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影響煤礦生產的地質因素有哪些

發布時間: 2021-02-19 03:56:53

『壹』 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。

『貳』 影響瓦斯含量的地質因素有哪些

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影響煤礦產主要質素

煤層厚度變化

煤層厚度變化影響煤礦產主要質素煤層發叉、變薄、尖滅等厚度變化直接影響煤礦產

、煤層厚度變化原及變化特徵

煤層厚度變化種其說原變化變化兩類

()煤層厚度原變化

煤層厚度原變化指泥岩層堆積程形煤層頂板岩層沉積物覆蓋前由於殼沉積環境變遷等各種質素影響引起煤層形態厚度變化原變化主要包括殼均衡沉降引起煤層叉、變薄、尖滅、泥炭沼澤古形煤層形態煤厚影響、河流同沖蝕、海水同沖蝕等四種原

(二)煤層厚度變化

煤層厚度變化指煤層沉積物覆蓋或煤系形由於河流剝蝕、構造變、岩漿侵入、岩溶陷落等各種質素影響引起煤層形態厚度變化

二、煤層厚度變化煤礦產影響

煤層厚度變化煤礦產影響主要表現幾面:

1.影響採掘部署

2.影響採煤工藝

3.影響計劃產

4.掘進率增高

5.采率降低

三、煤層厚度變化研究處理

()煤層厚度變化觀測探測

1.煤層觀測

1)煤層觀測內容

2)煤層觀測

2.煤層探測

1)煤層厚度探測

(1)煤巷掘進探煤厚工作

(2)采工作面探煤厚工作

2)煤層叉尖滅探測

根據煤層叉穩定情況致兩種:種煤層叉層布比較穩定;另種煤層叉層保持穩定(即主叉層)其各層延續遠快尖滅

3)煤層底凸薄化探測

煤層底凸薄化指煤層底板凸起造煤層變薄尖滅現象於種變化用探測:

(1)鑽探控制巷道掘進向底凸位置

(2)利用巷道穿越底凸部位直接圈定煤層底板凸起位置及薄化范圍

(3)利用工作面層邊采邊探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基底形圈定煤層底凸薄化位置范圍

4)煤層河流沖蝕變薄帶探測

首先應巷道仔細觀察素描沖蝕帶寬度、厚度、岩石、層理、礫石布、煤層頂板沖蝕情況、沖蝕面特徵、沖蝕處煤質變化等各巷道所見沖蝕現象投繪平面圖進行比析確定古河床布范圍及煤層破壞情況圈古河床沖蝕帶范圍

(二)定量評定煤層厚度穩定性

(三)煤層厚度變化處理

1.掘進處理辦

(1)煤巷掘進遇煤層叉、尖滅現象要根據具體情況確定掘進案已知層穩定采層變薄尖滅則巷道應緊靠煤層頂板掘進層穩定采層穩定則應緊靠煤層底板掘進叉煤層全部采應先採層再采層

(2)采區山掘進遇煤層變薄帶應按變薄帶范圍決定巷道直接穿停止掘進或其另巷道若變薄帶范圍並且確知工作面煤採掘進巷道採取挑頂或破底辦直接穿變薄帶

(3)主要運輸巷遇局部煤層變薄或尖滅巷道按原計劃施工穿變薄尖滅帶

2.采工作處理

采工作面遇變薄帶或煤區採用直接推或繞辦若變薄帶或采區范圍較則採用直接推辦;若變薄帶范圍較考慮採用繞辦;面積采區應布置探巷探清采范圍工作面幾塊采先採①、②兩塊合工作面③進行采

第二節 礦井質構造
質構造影響煤礦建設產各種質素重要素質構造包括褶皺、節理斷層斷層礦井質構造研究重點

礦井質構造按其規模產影響程度、、三種類型型構造指決定井田邊界型褶曲與斷層類構造勘探階段已基本查明型構造指布井田范圍內影響水平、采區劃巷道布置級構造煤礦產影響極礦井質工作重點型構造指些巷道或工作面比較容易查明全貌更級褶曲與斷層

、褶曲構造煤礦產影響與研究

()褶曲構造煤礦產影響

1.型褶曲

型褶曲勘查段已經查明規模、向位置影響井田劃礦井拓式及拓系統部署礦井設計考慮主要問題

2.型褶曲

型褶曲整礦井拓部署影響采區布置關系密切影響采區采區巷道布置

3.型褶曲

型褶曲采工作面准備程巷道揭露幅度僅幾米幾十米度幾米幾十米褶曲影響煤層平巷掘進向影響工作面度給機械化采、頂板管理帶定困難型褶曲往往引起煤層厚度發變化使產條件復雜化型褶曲特別發育甚至使煤層變采

