煤礦常用地質圖件ppt課件

第十章煤礦常用地質圖件 煤礦設計 建設和采掘生產所依據(jù)的地質情況 通常由煤炭資源勘探地質報告 建井地質報告 礦井地質報告及各種地質說明書等反映出來 這些報告中包含各種地質圖件 是礦井必不可少的基礎資料 煤礦綜合地質圖件常用的有井田地形地質圖 地層綜合柱狀圖 巖煤層對比圖 地質剖面圖 水平剖面圖 煤層底板等高線圖和煤層立面投影圖 其中地質剖面圖 煤層底板等高線圖 水平切面圖是礦井地質三大基本條件 本章主要討論集中綜合地質圖件的比例尺 圖面內容 識讀和編制方法 以及在煤礦設計 建井和煤礦生產中的用途 第一節(jié)地形地質圖 地形地質圖的內容地形地質圖是反映一個地區(qū)地形及地質情況的綜合圖件 它是在地形圖上用不同的顏色 花紋及規(guī)定符號 把地表上各種地質體按比例尺縮小后垂直投影到平面上的一種圖件 是地質勘探部門提交的地質報告中所附的一份主要地質圖件 是地質人員以地形圖為底圖 經過野外地質填圖 地質測量 后編制而成的 地形地質圖的用途 地形地質圖是礦井設計 煤礦生產中不可缺少的基本圖件 用它可以選擇礦井地表運輸路線 供水路線 劃分井田邊界 確定井口位置 工業(yè)廣場 建筑物的位置 編制井上下對照圖 研究地表和地下采煤的相互影響 規(guī)劃地表防治水工程的基本圖件 在國土資源調查 環(huán)境治理 生態(tài)保護 水利建設 鐵路 公路建設 國防建設等工作中 都要用到地形地質圖 礦區(qū)地形地質圖的編制方法 礦區(qū)地形地質圖是以地形圖作為底圖進行編制 地形圖是測繪部門編制的 可從省測繪局 或國土資源廳 收集或購買 個別地方當需要大比例尺的地形圖 如1 1萬以下 需要測繪隊或地質隊進行測繪 作圖步驟 野外地質調查中按照一定的網度布置測線 在測線點上 將各種地質體和地質構造等地質情況進行記錄 含采集巖礦標本 用經緯儀或平板儀將各觀測點的坐標數(shù)據(jù)測定出來 再標注在地形圖上 地質條件復雜時或者在礦體和圍巖的邊界上要適當加密觀測點 有些地方浮土覆蓋了巖層 埋藏不深時 可以通過山地工程 槽 井探 揭露地下基巖 以便確定地質界線 外業(yè)結束后 在室內進行巖礦鑒定 分析研究 綜合整理工作 最后編制成圖 各種地質現(xiàn)象在地形地質圖上的表現(xiàn) 水平巖層在地形地質圖上的的表現(xiàn)水平巖層或水平地質界面的出露界線是水平面與地表面的交線 水平巖層的露頭形態(tài)與地形等高線一致或重合 地勢高處 出露新地層 地勢低洼處出露老地層 直立巖層在地形地質圖上的的表現(xiàn) 直立巖層的巖層面或地質界線與地面的交線位于同一個鉛直面上 露頭各點的連線的水平投影都落在一條直線上 因此無論地形平坦還是起伏 直立巖層的地質界線在地質圖上是一條切割等高線的直線 傾斜巖層在地形地質圖上的的表現(xiàn) 傾斜的巖層或其它地質界面的露頭線 是一個傾斜面與地面的交線 它在地形地質圖上和地面上都是一條與地形等高線相交的的曲線 在地形溝 谷處 巖層露頭或地質界面 在平面圖上呈現(xiàn) V 字形 由于巖層產狀的關系 在地形地質圖上 V 字形的特點是不同的 傾斜巖層在地形地質圖上的的表現(xiàn) 一 巖層傾向與地形坡向相反時 地層界線的彎曲方向 V 字形彎曲尖端 和地形等高線的彎曲方向相同 但地層界線的彎曲程度比地形等高線的彎曲度小 V 字形露頭形態(tài) 