地質天窗對煤礦有哪些影響

① 地質構造對煤礦安全生產有什麼影響

有，地質構造不穩定會出現坍塌、突出等等，會導致事故發生……

② 煤礦生產過程中，常見的地質問題有哪些

自己把下面的內容整合一下，再找一兩個實踐中的例子，一湊合就兩千字了。不要指望別人包辦，朋友們給你搜集一些資料就夠意思了，給你娶個媳婦，還指望大家給你把孩子生出來？做人別太懶了！

影響煤礦生產的主要地質因素

煤層厚度變化

煤層厚度變化是影響煤礦生產的主要地質因素之一。煤層發生分叉、變薄、尖滅等厚度變化，直接影響煤礦正常生產。

一、煤層厚度變化的原因及變化特徵

煤層厚度變化是多種多樣的，但就其成因來說，可分為原生變化和後生變化兩大類。

（一）煤層厚度的原生變化

煤層厚度的原生變化是指泥岩層堆積過程中，在形成煤層頂板岩層的沉積物覆蓋以前，由於地殼活動，沉積環境變遷等各種地質因素的影響而引起的煤層形態和厚度變化。原生變化主要包括地殼不均衡沉降引起的煤層分叉、變薄、尖滅、泥炭沼澤古地形對煤層形態和煤厚的影響、河流同生沖蝕、海水同生沖蝕等四種原因。

（二）煤層厚度的後生變化

煤層厚度的後生變化是指煤層被沉積物覆蓋以後，或煤系形成以後，由於河流剝蝕、構造變動、岩漿侵入、岩溶陷落等各種地質因素的影響而引起煤層形態和厚度變化。

二、煤層厚度變化對煤礦生產的影響

煤層厚度變化對煤礦生產的影響主要表現在以下幾個方面：

1．影響採掘部署

2．影響採煤工藝

3．影響計劃生產

4．掘進率增高

5．采出率降低

三、煤層厚度變化的研究和處理

（一）煤層厚度變化的觀測和探測

1．煤層的觀測

1）煤層的觀測內容

2）煤層的觀測方法

2．煤層的探測

1）煤層厚度的探測

（1）煤巷掘進中的探煤厚工作。

（2）回採工作面的探煤厚工作。

2）煤層分叉尖滅的探測

根據煤層分叉的穩定情況大致可分為兩種：一種是煤層分叉後分層的分布比較穩定；另一種是煤層分叉後只有一層保持穩定（即為主分叉層），其它各層延續不遠很快尖滅。

3）煤層底凸薄化的探測

煤層底凸薄化是指煤層底板凸起造成煤層變薄尖滅的現象。對於這種變化，常用的探測方法如下：

（1）鑽探控制巷道掘進方向的底凸位置。

（2）利用巷道穿越底凸部位，直接圈定煤層底板凸起的位置及薄化范圍。

（3）利用工作面上分層邊采邊探的煤層觀測資料，編制煤層頂、底板標高等值線圖，研究泥炭沼澤的基底地形，圈定煤層底凸薄化的位置和范圍。

4）煤層河流沖蝕變薄帶的探測

首先應在巷道中仔細觀察和素描沖蝕帶的寬度、厚度、岩石成分、層理、礫石分布、煤層頂板沖蝕情況、沖蝕面特徵、沖蝕處煤質變化等。將各巷道所見的沖蝕現象投繪在平面圖上，進行對比分析，確定古河床的分布范圍及對煤層破壞的情況，圈出古河床沖蝕帶范圍。

（二）定量評定煤層厚度的穩定性

（三）煤層厚度變化的處理

1．掘進中的處理辦法

（1）在煤巷掘進中遇到煤層分叉、尖滅現象，要根據具體情況確定掘進方案，如已知上分層穩定可采，而下分層常變薄尖滅，則巷道應緊靠煤層頂板掘進。如果是下分層穩定可采，上分層不穩定，則應緊靠煤層底板掘進。如果分叉後煤層全部可采，應先採上分層，再採下分層。

（2）在采區上山掘進中，如遇煤層變薄帶，應按變薄帶的范圍大小來決定巷道是直接穿過，還是停止掘進，或從其它地方另開巷道。若變薄帶范圍不大，並且確知工作面有煤可采時，掘進巷道採取挑頂或破底辦法直接穿過變薄帶。

（3）主要運輸巷遇到局部煤層變薄或尖滅時，巷道可按原計劃施工，穿過變薄尖滅帶。

2．回採工作中的處理方法

回採工作面遇到變薄帶或無煤區時，可採用直接推過或繞過的辦法。若變薄帶或不可采區范圍較小，則可採用直接推過的辦法；若變薄帶范圍較大，可考慮採用繞過的辦法；大面積的不可采區，應布置探巷，探清不可采范圍，將工作面分為幾塊回採，先採①、②兩塊，然後合成一個工作面③進行回採。

第二節 礦井地質構造

地質構造是影響煤礦建設和生產的各種地質因素中最重要的因素之一。地質構造包括褶皺、節理和斷層。斷層是礦井地質構造的研究重點。

礦井地質構造按其規模大小和對生產的影響程度，可分為大、中、小三種類型。大型構造是指決定井田邊界的大型褶曲與斷層，這類構造在勘探階段已基本查明。中型構造是指分布在井田范圍內，影響水平、采區劃分和巷道布置的次一級構造，它們對煤礦生產影響極大，是礦井地質工作的重點。小型構造是指那些在巷道或工作面中比較容易查明全貌的更次一級的褶曲與斷層。

一、褶曲構造對煤礦生產的影響與研究

（一）褶曲構造對煤礦生產的影響

1．大型褶曲

大型褶曲在勘查段已經查明，它的規模、方向和位置影響到井田的劃分和礦井開拓方式及開拓系統的部署，是礦井設計考慮的主要問題。

2．中型褶曲

中型褶曲對整個礦井的開拓部署影響不大，但對采區的布置關系密切，影響到采區的大小和采區巷道的布置。

3．小型褶曲

小型褶曲是在回採工作面准備過程中，在巷道中揭露的幅度僅幾米到幾十米，長度為幾米到幾十米的褶曲。它影響煤層平巷的掘進方向，從而影響工作面長度，給機械化回採、頂板管理帶來一定困難。小型褶曲還往往引起煤層厚度發生變化，使生產條件復雜化。小型褶曲特別發育時，甚至會使煤層變為不可采。

（二）煤礦生產中褶曲構造的研究

1．褶曲的判斷

判斷井下褶曲的存在，主要是根據煤、岩層產狀的規則變化和岩層層序的對稱重復出現這兩大標志。如在石門巷道中岩層傾向相背或相傾，或是在煤層平巷中由於煤層走向的急劇變化而使平巷彎曲，表明有褶曲（背斜或向斜）存在。

在構造簡單，岩層標志比較明顯的地區，根據褶曲核部和兩翼的岩層層序，

2．褶曲的觀測

（1）對在巷道中能看到全貌的小褶曲，應系統觀測褶曲軸的位置、方向、產狀。對中型褶曲，在一條巷道中不能觀測到全貌時，應准確鑒定觀測點處的煤層，岩層層位及其頂底面順序，岩層產狀、煤厚變化，以及與其伴生的次一級小構造等，然後將所觀測到的資料投繪到平面圖和剖面圖上，在圖上綜合分析，確定褶曲軸的位置延展方向。

（2）觀測描述褶曲兩翼的岩層產狀，褶曲寬度和幅度，褶曲的延展變化及向深部的延伸趨勢。

3．褶曲的探測

（三）褶曲的處理

通過對褶曲的判斷、觀測、探測，已基本查明它的位置、方向及產狀變化。在此基礎上可對褶曲採取如下措施進行處理。

1．大型褶曲

（1）褶曲軸線作為井田邊界。有些大型向斜，由於軸部埋藏較深，開采困難，多作為井田邊界，其兩翼分別由兩個或幾個井田開采。有些大型寬緩背斜，兩翼煤層距離較遠，井下難以形成統一的生產系統，可以褶曲軸為界，兩翼分別有兩個井田開采。

