礦井地質(zhì)學(xué)課件

礦井地質(zhì)條件評(píng)價(jià)第一節(jié)采前地質(zhì)評(píng)價(jià)第二節(jié)綜采地質(zhì)研究第三節(jié)礦井地質(zhì)條件分類第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)一、概念

采前地質(zhì)評(píng)價(jià)是在礦井、水準(zhǔn)、采區(qū)或工作面投入前，根據(jù)各種手段獲取的地質(zhì)資料，對研究區(qū)的開採地質(zhì)條件做出全面客觀的評(píng)價(jià)。二、評(píng)價(jià)內(nèi)容

煤層厚度、煤層結(jié)構(gòu)、煤層頂?shù)装?、地質(zhì)構(gòu)造、煤層沖刷帶、巖溶陷落柱、煤與瓦斯突出、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)等。三、評(píng)價(jià)方法

定性評(píng)價(jià)、定量評(píng)價(jià)、定性＋定量第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)定性評(píng)價(jià)

(1)煤層厚度及變化規(guī)律分析

(2)地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律及其成因分析

(3)水文地質(zhì)條件研究

(4)瓦斯地質(zhì)研究

(5)其他地質(zhì)異常分析2.定量評(píng)價(jià)常用單指標(biāo)評(píng)價(jià)，依據(jù)不同地質(zhì)條件選取不同評(píng)價(jià)指標(biāo)。第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)1)煤層穩(wěn)定性評(píng)價(jià)(1)評(píng)定指標(biāo)煤層厚度穩(wěn)定性是指煤層厚度的變化程度和可采程度的綜合①煤層可采性指數(shù)：反映煤層可采性的一項(xiàng)指標(biāo)。n：參與評(píng)定的見煤點(diǎn)的總數(shù)（要求：分佈均一、有代表性）；n’：其中大於或等於最低可採煤層厚度的見煤點(diǎn)樹。②煤厚變異係數(shù)：反映煤層厚度相對變化大小的指標(biāo)。s：煤厚標(biāo)準(zhǔn)差Mi：每個(gè)煤厚點(diǎn)的實(shí)測厚度：煤厚平均值n：參與煤厚評(píng)定的點(diǎn)數(shù)樣本標(biāo)準(zhǔn)差第一節(jié)開採地質(zhì)條件評(píng)價(jià)(2)評(píng)定方法薄煤層以Km為主要指標(biāo)、r為輔助指標(biāo)。中厚及中厚以上煤層以r為主要指標(biāo)、Km為輔助指標(biāo)?？煞譃椋悍€(wěn)定煤層、較穩(wěn)定煤層、不穩(wěn)定煤層、極不穩(wěn)定煤層Km<0.7γ>75%0.85>Km≥0.750%<γ≦75%0.95>Km≥0.8530%<γ≦50%Km≥0.95γ≦30%特厚煤層Km<0.65γ>65%0.8>Km≥0.6540%<γ≦65%0.95>Km≥0.825%<γ≦40%Km≥0.95γ≦25%中厚和厚煤層γ>55%Km<0.635%<γ≦55%0.8>Km≥0.625%<γ≦35%0.95>Km≥0.8γ≦25%Km≥0.95薄煤層輔助指標(biāo)主要指標(biāo)輔助指標(biāo)主要指標(biāo)輔助指標(biāo)主要指標(biāo)輔助指標(biāo)主要指標(biāo)極不穩(wěn)定煤層不穩(wěn)定煤層較穩(wěn)定煤層穩(wěn)定煤層煤層類型第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)2)地質(zhì)構(gòu)造複雜程度評(píng)價(jià)(1)評(píng)定指標(biāo)：構(gòu)造指數(shù)法以斷層為主的塊段，對每個(gè)塊段的構(gòu)造複雜程度賦予恰當(dāng)?shù)臉?gòu)造指數(shù)，以總和形式表示。有利不利第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)賦值原則：①一級(jí)構(gòu)造由斷層組數(shù)、主壓應(yīng)力方向和塊段空間關(guān)係一組斷裂簡單，賦3二組斷裂中等，賦，三組斷裂賦複雜，開口賦8、平行賦9、收口10②二級(jí)構(gòu)造由構(gòu)造形態(tài)，地壘1、階梯2、地塹3③三級(jí)構(gòu)造由次級(jí)構(gòu)造控制