如右圖 傾斜巖層在地形地質圖上的的表現(xiàn) 二 巖層傾向與地形坡向相同 而且傾角大于坡角時 地層分界線的彎曲方向與地形等高線的彎曲方向相反 V 字形露頭形態(tài)如下圖 傾斜巖層在地形地質圖上的的表現(xiàn) 三 巖層傾向與地形坡向相同 而且傾角小于地面坡角時 地層界線的彎曲方向與地形等高線的彎曲方向相同 但地層界線的彎曲度比地形等高線的彎曲度大 如圖10 3巖層傾向與地形坡向相同時 V 字形露頭形態(tài) 如圖10 4巖層傾向與地形坡向相同 巖層傾角小于坡角 V 字形露頭形態(tài) 作圖法求巖層的產狀 在地形地質圖根據(jù) V 字形和地形等高線的關系的特點來判斷傾斜巖層的產狀要素 作圖法 如果同一地質界線與一條地形等高線相交于兩點 則連接這兩個交點得到一條直線 就是該巖層的走向線 如果同一地質界線與兩條地形等高線分別相交 則得到兩條不同標高的走向線 從高的走向線向低的走向線引垂線 由高向低的方向即巖層的傾向 根據(jù)平距和兩條走向線的高差 通過作圖就可以做出該巖層的傾角 不同地質構造在地形地質圖上的表現(xiàn) 1 各種褶曲在地形地質圖上的表現(xiàn) 水平褶曲樞紐產狀水平的向背斜 其兩翼地層在地質圖上的表現(xiàn)呈對稱的平行條帶出露 核部只有一條單獨出現(xiàn)的巖層 傾伏褶曲在地形平坦的條件下 其兩翼地層在地質圖上的表現(xiàn)呈對稱出露 但不是平行條帶 而是似拋物線形 向一個方向封閉 另一個方向撒開 短軸褶曲在地形平坦的條件下 其兩翼地層在地質圖上的表現(xiàn)呈對稱出露 其形狀近于長橢圓形出露 穹窿與構造盆地在地形平坦的條件下 其巖層露頭在地質圖上呈圓形或橢圓形 如果地形有起伏 情況就復雜了 原來是平行的巖層露頭變得彎曲不平行了 當時其對稱重復的規(guī)律仍然存在 在地形地質圖上求斷層面的產狀要素 1 如圖 紅色的是地形等高線 藍色的是地層界線 出露的地層由O1 O2 O3 S1 地層被斷層F切斷 并發(fā)生錯開 由地層的對稱重復 該處是一個背斜構造 斷層面在河谷中呈現(xiàn) V 字形 該 V 字形與地形等高線的凸起方向是相反的 根據(jù)相反相同的規(guī)則 斷層面是向南西方向 SW 傾斜的 即與河谷的傾斜方向相同 從斷層的右側出露的相同地層要比左側的寬 說明右側是上升盤 左側是下降盤 斷距示意圖 求鉛直地層斷距 在垂直于地層走向剖面上 斷層兩盤同一巖層的同一層面之間的鉛直距離稱為鉛直地層斷距 如圖4 38之hg 在地質圖上 只要在斷層任意一盤作任意一層面任意一高程線的走向線 延長該線穿過斷層面到達另一盤 與另一盤的同一層面相交 該交點的標高與未延長前的走向線標高差即為鉛直地層斷距 如圖4 39 在斷層的右盤 東南盤 地質界線 泥盤系頂面 與300m的走向線AB 延長到另一盤 與同一地層界線相交于G點 G點標高為250m AG代表左盤 西北盤 泥盤系頂面250m的走向線 兩走向線的標高差50m 即為該斷層的鉛直地層斷距 測定水平地層斷距 在垂直于地層走向剖面上 斷層兩盤同一巖層的同一層面之間的水平距離稱為水平地層斷距 如圖4 38之hf 在地質圖上的斷層兩盤分別繪出同一層面等高的兩條走向線 兩條走向線的垂直距離即為水平地層斷距 如圖4 39 在斷層的右盤 東南盤 做出地質界線 泥盤系頂面 與300m的走向線AB 在斷層的左盤 西北盤 