(二)煤礦產褶曲構造研究

1.褶曲判斷

判斷井褶曲存主要根據煤、岩層產狀規則變化岩層層序稱重復現兩標志石門巷道岩層傾向相背或相傾或煤層平巷由於煤層走向急劇變化使平巷彎曲表明褶曲(背斜或向斜)存

構造簡單岩層標志比較明顯區根據褶曲核部兩翼岩層層序

2.褶曲觀測

(1)巷道能看全貌褶曲應系統觀測褶曲軸位置、向、產狀型褶曲條巷道能觀測全貌應准確鑒定觀測點處煤層岩層層位及其頂底面順序岩層產狀、煤厚變化及與其伴級構造等所觀測資料投繪平面圖剖面圖圖綜合析確定褶曲軸位置延展向

(2)觀測描述褶曲兩翼岩層產狀褶曲寬度幅度褶曲延展變化及向深部延伸趨勢

3.褶曲探測

(三)褶曲處理

通褶曲判斷、觀測、探測已基本查明位置、向及產狀變化基礎褶曲採取措施進行處理

1.型褶曲

(1)褶曲軸線作井田邊界些型向斜由於軸部埋藏較深采困難作井田邊界其兩翼別由兩或幾井田采些型寬緩背斜兩翼煤層距離較遠井難形統產系統褶曲軸界兩翼別兩井田采

(2)型褶曲井田拓部署處理所型褶曲軸都必須作井田邊界井田內型褶曲存若井田內型背斜構造拓系統總風道布置背斜軸附近兩翼煤層均利用些位於向斜構造礦井運輸巷道布置向斜軸部附近用條運輸巷解決向斜兩翼運輸問題

2.型褶曲

(1)褶曲軸線作采區布置采區山或山闊平緩褶曲向斜軸作采區向兩翼布置采工作面采區走向達1000m

(2)褶曲軸作采區邊界較緊閉褶曲軸部級構造往往發育褶曲軸作采區邊界

(3)工作面直接推褶曲軸褶曲較寬緩規模太布置單翼采區工作面直接推褶曲軸部

3.型褶曲

(1)采面重切眼產型褶曲發育區見煤層突增厚或變薄甚至采使工作面通需要重新掘切眼進行產

(2)采面運輸巷改造取直煤礦要求運輸巷60m內能彎曲彎曲使用由於褶曲存使煤層平巷彎彎曲曲滿足產要求巷道需要改造取直

二、斷裂構造煤礦產影響與研究

()節理(裂隙)煤礦產影響及處理

1.影響鑽眼爆破效

2.影響采效率

3. 影響頂板控制

4.影響工作面布置

5.其面影響

(二)斷層煤礦產影響

斷層破壞煤層連續性完整性煤礦產造影響斷層規模同產影響程度同目前斷層規模等級劃標准尚統根據煤礦工作實踐建議採用列劃標准:落差於50m特型斷層落差50~20m型斷層落差20~5m型斷層落差於5m型斷層

斷層煤礦產影響主要表現七面:

1.影響井田劃

2.影響井田拓式

3.影響采區工作面布置

4.影響安全產

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)煤礦產斷層研究

1.斷層判斷

斷層現孤立斷層附近煤、岩層伴些與情況同質現象些現象預示者前能斷層存應作斷層准備工作斷層現前能遇徵兆主要幾種現象:

(1)煤層、岩層產狀發顯著變化能斷層存

(2)煤層厚度發變化煤層頂底板現平行現象能斷層存

(3)掘進巷道經現明顯褶曲(灤唐山煤礦)或煤層發強烈揉皺滑面增或變鱗片狀碎煤(淄博龍泉礦)等現象能斷層存

(4)煤層頂、底板裂隙顯著增加並定規律性能斷層存

(5)斷層附近伴系列斷層些斷層判斷斷層重要標志

(6)高瓦斯礦井巷道瓦斯涌量明顯變化段能斷層存焦作礦務局焦西礦掘進巷道遇斷層前瓦期涌量駝峰現象

(7)充水性強礦井巷道接近斷層現滴水、淋水至涌水現象能斷層存

實際工作應根據述各種徵兆再結合礦井具體質條件已採掘段斷層資料進行綜合析使判斷更符合實際

2. 斷層觀測

(1)確定斷層位置

(2)觀察斷層面特徵

(3)觀察斷層伴派構造

(4)確定斷層性質及斷層力性質

(5)測量斷層面產狀

(6)確定斷層落差

3.斷層探測(斷失煤層尋找)

煤礦判斷斷層性質確定斷距主要五種:

(1)層位比

(2)伴派構造判斷

(3)規律類推

(4)作圖析

(5)產勘探

(四) 斷層處理

1.拓設計階段斷層處理

(1)井田邊界采區邊界確定凡井田內遇落差於50m特型斷層,應該型斷層作井田邊界

(2)井筒位置選擇般立井井筒要布置傾角較斷層盤距斷層30~50m外位置

(3)運輸巷布置運輸巷需布置較堅硬岩層且盡量少改變向斷層錯處斷層、盤煤岩層位移較甚至與另盤含水層相遇必須考慮巷道改道問題

(4)采區內塊段劃斷層切割破壞區要綜合考慮斷層位置、落差、切割塊段形態及已產系統等素劃采塊段要盡能較斷層留各塊段間煤柱

(5)井田拓式確定選擇井田拓式要考慮各種質素影響其斷層占重要位

2.巷道掘進階段斷層處理

(1)平巷斷層平巷斷層穿煤層頂板(或底板)順斷層面掘進兩種式

(2)傾斜巷道斷層山、山等傾斜巷道遇斷層根據產要求採取種形式通斷層

斷層落差較根據斷失盤升降盤別採用挑頂、挖底或挑頂挖底相結合式通斷層

3.采階段斷層處理

(1)採用強行通

(2)採用重切眼斷層落差於煤厚於傾向斷層或斜交斷層採用重切眼即提前斷層另盤重新掘切眼待工作面推進斷層處停止采工作面搬家新切眼內繼續采

(3)採用劃工作面斷層落差於煤厚於走向斷層斷層兩側補掘間平巷原采面劃兩采面別采於落差端、端斜交斷層採用合採與采相結合斷層、盤煤層結合起采

第三節 岩漿侵入煤層

、岩漿侵入煤層觀測與研究

()岩漿侵入體般特徵

1.岩漿侵入體產狀

產礦井發現岩漿侵入體主要兩種產狀:

(1)岩牆

(2)岩床

2.岩漿侵入體岩性

(二)岩漿侵入體觀測

井切揭露岩漿侵入體點都應進行詳細觀測素描觀測內容四面:

1.岩漿侵入體顏色、礦物、結構、構造特徵及名稱

2.岩漿侵入體產狀、延展范圍

3.岩漿侵入體與斷裂構造關系

4.煤層破壞情況包括岩漿侵入體與煤層接觸關系、焦寬度、煤層變質程度等

(三)岩漿侵入體探測

(四)岩漿侵入體資料綜合研究

二、岩漿侵入體煤礦產影響

()岩漿侵入體煤質影響

(二)岩漿侵入體煤礦產影響

三、岩漿侵入煤層處理

第四節 岩溶陷落柱

岩溶陷落柱指煤層伏碳酸鹽岩等溶岩層經水溶蝕形岩溶洞穴覆岩層重力作用產塌陷形筒狀或似錐狀柱體簡稱陷落柱俗稱矸窩或炭柱

陷落柱我華北石炭二迭紀聚煤區普遍布其山西、河北發育

、陷落柱

()岩溶發育質條件

(二)溶洞塌陷機理

二、陷落柱特徵

()陷落柱形態特徵

(二)陷落柱表露特徵

(三)陷落柱井特徵

(四)陷落柱布特徵

三、陷落柱觀測與研究

四、陷落柱煤礦產影響及處理

第五節 影響煤礦產其質素

、礦井瓦斯

二、煤層頂底板

三、礦井熱危害

四、礦山壓力

五、煤層自燃與煤塵

『叄』 影響煤礦開採的主要地質因素

  1. 煤層厚度變化

  2. 地質構造

  3. 煤層頂底板條件

  4. 岩漿侵入煤層

  5. 礦井水

  6. 喀斯特陷落

  7. 礦井瓦斯

  8. 地壓

  9. 地熱.1.2 危害情況

    采空區地面塌陷主要是由於地下煤礦體開采,造成大范圍采空,導致地面塌陷及變形,危害對象主要為耕地、農作物及民房,危害嚴重地段造成部分農田因地面沉陷而積水成潭或成沼澤地,農作物被毀壞或整塊田地無法耕作而丟荒。至1999年礦山停產,地面沉陷累計影響面積約133 340 m2。目前姑占嶺煤礦礦區需處理復墾的農田塌陷面積約68 000 m2。煤礦塌陷不僅破壞了土地、植被資源,而且對周圍群眾的生產生活帶來嚴重的影響。
    1.1.3 成因及發展趨勢
    姑占嶺煤礦由於各礦段含煤地質條件、開采技術工藝、開采規模、開采年代與開采深度的差異,形成面積大小不等的采空區,煤礦采空區地面塌陷是由於煤層采出後,開采區域周圍岩體的原始地應力平衡遭到破壞,隨著開采工程活動進行,采空區上方岩層在重力作用下發生彎曲、離層以致冒落而形成。姑占嶺煤礦采空地面塌陷多為緩變型,平面形態一般呈圓形、橢圓形盆狀。其發生發展過程及地表形態特徵主要取決於煤層埋藏深度、開采厚度、頂板岩性、工程地質特徵等。姑占嶺煤礦採煤歷史長、強度大,伴隨著采空范圍的不斷擴大,采空地面塌陷不斷發生(主要發生在礦山開采過程和開采後一段時間)。1999年底停產後,地下水位開始恢復,采空區塌陷積水成塘。由於礦山已停采十多年,現塌陷已相對穩定,近期未見繼續發展趨勢。

