數(shù)。有的分為四個象，每個象限為0～90o，南北為0o，東西為90o；有的從北開始為0o，以逆時針方向一周360o。如果羅盤是90o的，測量時一定要北或南為首，東或西為尾。當(dāng)度盤是360o時，方位角的讀法是以磁針?biāo)傅姆较蚺c羅盤北線所夾的角為方位角。2、羅盤的測量方法有直接測量法和間接測量法2024/3/18第93頁直接測量法1）、選擇層面：首先選擇具有代表性的層面2）、測定巖層走向：將羅盤長邊緊貼巖層面，并使水準(zhǔn)氣泡居中，這時磁北（南）所指度盤上的刻數(shù)就是走向，如N35oE，或218o3）、測量巖層傾向：將垂直于AB的短邊緊貼巖層面，并使磁北針指向巖層傾斜方向，當(dāng)羅盤水平且待磁針靜止后，磁北所指的刻度就是傾向。如磁北指在NW之間時，傾向為NW，巖層走向與傾向互相垂直，兩者相差90o。2024/3/18第94頁4）、測定巖層傾角：將羅盤長邊AB順傾斜線方向緊貼層面，直立羅盤，調(diào)節(jié)制動器，使傾斜儀水準(zhǔn)氣泡居中，傾斜儀指標(biāo)所指的度數(shù)即為巖層的傾角。巖層的走向、傾向、傾角的表示方法為：（2）間接測量法煤礦井下找不到理想的層面時，可用間接測量方法測定巖層產(chǎn)狀要素，如下圖：2024/3/18第95頁2024/3/18第96頁煤層按傾角大小分類：

根據(jù)開采技術(shù)特點，煤層按傾角大小可分為以下幾種類型：近水平煤層煤層傾角<8o

緩傾斜煤層煤層傾角8o～25o

傾斜煤層煤層傾角25o～45o

急傾斜煤層煤層傾角>45o

習(xí)慣上把傾角大于60o的煤層稱為立槽煤。2024/3/18第97頁（四）巖層產(chǎn)狀要素在煤礦生產(chǎn)中的意義

根據(jù)巖層產(chǎn)狀要素的概念，能夠很快掌握巷道系統(tǒng)。因為井下巷道雖多，但基本上根據(jù)巖層產(chǎn)狀布置，其中：1、沿走向方向布置的巷道有：集中運輸大巷、工作面順槽、回風(fēng)巷等，2、沿傾向方向布置的巷道有：石門、上下出、開切眼等，3、煤層傾角的大小，對采煤方法的選擇有較大的影響2024/3/18第98頁

如傾斜、緩傾斜煤層一般采用走向長壁采煤法；近水平煤層一般采用傾斜長壁采煤法；急傾斜煤層采用倒臺階采煤法等，另外，井下許多傾斜巷道的布置，坡度一般要根據(jù)需要和煤層傾角關(guān)系來確定。2024/3/18第99頁四、褶皺構(gòu)造

當(dāng)巖層在水平方向擠壓力的長期作用下，所形成的各種彎曲變形為褶皺構(gòu)造。褶皺中的每一個彎曲叫褶曲。（一）褶曲的基本形態(tài)1、背斜：是巖層的向上彎曲，核部為老巖層，兩側(cè)是新巖層且傾向相背。2、向斜：是巖層的向下彎曲，核部為新巖層，兩側(cè)是老巖層且傾向相向。2024/3/18第100頁2024/3/18第101頁2024/3/18第102頁（二）褶曲要素褶曲的基本組成部分及其相互關(guān)系的幾何要素，如：1、核部2、翼部3、頂和槽4、軸面5、軸和樞紐2024/3/18第103頁2024/3/18第104頁（三）褶曲構(gòu)造與煤礦生產(chǎn)的關(guān)系1、大型褶曲