地壘取0.3、階遞取0.6、地塹破壞取1④第一塊段構(gòu)造指數(shù)為一、二、三級(jí)指數(shù)之和。值越大、構(gòu)造越複雜576第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)實(shí)例第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)(2)評(píng)定指標(biāo)：斷層破壞指數(shù)①斷層條數(shù)指數(shù)：n：統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)的斷層條數(shù)；s：統(tǒng)計(jì)單元的面積②斷層長度指數(shù)

li：統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)某斷層的長度；n：統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)的斷層條數(shù)；s：統(tǒng)計(jì)單元的面積。③斷層強(qiáng)度指數(shù)Hi：該斷層的斷距；li：統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)某斷層的長度；n：統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)的斷層條數(shù)；s：統(tǒng)計(jì)單元的面積。第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)④利用回採巷道斷層條數(shù)求工作面斷層長度指數(shù)：統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)斷層長度之和（m）s：統(tǒng)計(jì)單元的面積km2（106m）定義：巷道斷層條數(shù)指數(shù)K2=n/ln：巷道揭露的斷層條數(shù)；l：巷道長度km（103m）K2走：走向巷道斷層條數(shù)指數(shù)條/kmK2傾：傾向巷道斷層條數(shù)指數(shù)條/km：巷道平均斷層條數(shù)指數(shù)條/km第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)M1——斷層沿走向的平均間距，103m；M2——斷層沿煤層傾向的平均間距，103m；β——斷層走向與煤層走向的平均夾角M——斷層間的垂直距離第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)采面斷層長度指數(shù)Km/km2巷道斷層平均條數(shù)指數(shù)條/km例：某工作面走向巷道長度1000m，揭露2條斷層；傾向巷道長度500m，揭露斷層5條，已知煤層走向與斷層走向夾角為18°，求斷層長度指數(shù)K1。K2走=2/1=2條/kmK2傾=5/0.5=10條/km第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)例：某回採工作面在沿煤層走向掘進(jìn)的巷道（長1500m）中揭露斷層9條，在沿煤層傾向掘進(jìn)的巷道（長200m）中揭露斷層2條。已知煤層走向與斷層走向夾角為8°，試采用近似計(jì)算公式，根據(jù)該工作面的巷道斷層條數(shù)指數(shù)，計(jì)算工作面的斷層長度指數(shù)（斷層長度指數(shù)單位：m/km2）。第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)3)煤層頂?shù)装鍘r性及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)直接頂穩(wěn)定性分：不穩(wěn)定、中等穩(wěn)定、穩(wěn)定、堅(jiān)硬頂板4種評(píng)定指標(biāo)：強(qiáng)度指標(biāo)D(2)按老頂來壓強(qiáng)度：來壓不明顯、來壓明顯、來壓強(qiáng)烈、來壓極強(qiáng)烈4種。評(píng)定指標(biāo)：直接頂與采高比、頂初次跨落距、老頂初次來壓步距有關(guān)。第一節(jié)采前地質(zhì)條件評(píng)價(jià)3.綜合評(píng)價(jià)

(1)綜合指數(shù)法（劃分區(qū)塊，分別評(píng)價(jià)各因素有利程度3、2、1，31-36的有利綜采區(qū)，19-30中等；12-18不利）

