礦山地質(zhì)02--四川篇--教學(xué).ppt

1、第三節(jié) 煤的組成和性質(zhì) 一、煤層分類 煤層厚度：煤層頂、底板巖層之間的垂直距離 薄煤層(層厚小于1.3m) 根據(jù)厚度： 中厚煤層(層厚1.33.5m) 厚煤層(層厚大于3.5m) 緩傾斜(傾角小于25) 根據(jù)傾角： 傾斜(傾角25 45) 急傾斜(傾角大于45) 問：極薄和巨厚煤層與近水平煤層標(biāo)準(zhǔn)？,二、煤的工藝性質(zhì) 主要由C、H、O、N、S、P等元素組成。 煤中的水分、灰分、揮發(fā)性、固定碳等是標(biāo)定煤質(zhì)牌號(hào)和質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)。 發(fā)熱量（Q）：指單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)放出的熱量，常用J/g或MJ/kg表示。,思考題 1、煤塵爆炸危險(xiǎn)性取決于煤中什么成分？ 2、標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱量是多少？ 3、影響煤

2、的發(fā)熱量主要成分？主要取決于其中什么含量？,沉積巖層和煤層(水平) 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用下，形態(tài)發(fā)生變化，甚至產(chǎn)生裂縫、錯(cuò)動(dòng)，失去完整性形成各種空間形態(tài)統(tǒng)稱為地質(zhì)構(gòu)造。 煤礦常見的地質(zhì)構(gòu)造：單斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造。,第三章 地質(zhì)構(gòu)造,背斜、向斜和重褶皺,二、褶皺構(gòu)造及要素,褶曲分類及影響 1、大型褶曲： 2、中型褶曲： 3、小型褶曲： 褶皺構(gòu)造對(duì)煤礦生產(chǎn)的主要影響 1、有些大型褶曲會(huì)影響井田的劃分和礦井開拓方式及開拓系統(tǒng)的部署； 2、有些中型褶曲會(huì)影響采區(qū)大小和采區(qū)巷道的布置； 3、有些小型褶曲會(huì)影響煤層平巷的掘進(jìn)方向，從而影響工作面長度，還會(huì)引起煤層厚度發(fā)生變化，往往給機(jī)械化回采、頂板管理帶

3、來一定困難。,思考題： 1、采、掘過程中怎樣處理褶曲？ 2、在褶曲構(gòu)造向斜軸部的殘存應(yīng)力要比背斜軸部的大，因此，有瓦斯突出的礦井，向斜軸部是瓦斯突出的危險(xiǎn)區(qū)（判斷） 3、褶曲不會(huì)使煤層的厚度發(fā)生變化（判斷）,1、節(jié)理（裂隙）的分類 根據(jù)裂隙形成的原因，可分為如下三類： （1）原生裂隙：指沉積巖成巖作用階段，由于沉積物脫水和壓縮形成的。 （2）構(gòu)造裂隙：受構(gòu)造變動(dòng)作用力所形成的。 （3）壓力裂隙：在巷道和采煤工作面附近，原有應(yīng)力平衡狀態(tài)發(fā)生破壞，由于受到礦山壓力作用而形成的。,節(jié)理（裂隙）對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響： 1、影響鉆眼爆破效果 2、影響開采效率 3、影響頂板控制方法 4、影響工作面布置 5

4、、積聚瓦斯、頂板管理、突水等其他影響。,2）斷層的分類： 根據(jù)斷層上下兩盤巖體相對(duì)移動(dòng)的方向，斷層分為： 正斷層：上盤相對(duì)下降，下盤相對(duì)上升，當(dāng)上下盤交面線之間為無煤帶時(shí)，斷層面傾角一般大于45。 逆斷層：上盤相對(duì)上升，下盤相對(duì)下降，當(dāng)上下盤交面線之間為有煤帶時(shí)。 平移斷層: 斷層兩盤沿著斷層面走向方向相對(duì)移動(dòng)，以及兩盤升降位移量相對(duì)于水平位移量小很多的斷層。,煤礦生產(chǎn)中斷層揭露前的征兆： 1.裂隙增加 2.產(chǎn)狀變化 3.煤厚變化 4.煤層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，粉末鱗片狀現(xiàn)象增多 5.大斷層附近常見有小斷層伴生出現(xiàn) 6.瓦斯涌出量增大 7.出現(xiàn)滴水、淋水、涌水現(xiàn)象,斷層對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響： 1.影響

5、井田劃分和開拓方式 2.影響采區(qū)和工作面布置 3.影響安全生產(chǎn)（破碎帶可積聚瓦斯、斷層透水、給支護(hù)和頂板管理帶來困難） 4.增加煤炭損失量（斷層煤柱） 5.增加巷道掘進(jìn)量（增加無效進(jìn)尺） 6.斷層等地質(zhì)構(gòu)造帶附近易發(fā)生突出，特別是構(gòu)造應(yīng)力集中的部位突出的危險(xiǎn)性大。,對(duì)斷層的處理(開拓設(shè)計(jì)階段)： . 井田邊界、采區(qū)邊界的確定 . 井筒應(yīng)盡可能避開斷層 . 合理布置運(yùn)輸大巷 . 盡可能將斷層作為回采邊界、節(jié)約資源 .井田開拓方式的選擇，緩傾斜煤層被斷層破壞后要用立井開采,巷道掘進(jìn)階段對(duì)斷層的處理： 1.平巷過斷層改變巷道方向不改變巷道坡度通過，特殊情況另外處理。 2.傾斜巷道過斷層，根據(jù)斷失盤是

