褶曲的工程地质评价
A. 工程地质论文(5000 字以上)
第一部分 矿井概括
1 矿区自然地质环境
1.1地理位置及交通情况
晒口煤矿位于福建省邵武市城东的晒口街道办境内。矿区位于邵武市城区方位121度、直距8.5公里,即晒溪桥—新铺一带。地理坐标:东经117°33′~117°36′、北纬27°16′~27°19′。闽江三大支流之一的富屯溪,316国道和鹰厦铁路东西中横贯矿区,矿区与周边主要城市的铁路里程分别为:南平154公里、福州320公里、厦门535公里、鹰潭159公里。矿区往南部36公里与京福高速公路相接,交通十分便利(详见交通位置图)。
交通位置图
1.2、地形地貌
矿区地貌系属起伏不平的中至低山区,主要山脉走向呈北北东—南南西、一般海拔标高为200~350m,最高点云屏山,海拔标高为636.3m;矿区最低侵蚀基准面富屯溪河床,其海拔标高约178m。
区内由于不同时代的岩性差异,风化侵蚀后呈不同的自然地貌景观,中—下侏罗统漳平组及梨山组的砂、砾岩层分布区、基岩裸露,山脊狭窄陡峻,多为单面山,沟谷发育陡直;晚三叠统焦坑组的粉砂岩和前震旦纪的变质岩群及花岗岩等分布区,则为低缓的山丘。
区内第四系冲积平地较少,主要分布于富屯溪和晒溪两岸。
1.3 水系
区内地表水流颇为发育,主要水系有富屯溪、晒溪及6条常年性山间小溪。
富屯溪为矿区的主要水体,自西北向东南横贯矿区中部,为焦坑井田和晒口井田地表天然的分界线,河床宽50~150m。根据邵武水文站历年(1963至1972;1976至1980;1990至1996)资料表明:年平均流量108.1m3/s,最大流量6400m3/s(1967年6月22日),最小流量6.3m3/s(1979年10月)。洪水期一般出现在4~6月份,最大洪水发生在1998年6月22日(流量未测得),矿区东部新铺村一带,洪水位标高196.4m;矿区西部的晒口村一带,洪水位标高189.8m,与晒口大桥桥面相差0.7m。
晒溪为富屯溪的一级支流,发源于罗峰山,自北向南流经下沙新村、洒溪桥,于晒口村西注入富屯溪,年平均流量28m3/s,最大流量190.61m3/s(1967年6月22日),最小流量2.153m3/s(1961年1月15日),洪水期一般与富屯溪同时出现。1998年6月22日,出现最高洪水位(流量未测得),标高为188.3m。枯水季节最低水位标高为179.5m。
新铺溪流量为0.1~0.05m3/s,其它6条常年性小溪流量约为0.02~10L/s。
1.4气象及地震情况
矿区气象属亚热带潮湿性气候,据邵武气象站历年来(1963年至2005年)气象观测资料阐明如下:
气温:平均温度17.9℃,一般于7、8、9月份气温较高;最高温度可达40.4℃(分别出现在1971年7月31日、2003年7月16日及31日);而于12、1、2月份气温较低,最低温度可降到-8.5℃,一般甚少下雪。
降水量:历年平均年降水量1832.5mm,最大可达2455.9mm。降水一般多集中在4、5、6月份,占全年总降雨量约40-50%;但在个别年份雨季提前于3月开始或推迟到7月止。日最大降雨量187.7mm(出现在1970年6月26日),连续降雨最长可达25天(1966年)。
蒸发量:年平均总蒸发量1101.4 mm;一般在7月份或8月份为最大,占全年总蒸发量约30~40%,最大月蒸发量达249.4mm。
潮湿度:1964年~2005年潮湿系数在1.05~1.65间,平均为1.31。 历年绝对湿度平均值18.1毫巴,以6~8月最高;月平均值达27.9毫巴以上;最大可达30.4毫巴,最小达6.6毫巴,年平均相对湿度为81%。
风向及风速:在9月份至次年12月,晴天早晨多雾,一般须到十点左右方可消散,风向多为西北,历年平均风速0.7m/s,6~8月份东风和南风较多。
根据《中国地震参数区划图》(GB18306―2001),本区抗震设防烈度为6度,地震动峰值加速度为0.05g。
2 地质特征
2.1地层
矿区在大地构造中的位置属于南华后加里东准地台华夏台隆遂(昌)建(瓯)台拱的南部,在区域地质构造中的笔架山—香林铺中生代复式向斜内的虎庵山—同青桥背斜的东南翼,呈一大致向东倾伏缓波状的单斜,延深至东部被F1逆断层切割,断层上盘的前震旦系地层出露于地表。矿区出露地层有:前震旦纪变质岩群、上三迭统焦坑组、下侏罗统梨山组,中侏罗统漳平组和第四系。焦坑组为煤系地层。
⑴前震旦纪变质岩群AnZ
主要出露于矿区的西部、东部及北部,为上三迭统焦坑组煤系地层沉积的基底,岩性主要为千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩等组成。
⑵上三迭统焦坑组T3j
主要出露于矿区的西部,而东部及北部仅零星出露,属含煤地层,以第一标志层底部为界,分上、下段。地层厚度由南向北(沿走向)逐渐增大,自0~372米;自西向东(沿倾向)逐渐变薄自218~60米。
焦坑组下段为主要含煤段,岩性复杂,岩相变化频繁,厚度变化较大,中下部以厚层状砂砾岩为主,上部为粉砂岩及较稳定的中厚煤层(DE煤层)。
焦坑组上段以湖泊相的粉砂岩为主,分布较普遍,岩性变化不甚明显,为良好的隔水层。
⑶下侏罗统梨山组
本组地层分布较普遍,为煤系地层的盖层。岩性变化不大,以河床相的长石、石英砂岩为主,间夹石英质砾岩和粉砂岩,为矿区的主要含水层。