做出地質界線 泥盤系頂面 與300m的走向線MN 兩走向線 即直線AB MN 間的垂直距離hf距離為1cm 按比例尺換算實際距離為500m 求地層斷距 垂直于地層走向剖面上 斷層兩盤同一巖層的同一層面之間的垂直距離稱為地層斷距 如圖4 38之ho 按如上作圖法求出hg hf后 還要求出巖層的真傾角 則tg hg hf 則按公式ho hgcos 或ho hfsin 求出ho 第二節(jié)地質剖面圖 地質剖面圖的內容地質剖面圖是礦井內沿某一方向地殼的鉛直方向上的地質情況按一定比例尺縮小繪制成的圖件 在地質勘探時期 多數(shù)沿著垂直地層走向的勘探線來制作的 因此稱作勘探線剖面圖 地質剖面圖是根據(jù)剖面線上個勘探工程和井巷工程所揭露的地質資料和天然露頭資料編繪的 地質剖面圖的編制方法 礦井生產使用的地質剖面圖多數(shù)是根據(jù)實際資料編制的 也可以根據(jù)地形地質圖 煤層底板等高線圖 水平切面圖編制 根據(jù)實際資料編制地質剖面圖 1 確定圖幅及編圖方位根據(jù)剖面長度和比例尺來確定 剖面方位是用尖頭加方位角 或象限角 表示 標注在圖紙一端的上方 習慣上左端為西和南 右端為東和北 中間剖面的方向有變化 要在改變處注明方位 2 繪制水平標高線 按照圖的比例尺 繪出現(xiàn)互平行 等間距的水平線 每條水平線的兩側均注明標高值 一般1 2000 每50m一條 1 5000 每100m一條 如果礦井的開采水平不是整倍數(shù)的標高線 還要內插出各個不同水平的開采水平標高線 水平標高線的數(shù)量由剖面深度決定 3 選定基準線 選取位于剖面中央 或其附近 的經緯線或鉆孔中心為基準點 在剖面圖上繪出該點位置 并通過該點繪鉛垂線 與水平標高線垂直的直線 作為基準線 如果剖面線長度大 也可選取兩條以上基準線 4 投繪地形 地物及經緯線 依據(jù)地形地質圖或地形圖 將剖面切過的所有地形等高線點 分別按其標高值和與基準線的水平距離 投繪到剖面圖上 然后用圓滑曲線連接各點 5 投繪勘探工程 依據(jù)地形地質圖將剖面線上的鉆孔 生產小窯 老窯口 坑探工程等按標高 與基準線水平距離 投繪到剖面圖上 剖面附近的鉆孔先按地層走向投繪到剖面線上 再按原標高繪制在剖面圖上 并標注每一工程的編號 標高 終孔深度 如圖10 22中的鉆孔CK1不在 剖面上 先將鉆孔按巖層的走向線延長至 剖面上 然后向剖面圖作鉆孔的中心線 其見煤標高為 80m 在剖面圖中的 80處作一標記 6 投繪井巷工程 剖面所切過的井筒 石門 上下山 和煤巷等均按其標高或基準線的距離 投繪到剖面圖上 對附近的巷道投繪到剖面圖上 用虛線表示 可按附近的巷道與剖面線是平行 斜交關系進行投影 如圖10 22中的一石門 與 剖面平行 則從一石門的起點 終點向下投影 其石門的長度保持不變 三石門與 剖面線斜交 則從三石門的起點 終點向下投影 其石門在剖面圖中的長度要比實際的石門的長度要短 二上山也與 剖面線斜交 從二上山的起點 終點向下投影 二上山在剖面圖中的長度要比實際的上山長度要短 坡度增大 所有投影的巷道剖面圖中均用虛線表示 7 投繪地質資料 1 將投繪到剖面圖上的各種勘探工程 井巷工程所揭露的地質資料的地層界線 煤層 標志層 巖漿巖體 斷層等分別按其深度 與測點的距離或標高并以其在該剖面上的傾斜方向和角度會在相應的鉆孔中心線上或坑探工程及巷道的切面上 