（2）大型褶曲在井田開拓部署中的處理方法。不是所有的大型褶曲軸都必須作為井田邊界，在有的井田內也可以有大型褶曲存在。若在井田內有大型背斜構造，開拓系統中常把總回風道布置在背斜軸附近，兩翼煤層均可利用。有些位於向斜構造的礦井，常把運輸巷道布置在向斜軸部附近，用一條運輸巷解決向斜兩翼的運輸問題。

2．中型褶曲

（1）以褶曲軸線作為采區中心布置采區上山或下山。對開闊的平緩褶曲，以向斜軸作為采區中心，向兩翼布置回採工作面，采區走向長可達1000m以上。

（2）以褶曲軸作為采區邊界。在較緊閉的褶曲軸部，次一級構造往往發育，因此常以褶曲軸作為采區邊界。

（3）工作面直接推過褶曲軸。當褶曲較寬緩，而規模不太大時，可布置單翼采區，工作面直接推過褶曲軸部。

3．小型褶曲

（1）采面重開切眼生產。在小型褶曲發育地區，常見到煤層突然增厚或變薄，甚至不可采，使工作面無法通過，需要重新開掘切眼進行生產。

（2）采面運輸巷改造取直。煤礦要求運輸巷在60m內不能有大的彎曲，彎曲過多無法使用。由於小褶曲存在，使煤層平巷彎彎曲曲，為滿足生產要求，巷道需要改造取直。

二、斷裂構造對煤礦生產的影響與研究

（一）節理（裂隙）對煤礦生產的影響及處理

1．影響鑽眼爆破效果

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．對其它方面的影響

（二）斷層對煤礦生產的影響

斷層破壞了煤層的連續性和完整性，對煤礦生產造成了很大影響。斷層規模不同，對生產的影響程度不同。目前對斷層規模等級的劃分標准尚不統一。根據煤礦工作實踐，建議採用下列劃分標准：落差大於50m為特大型斷層，落差50～20m為大型斷層，落差20～5m為中型斷層，落差小於5m為小型斷層。

斷層對煤礦生產的影響主要表現在以下七個方面：

1. 影響井田劃分

2.影響井田開拓方式

3.影響采區和工作面布置

4.影響安全生產

5.增加煤炭損失量

6.增加巷道掘進量

7.影響煤礦綜合經濟效益

（三）煤礦生產中斷層的研究

1. 斷層的判斷

斷層的出現不是孤立的，常在斷層附近的煤、岩層中伴生一些與正常情況不同的地質現象，這些現象預示者前方可能有斷層存在，應作好過斷層的准備工作。在斷層出現前，可能遇到的徵兆，主要有以下幾種現象：

（1）煤層、岩層的產狀發生顯著的變化時，可能有斷層存在。

（2）煤層厚度發生變化，煤層頂底板出現不平行現象時，可能有斷層存在。

（3）掘進巷道中經常出現明顯的小褶曲（如開灤唐山煤礦），或煤層常發生強烈揉皺，滑面增多或變為鱗片狀碎煤（如淄博龍泉礦）等現象時，可能有斷層存在。

（4）煤層和頂、底板中的裂隙顯著增加，並有一定的規律性時，可能有斷層存在。

（5）在大斷層附近常伴生一系列小斷層，這些小斷層是判斷大斷層的重要標志。

（6）在高瓦斯的礦井，在巷道中瓦斯湧出量常有明顯變化地段，可能有斷層存在。如焦作礦務局焦西礦掘進巷道時，遇斷層前後瓦期湧出量出駝峰現象。

（7）充水性強的礦井，巷道接近斷層時，常出現滴水、淋水以至涌水的現象，可能有斷層存在。

在實際工作中，應根據上述各種徵兆，再結合礦井的具體地質條件和已採掘地段斷層資料，進行綜合分析，使判斷更符合實際。

2. 斷層的觀測

（1）確定斷層位置。

（2）觀察斷層面特徵。

（3）觀察斷層的伴生派生構造。

(4)確定斷層性質及斷層力學性質。

（5）測量斷層面產狀。

（6）確定斷層的落差。

3．斷層的探測（斷失煤層的尋找）

煤礦中判斷斷層性質和確定斷距的方法主要有以下五種：

（1）層位對比法。

（2）伴生派生構造判斷法。

（3）規律類推法。

（4）作圖分析法。

（5）生產勘探法。

（四） 斷層的處理

1．開拓設計階段對斷層的處理

（1）井田邊界和采區邊界的確定。凡是井田內遇到落差大於50m的特大型斷層時,應以該大型斷層作為井田邊界。

（2）井筒位置的選擇。一般立井井筒要布置在傾角較大的大斷層下盤，距斷層30～50m以外的位置。

（3）運輸大巷的布置。運輸大巷是需布置在較堅硬的岩層中，且盡量少改變方向。但在斷層錯動處，斷層上、下盤的煤岩層位移較大，甚至與另一盤的含水層相遇，因此必須考慮巷道的改道問題。

（4）采區內塊段劃分。被斷層切割破壞的地區，要綜合考慮斷層的位置、落差、被切割塊段的大小和形態，以及已有的生產系統等因素來劃分開采塊段，要盡可能地將較大斷層留在各塊段之間的煤柱當中。

（5）井田開拓方式的確定。選擇井田開拓方式時，要考慮各種地質因素的影響，其中斷層占重要地位。

2．巷道掘進階段對斷層的處理

（1）平巷過斷層。平巷過斷層分為穿過煤層頂板（或底板）和順斷層面掘進兩種方式。

（2）傾斜巷道過斷層。上山、下山等傾斜巷道遇斷層後，可以根據生產的要求採取多種形式通過斷層。

當斷層落差較小時，根據斷失盤是上升還是下降盤分別採用挑頂、挖底或挑頂挖底相結合的方式通過斷層。

3．回採階段對斷層的處理

（1）採用強行通過的方法。

（2）採用重開切眼的方法。當斷層落差大於煤厚時，對於傾向斷層或斜交斷層可採用重開切眼的方法，即提前在斷層另一盤重新開掘切眼，待工作面推進到斷層處，停止回採，工作面搬家到新切眼內繼續開采。

（3）採用劃小工作面的方法。當斷層落差大於煤厚時，對於走向斷層，可在斷層兩側補掘中間平巷，把原來一個采面劃分為兩個采面分別回採。對於落差一端大、一端小的斜交斷層，可採用合採與分采相結合的方法，把斷層上、下盤煤層結合起來開采。

第三節 岩漿侵入煤層

一、岩漿侵入煤層的觀測與研究

（一）岩漿侵入體的一般特徵

1. 岩漿侵入體的產狀

生產礦井中發現的岩漿侵入體主要有以下兩種產狀：

（1）岩牆。

（2）岩床。

2．岩漿侵入體岩性

（二）對岩漿侵入體的觀測

對在井下一切揭露岩漿侵入體的地點，都應進行詳細的觀測和素描。觀測的內容有以下四個方面：

1．岩漿侵入體的顏色、礦物成分、結構、構造特徵及名稱。

2．岩漿侵入體的產狀、延展范圍。

3．岩漿侵入體與斷裂構造的關系。

4．煤層被破壞情況，包括岩漿侵入體與煤層的接觸關系、天然焦寬度、煤層的變質程度等。

（三）對岩漿侵入體的探測

（四）岩漿侵入體資料的綜合研究

二、岩漿侵入體對煤礦生產的影響

（一）岩漿侵入體對煤質的影響

（二）岩漿侵入體對煤礦生產的影響

三、岩漿侵入煤層的處理

第四節 岩溶陷落柱

岩溶陷落柱是指煤層下伏碳酸鹽岩等可溶岩層，經地下水溶蝕形成的岩溶洞穴，在上覆岩層重力作用下產生塌陷，形成筒狀或似錐狀柱體。簡稱陷落柱，俗稱「矸子窩」或「無炭柱」。