表1-2-1 各地层关系表
系 统 组 段 层厚m 岩性特征 接触关系
第四系(Q) 0~56 为坡积黄土层,内含滚石、洪积亚粘土,河床冲积砾石层及河漫滩砂土层 角度不整合
侏罗系 中统 漳平组 上段 240 砾石成份复杂的砾岩或砂砾岩 假整合
下段 角度不整合
下统 梨山组 上段 240 河床相的长石石英砂岩为主,间夹石英质砾岩和粉砂岩 假整合
下段 240
三迭系 上统 焦坑组 上段 288 湖泊相粉砂岩为主,夹细---中粒砂岩和少量透镜状含砾砂岩 角度不整合
下段 82 中下部以厚层状砂砾岩为主,夹有透镜状砂岩、粉砂岩,并夹凝灰质砂岩,火山角砾岩与凝灰质泥岩。上部为粉砂岩及较稳定的中厚煤层(DE煤层)
前震旦纪变质岩群 不详 千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩
⑷中侏罗统漳平组
主要分布在矿区的东部和北部,为砾石成份复杂的砾岩或砂砾岩,分为上下两段。
⑸第四系(厚度0~56米,一般厚度12米)
为坡积黄土层,内含滚石、洪积亚粘土,常为耕作区,河床冲积砾石层及河漫滩砂土层等。
2.2、构造
矿区构造的复杂程度中等,为一向东倾伏缓波状的单斜构造,倾角为20~30度,以断层构造为主,褶曲构造也十分发育。矿区内较大的断层均在矿区边缘;井内落差0.5~10米的北东向及南东向中、小断层密布,并往往与褶曲共生,断褶并存导致矿区内倾向及走向地层起伏变化。
⑴断层
矿区内较大的断层大致有17条,按其性质和延伸展布方向,大致可分为二组:一组,近于南北及北东向的逆断层为主,如F1、F4、F6、F8(北端)及F9;正断层有F2、F16及F20。另一组,近于东西向的正断层为主,如F3、F5、F14及F21,逆断层有F8(西端)及F10。上述断层主要分布在矿区的西部、东部及北部的边缘,而矿区内比较稀少。各主要断层分述如下:
F1逆断层:位于矿区的东部边缘,全长约6000米以上,倾向约80°~90°,倾角40°~50°,斜断距大于1000米,为矿井的东部边界。
F4逆断层:位于焦坑井田东南部,全长约1850米,倾向110°~ 140°,倾角40°~50°,斜断距小于40米。
F16正断层:位于晒口井田中部,全长约1400米,倾角72°,斜断距约50米。
F20正断层:位于焦坑及晒口井田中部,全长约350米,向南北两端即消失。倾向110°,倾角80°,斜断距较小而往深部消失。故对煤层没影响。
F10平推逆断层(外围原F13):位于矿区北部边缘,为矿井北部边界,全长约5000米以上,断导走向近东南,倾向往北,地表倾角偏陡约60°~ 70°,斜断距不详。
但据矿井巷道揭露,井下小断层甚为发育。晒口井田常见岩、煤层挤压褶曲,且伴随着小断层产生。焦坑井田常见倾向及斜交小断层。
⑵褶曲
矿区为一往东倾伏的单斜构造,沿走向、倾向呈现次一级褶皱。煤系地层产状变化不大,一般倾向70°~120°,浅部的倾角20°~30°,向深部变缓为10°~25°。主要次级褶曲分述如下:
轴向北东褶曲:发育于焦坑组下段角砾岩中,分布在1至6勘探线的西部,两翼宽约150米,幅度20~25米。
轴向近东西:分布矿区西部,宽为70~80米,两翼倾角10°~ 25°向东倾伏,延伸约100米。
据矿井巷道揭露,煤层沿走向出现向、背斜相间褶曲形态,往深处幅度相对减少,轴向为西偏北,向东倾伏。更次级的小型褶曲一般轴向延深数十米左右,幅度几十公分至十余米,往往与小断层相伴生,两者在成因上具有关联。但这些构造不破坏煤层的连续性。
⑶岩浆岩
矿区岩浆岩分布广泛,岩种繁多,侵入时代主要有早至中三叠世的印支期,晚三叠世至侏罗纪的燕山早期。主要分布在矿区的西部和南部的边缘,次为东部的F1断层上盘地层之中。前印支期中、酸性岩中主要有白云母花岗岩及石英闪长岩侵入于变质岩中,共同构成煤系地层的基底。燕山期中酸性岩浆岩侵入岩及喷出岩,主要有安山凝灰岩(成煤之前)、石英斑岩、安山斑岩、火山角砾岩及少量辉绿岩等,尤以石英斑岩及安山斑岩对煤层影响较大,呈小型岩墙及岩脉岩沿断层或褶曲走向侵入,造成煤层变薄,尖灭,给开采带来极大的困难。
总之,矿井构造类别属中等复杂型。
2.3煤层及煤质
2.3.1煤层
矿井主要可采煤层为焦坑组下段的DE煤层,属较稳定的简单~较复杂类型可采煤层。顶板岩性为黑色的砂质泥岩,含植物化石碎片,可见黄铁矿条带或结核,局部为粗砂岩,个别直接顶夹0.2~0.8m的炭质泥岩伪顶。底板为灰黑色角砾岩或砂砾岩,常相变为含砾砂岩。主要可采煤层特征见表1-2-2:
主要煤层特征表
表1-2-2
煤层
编号 煤层厚度(m)
最小—最大
平均(点数)
结
构 稳
定
性 顶板岩性特征 底板岩性特征
DE 焦坑
井田 0.20—14.0
2.78
简单
至
较复杂 不
稳
定 煤层顶板为细粉砂岩,局部为粗粉砂岩、细砂岩,少数地段夹0.2~0.8m厚的炭质泥岩伪顶。一般顶板节理裂隙不发育。
煤层直接顶板厚度变化较大,一般由东向西变薄,而个别点至尖灭。 底板主要为角砾岩或砂砾岩,也有见深灰色的细砂岩或粗粉砂岩,岩石一般坚硬而碎,不易产生形变且煤层底板一般含承压水较微弱,具有岩质疏松等特点。
晒口
井田 0.17—13.8
2.22
2.3.2煤质:
以亮~半亮型的粉~粉块~块状煤为主,煤质化验结果见表1-2-3。
