煤礦地質

　　淮南職業(yè)技術學院工程二系

　　地質測量教研室

　　李垚 金登剛 柴永興

　　第一章 煤層厚度變化

　　煤層厚度變化對煤礦生產的影響：

　　1. 影響采掘部署

　　2. 影響計劃生產

　　3. 掘進率增高

　　4. 回采率降低

　　第一節(jié) 煤層的觀測

　　一、煤層觀測的內容

　　1. 煤層結構

　　2. 煤層厚度

　　3. 煤層頂?shù)装?/p>

　　4. 煤層煤質

　　5. 煤層含水性

　　6. 煤層產狀

　　二、煤層的觀測方法

　　1. 用井巷觀測基線測制煤層剖面

　　2. 利用井巷與鉆孔的揭露來測量煤層厚度

　　3. 煤層觀測點的位置應按實際情況來定

　　4. 以沉積巖的一般觀察方法來鑒定煤層頂、底板

　　5.煤巖分層描述的觀察點力求一個新鮮的連續(xù)剖面

　　6.在上述特征觀測經(jīng)常上，對一條巷道或一個工作面都要做煤層的總體描述并附煤層觀測點平面圖

　　第二節(jié) 煤層厚度的測量

　　煤層厚度：

　　煤層厚度的測量：為生產礦井的探煤厚工作

　　煤層厚度測量的任務：

　　一、掘進煤層巷道的探煤厚工作

　　1. 用皮尺或鋼卷尺垂直煤層頂、底板的層面直接測量煤層真厚度

　　2. 用鉆探或巷探來探測煤層的全部厚度

　　例：在緩傾斜煤層沿頂掘進的分層巷道中，用煤電鉆探測下分層煤層厚度

　　二、回采工作面的探煤厚工作

　　1.工作面探煤點的間距：

　　探煤點沿走想的間距則視煤厚變化的情況而定，通常為5~10m。前后兩次的探煤厚度變化。

　　2.工作面探煤厚的方式：

　　在回采第一分層時，就一次探到煤層的底板，控制全部厚度

　　在回采一個分層時，探測下一分層的厚度，按順序進行

　　三、探煤厚的注意事項

　　1.探煤釬子應垂直煤層頂、底板層面鉆進

　　2.用煤電鉆向下探煤時，要經(jīng)常提拉釬桿，清除煤粉，察看返出的頂、底板巖粉，防止卡鉆

　　3.探復雜結構煤層時，要根據(jù)夾石層與頂?shù)装宓膸r石硬度不同，巖石性質差異來判別它們的位置及煤與矸石的厚度

　　4.測量下探煤厚的深度時，每鉆進一米釬桿，要扣去10公分

　　5.工作面探煤厚的時間，應安排在鋪設分層假頂和放頂之前

　　第三節(jié) 煤層厚度變化的探測

　　為了有效的進行煤厚變化的探測工作，要求盡可能正確的鑒定各種變化的地質特征，判別各種不同的地質成因，按照生產的要求，測定煤層分叉、尖滅、增厚，變薄的開采技術界線。為此將各種成因的煤厚變化地質特征做成簡表

　　一、煤層分叉尖滅的探測

　　1.煤層呈多層次的，比較穩(wěn)定的分叉，在急傾斜礦井中，可用井下鉆探和階段石門來探測。

　　2.煤層呈短距離的不穩(wěn)定分叉，一般是根據(jù)主分層布置巷道，其他達到可采厚度的次要分叉層，可用鉆孔或探巷圈出，然后按自上而下的順序進行回采。

　　3.分叉煤層分合線的圈定

　　二、煤層底凸薄化的探測

　　煤層底凸薄化：

　　1. 利用鉆探控制巷道掘進前方的底凸位置

　　2. 利用鎂底板傾角變化推測掘進前方的底凸位置

　　3. 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

　　4. 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，泥炭沼澤的基底地形，圈定煤層底凸薄化的位置和范圍

　　三、煤厚構造變化的探測

　　對這種煤厚變化，主要應查明煤層變薄帶的分布，并在采掘過程中測量煤層厚度，確定最小可采邊界，以提高資源回收率。

　　煤厚構造變化帶的探測應在掌握本井田構造變化規(guī)律的基礎上，根據(jù)煤厚構造變化的特點，結合井下觀察及鉆探和巷探進行。

　　四、煤厚復雜變化的探測

　　煤層變化的地質特征：

　　對于這種煤厚變化的探測，主要是在開拓開采過程中，充分利用生產巷道作探巷，輔以井下鉆探，以邊掘邊探險，邊探邊掘的方法進行。

　　邊掘邊探：

　　邊探邊掘邊采：

　　第四節(jié) 煤層厚度變化的預測

　　煤層厚度變化的預測四個步驟：

　　首先是全面了解本井田所屬煤田成煤古地理環(huán)境，地質構造，煤系組成及含煤性變化情況;

　　其次是深入調查包括勘探鉆孔及采掘工程揭露所在有煤層出現(xiàn)厚度變化的地質特征，仔細判別變化原因;

　　再次是分析研究內煤、巖層產狀，構造形跡展布，煤層與夾石層變化，頂、底板巖性巖相組和與分布等，以及它們與煤層厚度變化之間的關系;