陷落柱在我國華北石炭二迭紀聚煤區中普遍分布，其中以山西、河北最為發育。

一、陷落柱的成因

（一）岩溶發育的地質條件

（二）溶洞塌陷機理

二、陷落柱的特徵

（一）陷落柱的形態特徵

（二）陷落柱的地表出露特徵

（三）陷落柱的井下特徵

（四）陷落柱的分布特徵

三、陷落柱的觀測與研究

四、陷落柱對煤礦生產的影響及處理

第五節 影響煤礦生產的其它地質因素

一、礦井瓦斯

二、煤層頂底板

三、礦井地熱的危害

四、礦山壓力

五、煤層自燃與煤塵

③ 煤礦地質目前還有那些弊端

煤礦地質目前還有的弊端是：環保及安全問題

④ 影響煤礦安全生產的地質因素有那些

自己把下面的內容整合一下，再找一兩個實踐中的例子，一湊合就兩千字了。不要指望別人包辦，朋友們給你搜集一些資料就夠意思了，給你娶個媳婦，還指望大家給你把孩子生出來？做人別太懶了！

影響煤礦生產的主要地質因素

煤層厚度變化

煤層厚度變化是影響煤礦生產的主要地質因素之一。煤層發生分叉、變薄、尖滅等厚度變化，直接影響煤礦正常生產。

一、煤層厚度變化的原因及變化特徵

煤層厚度變化是多種多樣的，但就其成因來說，可分為原生變化和後生變化兩大類。

（一）煤層厚度的原生變化

煤層厚度的原生變化是指泥岩層堆積過程中，在形成煤層頂板岩層的沉積物覆蓋以前，由於地殼活動，沉積環境變遷等各種地質因素的影響而引起的煤層形態和厚度變化。原生變化主要包括地殼不均衡沉降引起的煤層分叉、變薄、尖滅、泥炭沼澤古地形對煤層形態和煤厚的影響、河流同生沖蝕、海水同生沖蝕等四種原因。

（二）煤層厚度的後生變化

煤層厚度的後生變化是指煤層被沉積物覆蓋以後，或煤系形成以後，由於河流剝蝕、構造變動、岩漿侵入、岩溶陷落等各種地質因素的影響而引起煤層形態和厚度變化。

二、煤層厚度變化對煤礦生產的影響

煤層厚度變化對煤礦生產的影響主要表現在以下幾個方面：

1．影響採掘部署

2．影響採煤工藝

3．影響計劃生產

4．掘進率增高

5．采出率降低

三、煤層厚度變化的研究和處理

（一）煤層厚度變化的觀測和探測

1．煤層的觀測

1）煤層的觀測內容

2）煤層的觀測方法

2．煤層的探測

1）煤層厚度的探測

（1）煤巷掘進中的探煤厚工作。

（2）回採工作面的探煤厚工作。

2）煤層分叉尖滅的探測

根據煤層分叉的穩定情況大致可分為兩種：一種是煤層分叉後分層的分布比較穩定；另一種是煤層分叉後只有一層保持穩定（即為主分叉層），其它各層延續不遠很快尖滅。

3）煤層底凸薄化的探測

煤層底凸薄化是指煤層底板凸起造成煤層變薄尖滅的現象。對於這種變化，常用的探測方法如下：

（1）鑽探控制巷道掘進方向的底凸位置。

（2）利用巷道穿越底凸部位，直接圈定煤層底板凸起的位置及薄化范圍。

（3）利用工作面上分層邊采邊探的煤層觀測資料，編制煤層頂、底板標高等值線圖，研究泥炭沼澤的基底地形，圈定煤層底凸薄化的位置和范圍。

4）煤層河流沖蝕變薄帶的探測

首先應在巷道中仔細觀察和素描沖蝕帶的寬度、厚度、岩石成分、層理、礫石分布、煤層頂板沖蝕情況、沖蝕面特徵、沖蝕處煤質變化等。將各巷道所見的沖蝕現象投繪在平面圖上，進行對比分析，確定古河床的分布范圍及對煤層破壞的情況，圈出古河床沖蝕帶范圍。

（二）定量評定煤層厚度的穩定性

（三）煤層厚度變化的處理

1．掘進中的處理辦法

（1）在煤巷掘進中遇到煤層分叉、尖滅現象，要根據具體情況確定掘進方案，如已知上分層穩定可采，而下分層常變薄尖滅，則巷道應緊靠煤層頂板掘進。如果是下分層穩定可采，上分層不穩定，則應緊靠煤層底板掘進。如果分叉後煤層全部可采，應先採上分層，再採下分層。

（2）在采區上山掘進中，如遇煤層變薄帶，應按變薄帶的范圍大小來決定巷道是直接穿過，還是停止掘進，或從其它地方另開巷道。若變薄帶范圍不大，並且確知工作面有煤可采時，掘進巷道採取挑頂或破底辦法直接穿過變薄帶。

（3）主要運輸巷遇到局部煤層變薄或尖滅時，巷道可按原計劃施工，穿過變薄尖滅帶。

2．回採工作中的處理方法

回採工作面遇到變薄帶或無煤區時，可採用直接推過或繞過的辦法。若變薄帶或不可采區范圍較小，則可採用直接推過的辦法；若變薄帶范圍較大，可考慮採用繞過的辦法；大面積的不可采區，應布置探巷，探清不可采范圍，將工作面分為幾塊回採，先採①、②兩塊，然後合成一個工作面③進行回採。

第二節 礦井地質構造
地質構造是影響煤礦建設和生產的各種地質因素中最重要的因素之一。地質構造包括褶皺、節理和斷層。斷層是礦井地質構造的研究重點。

礦井地質構造按其規模大小和對生產的影響程度，可分為大、中、小三種類型。大型構造是指決定井田邊界的大型褶曲與斷層，這類構造在勘探階段已基本查明。中型構造是指分布在井田范圍內，影響水平、采區劃分和巷道布置的次一級構造，它們對煤礦生產影響極大，是礦井地質工作的重點。小型構造是指那些在巷道或工作面中比較容易查明全貌的更次一級的褶曲與斷層。

一、褶曲構造對煤礦生產的影響與研究

（一）褶曲構造對煤礦生產的影響

1．大型褶曲

大型褶曲在勘查段已經查明，它的規模、方向和位置影響到井田的劃分和礦井開拓方式及開拓系統的部署，是礦井設計考慮的主要問題。

2．中型褶曲

中型褶曲對整個礦井的開拓部署影響不大，但對采區的布置關系密切，影響到采區的大小和采區巷道的布置。

3．小型褶曲

小型褶曲是在回採工作面准備過程中，在巷道中揭露的幅度僅幾米到幾十米，長度為幾米到幾十米的褶曲。它影響煤層平巷的掘進方向，從而影響工作面長度，給機械化回採、頂板管理帶來一定困難。小型褶曲還往往引起煤層厚度發生變化，使生產條件復雜化。小型褶曲特別發育時，甚至會使煤層變為不可采。

（二）煤礦生產中褶曲構造的研究

1．褶曲的判斷

判斷井下褶曲的存在，主要是根據煤、岩層產狀的規則變化和岩層層序的對稱重復出現這兩大標志。如在石門巷道中岩層傾向相背或相傾，或是在煤層平巷中由於煤層走向的急劇變化而使平巷彎曲，表明有褶曲（背斜或向斜）存在。