煤质化验结果一览表
表1-2-3
煤层
编号 工业分析 全硫
Sd,t
(%) 磷
Pb
(%) 容重
ARD 发热量
Qv,d
(MJ/kg)
Mad
(%) Ad
(%) Vdaf
(%)
DE 4.17 23.34 4.63 1.936 0.029 1.67 25.16
由上表结果表明:DE煤层为中灰、中硫、低磷、中高发热量的无烟煤。可作为动力、化肥、发电、水泥用煤、民用生活煤等。
2.4 矿井开采技术条件
2.4.1岩石工程地质特征
煤层顶板常见灰黑色,薄至中厚层状的细粉砂岩,局部为粗粉砂岩或细砂岩,但个别地方煤层与直接顶间夹一层0.2~0.8米厚的炭质泥岩伪顶,往往在炮采时与煤层一起采出,而影响煤质。底板主要为灰黑色角砾岩或砂砾岩,岩相变为含砾砂岩,也有见深灰色的细砂岩或粗粉砂岩,质硬,不易产生变形且煤层下伏地层(底板)一般含承压水较微弱,对煤层开采影响不大。但由于矿区内构造较发育,局部地段受断层、褶曲和岩浆岩脉的影响,岩石节理裂隙发育,岩石较破碎,局部岩体质量较差,同时局部地段存在较弱夹层,建议在这些地段开拓过程中,应加强维护,防止冒顶事故的发生。
2.4.2 瓦斯、煤尘和煤的自燃
根据历年瓦斯鉴定确认该矿为低瓦斯矿井。
焦坑井田瓦斯含量为0.1%-1.0%,瓦斯主要成份是:CH4约0.86%,CO2约0.5%,晒口井田瓦斯含量为0.2%-1.0%,瓦斯主要成份是:CH4约2.5%,CO2约0.95%。
但随着开采深度的增加,在独头上山或独头长巷、通风不良处易造成CO、CH4等有害气体聚集,在今后矿井生产过程中应加强矿井通风管理,经常进行瓦斯监测,做好生产过程中防尘、防爆、防自燃工作,以防意外事故发生。
矿区的无烟煤的挥发分为3%左右,无煤尘爆炸危险,建矿至今从未发生过粉尘爆炸事故。
煤矿无烟煤燃点较高,不易发生自燃,但在矿井井田局部块段的顶层煤,由于顶层煤中含硫量突然变高,在此煤层开采揭露后硫化物迅速氧化放热,若通风不良,散热不及导致煤层氧化放热聚集,最终发生煤层自燃。
晒口煤矿煤层自燃现象仅局部块段会发生,采用跟底进尺,后退回采的开采方法,采用工作面煤壁洒水等措施可以防止煤层自燃现象的发生。
2.4.3水文地质
山区地形,地表排泄条件好。
地表水系发达,主要水源是河流及降雨。
降水丰富、集中在4-7月,年平均降雨1200-1300mm/年,降水量1700-1800mm,是矿坑充水的主要来源。
岩性单一,以碎屑岩为主,含水性质单一,均为基岩裂隙水,由于含水层受构造裂隙控制,具有穿层性和和相互分隔的特点,各个含水带之间联通性差。
晒口煤矿大部分煤层位于河流侵蚀面以下,虽然富屯溪、洒溪流经矿区,因留设了有效的保护煤岩柱,河水下渗微弱,对矿区充水影响不大。矿井的主要充水方式有三种基本类型:
Ⅰ类:大气降水、地表水、潜水 → 矿区浅部采动裂隙及构造裂隙 →采空区新生含水层 → 采掘工作面涌出。
Ⅱ类:大气降水、地表水、潜水 → 承压含水层 → 构造裂隙 → 采掘工作面涌出。
Ⅲ类:承压含水层 → 覆岩冒落带、裂隙带两带 → 采掘工作面涌出。
井田的水文地质条件属基岩裂隙类简单型。
根据福煤(邵武)煤业有限公司晒口煤矿提供的矿井涌水量数据,-200m~-600m水平平均涌水量303.2m3/h,最大涌水量431.2m3/h,其中,-200m~-400m水平平均涌水量264.7m3/h,最大涌水量378.1m3/h。
2.4.4地温
根据福建省煤炭工业(集团)有限责任公司于2006年5月18日提交的《福建省邵武市邵武煤矿资源/储量核实报告(焦坑及晒口井田)》和矿方提供的技术资料,晒口煤矿平均地温梯度G=2.41℃/100m,介于1.6℃/100m和3℃/100m,属于中常温类矿井。根据地质报告,预计在矿井-400~-600水平,地温将达到27℃~30℃。
2.5矿区开采情况
晒口煤矿范围原为邵武煤矿开采,其煤炭开采历史悠久,早自清朝光绪二十三年至民国元年,由盐商陈远复主办开采;民国元年至三十六年,由义记公司开采,主要采焦坑井田浅部(即云坪寺之北至焦坑村北东一带)露头煤,均为私人小煤窑土法开采。
1958年—1963年,开始有计划地进行建井开采工作,但仍以小煤窑开采为主。重点开采焦坑井田的浅部煤层,日产约500吨,几年总产量约48.25万吨。
1960年起由省燃料局正式接收为省属企业,正式命名为邵武煤矿,并于1959年开始由省燃料局设计院对矿井进行总体规划设计,设计矿井服务年限为45年。焦坑井田一号井主平峒1959年6月动工兴建,1964年6月投产,以平硐—暗斜井方式开拓,设计生产能力为21万吨/年。晒口井田二号井于1960年开始兴建,1961年1月正式投产,以片盘斜井方式开拓,设计生产能力为15万吨/年。
随着开采水平的延深,原有的生产系统满足不了矿井生产能力需要,为实现焦坑—晒口井田联合集中生产,扩大矿井生产能力,1972年由省煤炭工业设计院对矿井进行技改扩建设计,1973年4月至1974年5月新建一对箕斗斜井至-40水平,将一、二号井-40水平运输大巷贯通,构成统一的运输提升系统,箕斗主斜井负责提煤,副井负责供电、排水,技改扩建后矿井生产能力增至45万吨/年。