　　最后是系統(tǒng)整理資料的基礎上編制預測圖件。

　　一、煤層沖蝕薄化預測

　　1.研究煤田地質資料：

　　2.觀察煤層沖蝕現(xiàn)象：

　　3.測定煤層沖蝕帶的寬度與切割深度：

　　4.推斷古河流的流向：

　　5.判別古河道的彎曲：

　　6.繪制煤層沖蝕平面圖：

　　二、煤厚的構造變化的預測

　　煤厚的構造變化的預測是在基本搞清井田地質的構造型式，各種構造展布規(guī)律及其煤厚變化之間的關系這一基礎上進行的。

　　第二章 礦井地質構造

　　一、地質構造對生產的影響主要有以下幾個方面：

　　影響井型規(guī)模和井田劃分

　　影響開拓部署

　　影響掘進率

　　影響工作面正常生產

　　影響安全生產

　　二、生產礦井研究地質構造的主要任務可以概括為以下幾點：

　　1.系統(tǒng)觀測和收集井巷和鉆孔中所揭露的一切地質構造資料查明井田內容區(qū)段、各部位的煤層產狀變化和構造展布特點

　　2.井下新揭露的構造，對褶曲軸的方向、位置、煤層標高及起伏變化;對斷層應查明其性質斷距、延伸方向和另一盤被斷失煤礦層的確切位置

　　3.及時地提高可能出現(xiàn)的各種構造跡象，以及它們對煤厚變化、巖漿侵入、充水條件、瓦斯賦存等的控制影響

　　4.系統(tǒng)地掌握各種具體構造的延伸變化和總和構造的展布特點，盡可能地對下煤層、下一水平、深部或未采掘地段的構造提出預測意見

　　5.與采掘部門一起高速和改巷道方向或工程布署

　　第一節(jié) 褶曲的觀測與判斷

　　一、褶曲的識別與觀測

　　1. 井下對于褶曲的判斷是根據(jù)煤、巖層產狀變化和巖層層序的對稱出現(xiàn)這兩個標志。巖石產狀在石門中相背或向傾斜，或是在煤礦層平巷中由于產狀的急驟改變而使巷道轉彎都有表可能有褶曲的存在。

　　地層層位的對稱性重復，是確定褶曲存在的又一標志。

　　2. 褶曲構造的觀測：

　　對那些在巷道貌岸然中能觀察全貌的小型褶

　　曲，應系統(tǒng)地查明褶曲軸的位置、方向以及是否傾狀、傾狀方向和傾狀角大小;褶曲兩翼的煤層和巖層產狀;褶曲寬度和幅度;褶曲對煤層厚度及結構的影響，在褶曲與斷裂、節(jié)理的關系，以及褶曲的延展變化，往深部發(fā)展趨勢和對采掘生產的影響程度等

　　二、褶曲軸判斷

　　1、巷道中實測;

　　2、根據(jù)上部資料推斷;

　　3、根據(jù)區(qū)域構造線方向推測;

　　4、實際控制與外推相結合;即邊推邊掘、邊掘邊采

　　三、查明褶曲的生產勘探工作

　　1、巷探：

　　對于向斜軸的探查，多采用由下水平的石門向上部煤層的向斜槽底掘立眼的方法

　　2、鉆探：

　　對褶曲構造的探測，應盡可能地利用已揭露的各種資料，能過作圖分析，初步判斷其類型、規(guī)模和分布范圍。當有些部位很少的構造形態(tài)還不清楚時，最好采用將來可為生產使用的探巷加以查明。對構造復雜，控制很少的的褶曲，則應在井下鄰近巷道貌岸然用鉆探查明。

　　第二節(jié) 斷層的觀測與判斷

　　一、巷道遇斷層前可能出現(xiàn)的征兆

　　1.煤巖產狀發(fā)生顯著變化

　　2.煤層厚度發(fā)生變化，煤層頂、底板出現(xiàn)不平行現(xiàn)象

　　3.近斷層處常出現(xiàn)牽引褶曲、煤層揉皺和破碎現(xiàn)象

　　4、接近斷層時，煤層和頂、底板中裂隙顯著增加，并且常常具有個一定的規(guī)律性

　　5.在大斷層附近常伴生一系列小斷層

　　6 .瓦斯大的礦井，巷道接近斷層時，瓦斯涌出量往往有明顯變化

　　7.在充水性強的礦井，巷道接近層時，往往出現(xiàn)滴水、淋水甚至涌水現(xiàn)象

　　二、斷層的觀測

　　1.斷層位置的確定:方法是從已知測點或其它已知點用皮尺測量至斷層的距離。

　　2.斷層面特征的觀察;

　　3.斷層兩盤伴生、派生地質現(xiàn)象的觀察;

　　4.斷層性質和斷層力學性質的鑒定;

　　5.斷層產狀和斷煤交線的測量;

　　6.斷距的測量;

　　7.斷層的描述;

　　三、斷失翼煤層的尋找

　　概念:

　　方法

　　1.煤、巖層層位對比法;根據(jù)巷道已揭露的斷層另一盤的煤、巖層層位，結合斷層的產狀，來判斷斷層的性質和落差。

　　2.根據(jù)伴生、派生的小型構造及斷層面上特征;小型構造有：

　　﹙1﹚牽引褶曲;

　　﹝2﹞羽狀斷裂;

　　根據(jù)牽引褶曲、羽狀斷裂尋找斷失翼煤層的方法，與地質力學型構造判斷主干裂的運動方的方法相同。

　　(3﹞平行小斷層;

　　﹝4﹞根據(jù)斷層帶和斷層面特征;

　　3.根據(jù)規(guī)律推;

　　4.作圖分析;

　　5.生產勘探方法;

　　第三節(jié) 構造預測

　　構造預測有兩方面內容：

　　一、是根據(jù)已揭露的資料來推斷下部煤層、下 一水平或鄰近地區(qū)的構造情況;

　　二、是根據(jù)已查明的構造規(guī)律來

　　預測未見采掘地區(qū)的構造展布特點

　　一、已知構造的延伸預測

　　根據(jù)上部煤層或上一水平已經(jīng)揭露的構造資料，通過作圖方法來預測深部或下一煤層的構造延展情況

　　1. 利用剖面圖推斷深部構造的發(fā)育情況

　　2. 利用水平切面圖推斷構造在走向延展的情況

　　3. 利用煤層底板等高線預見同一煤層深部構造出現(xiàn)的情況

　　4. 利用煤層立面投影圖推斷急傾斜煤層深部構造的發(fā)育情況

　　5. 利用上一層煤的底板等高線圖推斷下一煤的構造發(fā)育情況

　　第四節(jié) 對斷層的處理

　　對斷層的處理既包括對不同類型的斷層進行合理的設計布署，也包括在采掘過程中遇到新發(fā)現(xiàn)的構造時，調整和改進生產系統(tǒng)和采掘方向，以便在保證安全生產的情況下，最大限度地減少斷層對生產的不利影響。