在構造簡單，岩層標志比較明顯的地區，根據褶曲核部和兩翼的岩層層序，

2．褶曲的觀測

（1）對在巷道中能看到全貌的小褶曲，應系統觀測褶曲軸的位置、方向、產狀。對中型褶曲，在一條巷道中不能觀測到全貌時，應准確鑒定觀測點處的煤層，岩層層位及其頂底面順序，岩層產狀、煤厚變化，以及與其伴生的次一級小構造等，然後將所觀測到的資料投繪到平面圖和剖面圖上，在圖上綜合分析，確定褶曲軸的位置延展方向。

（2）觀測描述褶曲兩翼的岩層產狀，褶曲寬度和幅度，褶曲的延展變化及向深部的延伸趨勢。

3．褶曲的探測

（三）褶曲的處理

通過對褶曲的判斷、觀測、探測，已基本查明它的位置、方向及產狀變化。在此基礎上可對褶曲採取如下措施進行處理。

1．大型褶曲

（1）褶曲軸線作為井田邊界。有些大型向斜，由於軸部埋藏較深，開采困難，多作為井田邊界，其兩翼分別由兩個或幾個井田開采。有些大型寬緩背斜，兩翼煤層距離較遠，井下難以形成統一的生產系統，可以褶曲軸為界，兩翼分別有兩個井田開采。

（2）大型褶曲在井田開拓部署中的處理方法。不是所有的大型褶曲軸都必須作為井田邊界，在有的井田內也可以有大型褶曲存在。若在井田內有大型背斜構造，開拓系統中常把總回風道布置在背斜軸附近，兩翼煤層均可利用。有些位於向斜構造的礦井，常把運輸巷道布置在向斜軸部附近，用一條運輸巷解決向斜兩翼的運輸問題。

2．中型褶曲

（1）以褶曲軸線作為采區中心布置采區上山或下山。對開闊的平緩褶曲，以向斜軸作為采區中心，向兩翼布置回採工作面，采區走向長可達1000m以上。

（2）以褶曲軸作為采區邊界。在較緊閉的褶曲軸部，次一級構造往往發育，因此常以褶曲軸作為采區邊界。

（3）工作面直接推過褶曲軸。當褶曲較寬緩，而規模不太大時，可布置單翼采區，工作面直接推過褶曲軸部。

3．小型褶曲

（1）采面重開切眼生產。在小型褶曲發育地區，常見到煤層突然增厚或變薄，甚至不可采，使工作面無法通過，需要重新開掘切眼進行生產。

（2）采面運輸巷改造取直。煤礦要求運輸巷在60m內不能有大的彎曲，彎曲過多無法使用。由於小褶曲存在，使煤層平巷彎彎曲曲，為滿足生產要求，巷道需要改造取直。

二、斷裂構造對煤礦生產的影響與研究

（一）節理（裂隙）對煤礦生產的影響及處理

1．影響鑽眼爆破效果

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．對其它方面的影響

（二）斷層對煤礦生產的影響

斷層破壞了煤層的連續性和完整性，對煤礦生產造成了很大影響。斷層規模不同，對生產的影響程度不同。目前對斷層規模等級的劃分標准尚不統一。根據煤礦工作實踐，建議採用下列劃分標准：落差大於50m為特大型斷層，落差50～20m為大型斷層，落差20～5m為中型斷層，落差小於5m為小型斷層。

斷層對煤礦生產的影響主要表現在以下七個方面：

1.影響井田劃分

2.影響井田開拓方式

3.影響采區和工作面布置

4.影響安全生產

5.增加煤炭損失量

6.增加巷道掘進量

7.影響煤礦綜合經濟效益

（三）煤礦生產中斷層的研究

1.斷層的判斷

斷層的出現不是孤立的，常在斷層附近的煤、岩層中伴生一些與正常情況不同的地質現象，這些現象預示者前方可能有斷層存在，應作好過斷層的准備工作。在斷層出現前，可能遇到的徵兆，主要有以下幾種現象：

（1）煤層、岩層的產狀發生顯著的變化時，可能有斷層存在。

（2）煤層厚度發生變化，煤層頂底板出現不平行現象時，可能有斷層存在。

（3）掘進巷道中經常出現明顯的小褶曲（如開灤唐山煤礦），或煤層常發生強烈揉皺，滑面增多或變為鱗片狀碎煤（如淄博龍泉礦）等現象時，可能有斷層存在。

（4）煤層和頂、底板中的裂隙顯著增加，並有一定的規律性時，可能有斷層存在。

（5）在大斷層附近常伴生一系列小斷層，這些小斷層是判斷大斷層的重要標志。

（6）在高瓦斯的礦井，在巷道中瓦斯湧出量常有明顯變化地段，可能有斷層存在。如焦作礦務局焦西礦掘進巷道時，遇斷層前後瓦期湧出量出駝峰現象。

（7）充水性強的礦井，巷道接近斷層時，常出現滴水、淋水以至涌水的現象，可能有斷層存在。

在實際工作中，應根據上述各種徵兆，再結合礦井的具體地質條件和已採掘地段斷層資料，進行綜合分析，使判斷更符合實際。

2. 斷層的觀測

（1）確定斷層位置。

（2）觀察斷層面特徵。

（3）觀察斷層的伴生派生構造。

(4)確定斷層性質及斷層力學性質。

（5）測量斷層面產狀。

（6）確定斷層的落差。

3．斷層的探測（斷失煤層的尋找）

煤礦中判斷斷層性質和確定斷距的方法主要有以下五種：

（1）層位對比法。

（2）伴生派生構造判斷法。

（3）規律類推法。

（4）作圖分析法。

（5）生產勘探法。

（四） 斷層的處理

1．開拓設計階段對斷層的處理

（1）井田邊界和采區邊界的確定。凡是井田內遇到落差大於50m的特大型斷層時,應以該大型斷層作為井田邊界。

（2）井筒位置的選擇。一般立井井筒要布置在傾角較大的大斷層下盤，距斷層30～50m以外的位置。

（3）運輸大巷的布置。運輸大巷是需布置在較堅硬的岩層中，且盡量少改變方向。但在斷層錯動處，斷層上、下盤的煤岩層位移較大，甚至與另一盤的含水層相遇，因此必須考慮巷道的改道問題。

（4）采區內塊段劃分。被斷層切割破壞的地區，要綜合考慮斷層的位置、落差、被切割塊段的大小和形態，以及已有的生產系統等因素來劃分開采塊段，要盡可能地將較大斷層留在各塊段之間的煤柱當中。

（5）井田開拓方式的確定。選擇井田開拓方式時，要考慮各種地質因素的影響，其中斷層占重要地位。

2．巷道掘進階段對斷層的處理

（1）平巷過斷層。平巷過斷層分為穿過煤層頂板（或底板）和順斷層面掘進兩種方式。

（2）傾斜巷道過斷層。上山、下山等傾斜巷道遇斷層後，可以根據生產的要求採取多種形式通過斷層。

當斷層落差較小時，根據斷失盤是上升還是下降盤分別採用挑頂、挖底或挑頂挖底相結合的方式通過斷層。

3．回採階段對斷層的處理

（1）採用強行通過的方法。

（2）採用重開切眼的方法。當斷層落差大於煤厚時，對於傾向斷層或斜交斷層可採用重開切眼的方法，即提前在斷層另一盤重新開掘切眼，待工作面推進到斷層處，停止回採，工作面搬家到新切眼內繼續開采。

（3）採用劃小工作面的方法。當斷層落差大於煤厚時，對於走向斷層，可在斷層兩側補掘中間平巷，把原來一個采面劃分為兩個采面分別回採。對於落差一端大、一端小的斜交斷層，可採用合採與分采相結合的方法，把斷層上、下盤煤層結合起來開采。