为了开采-200和-400水平煤炭资源,从1981年开始由省煤炭工业设计院对第三、四水平开拓延伸进行设计,在二号井副井旁新掘一条908m长的新副井至-200水平,箕斗主斜井往下延伸至-200水平,形成-200水平生产系统。该系统于1993年建成投入使用。
随着资源逐渐枯竭,1995年重新核定矿井生产能力为21万吨/年。
第二部分
1. 矿井自然环境和地质概括
矿区地貌系属起伏不平的中至低山区,主要山脉走向呈北北东—南南西、一般海拔标高为200—350米,最高点云屏山,海拔标高为636.3米;而长年性地表水流发育的富屯溪,则为本矿区最低侵蚀基准面,其海拔标高约178米。本地表水系主要为富屯溪,最大流量为6500m3/s,最小流量为6.3m3/s,平均流量为107.1m3/s,洪水期水位最高标高达+189.6m,枯水期河流最低标高+170m,流量随季节性变化。其次为晒溪,河床最低标高+179.5m,最高洪水位+188.3米,洪水期最大流量为190.61m3/s,最小流量为2.153m3/s,流量随季节性变化。
本区属亚热带潮湿性气候,据邵武市气象局资料,每年4~6月为雨季,11月至次年1月为旱季,历年平均降水量为1762.5mm,气候温和,雨水充沛。
2.地层含水性
矿区出露地层有前震旦纪变质岩群、上三迭统焦坑组、下侏罗统梨山组,中侏罗统漳平组和第四系。现对各地层的富水性简述如下:
⑴、前震旦系变质岩群
主要出露于矿区的西部、东部及北部,为上三迭焦坑组煤系地层沉积的老基底,岩性主要为千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩等组成。
⑵、三叠系上统焦坑组
主要出露于矿区的西部,而东部及北部仅零星出露,属含煤地层,系山麓堆积相---冲积相的角砾岩、砂砾岩及砂岩,湖泊相的粉砂岩、细砂岩或透镜状砂岩、砾岩和煤层等。地层厚度由南向北(沿走向)逐渐增大,自0---372米;自西向东(沿倾向)逐渐变薄自218---60米。焦坑组上段风化带为弱含水层,单位涌水量0.0156L/m.s、渗透系数为0.071m/d。焦坑组上段以湖泊相的粉砂岩为主,夹细---中粒砂岩和少量透镜状含砾砂岩等组成,中厚层状、层理发育,含植物化石碎片偶见少量瓣鳃类动物化石,本地层分布较普遍,岩性变化不甚明显,为良好的隔水层。
⑶、侏罗系下统梨山组
本组地层分布较普遍,系为煤系地层的盖层。岩性一般纵横变化不大,以河床相的长石、石英砂岩为主,间夹石英质砾岩和粉砂岩,为矿区的主要含水层。由于基岩裂隙发育不均一,该含水层可分为相互分隔的三个含水带,其中中带即第二含水带中等含水、单位涌水量0.117~054L/m.s、渗透系数为0.138~0.748m/d,其他两个带均为弱含水带。
⑷、第四系残坡积层和冲洪积层
为坡积黄土层,内含滚石、洪积亚粘土,常为耕作区,河床冲积砾岩石层及河漫滩砂土层等。主要分布于富屯溪,晒溪两岸及矿区西部山脚一带,河岸以冲积层砂、砾石为主,山脚一带以坡积含砂土为主,渗透系数0.2~0.9m/d。
3.构造含水性和导水性
晒口煤矿主要构造以断层为主,分别为近于南北及北东向的逆断层为主以及近于东西向的正断层为主。大断层都在矿区边缘,井内落差0.5~10米的北东向及南东向中小断层密布,断层导水性弱或基本不导水。
4矿井充水条件
充水水源分析
⑴大气降水
大气降水是矿区的主要补给水源,它通过地表潜水层及采空区塌陷裂隙补给深部裂隙承压含水层中,成为矿坑的直接补给来源。
⑵裂隙含水岩层水
主要赋存于三叠系上统焦坑组(T3j)砂岩、砂砾岩、含砾砂岩的裂隙中。含水层呈透镜体分布,浅部富水性中等~弱;深部富水性弱~极弱。主要表现为顶板的滴水和渗水,通过调查分析煤层底板的涌水量极小,底板突水的可能性极小。
充水通道分析
矿井充水的水源主要是大气降水,其次是地表水和潜水。主要充水通道是煤层采动时上覆岩层被破坏造成“两带”沟通引起的山体基岩和表土裂隙,塌陷区域,以及采动使断褶构造活化而形成的断褶导水带。
5矿井涌水量、水害预测及其评估
-40m水平涌水量由一采区、二采区、三采区涌水量构成,-200m水平涌水量由五采区、六采区、七采区涌水量构成。矿井排水主要是通过-200m水平中央水泵抽水至-40m水平中央水泵,再由-40中央泵房经箕斗井两趟管路排至地面后流入富屯溪。-200m~-600m水平平均涌水量303.2m3/h,最大涌水量431.2m3/h,其中,-200m~-400m水平平均涌水量264.7m3/h,最大涌水量378.1m3/h。
通过矿区水文地质特征及充水分析,矿井主要充水因素为大气降水、地表水、线状断层带、基岩裂隙水。通过开展矿区水患现状调查,分析矿井水害现状,矿井目前无大的水害威胁。通过对矿井实际涌水量观测,矿井目前实际观测的最大涌水量为880m3/h,平均涌水量为580m3/h。
近些年本矿开采老空区已封闭,留有排水口,存在小部分积水基本能通过排水口排出,对下部的开采影响较小。晒口煤矿目前的排水能力满足生产要求,但仍要做好季节防治水工作。
6.矿井防水害措施
矿井主要充水因素为大气降水、含水岩层和采空区积水。矿井地表水体为沟谷水,含水岩层富水性弱,断层导水性弱,地表水和地下水对开采影响不大,但为了做到预防为主,确保矿井正常生产,对于强降雨后,对采空区的补给,在矿井生产过程中必须做好以下防治水措施:
1、煤矿企业必须在雨季来临前,派专门人员对防治水工作进行全面检查。
