地質(zhì)斷層的資料

地質(zhì)斷層的資料第1頁/共72頁

第一部分斷層第二部分陷落柱第三部分褶皺構(gòu)造第2頁/共72頁1、斷層的形成與分類2、斷層的表示符號3、對生產(chǎn)的影響4、掘進、回采工作面的通過措施第一部分斷層第3頁/共72頁一、斷層的形成：（一）正斷層（二）逆斷層（三）平移斷層第4頁/共72頁（一）、正斷層上盤下降、下盤上升的斷層。斷層面一般傾角較大，在45度以上。上盤下降下盤上升第5頁/共72頁受力分析：巖層在水平拉力和剪切力的共同作用下形成。剪切力是使整體巖層沿一個平面或曲面斷裂，而水平拉力將使斷裂的兩盤向兩側(cè)運動。第6頁/共72頁第7頁/共72頁第8頁/共72頁上盤上升、下盤下降的斷層。上盤上升下盤下降斷層面（二）、逆斷層第9頁/共72頁受力分析：巖層在水平擠壓力和剪切力的共同作用下形成。剪切力是使整體巖層沿一個平面或曲面斷裂，而水平擠壓力將使斷裂的兩盤同時向中間運動，表現(xiàn)的現(xiàn)象就是煤層在斷層面附近受力后變形嚴重，甚至改變其原始方向。第10頁/共72頁規(guī)模巨大的平移斷層稱為走向滑動斷層。水平錯動斷層兩盤順斷層面走向相對滑動的斷層（三）、平移斷層第11頁/共72頁正斷層逆斷層平移斷層受力分析第12頁/共72頁正斷層符號1（平面）F20：H=3m∠33°：

該符號主要出現(xiàn)在采掘工程平面圖、井上下對照圖及構(gòu)造與巷道關(guān)系示意圖上。二、斷層的表示符號第13頁/共72頁其中：

1、F20表示斷層的編號；

2、H=3m指的是斷層的落差是3m；

3、33°代表是斷層面的傾角；

4、長線所指方向代表斷層的走向；

5、箭頭表示斷層面的傾斜方向；

6、短線指示地層下降的一側(cè)，即下降盤。

即：正斷層的傾向與下降盤在同一側(cè)，圖中表示為箭頭指向與兩短線同向。第14頁/共72頁在圖例中又分為實測正斷層和推斷正斷層。

實測正斷層推斷正斷層第15頁/共72頁符號2正斷層上盤斷煤交線下盤斷煤交線

該符號主要出現(xiàn)在1：2000以下的小比例尺地圖中，其表示的區(qū)域和斷層的影響區(qū)域不是一碼事。第16頁/共72頁正斷層符號3（剖面）實測正斷層推斷正斷層第17頁/共72頁符號1逆斷層F：20：H=2m∠10°：F：20：H=6m∠10°：

即：逆斷層的傾向與下降盤分在兩側(cè)，圖中表示為箭頭指向與兩短線不同向。第18頁/共72頁符號2逆斷層下盤斷煤交線上盤斷煤交線第19頁/共72頁上盤斷煤交線：斷層面與上盤煤層底板的交線。