第三節 岩漿侵入煤層

一、岩漿侵入煤層的觀測與研究

（一）岩漿侵入體的一般特徵

1.岩漿侵入體的產狀

生產礦井中發現的岩漿侵入體主要有以下兩種產狀：

（1）岩牆。

（2）岩床。

2．岩漿侵入體岩性

（二）對岩漿侵入體的觀測

對在井下一切揭露岩漿侵入體的地點，都應進行詳細的觀測和素描。觀測的內容有以下四個方面：

1．岩漿侵入體的顏色、礦物成分、結構、構造特徵及名稱。

2．岩漿侵入體的產狀、延展范圍。

3．岩漿侵入體與斷裂構造的關系。

4．煤層被破壞情況，包括岩漿侵入體與煤層的接觸關系、天然焦寬度、煤層的變質程度等。

（三）對岩漿侵入體的探測

（四）岩漿侵入體資料的綜合研究

二、岩漿侵入體對煤礦生產的影響

（一）岩漿侵入體對煤質的影響

（二）岩漿侵入體對煤礦生產的影響

三、岩漿侵入煤層的處理

第四節 岩溶陷落柱

岩溶陷落柱是指煤層下伏碳酸鹽岩等可溶岩層，經地下水溶蝕形成的岩溶洞穴，在上覆岩層重力作用下產生塌陷，形成筒狀或似錐狀柱體。簡稱陷落柱，俗稱「矸子窩」或「無炭柱」。

陷落柱在我國華北石炭二迭紀聚煤區中普遍分布，其中以山西、河北最為發育。

一、陷落柱的成因

（一）岩溶發育的地質條件

（二）溶洞塌陷機理

二、陷落柱的特徵

（一）陷落柱的形態特徵

（二）陷落柱的地表出露特徵

（三）陷落柱的井下特徵

（四）陷落柱的分布特徵

三、陷落柱的觀測與研究

四、陷落柱對煤礦生產的影響及處理

第五節 影響煤礦生產的其它地質因素

一、礦井瓦斯

二、煤層頂底板

三、礦井地熱的危害

四、礦山壓力

五、煤層自燃與煤塵

⑤ 礦井水害的環境地質影響

礦井開采時遇到的突水災害是煤礦常見的地質災害。我國北方石炭-二疊紀煤田中，不僅煤系內部有含水層，而且下伏巨厚的奧陶紀灰岩中也富含岩溶水。隨著開采工程的延伸，地下水深降強排，導致地下水位發生變化，產生巨大的水頭差，在一些構造破碎帶和隔水層薄的地段發生突水。

由於地下水源的變化，有些礦井充水而不得不長期排水，使附近的地表水和表層地下水被疏干，惡化了生態環境，缺水地區不斷擴大，開灤范各庄礦突水後，水位下降20～30m，使廠礦、工業和生活供水原有的系統失靈，發生吊泵現象，形成無法供水的局面；山西省因採煤而造成18個縣缺水，26萬人吃水困難，30多萬畝水地變為旱田。

據不完全統計，30多年來。我國主要煤礦區因突水淹井58次，部分淹井64次，經濟損失27億元。1984年開灤范各庄煤礦的一次淹井事故損失就達5億元。在河南焦作礦區，突水事故共發生270餘次，最高突水量達243m³/min，突水淹井事故19起，每次直接損失數千萬元，礦區排水量高達8.86m³/s，平均每采1t煤就需排6t水。另外，在全國岩溶型煤田中，突水量大於10m³/min的突水共發生200餘次，50m³/min的突水約20次以上；而河南省同類礦床中，10m³/min的突水約有60餘次，大於50m³/min的突水約11次，分別佔全國同類突水的30%和50%。目前，我國北方主要的礦務局有130對礦井受水害威脅。隨著向深部開采，水壓不斷增加，突水日趨嚴重。有些新井因水的威脅長期不能投產。在北方岩溶地區，煤礦約有15Nt的儲量受水威脅而不能開采，如河南省新密礦區受水害威脅的煤炭儲量就達1.29Nt，占煤田地質儲量的54.9%；鶴壁礦區僅太原組下組受水害威脅的儲量就占礦區總儲量的25%。

目前，不少礦井已進入深部開采，有些礦井下開采標高已達到地表以下600m，最深的已超過地表以下1 000m。煤層底板承受岩溶承壓水的水壓已達2.0～6.5MPa，而煤層與其下伏灰岩岩溶含水層之間的隔水層厚度一般只有10～20m，最大可達50～60m，突水的幾率大增，淹井事故也逐年上升。對其進行研究和防治具有重要的戰略意義。

2.3.1 礦井水害水源類型及分布

凡影響生產、威脅採掘工作面或礦井安全使礦井局部或全部被水淹沒的現象都稱之為水害，而礦井水害的典型表現就是突水事件。

導致礦井突水災害的水源主要有大氣降水、地表水、地下水和老空水。其中地下水按其儲水空隙特徵又可分為孔隙水、裂隙水和岩溶水等。大多數礦井水害是由2～3種水源造成的，單一水源的礦井水害很少，故礦井水害類型是按一種水源或某一種水源為主命名的。主要有以下5種突水災害的水源類型。

2.3.1.1 地表水

水源是大氣降水、地表水體（江、河、湖泊、水庫、溝渠、坑塘、泥石流）。水源通過井口、采後冒落帶、岩溶地面塌陷坑或洞、斷層帶及煤層頂底板或封閉不良的舊鑽孔充水或導水進入礦坑。發生過此類水害的礦井有內蒙古平庄古山礦、遼源梅河一井等。

2.3.1.2 老空水

水源是古井、小窯、廢巷及采空區積水。當採掘工作面接近或溝通時，老空水進入巷道或工作面。如山西陵川縣關嶺山煤礦、徐州旗山礦等礦區都發生過此類水源的突水事件。

2.3.1.3 孔隙水

水源是第四系鬆散含水層孔隙水、流沙水或泥沙等，有時受到地表水補給。通過采空冒裂帶、地面塌陷坑、斷層帶或煤礦層頂底板含水層裂隙及封孔的舊鑽孔進入礦坑。發生過此類水害的典型礦井有吉林舒蘭煤礦、淮南孔集礦、徐州新河煤礦。

2.3.1.4 裂隙水

水源為砂岩、礫岩等裂隙含水層的水，常常受到地表水或其他含水層補給，通過冒裂帶、斷層帶、採掘巷道揭露頂板或底板砂岩水、或者封孔不良的老鑽孔水進入巷道或工作面。典型的礦區有徐州大黃山煤礦、韓橋煤礦、開灤范各庄礦等。

2.3.1.5 灰岩岩溶水

灰岩發育的礦區在一些奧陶、石炭、二疊系灰岩中發育有裂隙岩溶水，特別是厚層灰岩含水層，這些水進入礦坑或工作面時會導致礦井突水災害，如淮南謝一礦是薄層灰岩裂隙帶突水，淄博北大井均為斷層入岩溶水淹井，開灤范各庄、安陽銅治礦為中奧陶灰岩水通過陷落柱進入礦井。

在突水形式方面，由於斷層面引起的採掘工作面的突水占突水總數的80%以上，就是說開採的突水事故主要是由構造原因引起的，而且滯後型突水多於突發型突水，工作面回採突水多於巷道掘進突水。

從水害的分布來看岩溶水水源導致的突水災害主要發生在華南晚二疊統岩溶地區，以基岩裂隙水源導致突水現象的分布最為廣泛的在我國的華北、東北、西北和西南的廣大地區這種現象較普遍。因此地以基岩裂隙水源導致突水災害的情況居多。