2、矿井生产时,应做好水文地质调查工作,在矿井范围内进行水患分析预报;加强职工防治水知识教育,特别是透水预兆、应急措施知识的普及教育;坚持“有疑先停、有疑必探、先探后采(掘)”的原则,配备探放水设备。
3、各矿井在开采下山水平时,要对各矿井主平硐及以上水平的矿井水采取“堵、截、引”等措施排出地面,留设足够隔水煤柱,严防上水平的通过钻孔裂隙带直接馈入下水平,造成额外排水负担。
4、在各个生产水平开采过程中,必须留设足够的隔水煤柱、采空区煤柱、护巷煤柱、断层隔离煤(岩)柱、矿井边界煤柱等保安煤柱,确保矿井安全生产。
5、矿井在开采过程中必须做好水文观测工作,应根据实际涌水量情况,及时扩大水仓容量和更换相应型号、功率的水泵。同时做好水泵及其供电线路维护工作,保持井下排水设备完好和正常运转,确保有足够的排水能力。
6、断层为弱导水或局部弱导水,对矿井充水一般无威胁。但矿区中褶皱构造发育,一般在背斜轴部由于张性裂隙的发育,会形成较大面积的含水层,且含水量较大。对此断裂带、构造带应加强矿山地质及水文地质工作,密切注意井巷围岩、断层破碎带、掘进面等涌水特征,发现顶板淋水加大,顶板来压等透水预兆时,应立即停止作业,采取防范措施。
B. 褶曲和断层造成的地质重复有何不同
看图,正断层造成的地层重复是ABCABC,地层产状一般相同。
而褶皱是ABCBA,重复地层产状一般相反。
C. [工程地质]按轴面的产状褶曲分哪几类各有何特点
褶曲按轴面产状的分类及特点:
1、直立褶曲:两翼岩层倾向相反,倾角回大致相等,答轴面直立;
2、倾斜褶曲:两翼岩层倾向相反,倾角明显不等,轴面倾斜;
3、倒转褶曲:两翼岩层倾向相同,一翼岩层层序正常,另一翼岩层发生倒转
;
4、平卧褶曲
:两翼岩层产状近于水平,一翼岩层层序正常,另一翼岩层发生倒转(该翼老岩层覆盖于新岩层之上)。
褶曲依据枢纽的产状,将褶曲分为以下两类:
1、水平褶曲:
枢纽近于水平,两翼岩层的走向基本平行;
2、倾伏褶曲:
枢纽倾斜,两翼岩层不平行。在背斜的枢纽倾伏端和向斜的枢纽扬起端,两翼岩层逐渐转折汇合。
D. 断层走向与褶曲轴向垂直的逆断层,其上盘在地质平面图上表现为 是背斜核部变宽向斜核部变窄还是相反
背斜:核部变宽,可能有更老的地层出露
向斜:核部变窄,可能有部分老地层不再出露
E. 地质图上怎样判别褶曲的主要类型
可与该褶曲处地层分界线垂直做辅助线,根据图例判断,中间新两侧老则为向斜,中间老两侧新则为背斜。 欢迎追问
F. 影响煤矿安全生产的地质因素有那些
自己把下面的内容整合一下,再找一两个实践中的例子,一凑合就两千字了。不要指望别人包办,朋友们给你搜集一些资料就够意思了,给你娶个媳妇,还指望大家给你把孩子生出来?做人别太懒了!
影响煤矿生产的主要地质因素
煤层厚度变化
煤层厚度变化是影响煤矿生产的主要地质因素之一。煤层发生分叉、变薄、尖灭等厚度变化,直接影响煤矿正常生产。
一、煤层厚度变化的原因及变化特征
煤层厚度变化是多种多样的,但就其成因来说,可分为原生变化和后生变化两大类。
(一)煤层厚度的原生变化
煤层厚度的原生变化是指泥岩层堆积过程中,在形成煤层顶板岩层的沉积物覆盖以前,由于地壳活动,沉积环境变迁等各种地质因素的影响而引起的煤层形态和厚度变化。原生变化主要包括地壳不均衡沉降引起的煤层分叉、变薄、尖灭、泥炭沼泽古地形对煤层形态和煤厚的影响、河流同生冲蚀、海水同生冲蚀等四种原因。
(二)煤层厚度的后生变化
煤层厚度的后生变化是指煤层被沉积物覆盖以后,或煤系形成以后,由于河流剥蚀、构造变动、岩浆侵入、岩溶陷落等各种地质因素的影响而引起煤层形态和厚度变化。
二、煤层厚度变化对煤矿生产的影响
煤层厚度变化对煤矿生产的影响主要表现在以下几个方面:
1.影响采掘部署
2.影响采煤工艺
3.影响计划生产
4.掘进率增高
5.采出率降低
三、煤层厚度变化的研究和处理
(一)煤层厚度变化的观测和探测
1.煤层的观测
1)煤层的观测内容
2)煤层的观测方法
2.煤层的探测
1)煤层厚度的探测
(1)煤巷掘进中的探煤厚工作。
(2)回采工作面的探煤厚工作。
2)煤层分叉尖灭的探测
根据煤层分叉的稳定情况大致可分为两种:一种是煤层分叉后分层的分布比较稳定;另一种是煤层分叉后只有一层保持稳定(即为主分叉层),其它各层延续不远很快尖灭。
3)煤层底凸薄化的探测
煤层底凸薄化是指煤层底板凸起造成煤层变薄尖灭的现象。对于这种变化,常用的探测方法如下:
(1)钻探控制巷道掘进方向的底凸位置。
(2)利用巷道穿越底凸部位,直接圈定煤层底板凸起的位置及薄化范围。
(3)利用工作面上分层边采边探的煤层观测资料,编制煤层顶、底板标高等值线图,研究泥炭沼泽的基底地形,圈定煤层底凸薄化的位置和范围。
4)煤层河流冲蚀变薄带的探测
首先应在巷道中仔细观察和素描冲蚀带的宽度、厚度、岩石成分、层理、砾石分布、煤层顶板冲蚀情况、冲蚀面特征、冲蚀处煤质变化等。将各巷道所见的冲蚀现象投绘在平面图上,进行对比分析,确定古河床的分布范围及对煤层破坏的情况,圈出古河床冲蚀带范围。
(二)定量评定煤层厚度的稳定性
(三)煤层厚度变化的处理
1.掘进中的处理办法
(1)在煤巷掘进中遇到煤层分叉、尖灭现象,要根据具体情况确定掘进方案,如已知上分层稳定可采,而下分层常变薄尖灭,则巷道应紧靠煤层顶板掘进。如果是下分层稳定可采,上分层不稳定,则应紧靠煤层底板掘进。如果分叉后煤层全部可采,应先采上分层,再采下分层。