(2)等性塊段指數(shù)法（頂板等性、構(gòu)造等性、煤層等性）

(3)模糊綜合評(píng)價(jià)法（用模糊數(shù)學(xué)方法分別對各地質(zhì)因素賦重，得到模糊評(píng)判集）

(4)人工神經(jīng)網(wǎng)路法第二節(jié)綜采地質(zhì)研究一、影響綜采的地質(zhì)因素煤層厚度傾角煤層物理性質(zhì)(硬度及切割性)煤層結(jié)構(gòu)煤層穩(wěn)定性(穩(wěn)定、較穩(wěn)定綜采、不穩(wěn)定局部適合、極不穩(wěn)定不適合)構(gòu)造(煤層層理、節(jié)理)12345678>12m12-66-4.514.50-3.513.50-2.512.50-1.811.80-1.31≤1.312345678<8°8-12°12-18°18-25°25-35°35-45°45-55°>55°軟煤中硬煤硬煤f<1.51.5-3.0>3第二節(jié)綜采地質(zhì)研究一、影響綜采的地質(zhì)因素2.地質(zhì)構(gòu)造斷層褶皺巖漿巖體陷落柱強(qiáng)行通過落差小於1m，頂?shù)装鍨槟鄮r和葉巖的斷層控制落差大於10m的斷層20m以上褶皺控制二翼產(chǎn)狀、寬度、幅度、長度采前查明工作面內(nèi)起伏10m以上寬緩、5m緊閉褶皺查明巖漿巖體分佈控測前方查明數(shù)量、大小、位置、破壞範(fàn)圍、含水性第二節(jié)綜采地質(zhì)研究一、影響綜采的地質(zhì)因素3.頂?shù)装?.其他水文地質(zhì)。複雜水文地質(zhì)不適合綜采煤與瓦斯突出。高瓦斯或突出煤層不適於連續(xù)式房柱式採煤。自燃傾向。不適用於放煤開採。地?zé)?。溫度過高設(shè)備無法工作，採掘工作面26度，硐室30度。衝擊地壓?；貟襁^快、大采高應(yīng)注意衝擊地壓。第二節(jié)綜采地質(zhì)研究二、綜采地質(zhì)保障足夠煤層綜采儲(chǔ)量，保障供給。滿足綜采的可靠地質(zhì)資料先進(jìn)高效的日常地質(zhì)工作方式，保障綜采面安全生產(chǎn)。1.綜采煤層儲(chǔ)量(1)采區(qū)儲(chǔ)量必須是A級(jí)儲(chǔ)量；(2)一套綜采設(shè)備可采儲(chǔ)量≥3Mt，僅一層中厚煤層≥1Mt，薄煤層≥0.5Mt。(3)工作面可采儲(chǔ)量多煤層、地質(zhì)簡單20-30Mt；中厚煤層大於1Mt；薄煤層大於0.15Mt。第二節(jié)綜采地質(zhì)研究二、綜采地質(zhì)保障2.可靠地質(zhì)資料(1)做好采前勘探(2)生產(chǎn)中地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)、煤厚探測與管理、采後地質(zhì)總結(jié)。3.綜采地質(zhì)工作內(nèi)容井田(采區(qū))地質(zhì)條件分析、煤層綜采適應(yīng)性評(píng)價(jià)。煤層采前勘探地質(zhì)資料及數(shù)據(jù)處理綜采規(guī)劃、設(shè)計(jì)、采場選擇、設(shè)備選型第三節(jié)礦井地質(zhì)條件分類一、分類指標(biāo)（依據(jù)《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》

目的：1.科學(xué)評(píng)價(jià)礦井開採條件，合理配合人力物力

2.加強(qiáng)各類礦井的技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理以地質(zhì)構(gòu)造複雜程度、煤層穩(wěn)定程度、瓦斯類型、水文地質(zhì)條件和其他開採地質(zhì)條件進(jìn)行分類，其他開採地質(zhì)條件為輔助指標(biāo)，如頂?shù)装?，煤層傾角。。。等為輔助指標(biāo)。井工煤礦地質(zhì)條件分類劃分依據(jù)類