　　一、開拓設計時對斷層的處理

　　1.井田或采區(qū)邊界的確定：

　　在劃分井田或采區(qū)邊界時，如有落差大的斷層存在，最好以大斷層作為它們的邊界。

　　2.井筒位置的選擇：

　　一般立井井布置在傾角較大的大斷層的下盤，距斷層30～50米經(jīng)外的位置上。

　　3.運輸大巷的布置：

　　在有斷層錯動的地方，煤、巖層可以錯移的很遠，甚至與另一盤的含水相接觸，這時必須處理好巷道改向問題。

　　4.采區(qū)塊段劃分：

　　盡可能地將較大斷層留在各塊段之間的煤柱當中。

　　二、巷道掘進時對斷層的處理

　　﹙一﹚平巷過斷層

　　1.斜穿煤層頂、底板過斷層：

　　在斷層下盤破底改向而進入煤層。巖性是否的利于施工;距離短;盡量少丟三角煤等。

　　2.順斷層面過斷層：

　　沿斷層掘進而進入另一翼煤層，如果斷層附近巖石破碎、壓力大，又有水、瓦斯等的威脅時，則不能緊靠斷層施工巷道，而應在巷道穿過斷層后，距離面一定距離平等斷層走向，掘石門進入另一翼煤層。

　　﹙二﹚斜巷過斷層

　　1.當斷層落花流水差較小時：

　　斷失盤是上升盤或下降來采取挑頂、臥底或挑頂臥底相結合的方式來通過斷層。

　　2.當斷層落差較大時：

　　必須改用石門反眼、立眼等方式進入另一翼煤層。

　　三、回采階段對斷層的處理

　　﹙一﹚走向斷層的處理

　　1.斷層落差小于煤層時：

　　可不另開巷道而強行通采。當斷層傾向與工作面運輸方向一致時，對斷層造成的臺階可用破頂方法通過。當斷層面傾向與工作面運輸方向相反時，可以臥底把斷層臺階鏟平。

　　2.斷層落差大于煤厚或采高時：

　　可在斷層上下各增加一條中間順槽。

　　﹙二﹚傾向斷層的處理

　　1.斷層落差小于煤厚時，采用推硬過和方法。

　　2.斷層落差大于斷厚或采高時需要重新開掘過壓切割眼。

　　﹙三﹚斜交斷層的處理

　　與傾向斷層的處理方法基本相同。但當斷層落差一端大一端小時，可采用合采與分采相結合的方法進行回采。

　　1.為生產創(chuàng)造有利條件：

　　處理斷層所布置的巷道，應盡可能保持平直，少出現(xiàn)急驟拐彎，以簡化生產系統(tǒng)和運輸環(huán)節(jié);

　　2.盡量減少資源損失：

　　以斷層為工作面邊界時，應確切控制其延展變化，合理布置巷道，減少煤柱損失;

　　3.降低掘進率：

　　由于燦層存在往往要多掘巷道，但應防止由于判斷錯誤或處理不當多掘巖巷或無效進尺;

　　4.不影響正常生產：

　　主要是要處理及時，防止由于 處理斷層而使采掘工作中斷;

　　5.有利于安全生產;

　　避免處理后的采區(qū)、休面出現(xiàn)下行風、串聯(lián)風、小眼漏風，盡可能不采用自留與小眼直接連接的出煤方式等等。

　　第三章 巖漿侵入煤層 第一節(jié) 巖漿侵入體的觀測

　　一、井下觀測

　　為了解決巖漿侵入的問題首要工作就是觀測與編錄。內容包括：

　　1.觀察巖漿的顏色、礦物成分、結構、構造等特征，必要時采集標本作鏡下鑒定;

　　2.測定巖漿侵入體與斷裂構造的關系;

　　3.查明巖漿侵入體破壞的情況;

　　4.觀測煤層被破壞的情況。

　　二、資料整理

　　根據(jù)井下觀測和生產勘探得來的材料，要及時整理成為反映巖漿侵入體特征的各種巷道剖面圖、素描圖、煤層柱狀圖和鉆孔柱圖等原始資料。

　　第二節(jié) 巖漿巖區(qū)煤層的探測的工作

　　一、巖漿侵入?yún)^(qū)煤層預測方法

　　1.根據(jù)侵入體的特點及巖漿活動的特征：

　　可利用巖漿巖體的縱節(jié)理方向、礦物長軸排列方位和巖體波浪起伏延伸方向推斷巖流向;再根據(jù)侵入體形態(tài)特征尋找?guī)r訂的邊緣界限和巖漿上沖通道;

　　2.根據(jù)煤的物理化學性質變化：

　　接觸變質產生天然焦和高變質煤，煤的物理化學性質發(fā)生顯著變化;

　　3.根據(jù)煤的發(fā)揮分數(shù)值變化：

　　利用煤的揮發(fā)分數(shù)值的變化來預測侵入體的位置和未開拓地區(qū)的煤種分布;

　　4.根據(jù)侵入?yún)^(qū)的找煤工作。

　　二、巖漿侵入?yún)^(qū)的找煤工作

　　1.在厚煤層巖漿侵入?yún)^(qū)找煤：

　　在厚煤層中沿底棉板掘進巷道，經(jīng)過 勘探上面仍有可能找到大片煤炭;沿厚煤層頂板掘進的巷道遇到巖漿巖侵入體，經(jīng)向下鉆探也有可能找到可采煤層;

　　2.在巖體之間及邊緣找煤：

　　在第二、第三類型巖體之間可以找到可采煤層，在第四類型中除極不規(guī)則的形態(tài)之外可以找到保存較好的煤層;

　　3.在斷層一側及其錯動帶找煤：

　　一般巖漿斷層帶上沖順煤層向上侵入，而在斷層另一側向下傾斜的煤層中卻較少出現(xiàn)侵入體，可以找到正常煤層;

　　4.根據(jù)巖性特征找煤：

　　第四章 巖溶陷落柱

　　第一節(jié) 陷落柱的探測

　　一、陷落柱的觀測

　　1.地表觀測：

　　根據(jù)對地貌的分析判斷陷落柱的存在，并以陷落柱在地表出露的位置、形狀和大小等特征，預測其在井下不同煤層或不同水平的展布情況。

　　2 . 井下觀測：

　　在采掘過程中遇到陷落柱時，要認真觀測陷落柱與圍巖的接觸面、破碎的巖體和陷落柱周圍正常巖層產狀變化等情況，根據(jù)已被認識的規(guī)律屬于進一步推斷該陷落柱的形狀、大小和被揭露的部位。