當(dāng)封閉條件好時2、中型褶曲當(dāng)封閉條件不好時當(dāng)是傾伏褶曲時3、小型褶曲2024/3/18第105頁1、大型褶曲大型褶曲一般在煤田普查時就已經(jīng)探明，它可作為井田邊界線。是礦井開拓系統(tǒng)布置的重要依據(jù)。區(qū)域性的大型向斜，由于埋藏深度大，因此瓦斯含量高；而大型背斜相對埋藏淺，則瓦斯含量低。但大型背斜的中和面上下又有所不同，之上因常存在張裂隙，瓦斯逸散，故含量低；中和面之上則高。大型向斜頂板壓力常有增大現(xiàn)象，巖石破碎，容易發(fā)生垮落。有瓦斯突出的礦井，向斜軸部是瓦斯突出的危險區(qū)。2024/3/18第106頁2、中型褶曲中型褶曲往往是大型的次一級構(gòu)造。它是采區(qū)布置考慮的主要依據(jù)。它的影響有：（1）當(dāng)封閉條件好時，即上伏巖層是致密堅硬的厚巖層時，背斜較向斜構(gòu)造含量高；（2）當(dāng)封閉條件差時，即覆蓋不好時，是向斜較背斜構(gòu)造中的瓦斯含量高；（3）在傾伏褶曲的轉(zhuǎn)折端，傾伏背斜較向斜瓦斯含量高。因為傾伏背斜轉(zhuǎn)折端運移距離長，受氣面積往上逐漸縮小，阻力變大。2024/3/18第107頁3、小型褶曲在礦井中的一些小型褶曲，一般來說對瓦斯影響不大，但使煤層厚度產(chǎn)生變化。有的煤層突然增厚，使原采煤方法不能繼續(xù)，需改變采高或分層開采；有的地方突然變薄甚至不可采，使原采煤工作無法繼續(xù)，需要重新掘開切眼。五、喀斯特陷落柱對煤礦生產(chǎn)的影響及處理：喀斯特陷落柱又稱巖溶陷落柱，是指煤層下伏碳酸鹽巖等可溶性巖，如石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r及石膏等，因地下水溶蝕引起上覆巖層冒落而成的柱狀塌陷體。資料表明，我國古生代煤田陷落柱比較發(fā)育。華北地區(qū)古生代煤系地層中的陷落柱多是由于奧陶紀(jì)灰?guī)r內(nèi)的喀斯特溶洞塌陷形成的。1、陷落柱的特征陷落柱的水平切面形態(tài)多為似圓形、似橢圓形，也有長條形和鞋底形。陷落柱的縱剖面形態(tài)有漏斗狀、錐狀及不規(guī)則狀。與陷落柱穿過的巖層的性質(zhì)有關(guān)。陷落柱柱體的高度有大有小，小者幾十米，只穿過幾個或幾十個巖層；大者數(shù)百米，甚至從巖溶的底面一直塌陷到地表。到達地表的陷落柱，地形上表現(xiàn)為近圓或橢圓的陷落盆地，盆地內(nèi)巖層產(chǎn)狀雜亂，層次不清，盆地周圍巖層因受塌陷影響而略顯彎曲，多向陷落區(qū)內(nèi)傾斜。陷落柱內(nèi)的物質(zhì)主要有塌陷的巖石組成。它們都來自其上的各巖層。陷落柱內(nèi)的巖石碎塊，一般棱角明顯，形狀不規(guī)則，排列紊亂，大小混雜。陷落柱與圍巖的接觸面多呈不規(guī)則的鋸齒狀，界限明顯，接觸處的圍巖產(chǎn)狀稍有變化，向柱體傾斜。井下遇到陷落柱后，穿過柱體仍可見到原煤層。2、陷落柱對煤礦生產(chǎn)的影響及處理影響：（1）破壞可采煤層，減少煤炭儲量（陷落柱穿過的部位成為無煤區(qū)）；（2）影響采掘工程，增加生產(chǎn)成本（遇到無水陷落柱時，因不能拐彎，直接穿過時就增加了巷道支護和頂、底板控制的難度，即增加了巷道維護費用）；（3）影響安全（由于陷落柱發(fā)育自喀斯特溶洞的塌陷，因此，多與喀斯特水有聯(lián)系。在水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可能導(dǎo)致涌水量增大；（4）妨礙機械化采煤，影響正規(guī)生產(chǎn)（陷落柱發(fā)育的地區(qū)，難以布置出工作面，機組和液壓自移支架無法使用）。處理方法：有陷落柱存在的礦井，首先要盡可能查清陷落柱的部位，確定其規(guī)模、大小及形狀，使用物探法可以收到較好的效果。然后應(yīng)根據(jù)巷道施工要求及地質(zhì)情況（陷落柱是否導(dǎo)水），或繞過，或直接通過。2024/3/18第113頁六、斷裂構(gòu)造巖層受力后不僅產(chǎn)生變形，且產(chǎn)生破裂，并沿斷裂面兩側(cè)巖塊發(fā)生顯著的位移。所有這些構(gòu)造統(tǒng)稱為斷裂構(gòu)造。根據(jù)斷裂后有無明顯位移將它分為：裂隙和斷層。2024/3/18第114頁（一）裂隙又稱節(jié)理，巖層斷裂后，兩側(cè)巖快未發(fā)生顯著位移的斷裂構(gòu)造，稱為裂隙。