型簡單中等複雜極複雜地質(zhì)構(gòu)造複雜程度簡單中等複雜極複雜煤層穩(wěn)定程度穩(wěn)定和較穩(wěn)定煤層的資源/儲(chǔ)量占全礦井資源/儲(chǔ)量的80%及以上，其中穩(wěn)定煤層資源/儲(chǔ)量所占比例不小於40%穩(wěn)定和較穩(wěn)定煤層的資源/儲(chǔ)量占全礦井資源/儲(chǔ)量的60%～80%（含60%）穩(wěn)定和較穩(wěn)定煤層的資源/儲(chǔ)量占全礦井資源/儲(chǔ)量的40%～60%（含40%）不穩(wěn)定和極不穩(wěn)定煤層的資源/儲(chǔ)量占全礦井資源/儲(chǔ)量的60%及以上瓦斯類型煤層瓦斯含量小於4m3/t煤層瓦斯含量大於或等於4m3/t，且小於8m3/t煤層瓦斯含量大於或等於8m3/t煤與瓦斯突出礦井或按照煤與瓦斯突出礦井管理水文地質(zhì)類型簡單中等複雜極複雜其他開採地質(zhì)條件頂?shù)装屙數(shù)装迤秸敯逋暾院?，裂隙不發(fā)育頂?shù)装遢^平整，局部凹凸不平，頂板較完整、裂隙不很發(fā)育頂?shù)装灏纪共黄?，頂板裂隙比較發(fā)育，巖性比較鬆軟破碎頂?shù)装灏纪共黄?，頂板巖性鬆軟、破碎，裂隙發(fā)育傾角8°以下8°～25°（含8°）25°～45°（含25°）45°及以上其他特殊地質(zhì)因素一般不出現(xiàn)陷落柱、衝擊地壓、地?zé)岷吞齑暗鹊刭|(zhì)危害偶有陷落柱、衝擊地壓、地?zé)岷吞齑暗鹊刭|(zhì)危害常有較多陷落柱、衝擊地壓、地?zé)岷吞齑暗鹊刭|(zhì)危害煤層大面積遭受陷落柱、衝擊地壓、地?zé)岷吞齑暗鹊刭|(zhì)危害露天煤礦地質(zhì)條件劃分劃分依據(jù)類

型簡單中等複雜地質(zhì)構(gòu)造複雜程度簡單中等複雜、極複雜煤層穩(wěn)定程度穩(wěn)定較穩(wěn)定不穩(wěn)定、極不穩(wěn)定工程地質(zhì)條件以堅(jiān)硬巖層為主，軟弱結(jié)構(gòu)層(面)不發(fā)育，有很少的軟弱結(jié)構(gòu)層(面)或?qū)娱g距大於30m，含水性差，不影響邊坡穩(wěn)定堅(jiān)硬巖與軟巖互層，軟弱結(jié)構(gòu)層(面)發(fā)育，軟弱結(jié)構(gòu)層(面)多或?qū)娱g距為15～30m，含水性中等，對邊坡穩(wěn)定有一定影響堅(jiān)硬巖與軟巖互層，軟弱結(jié)構(gòu)層(面)極發(fā)育，軟弱結(jié)構(gòu)層(面)很多或?qū)娱g距小於15m，含水性強(qiáng)或有井工煤礦開採破壞邊坡現(xiàn)象等，嚴(yán)重影響邊坡穩(wěn)定水文地質(zhì)條件地形有利於地表水的自然排泄，露天煤礦附近無地表水體或距地表水體很遠(yuǎn)，地表水與地下水無水力聯(lián)繫；地質(zhì)構(gòu)造簡單，構(gòu)造斷裂對露天煤礦的充水作用甚微；含水層不發(fā)育，不需要疏幹；邊坡巖層巖性堅(jiān)硬，軟弱夾層不發(fā)育，地表水、地下水對邊坡穩(wěn)定基本無影響地形不利於地表水的自然排泄，露天煤礦附近有地表水體，但距地表水體較遠(yuǎn)，地表水與地下水聯(lián)繫不密切，含水層補(bǔ)給條件較差；地質(zhì)構(gòu)造中等，煤層上部無鬆散含水層或鬆散含水層厚度不大；含水層雖較發(fā)育，但易於疏幹；邊坡巖層軟弱夾層較發(fā)育，地表水、地下水對邊坡穩(wěn)定有一定影響地形不利於地表水的自然排泄，露天煤礦附近有地表水體，地表水與地下水有水力聯(lián)繫；地質(zhì)構(gòu)造複雜，或煤層上部被較厚的鬆散含水層覆蓋；含水層發(fā)育，不易疏幹；邊坡巖層軟弱夾層發(fā)育，地表水、地下水對露天開採和邊坡穩(wěn)定有很大影響第三節(jié)礦井地質(zhì)條件分類二、各分類指標(biāo)確定