(2)在采区上山掘进中,如遇煤层变薄带,应按变薄带的范围大小来决定巷道是直接穿过,还是停止掘进,或从其它地方另开巷道。若变薄带范围不大,并且确知工作面有煤可采时,掘进巷道采取挑顶或破底办法直接穿过变薄带。
(3)主要运输巷遇到局部煤层变薄或尖灭时,巷道可按原计划施工,穿过变薄尖灭带。
2.回采工作中的处理方法
回采工作面遇到变薄带或无煤区时,可采用直接推过或绕过的办法。若变薄带或不可采区范围较小,则可采用直接推过的办法;若变薄带范围较大,可考虑采用绕过的办法;大面积的不可采区,应布置探巷,探清不可采范围,将工作面分为几块回采,先采①、②两块,然后合成一个工作面③进行回采。
第二节 矿井地质构造
地质构造是影响煤矿建设和生产的各种地质因素中最重要的因素之一。地质构造包括褶皱、节理和断层。断层是矿井地质构造的研究重点。
矿井地质构造按其规模大小和对生产的影响程度,可分为大、中、小三种类型。大型构造是指决定井田边界的大型褶曲与断层,这类构造在勘探阶段已基本查明。中型构造是指分布在井田范围内,影响水平、采区划分和巷道布置的次一级构造,它们对煤矿生产影响极大,是矿井地质工作的重点。小型构造是指那些在巷道或工作面中比较容易查明全貌的更次一级的褶曲与断层。
一、褶曲构造对煤矿生产的影响与研究
(一)褶曲构造对煤矿生产的影响
1.大型褶曲
大型褶曲在勘查段已经查明,它的规模、方向和位置影响到井田的划分和矿井开拓方式及开拓系统的部署,是矿井设计考虑的主要问题。
2.中型褶曲
中型褶曲对整个矿井的开拓部署影响不大,但对采区的布置关系密切,影响到采区的大小和采区巷道的布置。
3.小型褶曲
小型褶曲是在回采工作面准备过程中,在巷道中揭露的幅度仅几米到几十米,长度为几米到几十米的褶曲。它影响煤层平巷的掘进方向,从而影响工作面长度,给机械化回采、顶板管理带来一定困难。小型褶曲还往往引起煤层厚度发生变化,使生产条件复杂化。小型褶曲特别发育时,甚至会使煤层变为不可采。
(二)煤矿生产中褶曲构造的研究
1.褶曲的判断
判断井下褶曲的存在,主要是根据煤、岩层产状的规则变化和岩层层序的对称重复出现这两大标志。如在石门巷道中岩层倾向相背或相倾,或是在煤层平巷中由于煤层走向的急剧变化而使平巷弯曲,表明有褶曲(背斜或向斜)存在。
在构造简单,岩层标志比较明显的地区,根据褶曲核部和两翼的岩层层序,
2.褶曲的观测
(1)对在巷道中能看到全貌的小褶曲,应系统观测褶曲轴的位置、方向、产状。对中型褶曲,在一条巷道中不能观测到全貌时,应准确鉴定观测点处的煤层,岩层层位及其顶底面顺序,岩层产状、煤厚变化,以及与其伴生的次一级小构造等,然后将所观测到的资料投绘到平面图和剖面图上,在图上综合分析,确定褶曲轴的位置延展方向。
(2)观测描述褶曲两翼的岩层产状,褶曲宽度和幅度,褶曲的延展变化及向深部的延伸趋势。
3.褶曲的探测
(三)褶曲的处理
通过对褶曲的判断、观测、探测,已基本查明它的位置、方向及产状变化。在此基础上可对褶曲采取如下措施进行处理。
1.大型褶曲
(1)褶曲轴线作为井田边界。有些大型向斜,由于轴部埋藏较深,开采困难,多作为井田边界,其两翼分别由两个或几个井田开采。有些大型宽缓背斜,两翼煤层距离较远,井下难以形成统一的生产系统,可以褶曲轴为界,两翼分别有两个井田开采。
(2)大型褶曲在井田开拓部署中的处理方法。不是所有的大型褶曲轴都必须作为井田边界,在有的井田内也可以有大型褶曲存在。若在井田内有大型背斜构造,开拓系统中常把总回风道布置在背斜轴附近,两翼煤层均可利用。有些位于向斜构造的矿井,常把运输巷道布置在向斜轴部附近,用一条运输巷解决向斜两翼的运输问题。
2.中型褶曲
(1)以褶曲轴线作为采区中心布置采区上山或下山。对开阔的平缓褶曲,以向斜轴作为采区中心,向两翼布置回采工作面,采区走向长可达1000m以上。
(2)以褶曲轴作为采区边界。在较紧闭的褶曲轴部,次一级构造往往发育,因此常以褶曲轴作为采区边界。
(3)工作面直接推过褶曲轴。当褶曲较宽缓,而规模不太大时,可布置单翼采区,工作面直接推过褶曲轴部。
3.小型褶曲
(1)采面重开切眼生产。在小型褶曲发育地区,常见到煤层突然增厚或变薄,甚至不可采,使工作面无法通过,需要重新开掘切眼进行生产。
(2)采面运输巷改造取直。煤矿要求运输巷在60m内不能有大的弯曲,弯曲过多无法使用。由于小褶曲存在,使煤层平巷弯弯曲曲,为满足生产要求,巷道需要改造取直。
二、断裂构造对煤矿生产的影响与研究
(一)节理(裂隙)对煤矿生产的影响及处理
1.影响钻眼爆破效果
2.影响开采效率
3. 影响顶板控制方法
4.影响工作面布置
5.对其它方面的影响
(二)断层对煤矿生产的影响
断层破坏了煤层的连续性和完整性,对煤矿生产造成了很大影响。断层规模不同,对生产的影响程度不同。目前对断层规模等级的划分标准尚不统一。根据煤矿工作实践,建议采用下列划分标准:落差大于50m为特大型断层,落差50~20m为大型断层,落差20~5m为中型断层,落差小于5m为小型断层。
断层对煤矿生产的影响主要表现在以下七个方面:
1.影响井田划分
2.影响井田开拓方式
3.影响采区和工作面布置
4.影响安全生产
5.增加煤炭损失量
6.增加巷道掘进量
7.影响煤矿综合经济效益