下盤斷煤交線：斷層面與下盤煤層底板的交線。

第20頁/共72頁正斷層對生產(chǎn)的影響1、造成煤層不連續(xù)；2、斷層面附近頂板破碎，容易離層和冒頂；3、出矸增多，煤質(zhì)變差；4、支護方式改變，掘進（回采）效率降低；5、容易造成事故。三、斷層對生產(chǎn)的影響第21頁/共72頁逆斷層對生產(chǎn)的影響1、造成煤層不連續(xù)；2、斷層面附近巖層破碎，容易冒頂，不易主動支護；使用坑木量增多，主要用于勾頂和加強維護。3、出矸增多，煤質(zhì)變差；4、支護方式改變，掘進（回采）效率降低；有時還需放炮通過或炮采，人工支護。5、煤體受力變的酥軟，瓦斯涌水增大。6、15號煤巷道涌水增大。7、容易造成事故。等等。第22頁/共72頁由上盤進入下盤：（1）直接破底，上山掘進通過，直至進入煤層；（2）退后挑頂，上山掘進通過，直至進入煤層；（3）破底和挑頂都使用。當然選擇哪種方法通過與頂板巖性、煤巖層坡度及將來回采通過影響程度有關(guān)。（一）掘進工作面通過正斷層措施四、掘進及回采工作面通過措施第23頁/共72頁由下盤進入上盤：（1）直接破頂，下山掘進通過，直至進入煤層；（2）退后起底，下山掘進通過，直至進入煤層；（3）破頂和起底都使用。當然選擇哪種方法通過與頂板巖性、煤巖層坡度及將來回采通過影響程度有關(guān)。（一）掘進工作面通過正斷層措施第24頁/共72頁觀測方向正斷層第25頁/共72頁91312回風(fēng)巷正斷層正斷層第26頁/共72頁由上盤進入下盤：（1）直接破頂，下山掘進通過，直至進入煤層；（2）破頂達生產(chǎn)要求，再退后隨底，直接進入煤層；當然選擇哪種方法通過與頂板巖性、煤巖層坡度及回采是否通過有關(guān)。（二）掘進工作面通過逆斷層措施第27頁/共72頁第28頁/共72頁由下盤進入上盤：（1）直接通過，并沿一定坡度破底板上山掘進，直至進入煤層；（2）破頂通過，并沿一定坡度上山掘進，直至進入煤層。當然當頂?shù)装鍘r層硬度一樣時，可根據(jù)現(xiàn)場決定如何通過。（二）掘進工作面通過逆斷層措施第29頁/共72頁觀測方向逆斷層第30頁/共72頁IX2224巷逆斷層逆斷層第31頁/共72頁觀測方向第32頁/共72頁94307機采面切眼逆斷層第33頁/共72頁（1）直接破底，隨兩盤煤層回采（2）直接破頂，隨兩盤煤層回采（3）破底和破頂都使用。當然選擇哪種方法通過與頂板巖性、煤巖層坡度有關(guān)。例：94303工作面正斷層（F85）開始通過時采取破頂?shù)追绞酵ㄟ^。到后期轉(zhuǎn)為只破底回采通過。（三）回采工作面通過正斷層措施第34頁/共72頁92312工作面斷層正斷層第35頁/共72頁94303正斷層破底區(qū)破頂區(qū)砂質(zhì)泥巖泥巖石灰?guī)r開始過斷層示意圖第36頁/共72頁94303正斷層后期過斷層示意圖進風(fēng)巷泥巖9號煤9號煤破底區(qū)第37頁/共72頁（1）直接破底，隨兩盤煤層回采（2）直接破頂，隨兩盤煤層回采（3）破底和破頂都使用。當然選擇哪種方法通過與頂板巖性、煤巖層坡度有關(guān)。（四）回采工作面通過逆斷層措施第38頁/共72頁92311刨煤機工作面觀測方向逆斷層第39頁/共72頁92311工作面逆斷層第40頁/共72頁一、陷落柱的形成與特征二、對生產(chǎn)的影響三、掘進、回采工作面的識別與通過措施第二部分陷落柱第41頁/共72頁一、陷落柱的形成煤層下伏可溶性巖層，經(jīng)地下水溶蝕形成的溶洞，在上覆巖層重力作用下產(chǎn)生塌陷，形成筒狀或似錐狀柱體，簡稱陷落柱，俗稱“無炭柱”或“矸子窩”?！さ?2頁/共72頁巖溶陷落柱形成過程示意圖（a）巖溶中發(fā)育溶洞（b）溶洞不斷擴大（c）陷落柱形成第43頁/共72頁陷落柱的特征1、陷落柱的形態(tài)特征：指的是陷落柱的三度空間形狀。主要包括：（1）平面形態(tài)：它是指陷落柱與地面、水平切面或煤層面的交線形態(tài)。一般呈橢圓形，也可呈圓形、長條形和不規(guī)則形等。第44頁/共72頁陷落柱的特征（2）剖面形態(tài)，它是指沿陷落柱中心軸切剖面的陷落拄形態(tài)。

a、漏斗狀b、錐形c、不規(guī)則形態(tài)第45頁/共72頁陷落柱的特征（3）陷落柱的高度它是指從溶洞底到塌陷頂?shù)拇怪本嚯x。它與溶洞的大小，地下水的排泄條件，巖層的物理力學(xué)性質(zhì)，以及裂隙的發(fā)育程度有密切關(guān)系。一般高度由幾十米到100-200m，但也有高達幾百米的巨型陷落和僅數(shù)米的小型坍塌。第46頁/共72頁陷落柱的特征

(4)陷落柱的中心軸它是指陷落柱各平面形態(tài)的中心點的聯(lián)線。通常，中心軸垂直于所穿過的巖層層面。由于陷落柱穿過的各巖層的產(chǎn)狀、巖石性質(zhì)和裂隙發(fā)育程度常有變化，因此，中心軸大多不是垂立的，而是歪斜的，甚至呈扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。掌握中心軸的傾伏向、傾伏角及其變化規(guī)律，對于準確預(yù)測下部煤層、下部水平陷落柱的平面位置非常重要。一般情況下，下部煤層和下部水平陷落柱的平面位置向煤層上山方向、即煤層傾向相反方向移動。第47頁/共72頁陷落柱的特征2、陷落柱的井下特征（a）柱面特征：陷落柱的柱面是指陷落柱與周圍正常巖層的接觸面。有三種：第一種，柱面多呈直立的平面；第二種，鋸齒狀柱面；第三種，滑坡狀柱面。第48頁/共72頁陷落柱的特征鋸齒狀柱面滑坡狀柱面例：一五四盤區(qū)正前第49頁/共72頁陷落柱的特征（b）柱體組成特征其由塌落巖塊堆積組合而成。與周圍正常巖層相比，塌落巖塊層位較新，并具有大小懸殊、棱角明顯、形狀各異、混雜堆積，常為松軟巖屑、煤屑和粉粒充填黏結(jié)等特點。第50頁/共72頁巖溶發(fā)育的地質(zhì)條件