1）簡單構(gòu)造含煤地層沿走向、傾向的產(chǎn)狀變化不大，斷層稀少，沒有或很少受巖漿巖的影響，不影響采區(qū)的合理劃分和採煤工作面的連續(xù)推進(jìn)。主要包括：

（1）產(chǎn)狀接近水準(zhǔn)，很少有緩波狀起伏；（2）緩傾斜的簡單單斜、向斜或背斜；（3）為數(shù)不多和方向單一的寬緩褶皺依據(jù)（斷層、褶皺、巖漿巖）1.地質(zhì)構(gòu)造複雜程度確定第三節(jié)礦井地質(zhì)條件分類

2）中等構(gòu)造含煤地層沿走向、傾向的產(chǎn)狀有一定變化，斷層較發(fā)育，局部受巖漿巖的影響，對采區(qū)的合理劃分和採煤工作面的連續(xù)推進(jìn)有一定影響。主要包括：（1）產(chǎn)狀平緩，沿走向和傾向均發(fā)育寬緩褶皺，或伴有一定數(shù)量的斷層；（2）簡單單斜、向斜或背斜，伴有較多斷層，或局部有小規(guī)模的褶皺及倒轉(zhuǎn)。第三節(jié)礦井地質(zhì)條件分類

3）複雜構(gòu)造含煤地層沿走向、傾向的產(chǎn)狀變化很大，斷層發(fā)育，有時(shí)受巖漿巖的嚴(yán)重影響，影響采區(qū)的合理劃分，只能劃分出部分正規(guī)采區(qū)。主要包括：（1）受幾組斷層嚴(yán)重破壞的斷塊構(gòu)造；（2）在單斜、向斜或背斜的基礎(chǔ)上，次一級(jí)褶曲和斷層均很發(fā)育；（3）緊密褶皺，伴有一定數(shù)量的斷層。第三節(jié)礦井地質(zhì)條件分類