當需要附近的工程的地質資料時 可采用走向延伸法投繪 如一石門中斷層F1按走向延長至 剖面線 與剖面線相交于a點 a點標高于一石門標高相同 為 110m 則從a點向剖面圖投影 在 110m水平線上得到a 點 根據(jù)斷層F1的傾斜方向和真傾角換算出沿 剖面線的視傾角 可以做出F1斷層在剖面圖中的形態(tài) 7 投繪地質資料 2 如三石門與 50m回風巷標高相同 將三石門中見到的B4煤層沿走向延伸 與 剖面線相交于b點 將b點向剖面圖投影 與 50m水平線相交于b 根據(jù)B4煤層的走向和真傾角換算出沿 剖面線的視傾角 可以做出B4煤層在剖面圖中b 的形態(tài) 二石門與 剖面線相交于c點 且已知二石門B4煤層與 剖面線的距離 煤層的真傾角50 二石門的標高為 110m 根據(jù)這些條件作輔助剖面圖 見圖10 22 1輔助剖面圖 可以得到B4煤層在剖面圖中的標高為 87m 將c點投影到剖面圖中與 87m水平線相交于c 點 該點就是B4煤層地板在剖面圖中的一個控制點 圖10 22 1輔助剖面圖 圖10 22 1輔助剖面圖 8 連接地質界線將各種實際資料投繪到剖面圖上后 將剖面圖上的同一煤層 同一地層分界線 斷層 按分析的構造形態(tài)進行連線 即得到地質剖面圖 9 加工整理根據(jù)有關要求 對圖件進行清繪 著色 加工 去掉不必要的標記 最后成圖 褶皺地區(qū)鉛直剖面圖的繪制方法 分析圖區(qū)地形和褶皺特征 分析注意地層界線的彎曲是與巖層產狀和地形的影響有關 還是與次級褶皺有關 如是次級褶皺 應在剖面上反映出來 選定剖面位置 剖面線應盡可能垂直褶皺軸跡的延伸方向 并通過全區(qū)主要褶皺 剖面線應標繪在地質圖上 用于地質圖相同的比例尺繪制剖面圖 并繪制出地形剖面 用與地質圖相同的比例尺 1 10000繪制出A B剖面的地形剖面圖 如圖2 在剖面線上和地形剖面上用鉛筆標出所通過的褶皺位置 背斜用 向斜用 符號表示 除明顯的褶皺外 對剖面附近可能隱伏延展到剖面切過處的次級褶皺 也應將軸跡線延長到與剖面線相交處 畫出不整合面后 畫不整合面以上的地層和構造 然后再畫不整合面以下的地層和構造 被不整合面掩蓋的地質界線T11和T12的界線 順其延伸趨勢延至剖面線上 相交于某點m 再將此點投影到不整合面上 從此點繪出不整合以下的地層界線和構造 2 將地層的投影點 按照標示的地層產狀 傾角 做出其地層界線來 如果告訴軸跡的傾伏角和巖層兩翼的傾角 通過作圖法可以做出褶曲的轉折端的形態(tài) 其做法如圖6所示 本例中未告訴軸跡的傾伏角 可據(jù)兩翼同一巖層厚度基本不變的前提 在地表處的巖層傾角按所測值繪制 向深處則加以適當修正 使之與主要產狀協(xié)調一致 3 整飾地質剖面圖 將褶皺被剝蝕的部分用虛線進行表示 第三節(jié)煤層底板等高線圖 煤層底板等高線圖是煤層底界面等高線的水平投影圖 即將某一煤層底界面與一系列等間距的水平面相交所得到的一組不同標高的等高線 投影到同一水平面上 按一定比例尺縮小繪制而成的圖件 煤層底板等高線反映煤層的空間構造形態(tài)特征 故又稱為煤層構造平面圖 通常還做儲量計算圖 所以不少煤礦統(tǒng)稱為煤層底板等高線及儲量計算圖 一般在傾斜 緩傾斜煤層的礦井都必須編制這種圖件來表示煤層的產狀和構造形態(tài)變化情況 煤層底板等高線圖的用途 是煤礦進行開拓布置 井巷工程設計 