　　二、陷落柱的預測

　　陷落柱的預測工作，采用主要方法是：

　　1.成因預測：

　　通過具體分析某地區(qū)的地質及水文地質條件，根據(jù)形成陷落柱的基本要素，推測該區(qū)內落柱的發(fā)育情況。

　　2.根據(jù)已知資料進行預測：

　　利用在地表觀測落柱的資料，推斷陷落柱在井下某煤層或水平出現(xiàn)的位置、形狀和大小。

　　三、陷落柱的探測

　　1.鉆探;

　　2.物探;

　　3.巷探。

　　第二節(jié) 陷落柱的處理

　　根據(jù)陷落柱的數(shù)目、形狀、大小、分布情況，選擇合理巷道布置和采煤方法，在滿足開采技術及符合經(jīng)濟政策的前提下，可將陷落柱留在煤柱中，盡可能減少煤炭損失。

　　第五章 礦井瓦斯

　　第一節(jié) 瓦斯礦井的形成與分帶

　　瓦斯在煤層內的賦存狀態(tài)

　　1.游離狀態(tài)﹙自由狀態(tài)﹚瓦斯;

　　2.吸著狀態(tài)瓦斯;

　　第二節(jié) 瓦斯含量的研究

　　一、影響瓦斯含量的地質因素

　　1.煤的變質程度;

　　2.圍巖和煤層的滲透性;

　　3.地質構造;

　　4.地下水的活動;

　　5.煤田的暴露程度;

　　6.煤層埋藏深度。

　　二、煤層瓦斯含量的測定

　　1.直接測定;

　　2.間接測定法;

　　測定煤層瓦斯壓力，根據(jù)實驗室測得煤樣的吸附常數(shù)和孔隙等，計算煤層瓦斯含量。

　　3.氣測井的方法：

　　利用半自動測井儀，測定從鉆孔流出的沖洗液中溶解的瓦斯量，同時測定同時測[定煤芯中擴鉆屑中殘余的瓦斯量，以此為基礎計算煤層瓦斯含量。

　　三、瓦斯含量預測圖的編制

　　主要內容：瓦斯取樣點、各取樣點上煤層的實際瓦斯含量、瓦斯風化帶、瓦斯含量等值線等。

　　1.底圖：

　　2.編圖的原始數(shù)據(jù)包括定量和定性兩方面的的取樣成果。

　　3.編圖步驟;

　　第三節(jié) 瓦斯涌出量的預測

　　絕對瓦斯涌出量; 相對瓦斯涌出量;

　　第四節(jié) 防治煤與瓦斯突出的地質工作

　　一、煤與瓦斯突出的地質因素

　　1.煤層的埋藏濃度; 2.地質構造和地應力;

　　3.煤層厚度變化; 4.煤的物理力學性質;

　　5.其他地質因素。

　　二、防治煤瓦斯突出的地質工作

　　根據(jù)預測預報工作的范圍和精度可以劃分為三類：

　　﹙1﹚區(qū)域預測，簡稱預測; ﹙2﹚局部預測，簡稱預報;

　　﹙3﹚突出警報，簡稱警報。

　　1、作好突出點地區(qū)描述和記錄;

　　2、編制突出點 分布圖;

　　3、提供可能發(fā)生突出的地質資料;

　　4、分析突出與地質的關系，查明突出危險區(qū);

　　5、編制突出預測圖;

　　第六章 地溫 第一節(jié) 引起煤礦地溫異常的因素

　　一、巖石導熱性對地溫的影響

　　不同巖石具有不同的傳導熱的能力，巖石的導熱率，主要反映巖石導熱的快慢。

　　二、基底起伏和褶構造對地溫的影響

　　實際測量證明，基底隆起帶與和相鄰的基底拗陷帶的熱狀況是有差異的。

　　三、斷裂構造對地溫的影響

　　四、巖漿活動及放射性元素對地溫的影響

　　五、水文地質及其他天然因素對地溫的影響;地下水運動對地溫分布影響很大。

　　六、人為因素對地溫的影響

　　第二節(jié) 地溫測量

　　一、鉆孔測溫

　　在鉆探過程中中途停鉆或鉆孔終孔后的時間內，或在終孔后長期保留下來的鉆孔中，將來熱敏電阻測量溫儀的探頭由淺至深放到井下，測量不同深度的巖石溫度。

　　1.穩(wěn)態(tài)測溫：

　　穩(wěn)態(tài)測溫是在長期保留下來的鉆孔中進行測溫。

　　2.準穩(wěn)態(tài)測溫

　　利用鉆孔或鉆過程中途停鉆，在停鉆后短時間風進行測溫。

　　二、巷道測溫

　　1.測溫鉆孔應盡量選擇在新開挖的巷道和工作面中;

　　2.測溫鉆孔應打在干巖壁上;

　　3.測溫前必需讓鉆頭或釬子與巖石磨擦生成的熱冷卻。

　　第三節(jié) 測溫資料的整理及應用

　　一、鉆孔測溫資料的整理

　　每個鉆孔測溫后，首先對觀測資料分析研究，然后根據(jù)所測的數(shù)據(jù)繪制垂直深度﹙H﹚與溫度﹙T﹚變化溫度曲線。

　　二、恒溫帶溫度和深度的確定

　　根據(jù)觀測資料繪制溫度和深度變化曲線，在曲線上找出地溫變化的拐點，此拐點即為恒溫變化的拐點，從而得出恒溫帶的溫度和深度，恒溫帶的溫度和濃度也可根據(jù)測溫數(shù)據(jù)來確定。

　　三、地熱增溫率和增溫級的確定

　　1.利用井下測溫資料計算不同深度的增溫級和增溫率;

　　2.利用準溫穩(wěn)態(tài)測溫資料、按恒溫點和井底的溫度和深度來計算鉆孔的平均增溫級和增溫率;

　　3.利用穩(wěn)態(tài)測溫資料，分別計算不同深度或不同巖層的增溫級和增溫率。

　　四、深部水平巖溫的預測 1.對比法： 即根據(jù)本地區(qū)同一構造部分的相鄰鉆孔、相同巖性的增溫率，來計算下一段巖體的溫度; 2.估算法： 在一個鉛垂剖面上，由地殼深部向上傳導的熱流量是固定的。