裂隙與煤礦生產(chǎn)的關(guān)系：1、裂隙與鉆眼、爆破的關(guān)系2、利用裂隙提高回采率3、裂隙與采煤工作面的支護和頂板的關(guān)系4、裂隙與掘進、回采工作布置的關(guān)系5、裂隙與礦井水的關(guān)系2024/3/18第115頁2024/3/18第116頁2024/3/18第117頁2024/3/18第118頁2024/3/18第119頁（二）斷層1、斷層要素（1）斷層面（斷層帶）：就是斷裂面。當(dāng)位移不沿面而沿破碎帶發(fā)生時就是斷層帶。（2）斷層線：斷層面在地表的出露線。（3）斷盤：斷層面兩側(cè)相對移動的巖快。（4）交面線：斷層面與煤層面的交線。且與上盤煤層面的交線為上盤煤層交面線，與下盤煤層面的交線為下盤煤層交面線2024/3/18第120頁2、斷距：斷層兩盤同一巖層面相對位移的距離。它可以反映斷層規(guī)模大小。有地層斷距，鉛直斷距（落差），水平地層斷距和斜面斷距。它們之間的關(guān)系為：

h2=h3sinαl=h3cosα2024/3/18第121頁2024/3/18第122頁2024/3/18第123頁2024/3/18第124頁2024/3/18第125頁3、斷層的分類1、根據(jù)斷層兩盤相對位移的方向分類：（1）正斷層：上盤相對下降，下盤相對上升的斷層，為正斷層。（2）逆斷層：上盤相對上升，下盤相對下降的斷層。（3）平推斷層：兩盤巖塊沿斷層面作水平方向相對移動的斷層，為水平斷層。2024/3/18第126頁根據(jù)斷層面的傾角，又將逆斷層分為以下幾種。

沖斷層：斷層面傾角大于45o的逆斷層。逆掩斷層：斷層面傾角在45o～25o之間的逆斷層。輾掩斷層：斷層面傾角小于25o的逆斷層。2024/3/18第127頁2024/3/18第128頁4、斷層存在的標(biāo)致（1）巖煤層的不連續(xù)：（2）巖煤層的缺失與重復(fù)：（3）地貌上的特征：如山脊突然錯開形成的懸崖陡壁。（4）斷層面（帶）的構(gòu)造特征：如斷層擦痕、牽引現(xiàn)象、斷層角礫巖和斷層泥。2024/3/18第129頁2024/3/18第130頁2024/3/18第131頁5、尋找斷失翼煤層的方法（1）小斷層類比法；（2）經(jīng)驗類推法；（3）分析對比法；（4）巖層層位對比法；（5）斷層標(biāo)致法；（6）生產(chǎn)勘探法。2024/3/18第132頁生產(chǎn)勘探法：用鉆、巷探所獲資料來研究。

1、水平巷道遇斷層：一般是利用巷道拐彎的方法來尋找。如下圖，當(dāng)水平巷道掘到A點時，遇一傾向斷層，此時應(yīng)先確定迎頭遇到是上還是下部的巖層。如是煤層上部的巖層，則巷道穿過后應(yīng)向底板方向拐彎。拐多遠(yuǎn)距離才能找到需要經(jīng)過計算或作圖方法求得。根據(jù)巖層對比法，可知地層斷距AC，而AB、AD需要用公式計算：

AB=AC/cosαAD=AC/sinα

式中：α－煤層傾角度2024/3/18第133頁2024/3/18第134頁

通過上圖中水平巷道遇斷層示意圖中的AD線作一水平切面圖，如下圖，然后在圖上量取AE，則AE即為斷失煤層的距離，也就是過斷層后需掘進巖石巷道的長度。2024/3/18第135頁

如果遇一斜交斷層，如下圖，同樣可用上述計算方法求出AD，并過A點作垂直于巷道的垂線AF，在AF上量得AD。過D點作平行于AH線，并與斷層線交于G點，延長DG到N點，則GN

即為尋找的斷失煤層。2024/3/18第136頁2024/3/18第137頁2、傾斜巷道遇斷層一般采用改變巷道坡度的方法來尋找斷失翼煤層。如上山遇斷層時，如下圖，AE為一上山，當(dāng)掘進到A點處遇一斷層，現(xiàn)利用巖層對比方法確定地層斷距離BC，并過C點作CD平行于AE，則CD即為斷失的煤層。根據(jù)運輸要求，在巷道過斷層后，應(yīng)重新設(shè)計巷道坡度。然后