編制生產計劃 安排采掘生產 分析地質構造 布置生產勘探 進行儲量計算的基礎圖紙 一 煤層底板等高線圖的內容 反映一個井田的 全礦井 的煤層底板等高線圖比例尺多采用1 5000 1 2000 一個采區(qū)或一個工作面的煤層底板等高線圖比例尺多采用1 2000 1 1000 其內容有以下幾個方面 1 勘探階段的內容經緯線 指北線 井田邊界 勘探線及鉆孔 2 煤礦生產的內容井筒各種生產巷道 小窯 采空區(qū)范圍 3 煤層露頭線 氧化帶線 煤層缺失區(qū) 巖漿侵入?yún)^(qū) 河流沖刷 陷落柱邊界 4 煤層底板等高線 每層等高線都注有標高值 5 見煤鉆孔 煤層小柱狀 煤質分析數(shù)據(jù) 6 儲量塊段 編號 煤層平均傾角及厚度儲量分級 7 構造特征 斷層上下盤跡線 向背斜軸 二 煤層底板等高線圖的編制方法 1 以實際資料編制煤層底板等高線圖鉆孔資料為例介紹構造等高線圖的繪制方法 1 換算煤層的底面標高 如某一煤層 在地質勘探階段所打的鉆孔資料中 可以找到這層煤底板的見煤深度和鉆孔的地面標高 用地面標高減去見煤深度就是該點的煤層底板標高 如圖 ZK 1孔煤層的底板標高為 375 320 55m 其他鉆孔中煤層底板標高的換算辦法相同 將計算結果標在地形圖中的各個對應的點上 鉆孔附近 2 分析煤層底板高程的變化規(guī)律 找出煤層底板的最高點或最低點及高程突變位置 往往是可能存在斷層的顯示 分析高程的變化趨勢 初步確定構造形態(tài)類型和樞紐或脊線 槽線方位 如上圖 ZK 3孔為最大值85m 向北西 南東方向變低 可以看出該點是一個背斜 背斜向北東方向傾伏 向北東方向標高減小 沿ZK 3 ZK 5 ZK 8方向就是樞紐或脊線的位置 3 連三角網 從脊線的最高點開始 向相鄰點連線 構成多個三角形 連線時 要盡量垂直巖層走向 即在距離近 高差較大的方向上連線 避免將不同翼上的點相連 以避免歪曲構造形態(tài) 4 用插入法求等高線點 可以用平行線法 計算法 5 繪等高線 以平滑曲線連接相同的高程點即得出等高線 連線時 要從最高 或最低 線向外依次完成 要注意相鄰等高線的形態(tài)與之相協(xié)調 要注意高程的突變 可能是斷層引起 如下圖所示 將用內插法得到的整數(shù)值的等高線點 50 60 70 80m 標注在圖上 用圓滑曲線將同標高的點連接起來 就得到了構造等值線圖 根據(jù)井巷貫徹編錄資料編制 根據(jù)井巷貫徹編錄資料編制沿井巷方向的局部剖面圖 繪出斷層與其上下盤同一煤層底界面的交點 然后依據(jù)剖面圖編制斷煤交線 如圖10 31 通風上山 運輸上山見到同一條斷層 其上盤的斷煤交點分別為a b 下盤的斷煤交點分別為c d 各交點離開測點301 302的水平距離分別為L1 L2 L3 L4 將各交點按距離繪制到煤層底板等高線圖上 再連接同一盤斷煤交線點 就得到斷層的形態(tài) 利用井下斷層揭露點的斷層產狀繪制斷煤交線 已知條件 如圖10 32所示 150m順槽 沿煤層底板打的水平巷道 在a點見到一條斷層的上盤 斷層產狀傾向202 傾角45 垂直斷層走向剖面上的斷層落差是17m 實測煤層的產狀的傾向158 傾角30 1 先繪制上盤的煤層底板等高線和斷層面等高線 順槽的方向即為 150m的煤層底板等高線 過a點按斷層的產狀傾向202 做出 150m的斷層面等高線 等高線的間距為50m 