　　第七章 其它地質因素 第一節(jié) 地壓

　　一 、 地壓及其原因

　　地壓： 因圍巖的變形、移動和破壞作用于井巷支護工程上的壓力，也稱為礦井壓力;

　　初次壓力：當壓力達到某一極值時，作用于支架上的壓力

　　周期性地壓：周期性來壓時作用于支架上的壓力稱為周期性地壓。

　　動壓：在周期性來壓和初次來壓時都表現(xiàn)為工作面頂板的激烈下沉，因而把初次地壓和周期性地壓統(tǒng)稱為動壓

　　靜壓：稱平時的壓力。

　　二、地壓表現(xiàn)特征

　　(一)頂壓

　　1.煤層頂板的巖石

　　2.不同巖性頂壓的表現(xiàn)特征：煤層頂板為易冒落的松軟巖時，一般不會發(fā)生大面積來壓和切頂事故。

　　中等冒落性頂板：隨著懸露面積增大，老頂壓力增大，到一定限度后老頂冒落。

　　難冒落和極難冒落的堅硬頂板：隨著開采面積的增大，頂壓不斷增加，增大到一定程度可形成大面積來壓。

　　3.大面積來壓的表現(xiàn)特征：

　　大面積來壓的過程是，頂板彎曲下沉，壓迫煤柱或支架，產生炸幫和折裂現(xiàn)象，造成脫巖、破裂，最后導致頂板的大面積冒落。

　　大面積的冒落的征兆是：

　　(1)頂板急劇下沉;

　　(2)頂板斷裂;

　　(3)底板隆起;

　　(4)產生超前壓力;

　　(6)工作面的壓力增大。

　　(二)側壓

　　側壓的大小主要取決于該巷道的頂壓和深度，頂?shù)膲毫τ螅锏乐恋乇淼木嚯x愈大，則該巷道的側壓愈大;反之則小。

　　(三)底壓

　　引起底板隆起的原因有：

　　A 、巨大的頂板壓力經(jīng)兩幫傳至底板使底板產生隆起現(xiàn)象;

　　B、煤層下部有高壓含水層時，當水的壓力等于或大于底板巖石的強度時常產生底板的隆起現(xiàn)象;

　　C、底板巖石吸水后巖體膨脹而引起底板的隆起。

　　三、地壓活動觀測

　　1、常規(guī)工作面地壓活動的觀測;

　　2、大面積采空區(qū)的地壓活動的觀測;

　　四、地壓的處理

　　各種壓力的處理情況選擇將巷道開掘要什么巖層中以及巷道的形狀、支護方式和材料等，并根據(jù)頂壓情況選擇采煤方法和頂板管理方式等

　　第二節(jié) 圍巖膨脹

　　巷道圍巖的變形與膨脹，總稱為圍巖膨脹。

　　圍巖膨脹按其強弱程度分為三種類型：

　　1、長期而強烈的明顯地出現(xiàn)損壞巷道支架的膨脹現(xiàn)象;

　　2、緩慢而逐漸加強的膨脹現(xiàn)象

　　3、微弱的膨脹現(xiàn)象。

　　引起圍巖膨脹的原因很多，主要是巖石的礦物成分其顯現(xiàn)的物理性質，這是內因，其外界條件則是礦山壓力和地下水等因素。圍巖膨脹的觀測工作，從礦井地質方面來說， 主要觀測煤系地層，特別是煤層頂、底板的巖石成分、物理力學性質;查明地下水(礦坑水)和礦山壓力對它的影響程度等。

　　處理巷道圍攻巖膨脹的辦法：當發(fā)生膨脹時，一般是采取挑頂、臥底或者刷幫的措施來維修巷道。

　　第三篇 礦井地質工作方法

　　第八章 井下地質編錄

　　一、基本要求：

　　1.經(jīng)常及時 2.準確全面

　　3.系統(tǒng)統(tǒng)一 4.重點突出

　　第一節(jié) 穿層巷道的地質編錄

　　一、豎井井筒地質編錄

　　兩種形式：四壁展開圖，壁柱狀刨面圖

　　二、石門地質編錄

　　步驟與方法如下：

　　(一)熟悉巷道預想刨面和臨近勘探線刨面圖

　　(二)對編錄巷道進行全面概略觀察(三)在編錄巷道壁上掛觀測基線

　　(四)觀測、記錄及描繪巷道壁上的地質情況

　　(五)其他注意事項

　　第二節(jié) 順層巷道的地質編錄

　　一、平巷地質編錄

　　1、對于巷道能夠揭露煤層全厚的薄煤層及部分中厚煤層，可以直接觀測編錄巷道壁和迎頭斷面。

　　2、對于巷道不能揭露煤層全厚的厚煤層及部分中厚煤層，在進行地質編錄時，首先要設法探查煤層全厚，然后，再根據(jù)巷道中實測和探測的各種數(shù)據(jù)進行編錄。當煤層傾角較緩，則編制沿巷道方向的垂直剖面圖。

　　二、傾斜巷道地質編錄

　　三、巷道展開圖的編錄

　　1、兩壁一頂展開圖;即巷頂下落，兩壁向外展開，這種展示圖相當于人從巷道外側觀察的結果。

　　2、兩壁一底展開圖：即巷底保持不動，兩壁向外展開，這種展開方式，由于巷底往往被掩蓋，地質情況不易觀測，因此，巷底地質界線的聯(lián)接主要靠兩壁來推測，其編錄實例。

　　3、迎頭兩壁展開圖：為了描繪巷道迎頭的重要地質情況，編繪迎頭和兩壁展開圖。

　　第三節(jié) 回采工作面地質編錄

　　? 回采工作面地質編錄的基本任務是查明采區(qū)的地質變化及其發(fā)展趨勢，指導回采工作的正常進行;