(三)煤矿生产中断层的研究
1.断层的判断
断层的出现不是孤立的,常在断层附近的煤、岩层中伴生一些与正常情况不同的地质现象,这些现象预示者前方可能有断层存在,应作好过断层的准备工作。在断层出现前,可能遇到的征兆,主要有以下几种现象:
(1)煤层、岩层的产状发生显著的变化时,可能有断层存在。
(2)煤层厚度发生变化,煤层顶底板出现不平行现象时,可能有断层存在。
(3)掘进巷道中经常出现明显的小褶曲(如开滦唐山煤矿),或煤层常发生强烈揉皱,滑面增多或变为鳞片状碎煤(如淄博龙泉矿)等现象时,可能有断层存在。
(4)煤层和顶、底板中的裂隙显著增加,并有一定的规律性时,可能有断层存在。
(5)在大断层附近常伴生一系列小断层,这些小断层是判断大断层的重要标志。
(6)在高瓦斯的矿井,在巷道中瓦斯涌出量常有明显变化地段,可能有断层存在。如焦作矿务局焦西矿掘进巷道时,遇断层前后瓦期涌出量出驼峰现象。
(7)充水性强的矿井,巷道接近断层时,常出现滴水、淋水以至涌水的现象,可能有断层存在。
在实际工作中,应根据上述各种征兆,再结合矿井的具体地质条件和已采掘地段断层资料,进行综合分析,使判断更符合实际。
2. 断层的观测
(1)确定断层位置。
(2)观察断层面特征。
(3)观察断层的伴生派生构造。
(4)确定断层性质及断层力学性质。
(5)测量断层面产状。
(6)确定断层的落差。
3.断层的探测(断失煤层的寻找)
煤矿中判断断层性质和确定断距的方法主要有以下五种:
(1)层位对比法。
(2)伴生派生构造判断法。
(3)规律类推法。
(4)作图分析法。
(5)生产勘探法。
(四) 断层的处理
1.开拓设计阶段对断层的处理
(1)井田边界和采区边界的确定。凡是井田内遇到落差大于50m的特大型断层时,应以该大型断层作为井田边界。
(2)井筒位置的选择。一般立井井筒要布置在倾角较大的大断层下盘,距断层30~50m以外的位置。
(3)运输大巷的布置。运输大巷是需布置在较坚硬的岩层中,且尽量少改变方向。但在断层错动处,断层上、下盘的煤岩层位移较大,甚至与另一盘的含水层相遇,因此必须考虑巷道的改道问题。
(4)采区内块段划分。被断层切割破坏的地区,要综合考虑断层的位置、落差、被切割块段的大小和形态,以及已有的生产系统等因素来划分开采块段,要尽可能地将较大断层留在各块段之间的煤柱当中。
(5)井田开拓方式的确定。选择井田开拓方式时,要考虑各种地质因素的影响,其中断层占重要地位。
2.巷道掘进阶段对断层的处理
(1)平巷过断层。平巷过断层分为穿过煤层顶板(或底板)和顺断层面掘进两种方式。
(2)倾斜巷道过断层。上山、下山等倾斜巷道遇断层后,可以根据生产的要求采取多种形式通过断层。
当断层落差较小时,根据断失盘是上升还是下降盘分别采用挑顶、挖底或挑顶挖底相结合的方式通过断层。
3.回采阶段对断层的处理
(1)采用强行通过的方法。
(2)采用重开切眼的方法。当断层落差大于煤厚时,对于倾向断层或斜交断层可采用重开切眼的方法,即提前在断层另一盘重新开掘切眼,待工作面推进到断层处,停止回采,工作面搬家到新切眼内继续开采。
(3)采用划小工作面的方法。当断层落差大于煤厚时,对于走向断层,可在断层两侧补掘中间平巷,把原来一个采面划分为两个采面分别回采。对于落差一端大、一端小的斜交断层,可采用合采与分采相结合的方法,把断层上、下盘煤层结合起来开采。
第三节 岩浆侵入煤层
一、岩浆侵入煤层的观测与研究
(一)岩浆侵入体的一般特征
1.岩浆侵入体的产状
生产矿井中发现的岩浆侵入体主要有以下两种产状:
(1)岩墙。
(2)岩床。
2.岩浆侵入体岩性
(二)对岩浆侵入体的观测
对在井下一切揭露岩浆侵入体的地点,都应进行详细的观测和素描。观测的内容有以下四个方面:
1.岩浆侵入体的颜色、矿物成分、结构、构造特征及名称。
2.岩浆侵入体的产状、延展范围。
3.岩浆侵入体与断裂构造的关系。
4.煤层被破坏情况,包括岩浆侵入体与煤层的接触关系、天然焦宽度、煤层的变质程度等。
(三)对岩浆侵入体的探测
(四)岩浆侵入体资料的综合研究
二、岩浆侵入体对煤矿生产的影响
(一)岩浆侵入体对煤质的影响
(二)岩浆侵入体对煤矿生产的影响
三、岩浆侵入煤层的处理
第四节 岩溶陷落柱
岩溶陷落柱是指煤层下伏碳酸盐岩等可溶岩层,经地下水溶蚀形成的岩溶洞穴,在上覆岩层重力作用下产生塌陷,形成筒状或似锥状柱体。简称陷落柱,俗称“矸子窝”或“无炭柱”。
陷落柱在我国华北石炭二迭纪聚煤区中普遍分布,其中以山西、河北最为发育。
一、陷落柱的成因
(一)岩溶发育的地质条件
(二)溶洞塌陷机理
二、陷落柱的特征
(一)陷落柱的形态特征
(二)陷落柱的地表出露特征
(三)陷落柱的井下特征
(四)陷落柱的分布特征
三、陷落柱的观测与研究
四、陷落柱对煤矿生产的影响及处理
第五节 影响煤矿生产的其它地质因素
一、矿井瓦斯
二、煤层顶底板
三、矿井地热的危害
四、矿山压力
五、煤层自燃与煤尘
G. 地质事业单位考试试题跪求
试题没找到,不过我找了这个,你看看吧
事业单位招考-地质专业考试大纲