2.3.2 突水預測

凡是井巷掘進或工作面回採過程中，接近或溝通含水層、被淹巷道、地表水體、含水斷裂帶、溶洞、陷落柱而突然產生的水害事故稱礦井突水。這是因為井下採掘活動破壞岩層天然平衡、採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採掘工作面。礦井突水這一現象的發生與發展是有一個逐漸變化的過程，有的表現很快（一二天或更短）有的表現較慢（採掘後半個月或數日）。

2.3.2.1 易於突水構造部位或地段預測

據統計，80%～90%以上的突水發生在斷裂帶附近，且煤層底板有強含水層存在，特別是在下列構造部位突水幾率最大。

（1）斷層交叉或匯合處、斷層尖滅或消失端一帶、兩條大斷層相互對扭地帶、與導水或富水大斷裂呈入字型連接的小斷裂帶。

（2）褶曲軸部裂隙密集帶或小斷裂密集帶、背斜傾伏端一帶、小褶曲與地層傾向轉折帶的復合部位或平緩小褶曲翼部。

（3）壓性斷裂下盤，張性斷裂上盤因富水性強，井巷通過或接近時往往發生突水。

（4）新構造活動強烈的斷裂帶。

2.3.2.2 採掘前的突水預測

主要是編制礦區或采區底板突水和導水陷落柱預測圖。

2.3.2.2.1 礦區或采區底板突水預測圖

首先利用礦區已有的地質構造、突水點分布、突水量及其穩定程度，或單孔放水量、岩溶發育程度，觀測孔水壓、水質等資料進行綜合整理分析後，編制岩溶水強徑流帶或富水程度不同塊段的水文地質分區圖，將易於突水的構造部位，進一步分為亞區，預測可能發生突水的大致范圍與地段。其次在水文地質分區圖上，對礦區或易突水地段編制礦區隔水層底板等高線圖、礦層底板含水岩層等壓線圖、礦區隔水層水壓等值線圖（即從上述兩圖數值相減而得）、隔水層等厚線圖。再次統計附近礦區條件相似礦區突水系數值，確定相似礦區的臨界突水系數區間。最後，利用隔水層水壓等值線圖與隔水層等厚線圖編制礦區隔水層比水壓等值線圖；兩圖上數值相除即每米隔水層所承受水壓等值線圖，按臨界突水系數值編制突水預測圖，圈出相對安全區和突水危險區。

2.3.2.2.2 導水陷落柱預測

將礦區采上層煤見到的陷落柱放在圖上編制陷落柱分布圖，然後將煤系砂岩或薄層灰岩水或煤礦層底板厚層灰岩水的等壓線，綜合製成導水陷落柱預測圖。圖上可以圈出煤礦系砂岩水或薄層灰岩水的高水壓地段，或在放水、突水時出現這類高水壓與底板厚層灰岩水的低水壓區重合或地段，即陷落柱所在地段，這些地段往往是導水的。

2.3.2.3 採掘過程中的突水預測

在前述預測的基礎上，對有突水危險地段，或易於發生突水的構造部位及其附近地段，可採用下述方法進行預測。

2.3.2.3.1 鑽探方法

探測高水壓區，在安全的超前距內設探水孔，探測各薄層灰岩水的水壓值與下伏厚層灰岩水的水壓值進行比較。若其值等於或接近厚層灰岩水水壓，則有發生突水危險，反之，則不會突水（兩者差在0.4～1.0MPa）；探測底板水的導升高度。所謂導升高度，即底板水在其水頭壓力及毛細管力的作用下，沿隔水層內的構造裂隙緩慢導升到某一高度。

2.3.2.3.2 放射性測量

主要是用Fd-307型RaA測氡儀測量氡射氣含量確定底板的導升高度及隔水層含水性。原理是氡射氣在岩石中運移，濃度降低大，而在岩石裂隙中，阻力小，濃度降低小，和氡射氣的半衰期短，在運移過程中急劇衰變使其濃度大量降低。據此，當底板有裂隙時出現異常，氡射氣含量高。其值大小反映底板導升高度的距離，也反映隔水層裂隙發育程度及其富水性。無論鑽孔探底板水導升高度或用快氡Ra 法，主要目的是掌握它的導升高度上界是否進入或達到礦壓破壞區，以此預測是否會發生突水。

2.3.2.3.3 物探方法

當採掘工作面的迎頭或巷道底板接近含水、導水和富水的破碎帶時，其工作面周圍的氣溫降低、濕度大，據此，可用有關儀器監測工作面的氣溫和濕度，用來預報突水。

2.3.2.4 巷道圍岩強度和重力與靜水壓力的關系

2.3.2.4.1 靜水壓力對巷道頂底板的作用和突水的預防

開采前後，承壓含水層的靜水壓力（H_突），始終與巷道頂底部隔水層的重力（單位面積上岩柱的重力hγ）和抗拉強度（K_p）是對抗著的。一旦開采巷道破壞了天然平衡之後，就會產生「礦壓」現象或突水。巷道頂（底）板受力情況，類似兩端固定承受均布荷重梁的受力情況（圖2.12）。

圖2.12 巷道底部隔水層承受靜水壓力示意圖

В.Д.斯列薩列夫按梁和強度理論，得出計算底板和頂板含水層的靜水壓力公式為：

環境地質與工程

式中：H_理安——巷道頂、底板計算的理論安全水壓值，MPa；

K_p——頂、底部隔水層的抗拉強度，MPa，可由實驗或部分巷道突水資料確定；

γ——頂部隔水層密度×10⁶N/m³，由試驗確定；

l——巷道寬度，m；

h——頂、底部隔水層厚度，m。

式（2-26）用於計算底板含水層的靜水壓力，式（2-27）用於計算頂板含水層的靜水壓力。式（2-26）和（2-27）可綜合寫成下式：

環境地質與工程

當H_突≤H_理安時，巷道穿越的地段是安全的。H_突>H_理安時，則巷道頂底板會被水壓鼓破突水。為防止突水，可以從隔水層安全厚度或安全水壓兩方面解決。

從公式（2-28）導出頂底板安全厚度的計算公式為：

環境地質與工程

故底板抗靜水壓力的理論最小安全厚度（h_理底）為：

環境地質與工程

頂板抗靜水壓力的理論最小安全厚度（h_理頂）為：

環境地質與工程

將計算的理論最小安全厚度（h_理底和h_理頂）與底頂隔水層實際厚度（h）比較。若計算的h_理底或h_理頂≤h時，一般是安全的；若h_理底或h_理頂>h時，掘進巷道就有突水的可能。這時多用降低水壓的辦法，以達到安全生產的目的。其確定方法是將開采地段底或頂板隔水層實際厚度（h），分別代入公式（2-26）和（2-27）中，求出理論安全水壓（H_理安），把H_理安與底或頂板實際水壓H_突進行比較：若H_理安≤H_突時，表明巷道底或頂部隔水層不能抵抗所承受的靜水壓力，不安全，可能突水；若H_理安>H_突時，則是安全的。當H_理安≤H_突時，為防止突水，必須使水壓降低S後才能符合要求，即：

圖2.13 巷道側方承受靜水壓力示意圖

環境地質與工程

2.3.2.4.2 巷道側向靜水壓力的作用和突水預防

巷道掘進時可能在巷道的「正前」方或側幫，接近或揭露含水層（或水體）使巷道受到「側方」水的威脅（圖2.13），В.Д.斯列薩列夫給出確定安全寬度「w」的公式：

環境地質與工程

式中：P_理——含水層或水體給予側幫的靜水壓力，MPa；

K_p——隔水層平均抗拉強度，MPa；

l——巷道的高度；

w——正前或側幫間隔水層的寬度。

當P_實≤P_理時，從理論上講是安全的。當P_實>P_理時，靜水壓力可能壓壞隔水層而實水。為了防止突水發生，可用式（2-33）計算出保留的隔水層的安全寬度「w」，即：