    1.2 排土場邊坡失穩
    煤炭開采中矸石固體廢棄物堆放於石鼓磚廠一帶,分布長160 m,寬70 m,體積161 146 m3,形成周邊長約460 m的邊坡,高約10 m,坡度60~70°,結構鬆散。由於排土場未作有效的防護處理,每年汛期一到都會出現滑坡、崩塌等現象,堵塞鄉村道路,加劇水土流失,並破壞地形地貌景觀而引起生態環境惡化。目前邊坡失穩災害穩定性較好,潛在危害小,危險性小。

    1.3 排土場水土流失
    煤礦石固體廢棄物堆土佔地面積約16 292 m2,土質疏鬆而未經壓實,植被稀少,坡頂和坡面在雨水沖刷作用下,易產生水土流失。水土流失主要造成排土場坡頂和邊坡面受破壞,堵塞排水溝、沖淤農田,破壞生態環境,影響自然景觀等。

    1.4 環境水污染
    煤炭開采中有矸石固體廢棄物堆放於礦區周圍公路及水塘邊,由於未及時處理,煤矸石遭受長期降雨淋濾時,其中有毒、有害組分遷移到附近的水體中,造成地表水體污染。礦渣污水流入附近魚塘、農田會造成魚塘、農田污染,使魚塘和農田減產;由於地表水受污染,滲入地下也會造成地下水受污染。此外,礦渣污染也會造成生態環境惡化。

    1.5 固體廢棄物佔用破壞土地
    由於煤礦開采中礦石固體廢棄物不合理堆放,佔用了大量肥沃農田、林地、居民地和工礦用地等土地資源,並破壞地形地貌和生態環境。同時廢棄廠房也壓占土地,破壞植被,使區內本來不多的土地資源變得更加緊缺。目前,姑占嶺煤礦渣石堆佔用土地約13 334 m2,廢棄物總積存量達5萬t。大量堆放的廢礦渣不僅對土地資源和地貌景觀造成破壞,而且給重力地質災害及其它災害的發生留下隱患。

    1.6 煤礦渣污染大氣環境
    煤礦渣露天堆放對大氣環境的影響主要有兩方面:一是煤矸石風化揚塵增加了大氣中的總懸浮物粒;二是矸石堆燃燒釋放出大量有害氣體。處於自然乾燥狀態下的煤矸石堆,在長期的風化作用下,矸石表面易形成大量細小顆粒,在一定的風速下,這些細小顆粒可通過風的作用進入大氣中,增加了大氣中的總懸浮物微粒濃度。此外,矸石燃燒造成矸石堆表面溫度升高,並釋放出大量的SO2、CO2、CO、H2S等有害氣體,造成附近居民患上呼吸道疾病;當大氣中的硫化物達到一定濃度時,形成酸雨危害。

『肆』 煤礦生產引起的環境地質問題有哪些

採煤生產能直接造成下述環境問題:
1:地面塌陷
2:瓦斯氣體的排放,污染大氣,加劇溫室效應。
3:地下水系遭到破壞。

『伍』 煤礦生產過程中,常見的地質問題有

1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。 礦井在建設和內生產過程中,地容面水和地下水通過裂隙、斷層、塌陷區等各種通道湧入礦井,當礦井涌水超過正常排水能力時,就造成礦井水災,通常也稱為透水。專業的說法是「突水」,英文為water gushing-out,應該是由於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。
2冒頂:地下開采中,上部礦岩層自然塌落的現象。是由於開采後,原先平衡的礦山壓力遭到破壞而造成的。採煤工作中有時有計劃地放落上部煤層,也稱為「冒頂」.
3片幫:片幫,指礦井作業面、巷道側壁在礦山壓力作用下變形,破壞而脫落的現象。
4底鼓:由於礦山壓力作用或水的影響,底板發生隆起的現象。
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災害。

『陸』 影響淮南煤礦生產的主要地質因素

屬地、屬人管轄原則,屬地優先。若在淮南礦業集團所屬煤礦工業廣場工作區或宿舍區內是屬地,若是礦區職工打本礦區職工是屬人,應在淮舜分局管轄之內。其它就歸打人事發地的轄區地方公安分局或派出所。

『柒』 煤礦生產過程中,常見的地質問題有哪些

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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

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