《地质》专业考试大纲1.地质学(1)地球地壳、地幔、地核、地球的圈层构造,地壳的化学成分,地壳的岩石组成,地球的物理性质。(2)地质作用①内力地质作用:地壳运动,地震作用,岩浆作用,变质作用。②外力地质作用:风化作用,剥蚀作用,搬运作用,沉积作用,成岩作用。(3)矿物①矿物的概念;②矿物的形态;③矿物的化学性质;④矿物的物理性质,矿物的光学性质,矿物的力学性质;⑤矿物的其他性质;⑥矿物分类及常见矿物。(4)岩浆岩①岩浆活动:岩浆喷出作用,岩浆侵入作用;②岩浆岩的产状;③岩浆岩的矿物成分和化学成分;④岩浆岩的结构和构造;⑤岩浆岩分类及主要岩类的代表岩石。(5)沉积岩①先成岩石的风化破坏,搬运,沉积,固结成岩;②沉积岩的矿物成分和化学成分;③沉积岩的结构和构造;④沉积岩分类及主要岩类代表岩石。(6)变质岩①变质作用的因素;②变质岩的基本特征;③变质作用类型及其主要代表岩石。(7)构造地质①地壳运动的基本概念;②水平岩层,倾斜岩层和岩层产状;③褶皱构造:褶曲要素及褶曲分类;④断裂构造:断裂构造类型、断层要素、断层分类,野外识别断层的方法。(8)大地构造的基本概念①地槽——地台学说基本要点:地槽,地台,过台带(区)的基本特征。②地质力学基本要点:构造形迹,结构面,构造体系。③地洼学说基本要点:地台区活化、地洼区。④板块构造学说基本要点:全球板块划分、板块分界线、板块构造学说的证据。(9)地震①地震的成因类型;②地震的发育过程;③震源、震级,烈度;④全球地震带分布。(10)矿床①矿床的概念和分类;②内生矿床的类型及其基本特征;③外生矿床的类型及其基本特征。(11)地质时代单位,地质年代表①地层单位;②地质时代单位;③地层符号;④地质年代表。2.工程地质学(1)土和土体的工程地质性质①土的三相组成、土的矿物成分、土中的水和气体、土的结构、构造及其特征。②土的物理性质:土的比重、容重、含水性、孔隙度的定义、常见值、计算公式以及这三项物理性质指标间的关系。③土的力学性质:土的压缩性、抗剪性和击实性的概念、定律和计算公式;土的压缩变形特点;地基的应力应变关系。④土的水理性质:粘性土的稠度、可塑性、胀缩性、崩解性的概念、指标、计算公式;土的液化概念、产生条件、危害性和识别方法。⑤土体的成因类型;残积土体的主要工程地质特征;软土和人工填土的主要特征;工程地基土的分类和各类土体的工程地质特性。
(2)岩石和岩体的工程地质性质
①岩石的物理性质:岩石的比重、容重、孔隙性、吸水性、软化性;岩石软化的因素及常见岩石种类的软化系数。
②岩石的力学性质:岩石变形;岩石强度(抗压、抗拉、抗剪强度);软质岩石和硬质岩石的主要代表岩石及其强度值。
③岩体工程地质分类;岩石质量指标(R.Q.D)和岩体质量指标(M)分类的概念及质量评价。
(3)工程地质勘察
①工程地质勘察方法:工程地质测绘、工程地质物探和勘探、工程地质野外试验、长期观察的内容、资料整理及报告编写。
②各类工程地质勘察:工程地质条件、工程地质问题的含义,各类地基基础类型划分,工程地基容许承载力的含义、确定方法。
③工程地质勘察的任务,勘察阶段划分及各阶段的主要任务。
④地基土质改良方法及其基本原理。
H. 工程地质知识点
1、“物源”的概念
万物皆有所源,所有地质现象,都有其物质基础。
如:滑坡——滑动面、切割面和临空面,泥石流——松散的物质、陡峻的地形和足够的突发性水源,岩溶——可溶性岩石、岩石透水、水的溶蚀性和流动性;
黄土——粉粒、可溶盐结晶;膨胀土——粘粒、粘土矿物;软土——粘粒、絮状机构;
2、“成因”的概念
万事皆有所因,内因决定外因。
土层、岩层皆为自然历史的产物,其形成和演化遵循一定的规律,其背后是内、外动力地质作用的营力的作用结果。
学习土的成因,是工程地质和土力学在本科教学内容的一个非常重要的区别,对于土,工程地质按土的成因进行分类,侧重定性;土力学按颗粒级配分类,侧重定量。
在地表水地质作用类型和产物中介绍残积土、坡积土、洪积土和冲积土,分别对应的作用是:淋滤作用、洗刷作用、冲刷作用和沉积作用;我们要学会用分选性、磨圆度、层理等概念来分析这四种土的特性,这几个概念来自这几种搬运距离的不同导致的。
因此对于土而言,其形成源自外动力地质作用,包含:风化、剥蚀、搬运、沉积;
剥蚀和搬运涉及不同的外部营力,包含风、流水、冰川、重力、湖海等,不同的营力就有不用的物质,原生黄土源自风力搬运、膨胀土是流水搬运、冰碛物是冰川搬运等;
叠覆定律的内涵是原始地层由上到下的顺序是按由新到老的顺序分布的,新地层覆盖在老地层之上。如果地层出现老地层在新地层之上,就是地层的倒置,一般由剧烈的构造运动导致。
工程地质构造中,倒转褶曲、平卧褶曲、推覆辗掩断层都会出现地层的倒置。
原始水平定律、原始连续性定律表示沉积地层形成时,一般先形成水平岩层,整合关系,地层沉积主要因为地壳的连续下降导致。地层抬升、受水平挤压,会导致各种构造的产生,抬升后会导致地层的缺失;地壳的重复运动将导致各种不整合接触的产生。
I. 1,说明该地区有那些褶曲类型,并作出相应解释 2是否存在不整合, 并给出相应解释 3说明该地质事件发生先后
1、向复斜 因为核部为石炭系(新地层制),翼部为D、S 核部到翼部C-D-S 有新到老。还有个刺穿褶皱,即岩浆岩侵入。
2、存在平行不整合和角度不整合,P与C 的接触关系为角度不整合,T与K的接触关系为平行不整合(J 侏罗纪缺失)
3、褶皱运动先发生,然后是岩浆岩侵入(辉绿岩先侵入,花岗岩后侵入),再然后是角度不整合的发生,最后侏罗纪缺失产生平行不整合。
以上是我对改图的认识,希望对你有帮助!