以50m為直角邊 做兩個直角三角形 使該直角邊的對角分別為30 45 得到三角形ABC和三角形DBC 則AC為煤層 150m 200m等高線間的平距 DC為斷層 150m 200m等高線間的平距 分別在煤層 斷層的傾向方向上做出 200m的等高線 2 煤層和斷層 200m的等高線相交于b點 連接a b兩點 就得到斷層的上盤斷煤交線 3 根據(jù)垂直斷層走向剖面上的斷層落差是17m 做輔助剖面 做一個直角三角形 使其中的一條直角邊 垂直方向上 為17m H 根據(jù)斷層傾角45 做出另一條直角邊 其長度也為17m e 即斷層的水平斷距 平錯 從a點沿斷層的傾斜方向量取af等于17m e 得到f點 過f點作ab的平行線fd 即為斷層下盤的斷煤交線 4 斷層上盤的 150m走向線與fd直線相交于b點 過b點作上盤煤層的 150m等高線的平行線 即為下盤煤層的 150m等高線 斷層上盤的 200m走向線與fd直線相交于d點 過d點作上盤煤層的 200m等高線的平行線 即為下盤煤層的 200m等高線 根據(jù)地質剖面圖編制煤層底板等高線圖 準備好地質剖面圖和其它的各種地質資料 準備底圖 根據(jù)編圖范圍和比例尺確定圖幅 繪好坐標方格網 注明經緯線的坐標值 標出指北線 根據(jù)坐標把勘探線及鉆孔展繪在煤層底板等高線圖上 注明鉆孔 見煤標高 煤層真厚度 將每一剖面圖上煤層底界面與各高程線的交點 以及與斷層的的交點 包括上盤和下盤的斷煤交線點 分別投繪到底圖的相對應的剖面線上 并注明個點的標高值和斷層代號 如果勘探線剖面圖上有斷層時 將斷層上下盤與煤層底板的交點投影到各自的剖面線上 將各剖面上同一斷層的上盤斷煤交線點和下盤斷煤交線點分別相連 繪制出上下盤斷煤交線的大致位置和方向 參照地形地質圖 地質剖面圖及其它的有關圖件的地質構造形態(tài) 將各剖面上屬于斷層同一盤的煤層底界面相同標高點按一定構造形態(tài)用圓滑趨向相連 即得到煤層底板等高線圖 如果鉆孔見風氧化帶 將風氧化點相連 得到煤層的風氧化帶 三 各種地質現(xiàn)象在煤層底板等高線圖上的表現(xiàn) 1 單斜構造 2 褶皺構造 3 斷層 斷距的做法 FG是斷層的走向線 是斷層的走向斷距 GH是斷層的傾向線 沿斷層下盤 200m等高線延長至上盤 與上盤斷煤交線相交于B B點內插標高為180m 則AB兩點的標高差即200 180 20m 是斷層在 200m等高線上的落差 將同名等高線向對盤延長 如圖中的AB CD 這兩條直線之間的垂直距離AE即斷層的地層斷距 第四節(jié)水平切面圖 水平切面圖 是沿某一開采水平編制的 反映該水平全部地質情況和井巷情況的圖件 用途 它是進行該水平開拓布置巷道設計和掘進施工的主要依據(jù) 是傾斜急傾斜多煤層礦井必備的主要圖件 反映的內容 位于該水平的井底車場 運輸大巷 石門及煤巷和所有航道 穿過該水平的全部地表和井下鉆孔 該水平切過的所有煤層 標志層 含水層 地層分界線 煤層水平厚度 產狀 褶曲 斷層 經緯線 地址剖面線 井田邊界等 怎樣閱讀水平切面圖 1 先看圖名 經緯線 指北線 巷道及勘探工程內容2 煤層產狀的確定1 走向 水平面與煤層的交線 煤層的延展線 即煤層的走向 2 傾向 由符號標記箭頭所指傾向 若沒標明 則下部煤層至上部煤層方向即是煤層傾向 地層不倒轉 3 煤層的傾角當兩煤層間距一定時 兩煤層在水平切面圖上的平面