環境地質與工程

以上是在理想情況下推出的，在使用中應按具體地質、岩石物理力學性質的不同，常採用2～3倍的安全系數。巷道突水點，從理論上講一般在巷道的邊緣，受側向壓力突水時，突水點位置應偏於巷道的底部。

2.3.2.4.3 確定井巷突水的經驗公式和確定底板隔水層抗拉強度的方法

上述的В.Д.斯列薩列夫公式，考慮了岩石強度、工作面寬度、隔水層的厚度、重力與靜水壓力間的平衡關系。這對巷道而言是較全面的，但用它計算跨度大的工作面，一般與實際相差較大，所以我國礦山部門，依據突水資料，總結出靜水壓力（P）與隔水層厚度（M）間的「綜合」平衡關系式，稱突水系數（或稱水壓比、阻水系數），即：

環境地質與工程

式中：K_臨——突水系數；

P——底板承受的靜水壓力；

M——隔水層厚度。

上式的物理意義即是單位厚度隔水層所能承受的極限水壓值。我國許多礦區都已總結出適於本區的經驗數值見表2.2。並作為判斷採掘中底板可能突水的指標。但式（2-35）的缺點是僅考慮隔水層的厚度，而隔水層是由各種不同強度和不同抗水性能的岩石組成，對這個重要因素在公式中無反映。匈牙利等國在利用隔水層時注意了這個因素，他們以泥岩抗水壓的能力為標准隔水層厚度（即以泥岩作為1；相當於1m厚完整泥岩能抗0.5個水壓力），將其他不同岩性的岩石換算成泥岩厚度，稱換算後岩層的厚度為等值（或等效）厚度，換算系數值列表於2.3中。這樣換算後的M值，不僅有厚度，而且含有強度的概念。西安煤礦研究所以1966年試驗資料（每米厚岩層強度：砂岩為10MPa，砂質頁岩為7MPa，鋁土頁岩為5MPa，斷層帶岩石為3.5MPa）為基礎，用砂岩作為標准部位單位，則砂質頁岩的比值為0.7，鋁土頁岩為0.5，斷層帶岩石為0.35。用此系數換算為等效厚度的各種岩石。

表2.2 某些礦區突水系數

表2.3 岩石等效系數

按隔水層上述特點，可用部分巷道內突水或壓水試驗資料，確定底部隔水層平均抗張強度。因掘進出現來壓、變形、底鼓、破裂、突水等過程，與材料力學中拉伸試驗的過程類似。利用這種情況可得平均抗拉強度的經驗公式：單位厚度隔水層承受靜水壓力（P/M）使岩石破壞，必須克服單位厚度隔水層的抗拉強度（K_p/M），和其重力（即容重γ）；若達到極限平衡時則：

環境地質與工程

即

環境地質與工程

式中：K_p——底部隔水層平均抗拉強度，其他符號同前。

回採工作面時的底板突水系數，由西安煤礦研究所提出了下述的經驗公式：

環境地質與工程

式中：T_S——突水系數，Pa·m^-1；

P——保護層（即隔水層）承受的水壓力，Pa；

M——保護層的厚度，m；

C_p——礦山壓力對底板的破壞厚度，m。

2.3.3 突水防治

為了防止突水災害、提高工效和降低成本，採用各種工程措施，對湧入井巷或威脅井礦安全的各種水源進行排除或控制等科學管理工作，這些工作包括地表水和地下各種防水、治水，探放水和疏干排水等。合理的利用這些方法可以有效地防治突水。

礦床疏干是一項具有引發矛盾性質的工作。采礦時為防止礦井突水，總是希望最徹底或盡可能多地排除可能進入井巷和威脅采礦的各種水源，其結果可能破壞當地天然水資源的平衡，減少供水量和惡化環境。從保護環境出發，則渴望盡可能地提供更多的地下水資源和保護天然地質環境不惡化。因此，合理地進行礦床疏干是兼顧采礦、供水和保護地質環境的統籌工作。

按照不同的標准，人們把礦床疏干工作做了各種劃分，下面將有關疏干防治水的各種方法按其主要作用分為三類來介紹。

2.3.3.1 防水法

指通過排除地表水降低地下水防止水流入礦區的方法，其主要目的在於減少礦井的涌水量。

2.3.3.1.1 匯集與排除礦區范圍內降水形成的地表徑流

方法有：填堵井下進水通道、匯集礦區內原有分布的水體，並予以排除；修築邊緣排水溝等地表防、排水工程，以攔截外圍流來的降水漫流、地表水和淺部潛水，並引出礦區之外。

2.3.3.1.2 礦區內地表水體的處理

可採用隔離水體，如修築水體防滲層、敷設排水管道等；當不允許水體存在時，則採用移河措施，以達到防止地下水進入礦井的目的。

2.3.3.2 疏水法

指對充水水源進行疏干或降壓，以確保安全采礦的方法。此法包括預先疏干、並行疏乾和探放水。

2.3.3.2.1 預先疏干

多用於水文地質條件復雜的大水礦床。又可分為兩種情況：

（1）當開挖井巷須臨時通過強含水層或受高壓水威脅的地段時，可以從地表打深孔預先疏干局部含水層或降低高壓水頭至安全值以下，當井巷挖通，並封閉該含水層後，停止疏干，允許原含水層恢復充水。

（2）當開采礦床的直接頂底板含水或直接頂底板雖有一定厚度的隔水層，但在間接充水層水壓過高，有突水危險時，可採用從地表進行預先疏干或降壓的方法，達到安全條件下采礦的目的，且不允許被疏乾的地下水位或降低的水壓恢復。隨開采范圍擴大，仍可用原地表疏干方式，不斷外擴疏干范圍，或停止原地表預先疏干，改在井巷內布置各種疏干措施，繼續進行預先疏干。

2.3.3.2.2 並行疏干

是利用采礦工程或專門疏干工程，在采礦同時進行疏干工作，其完成疏乾的時間應提前於采礦工作。可分為：

（1）是在預先疏干任務完成後，停止原地表預先疏干（需要時，亦可不停止），代之以在井巷或露天礦場內設置的各種排水設施，與采礦同時進行疏干，這些設施有垂直的降水孔（井）、吸水孔井及各種過濾器，以及水平的排水孔、疏水溝、疏水平巷等。

（2）是在水文地質條件簡單的礦區，從采礦開始到終止只進行並行疏干，疏干時，應對預測的強水源或有突水危險地段，進行超前探水與放水，以保安全。

2.3.3.3 防滲法

指堵截涌水水源於礦區或井巷之外的方法，用以保證安全采礦，同時達到保護供水水源和保護地質環境的目的，留設安全礦柱和建設防水閘（牆）等措施也屬此類。防滲法主要用於恢復已淹井巷及涌水量過大或有突水威脅，又有適合條件的大礦區。對這類礦區，如採用疏水法，則多會發生破壞地下水資源、引起地面塌陷和增大排水費用等問題。

防滲法的實質是使用注漿工程，在地下築成不透水體，切斷井巷進水通道，用以隔絕涌水水源或大量減少礦井涌水量。此類工程雖投資多、工程量大和周期長，但只要水文地質條件適合，則會收到阻水顯著、長期經濟收益好的效果。國內外均有成功實例可予借鑒。

礦區內的透水天窗、通過井巷的斷裂帶、已淹井巷的突水口和特大涌水點等處，都可用局部堵水來隔絕水源，減少涌水量或使淹井恢復生產。對某些大礦區，如能確切地掌握充水水源的隔水和進水邊界，在經濟合理和技術可能的情況下，可在較大來水斷面上，採用地面打鑽注漿，建築防滲帷幕，形成人工不透水牆，改變原進水邊界，達到截流的目的。防滲措施，還可用於加強隔水頂底板的隔水能力和增強斷裂帶或安全礦柱的抗水、抗壓性能；在深排水礦區，還可用以保護供水源地和環境。