巖溶發(fā)育必須具備下列四個條件，缺一不可。(1)煤系或其下部地層中含有可溶性巖、礦層，如石灰?guī)r、白云巖或石膏礦等。由于這些巖層或礦層極易被地下水溶蝕形成溶孔、溶隙和溶洞，并隨著地下水的不斷活動溶蝕空間逐步擴大。第51頁/共72頁巖溶發(fā)育的地質(zhì)條件

(2)含煤區(qū)域內(nèi)，發(fā)育有良好的地下水通道，主要是指斷層和裂隙，尤其是透水性好的張性或張扭性斷裂。它們溝通地面水系、地下含水層段與可溶性巖、礦層之間的水力聯(lián)系，因此陷落柱常沿巖溶化斷裂帶、褶曲軸部，特別是斷裂交匯處呈串珠密集分布。第52頁/共72頁巖溶發(fā)育的地質(zhì)條件(3)地下水交替循環(huán)快，排泄流暢，具有良好的地下水動力條件。一個地區(qū)的侵蝕基準面控制著地下水的交替和流動。侵蝕基準面以下，地下水流動緩慢，排泄困難，巖溶不發(fā)育。巖溶發(fā)育最有利的地帶，是地下水面以下、侵蝕基準面以上的飽水帶。這帶地下水向侵蝕基準面作水平運動，形成水平連通的溶洞。因巖溶陷落柱集中分布在地下水強滯留帶內(nèi)。第53頁/共72頁巖溶發(fā)育的地質(zhì)條件(4)地下水源豐富，具有溶蝕性較強的酸根和較大的侵蝕“掏空”能力。應(yīng)該指出，有極少部分的陷落柱的塌落空間不是由于地下水的溶蝕作用造成的，而是由于地下水的機械作用把泥砂透鏡體、斷層泥堆積體等松軟巖體沖刷帶走造成的。第54頁/共72頁鳳凰山礦陷落柱的分布特征1、分區(qū)性大部分分布于井田的北部至中東部范圍，尤其中部密度較大，預(yù)計對三水平三盤區(qū)的采掘影響較大。第55頁/共72頁2、分帶性晉城礦區(qū)陷落柱平面分布圖

晉城礦區(qū)的陷落柱靠近晉獲斷裂帶附近沿北北東方向呈串珠狀展布，均與區(qū)域地下水集中徑流帶關(guān)系密切。其間接說明下方奧陶系灰?guī)r內(nèi)溶洞較發(fā)育，因此我礦所打水源井全部出水，并保證生活用水。第56頁/共72頁三、陷落柱對煤礦生產(chǎn)的影響1、破壞可采煤層，減少煤炭儲量。由于陷落柱本身及周圍不能開采的煤層，使煤炭儲量減少。2、影響正規(guī)開采

由于陷落柱破壞，無法布置正?；夭晒ぷ髅?，限制采掘機械的有效使用。第57頁/共72頁3、影響采掘施工由于存在陷落柱，必然增加巷道掘進率，增加巖巷工作量，增加支護難度。陷落柱還使開采條件復(fù)雜化，降低回采率，特別是對機械化采煤不利。4、影響安全陷落柱可能是礦井水或礦井瓦斯的通道，影響煤礦生產(chǎn)的安全。當然在鳳凰山礦揭露的陷落柱沒有出現(xiàn)過導(dǎo)水現(xiàn)象。第58頁/共72頁陷落柱的處理1、采掘設(shè)計時，根據(jù)陷落柱的發(fā)育情況和分布規(guī)律，選擇合理的巷道布景和采煤方法。2、掘進遇陷落柱時，如為礦井主要巷道（開拓巷道、采區(qū)和采面運輸巷道），應(yīng)按原設(shè)計施工，直接穿過陷落柱，同時注意安全生產(chǎn)，特別是防止礦井水或瓦斯的涌出；如果是回風(fēng)巷，可采取繞過的方法，同時起到探明陷落柱的作用。3、回采工作面中遇到陷落柱，一般應(yīng)先探明其形狀、大小、位置，然后決定處理方法。主要有三種：第59頁/共72頁回采工作面處理陷落柱示意圖第60頁/共72頁上圖左下角的陷落柱位于皮帶巷與切眼交匯處，采用開斜切眼，回采時擺尾式開采，將工作面調(diào)整到正常位置。對工作面中部的陷落柱，如果面積不大，采用強行硬割的辦法通過陷落柱；如果面積較大，則需要預(yù)先開掘新切眼，當工作面推進到陷落柱左側(cè)時，倒面搬家，跳過陷落柱繼續(xù)回采。當陷落柱位于回風(fēng)巷附近時，采用縮短工作面長度的辦法避開陷落柱。第61頁/共72頁陷落柱編號1、陷字第一個字X加序號，如：X1、X2、X3.......2、X3-4,X15-2第62頁/共72頁第三部分褶皺構(gòu)造1、背斜2、向斜