　　? 測量煤厚，計算回采率，監(jiān)督煤量的充分回采，為厚煤層開采的合理分層提供依據(jù)。

　　? 厚煤層開采時，還要系統(tǒng)地進行工作面探煤厚的工作，并及時調整。

　　第四節(jié) 礦井原始地質資料的整理

　　一、檢查、補充和謄清原始記錄

　　井下觀測編錄資料記錄在井下記錄薄和各種觀測卡片中，在整個過程中若發(fā)現(xiàn)疑點和不足應設法檢查和補充務必使資料真實可靠。

　　二、清繪原始地質圖件

　　井下實測巷道剖面、斷面圖、展開圖和細部素描圖均系草圖，上井后還應按照一定的內容、比例尺和格式重新繪制清圖。

　　三、建立原始地質資料臺帳

　　通過井下觀測編錄，收集到大量原始地質資料。礦井地質原始記錄，原始圖件、觀測卡片等資料均妥善保存，不得隨意銷毀。

　　四、 填繪原始地質資料

　　井下觀測編錄的原始地質資料，應及時地填繪到各種礦井地質綜合圖件中，并根據(jù)新的實際材料，不斷地充實和修正原有的礦井地質綜合圖件

　　第九章 礦井地質制圖

　　通過井下地質編錄和井田地質勘探工作，收集到大量的原始地質資料。但是，這些資料只反映某一巷道局部的個別的地質現(xiàn)象，不能反映地質現(xiàn)象的總體情況、相互關系和變化規(guī)律，因而它還不能滿祝煤礦生產的需要。要全面的反映各種地質現(xiàn)象的相互關系和變化規(guī)律，還必須將豐富的地質資料，經(jīng)過去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里的分析研究、綜合整理，編制各種綜合地質圖件。

　　礦井綜合地質圖件的種類，各礦不完全相同，應根據(jù)各礦具體地質情況和生產上的需要來確定。一般礦井經(jīng)常使用的綜合地質圖件有下列幾種： 

　　井田地形地質圖(基巖地形地質圖)

　　煤系綜合柱狀圖

　　煤、巖層對比圖

　　礦井地質剖面圖

　　開采水平切面地質圖(水平切面圖)

　　煤層地板(或頂板)等高線圖

　　煤層立面投影圖(立面圖)

　　儲量計算圖

　　此外當進行某些專門地質問題研究時，往往還需在編制一些專門性圖件，如煤層等厚線圖，煤層頂板性圖，井田構造綱要圖，巖漿巖侵入煤層分布圖等等。

　　第一節(jié) 礦井地質剖面圖

　　礦井地質剖面圖的主要內容是：

　　1.剖面線切過的地形地物。

　　2.剖面線上及其相近的鉆孔。

　　3.剖面線切過的井巷工程，包括生產井、小窯、主在巷道、采空區(qū)等。

　　4.井田邊界線、采區(qū)邊界線、保安煤柱線、各開采水平標高線等。

　　5.煤層、標志層、含水層、地層分界層、褶曲、斷層被剖開的跡線。

　　6.其他地質現(xiàn)象，如剖面線切過的巖溶陷落柱、巖漿巖侵入體等。

　　一、編制礦井地質剖面圖的方法和步驟：

　　(一) 確定剖面線的方向和位置

　　(二) 確定比例尺

　　(三) 收集和整理編制剖面圖的有關資料

　　(四) 設計圖面和畫高程圖

　　(五) 投平面與剖面對應線

　　(六) 作地形剖面

　　(七) 投繪鉆孔柱狀

　　(八) 實切和投繪井巷工程

　　(九) 投繪煤層和構造點

　　(十)對比、連接

　　(十一)審核、清繪

　　二、根據(jù)水平切面圖作剖面圖

　　(一)根據(jù)幾個不同標高水平切面圖作 面圖剖

　　(二)根據(jù)一個水平切面圖作剖面圖

　　三、根據(jù)煤層地板等高線作剖面圖

　　1、直接投點的方法;

　　2、插入標高法;

　　3、走向延長法;

　　第二節(jié) 水平切面圖

　　編制水平切面圖的方法歸納起來有三種：

　　(1) 根據(jù)井巷實測資料編制;

　　(2)根據(jù)地質剖面圖編制;

　　(3)根據(jù)煤層地板等高線圖編制。

　　一、根據(jù)井巷實測資料編制水平切面圖

　　二、根據(jù)地質剖面圖編制水平切面圖

　　三、根據(jù)煤層地板等高線圖編制水平切面圖

　　第三節(jié) 煤層地板等高線圖

　　煤層地板等高線圖是反映某一煤層空間形態(tài)特征的圖件，又稱煤層構造平面圖，也有叫煤層圖。

　　一、生產礦井編制煤層地板等高線圖方法簡述

　　生產礦井編制煤層地板等高線圖是以分煤層采掘工程平面圖為底圖。具體編制方法可參考如下步驟：

　　(一)整理和填繪實際資料

　　編制煤層地板等高線圖，首先要把編圖資料進行整理，把各種實際材料填繪在采掘工程平面底圖上。

　　1、煤層地板高程的換算和填繪;

　　2、鉆孔資料的投繪;

　　3、井下產狀和構造的填繪;

　　4、煤厚資料的填繪;

　　(二)繪制煤層地板等高線

　　1、插如法： 2、剖面法：

　　(1)在采掘工程平面圖上按坐標繪出剖面線，并注明其編號。

　　(2)根據(jù)實際資料修改或重新編制礦井地質剖面圖。對于被剖面切線過的鉆孔、主要巷道位置、巷頂標高以及巷道在煤系中所處的層位，剖面中構造線的位置等均應進一步校核。

　　(3)把剖面圖上煤層地板與高程網(wǎng)中不同高程線的交點和斷煤交點依次垂直投影到剖面中同一水平線上。

　　3、用水平切面圖編制煤層地板等高線。

　　二、煤層地板等高線圖中斷煤交線的繪制

　　(一)井下實測法繪制斷煤交線

　　1、水平巷道中斷煤交線的測量：

　　2、傾斜巷道中斷煤交線的測定：

　　3、斷層走向與巷道近于平行時斷煤交線的測定：

　　(二) 用剖面法繪斷煤交線

　　(三)用斷層面等高線法繪斷煤交線

　　1、利用煤層斷失點的產狀資料編制斷煤交線：

　　2、利用巖巷揭露的斷層資料，繪制斷煤交線：

　　3、利用上部煤層中的斷層資料繪制斷煤交線。

　　(四)斷煤交線的彎曲問題煤層立面投影圖是急傾斜煤層的礦井所特有的不可缺少的主要圖件。由于煤層立面投影圖與煤層地板等高線圖都是反映煤層構造的圖件，故統(tǒng)稱為煤層構造圖。