從1802年法國將石灰和粘土用水混合造成漿液壓入地基以來，注漿技術得到迅速發展。20世紀，從懸浮液注漿發展到化學注漿。英國在20世紀60年代後期建設的某礦，80%以上採用了注漿技術；原蘇聯用特殊鑿井法建設的井筒，有50%以上應用了注漿法。我國於20世紀70年代開始在水口山鉛鋅礦區首先使用了大型帷幕注漿截流工程，隨後在一些別的礦區採用了這一方法皆取得防滲的良好效果，如：淄博北大井堵水：1965年5月13日，北大井-81m水平發生特大突水。水量由突水前的11m³/min驟增至443m³/min，礦井瞬時被淹沒。其原因系張性斷層貫通煤層下部高壓的裂隙岩溶水所致。淄博礦務局在1972年至1974年對該突水點進行了注漿堵水。從地面共打了20個鑽孔，向斷層破碎帶與徐家莊灰岩和奧陶系灰岩的接觸面部位，以及斷層兩盤的灰岩內注漿。共注進水泥9 104.25t，水玻璃115.77m³，沙子477.63m³，石子15.10m³，堵住了該突水口。1975年排水至井底，實測涌水量為12.37m³/min，較突水前的正常涌水量僅多1.37m³/min，堵水效果達99.69%以上。

⑥ 幾種地質構造對煤礦生產的影響及處理方法

正斷層、逆斷層、平推斷層，在掘進巷道時正斷層和逆斷層一般就要調整巷道方位，內通常正斷層一般是煤層容在頂板裡面，逆斷層煤層一般在底板裡面，平推斷層不要調整巷道方位。要分析斷層，首先找到斷層面根據斷層的走向，傾角來判斷是正斷層或者是逆斷層。一般而言煤礦的次生斷層都和一條大斷層有關系的，如果大斷層是逆斷層，那麼次生斷層也就是逆斷層。

⑦ 在地質上，什麼是天窗

：(2).指山崖、洞窟頂部透光的縫隙。 【出處】：漢 應劭 《漢官儀》卷下：「 太山 盤道，屈曲而上，凡五十餘盤，經 小天門 、 大天門 ，如從穴中視天窗矣。」 【示例】：唐 錢起 《登覆釜山遇道人》詩之一：「攀崖到天窗，入洞窮玉溜。」 釋義：(3).比喻報紙版面局部刪除後留下的成塊空白。 【出處】：魯迅 《書信集·致謝六逸》：「看近來稍稍直說的報章，天窗滿紙。」 【示例】：鄒韜奮 《經歷》五六：「有些報紙上的社論被他們完全抽去……第二天社論的地位便是一大片雪白，完全開著天窗，這是在別處所未見的。」
[編輯本段]「天窗」鐵路術語
「天窗」：是指列車運行圖中不鋪畫列車運行線或調整、抽減列車運行，為營業線施工和維修作業預留的時間。 按用途分為：施工天窗和維修天窗。 時間規定如下： 1、施工天窗：技改工程、線路大、中修及大型機械作業時，不應少於180分鍾。 2、維修天窗：電氣化雙線不應少於90分鍾，單線不少於60分鍾；非電氣化雙線不應少於70分鍾，單線不少於60分鍾。 天窗類別： 按作業范圍分： 1、天窗單元； 2、基本天窗單元 按用途分： 1、施工天窗； 2、維修天窗。 按影響范圍分： 1、「V」停天窗； 2、垂直天窗； 3、同步天窗。 圖定天窗時間外給點的為臨時天窗。 各種天窗的解釋： 天窗單元：電氣化鐵路區段以供電臂停電單元為天窗單元。一個天窗單元含數個基本天窗單元。 基本天窗單元：包含起始站內一個方向正線及該方向側的到發線（包括銜接線路和有關道岔）和兩站間區間正線。非電氣化鐵路雙線區段中間站按上下行線分別延正方向自一站接車端正向進站信號機起，至下一站正向進站信號機止為一個基本天天窗單元。單線區段按下行方向一站一區間依次劃分基本天窗單元。大站按電務設備聯鎖關系劃分基本天窗單元。 圖定天窗：在列車運行圖中固定一段時間用於施工維修。 施工天窗：指列車運行圖預留的、在運營線上進行施工作業的時間。 維修天窗：指列車運行圖預留的、對運營線行車設備進行維修作業的時間。 「V」停天窗：指列車運行圖預留的、對運營線單線單方向行車設備進行維修作業的時間。 垂直天窗：指需同時影響上、下行正線行車設備正常使用而安排的作業時間。 同步天窗：指兩條及以上干線在同一車站相連時，需同時影響同一車站兩條干線行車設備正常使用而安排的作業時間。 臨時天窗：指對嚴重危及行車安全的設備隱患及嚴重線路病害需臨時封鎖要點施工而安排的作業時間。

⑧ 地質中的「天窗」的概念

自然界中,由於岩性、岩相的變化或構造變動等因素,往往使某些地層不連續或透水性發生明顯的變化,形成溝通含水層之間的通道叫做「天窗」。

⑨ 影響斷層封閉性的主要地質因素主要包括哪些

煤礦隱蔽致災地質因素主要包括：采空區、廢棄老窯（井筒）、封閉不良鑽孔，斷層、裂隙、褶曲；陷落柱，瓦斯富集區，導水裂隙帶，地下含水體，井下火區，古河床沖刷帶、天窗等不良地質體。兵團煤礦隱蔽致災因素突出表現在瓦斯、水、火和頂板等方面，要下功夫開展普查，進行治理。
瓦斯富集區普查，應查明煤層厚度、變化規律、煤質和瓦斯含量及賦存狀況，系統收集礦井所有的瓦斯資料和地質資料，編制瓦斯地質圖，對礦井瓦斯賦存情況進行分區，開展瓦斯防突預測預報工作。
導水裂縫帶普查，應採用物探、鑽探實測和理論計算等方法確定礦井導水裂縫帶高度，合理留設防隔水煤（岩）柱。如果煤層頂板受開采破壞，其導水裂縫帶波及范圍內存在富水性強的含水層（體）的，在掘進、回採前，應當對含水層（體）進行疏干。
地下含水體普查，應查明影響礦井安全開採的水文地質條件，各種含水體的水源、水量、水位、水質和導水通道等，預測煤礦正常和最大涌水量，提出防排水建議。
井下火區普查，應查明火區范圍、密閉、氣體成分等情況，提出防滅火措施建議。
斷層、裂隙和褶曲普查，應查明礦井邊界斷層和井田內落差大於5米的斷層，查明礦井內主要褶曲形態，收集礦井裂隙發育資料、總結規律，編制煤礦構造綱要圖。其中，斷層普查主要包括斷層性質、走向、傾角、斷距，斷層帶寬度及岩性，斷層兩盤伴生裂隙發育程度，斷層富水性等。
采空區普查，應採用調查訪問、物探、化探和鑽探等方法進行，查明采空區分布、形成時間、范圍、積水狀況、自然發火情況和有害氣體等。應將采空區相關信息標繪在採掘（剝）工程平面圖和礦井充水性圖上，建立煤礦和周邊采空區相關資料台賬。
廢棄老窯（井筒）和封閉不良鑽孔普查，應收集廢棄老窯（井筒）閉坑時間、開採煤層、范圍，是否開採煤柱和充填情況等資料。井田內及周邊施工的所有鑽孔都要標注在圖上，分析每個鑽孔封孔的質量。建立井田內廢棄老窯（井筒）、水源井、封閉不良鑽孔台賬。