6、上升盤還是下降盤分別采用挑頂、挖底或挑頂挖底相結(jié)合的方式通過。 特殊方式：改變巷道坡度或掘石門通過。,回采階段對(duì)斷層的處理： 當(dāng)斷層落差小，以下情況下可強(qiáng)行平推通過： a. 普采、炮采工作面，落差小于煤厚； b. 綜采工作面，斷層兩盤對(duì)接煤厚大于液壓支架的最小支撐高度； c. 綜采工作面，斷層兩盤對(duì)接煤厚小于液壓支架的最小支撐高度、但頂?shù)装鍘r性較軟，采煤機(jī)能切割；,2. 當(dāng)斷層落差大時(shí) a. 重開切眼： 遇到傾向式斜交斷層時(shí)，落差大于煤厚可重開切眼。 b. 劃小工作面：落差大于煤厚的走向斷層，可根據(jù)具體情況采用合采或分采的辦法。,第四章 影響煤礦生產(chǎn)的主要地質(zhì)因素 1、煤層厚度變化 2、褶皺構(gòu)

7、造與斷裂構(gòu)造 3、巖漿浸入體 4、巖溶陷落柱 5、煤層頂?shù)装?6、礦井瓦斯、煤層自燃與煤塵 7、地?zé)嵛：?第一節(jié)、煤層厚度變化對(duì)生產(chǎn)的影響 1、影響采掘部署 2、影響采煤工藝 3、影響計(jì)劃生產(chǎn) 4、掘進(jìn)率增高 5、采出率降低 現(xiàn)場(chǎng)中怎樣對(duì)煤層厚度變化進(jìn)行探測(cè)呢？ 探測(cè)到以后怎么處理？,第二節(jié)、陷落柱對(duì)煤礦生產(chǎn)的影響 巖溶陷落柱：指煤層下伏可溶巖層，經(jīng)地下水溶蝕形成的溶洞，在上覆巖層重力作用下產(chǎn)生塌陷，形成筒狀或錐狀柱體，簡稱陷落柱，俗稱“矸子窩”或“無炭柱”。 其中山西、河北最為發(fā)育，四川興文、古藺較為發(fā)育。 一、陷落柱對(duì)煤礦生產(chǎn)的影響 1、破壞可采煤層，減少儲(chǔ)量；2、影響正規(guī)開采；3、影響采

8、掘施工；4、影響安全。,陷落柱示意圖,二、陷落柱的預(yù)兆及探測(cè) 陷落柱出現(xiàn)前的預(yù)兆 1、煤巖層產(chǎn)狀發(fā)生變化 2、裂隙和小斷層增多 3、煤出現(xiàn)風(fēng)氧化現(xiàn)象 4、涌水量增大 陷落柱出現(xiàn)前的探測(cè) 1、探鉆；2、物探（DZA）；3、巷探 觀測(cè)方法可歸結(jié)為“五查”、“五看”、“五定”,三、陷落柱的處理 1、掘進(jìn)過程中的處理 在采掘設(shè)計(jì)中，知道陷落柱發(fā)育情況下，盡量吧陷落柱留設(shè)在煤柱中。 在掘進(jìn)過程中遇到陷落柱，如果是運(yùn)輸巷，應(yīng)該按設(shè)計(jì)直接穿過陷落柱，如果是回風(fēng)巷，可采取繞過的方法。 2、回采過程中的處理 如果面積較小，采用強(qiáng)行硬割的辦法通過陷落柱；如果面積較大，則需要預(yù)先開掘新切眼，跳過陷落柱繼續(xù)回采。 當(dāng)

9、陷落柱位于風(fēng)巷和上山交會(huì)處時(shí)，采區(qū)縮短工作面長度或者減小溜尾進(jìn)尺避開陷落柱。 3、綜合治理,第三節(jié)、影響煤層瓦斯含量的地質(zhì)因素 1、煤層的埋藏深度 2、煤層露頭 3、地質(zhì)構(gòu)造 4、煤層傾角 5、煤層和圍巖的透氣性,1、煤層的埋藏深度 當(dāng)深度不大時(shí)，煤層瓦斯含量隨埋深增大而有規(guī)律增加，一般情況下，深度每增加100m，煤層瓦斯含量可增加0.51.1m3/t。當(dāng)埋深達(dá)到一定值后，煤層瓦斯含量將趨于常量。 2、煤層露頭 它是瓦斯向地面排放的出口，因此，露頭存在時(shí)間越長，瓦斯排放就多，煤層有露頭瓦斷含量往往較低。 3、地質(zhì)構(gòu)造 它是影響煤層瓦斯存貯的最重要的條件之一。封閉型地質(zhì)構(gòu)造有利于封存瓦斯，開放型

10、地質(zhì)構(gòu)造有利于排放瓦斯,4、煤層傾角 目前認(rèn)為，在同一埋深及條件相同情況下，煤層傾角越小，煤層的瓦斯含量就越高。例如芙蓉煤礦北翼煤層傾角陡（4080），相對(duì)瓦斯涌出量約為20m3/t，南翼煤層傾角緩（612），相對(duì)瓦斯涌出量則高達(dá)150m3/t，而且還有瓦斯突出現(xiàn)象。發(fā)生這種現(xiàn)象的原因主要在于煤層滲透性一般大于圍巖，煤層傾角小，在頂?shù)装迕芊鈼l件好的條件下，瓦斯越不容易通過煤層排放，煤體中產(chǎn)生的瓦斯容易得到貯存；故而煤層的瓦斯含量高，瓦斯涌出量大。,5、煤層和圍巖的透氣性 一般情況下，煤層及其圍巖透氣性越大，瓦斯越易流失，煤層瓦斯含量就越小，煤層瓦斯壓力也越小；反之，瓦斯易于保存，煤層的瓦斯含量