　　第四節(jié) 煤層立面投影圖

　　一、立面投影的基本原理

　　二、煤層立面投影圖的特點

　　三、煤層立面投影圖的編制方法

　　(一)根據(jù)實際資料直接連繪

　　(二)根據(jù)地質剖面圖編制立面圖

　　四、編制立面圖的幾個問題

　　1、煤層重疊時，立面圖的繪制;

　　2、立面展開圖的編制;

　　第五節(jié) 其他圖件簡述

　　除了前面介紹的礦井地質三大基本圖件之外，一般礦井還經(jīng)常編制一些其他的礦井地質圖件。

　　一、井田地形地質圖 二、煤系綜合柱狀圖

　　三、煤、巖層對比圖 四、儲量計算圖

　　五、井上、下對照圖

　　第十章 礦井地質勘探

　　礦井地質勘探是繼煤田普查、勘探之后，在礦井設計、建設和開采過程中所進行的地質勘探工作，又稱生產礦井補充地質勘探。

　　礦井地質勘探的特點：

　　1、礦井地質勘探是在現(xiàn)有煤礦生產的基礎上進行的，有豐富的第一性資料可供勘探設計參考利用。

　　2、直接為采掘生產建設服務，在確定勘探時間和布置勘探工程時，必須考慮到生產接替計劃及采掘工程設計施工的需要。

　　3、勘探任務往往是為了解決影響礦井生產建設的某一專門性地質問題?？碧匠晒苯犹峤簧a使用，而不必提供完整的地質報告。

　　4、工程布置應充分利用礦井的有利條件，盡可能從井下近距離向空間各個方向施工。

　　第一節(jié) 建井地質勘探

　　一、井筒檢查鉆孔

　　(一)井筒檢查鉆孔的布置原則：

　　1、豎井檢查鉆孔的布置原則：

　　2、斜井檢查鉆孔的布置原則：

　　3、平硐檢查鉆孔的布置原則：

　　(二)井筒檢查鉆孔應取得的資料

　　1、沿井筒中心線的完整地質剖面圖;

　　2、井筒穿過的表土層、巖層和煤層的物理力學的性質、厚度、埋藏深度，斷層破

　　勘探時間和布置勘探工程時，必須考慮到生產接替計劃及采掘工程設計施工的需要。

　　3、勘探任務往往是為了解決影響礦井生產建設的某一專門性地質問題?？碧匠晒苯犹峤簧a使用，而不必提供完整的地質報告。

　　4、工程布置應充分利用礦井的有利條件，盡可能從井下近距離向空間各個方向施工。

　　碎帶及老空區(qū)等資料。

　　3、水文地質資料，包括含水層的層數(shù)、巖性、厚度、埋藏深度、裂隙和巖溶的發(fā)育程度以及各含水層的水量、水位、水質和地下水動態(tài)等資料。

　　5、采用特殊鑿井法時，應根據(jù)需要補充地下水的流向、流速和水溫的資料。

　　二、層位控制鉆孔

　　對于地質構造簡單，勘探資料可靠的礦井，層為控制鉆孔一般可以不打。

　　第二節(jié) 生產地質勘探

　　一、采區(qū)準備過程中的生產地質勘探

　　1、進行新采區(qū)設計時，往往由于煤層賦存狀況不清，需要布置一定的生產勘探鉆孔，進一步控制煤厚、產狀和構造變化。

　　2、對煤層群中構造復雜、煤厚變化大的薄煤層，通過鉆孔不能肯定可采價值時，盡量使用風巷超前的方法，來圈定可采塊段。

　　二、巷道掘進過程中的生產地質勘探

　　1、煤層薄，變化大，又受地址高燥破壞的地段可采邊界的圈定，這需要運用巷探進行追索。

　　2、在航道掘進中遇到斷層，當斷失方向、水平錯距及延展情況不好確定時，一般在迎頭布置發(fā)射壯鉆孔加以探測。

　　三、工作面回采過程中的生產地質勘探

　　1、煤層薄，變化大，又受地址高燥破壞的地段可采邊界的圈定，這需要運用巷探進行追索。

　　2、在航道掘進中遇到斷層，當斷失方向、水平錯距及延展情況不好確定時，一般在迎頭布置發(fā)射壯鉆孔加以探測。

　　3、工作面回采過程中的生產地質勘探

　　第三節(jié) 礦井延深、擴建地質勘探

　　一、延深、擴建地質勘探的原則

　　二、延深、擴建地質勘探設計的編制

　　(一)圖紙部分：

　　(二)文字部分：

　　分五部分加以說明。

　　第四節(jié) 老區(qū)找煤

　　一、調查老采區(qū)歷史資料及采動情況;

　　二、編制老采區(qū)復采地質圖;

　　三、老采區(qū)復采的探采工作;

　　四、開灤唐山煤礦老區(qū)找煤、復采的經(jīng)驗

　　第五節(jié) 礦井地質勘探手段及其應用

　　一、鉆探;

　　二、巷探;

　　三、井下物探;

　　第十一章 地質說明書的編制

　　第一節(jié) 建井地質說明書

　　建井地質說明書的內容包括文字說明和圖件兩部分。

　　在文字說明中，首先簡述施工地點，工程編號，井筒開鑿的起點、終點和方向，井底車場的工程部署等。

　　圖件應有井筒預想柱狀圖和井底車場范圍預想水平切面圖。

　　第二節(jié) 開拓區(qū)域地質說明書

　　文字部分：

　　1、概況：新開拓區(qū)的位置、走向長度、傾斜寬度和上下水平標高;

　　2、地質構造情況：開拓區(qū)構造總體展布特征;

　　3、煤層及其頂、地板情況：煤系巖性特點;

　　4、水文地質情況：地表水體及其對井下 充水的影響;老窯與 采空區(qū)積水情況;

　　5、其他地質情況：巖漿侵入體、河流沖刷帶、巖溶陷落柱等的地質特征及其對煤層的影響;

　　6、儲量計算：儲量計算范圍;儲量計算參數(shù)的確定;

　　7、存在問題與建議：對說明書所采用資料的可靠程度進行評述，區(qū)內存在的主要地質問題和進行生產勘探的意見，對影響開拓設計和施工的問題提出合理的建議并指出應該注意的事項。

　　圖紙部分：

　　1、各煤層地板等高線圖(急傾斜煤層為立面投影圖)附儲量計算圖。

　　2、傾斜、急傾斜多煤層礦井應附水平切面圖。

　　3、井筒(延深部分)預想柱狀圖或斷層的位置等，用于編制施工作業(yè)規(guī)程。

　　4、地質剖面圖。 5、綜合柱狀圖。

　　6、井上下對照圖。

　　第三節(jié) 采區(qū)(或盤區(qū))地質說明書

　　編制采區(qū)地質說明書的步驟和方法是：

　　1、全面匯集采區(qū)地質資料;

　　2、編繪采區(qū)地質說明書圖件;

　　3、確定采區(qū)各種煤柱，計算采區(qū)儲量;

　　4、編寫采區(qū)地質說明書文字說明;

　　第四節(jié) 掘進地質說明書

　　在地質構造比較復雜，煤巖層位不易掌握，巷道設計要求較高的開拓區(qū)或采區(qū)的主要巷道施工之前，要求編制掘進地質說明書，作為制定掘進施工作業(yè)規(guī)程和進行施工的地質依據(jù)。

　　掘進地質說明書的內容，應根據(jù)已揭露的地質情況，有重點地提供巷道設計與施工所必須的巖層層位、性質、厚度、產狀、地質構造和水文地質等方面的資料。

　　掘進地質說明書的格式各礦也不完全相同，有的包括文字說明和圖件兩部分;有的采用圖件聯(lián)合簡要的附表;還有的只是一張掘進方向的預想剖面圖。

　　第五節(jié) 回采地質說明書

　　編制回采地質說明書的一般步驟和方法是：

　　1、對回采巷道進行詳細觀測編錄;

　　2、編制回采地質說明書圖件;

　　3、計算回采工作面儲量;

　　4、編寫回采地質說明書文字說明;

　　第六節(jié) 編制與使用地質說明書的基本要求

　　1.編制地質說明書的目的要明確：地址說明書是供煤礦建井、開拓、掘進和回采進行設計、施工與管理使用的，是設計、施工與管理的地質依據(jù)。

　　2.地質說明書要簡化形式，要盡量做到內容簡要扼要，切實實用，重點突出，有的放矢，便于生產利用。

　　3.地質說明書反映的圖表資料要準確：地質說明書列舉的資料，測繪的圖件，要基本做到十個數(shù)據(jù)準。

　　4.使用地質說明書時地質人員要到現(xiàn)場：在使用地質說明書，地質人員必須配合采掘部門三到現(xiàn)場。

　　5.地質說明書在使用結束時要鑒定總結：實踐是檢驗真理的標準。

　　第十二章 礦井儲量管理

　　第一節(jié) 礦井儲量分類和特點

　　一.礦井儲量的分類

　　1.地質儲量：

　　2.表內儲量：

　　3.表外儲量：

　　4.工業(yè)儲量：

　　5.遠景儲量：

　　6.可采儲量：

　　二.礦井儲量的特點

　　第二節(jié) 三量管理

　　一.三采的意義

　　二.三量的劃分范圍和計算方法

　　三量的劃分：

　　三量的計算：

　　三、三量可采期的計算

　　1.新建礦井移交生產時：

　　2.生產礦井：

　　四.三量的統(tǒng)計與分析

　　(一).三量的動態(tài)統(tǒng)計

　　1.儲量動態(tài)圖：

　　2.三量統(tǒng)計：

　　(二).三量的動態(tài)分析

　　分析內容有：

　　1.三量的劃分是否合理，計算方法是否正確，均要進行檢查和分析。

　　2.三量變化原因及分布狀況的分析：

　　3.呆滯煤量的數(shù)量和分析：

　　第三節(jié) 煤炭損失的統(tǒng)計與分析

　　一.產量統(tǒng)計

　　1.工作面實測計算：

　　2.煤堆測量：

　　3.生產調度統(tǒng)計

　　4.井口統(tǒng)計

　　二.煤炭損失分類

　　(一)煤炭損失分類

　　(二)各類損失的含義

　　三.損失量的計算

　　(一)損失量的測定

　　1.落煤損失的測定：

　　2.厚度損失的測定：

　　3.面積損失的測定：

　　(二)損失量的統(tǒng)計

　　1.煤量損失圖：

　　2.損失量臺帳：

　　(1)永久煤柱臺帳：

　　(2)地質及水文地質煤柱臺帳：

　　(3)戶巷煤柱臺帳：

　　(4)“三下”壓煤量臺帳：

　　3.儲量的注銷：

　　4.采區(qū)、工作面損失量統(tǒng)計表：

　　(三)礦井丟煤預報

　　四.回采率的計算

　　(一)回采率的規(guī)定：

　　(二)回采率的計算：

　　五.損失量的分析

　　第四節(jié) 礦井儲量的編制

　　一.礦井儲量表的內容

　　二.礦井儲量表的編制方法

　　1.編制礦產量表之前，編表人員要認真學習有關內容

　　2.資料準備

　　3.繪制儲量計算圖

　　4.編制儲量

　　5.填寫礦產儲量表

　　6.編寫礦產儲量說明書

　　三.編制礦產量表的要求

　　第五節(jié) 礦井儲量的編制

　　一.礦井儲量表的內容

　　二.礦井儲量表的編制方法

　　1.編制礦產量表之前，編表人員要認真學習有關內容

　　2.資料準備

　　3.繪制儲量計算圖

　　4.編制儲量

　　5.填寫礦產儲量表

　　6.編寫礦產儲量說明書

　　第六節(jié) 加強儲量管理工作的措施

　　措施：

　　一.加強黨的領導

　　二.加強礦井地質工作

　　三.不斷改進巷道布置

　　四.選擇合理的采煤方法

　　五.加強生產技術管理