4）極複雜構(gòu)造極複雜構(gòu)造。含煤地層的產(chǎn)狀變化極大，斷層極發(fā)育，有時(shí)受巖漿巖的嚴(yán)重破壞，很難劃分出正規(guī)采區(qū)。主要包括：（1）緊密褶皺、斷層密集；（2）形態(tài)複雜的褶皺，斷層發(fā)育；（3）斷層發(fā)育，受巖漿巖的嚴(yán)重破壞。第三節(jié)礦井地質(zhì)條件分類2.煤層穩(wěn)定程度評(píng)價(jià)（定性和定量）煤層穩(wěn)定性以煤層變化規(guī)律和可采性劃分，採用定性和定量結(jié)合的方法確定。1）定性評(píng)價(jià)（1）穩(wěn)定煤層。煤層厚度變化很小，規(guī)律明顯，結(jié)構(gòu)簡單至較簡單；煤類單一。全區(qū)可采或大部分可采。（2）較穩(wěn)定煤層。煤層厚度有一定變化，但規(guī)律性較明顯，結(jié)構(gòu)簡單至複雜；有2個(gè)煤類。全區(qū)可采或大部分可采?？刹晒?fàn)圍內(nèi)厚度及煤質(zhì)變化不大。第三節(jié)礦井地質(zhì)條件分類1）定性評(píng)價(jià)（3）不穩(wěn)定煤層。煤層厚度變化較大，無明顯規(guī)律，結(jié)構(gòu)複雜至極複雜；有3個(gè)或3個(gè)以上煤類。主要包括：煤層厚度變化很大，具突然增厚、變薄現(xiàn)象，全區(qū)可采或大部分可采；煤層呈串珠狀、藕節(jié)狀，一般連續(xù)，局部可采，可采邊界不規(guī)則；難以進(jìn)行分層對比，但可進(jìn)行層組對比的複合煤層。（4）極不穩(wěn)定煤層。煤層厚度變化極大，呈透鏡狀、雞窩狀，一般不連續(xù)，很難找出規(guī)律，可采塊段零星分佈；無法進(jìn)行煤分層對比，且層組對比也有困難的複合煤層。第三節(jié)礦井地質(zhì)條件分類2）定量評(píng)價(jià)薄煤層以煤層可采性指數(shù)Km為主，煤厚變異係數(shù)γ為輔；中厚及厚煤層以煤厚變異係數(shù)γ為主，可采性指數(shù)為輔。3.瓦斯類型評(píng)定簡單中等複雜極複雜煤層瓦斯含量小於4m3/t煤層瓦斯含量大於或等於4m3/t，且小於8m3/t煤層瓦斯含量大於或等於8m3/t煤與瓦斯突出礦井或按照煤與瓦斯突出礦井管理4.水文地質(zhì)條件評(píng)定水文地質(zhì)類型劃分按2009版《煤礦防治水規(guī)定》執(zhí)行。第三節(jié)礦井地質(zhì)條件分類5.其他開採地質(zhì)條件簡單

頂?shù)装迤秸?、頂板裂隙不發(fā)育中等

頂?shù)装迤秸?、頂板裂隙不很發(fā)育複雜

頂?shù)装逋拱疾黄?、頂板較鬆軟、破碎、裂隙較發(fā)育極複雜

頂?shù)装逋拱疾黄?、頂板鬆軟、破碎、裂隙發(fā)育（1）煤層頂?shù)装澹?）煤層傾角簡單

＜8°中等8°～25°複雜25°～45°極複雜

＞45°第三節(jié)礦井地質(zhì)條件分類a.煤層沖刷帶b.巖溶陷落柱→c.衝擊地壓d.天窗e.地?zé)幔?）其他特殊因素簡單——一般不出現(xiàn)中等——偶爾出現(xiàn)複雜——經(jīng)常出現(xiàn)極複雜——煤層大面積遭受第三節(jié)礦井地質(zhì)條件分類二、礦井地質(zhì)條件分類1.分類原則：就高不就低原則（露天煤礦和井工煤礦）2.分類要求:（1）基建煤礦移交生產(chǎn)後，應(yīng)在1年內(nèi)進(jìn)行煤礦地質(zhì)類型劃分，編寫煤礦地質(zhì)類型劃分報(bào)告。（2）一個(gè)煤礦原則上只評(píng)定劃分一種地質(zhì)類型，但在地質(zhì)構(gòu)造複雜程度、煤層穩(wěn)定程度、瓦斯類型、水文地質(zhì)類型和工程地質(zhì)條件等有明顯分區(qū)規(guī)律時(shí)，可分區(qū)、分煤層劃分地質(zhì)類型。（3）煤礦地質(zhì)類型每5年應(yīng)重新確定。當(dāng)煤礦發(fā)生影響煤礦地質(zhì)類型劃分的突水和煤與瓦斯突出等地質(zhì)條件變化時(shí)，煤礦應(yīng)在1年內(nèi)重新進(jìn)行地質(zhì)類型劃分。

生產(chǎn)地質(zhì)研究第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造一、概述1、研究意義(1)影響井型規(guī)模和井田劃分：破壞嚴(yán)重不能建大礦井(2)影響開拓佈置：開採水準(zhǔn)、運(yùn)輸大巷、采區(qū)劃分、巷道佈置(3)影響掘進(jìn)率：工作面不正規(guī)，多掘巷道，無效進(jìn)尺，掘進(jìn)率比大(4)影響采面正常生產(chǎn)：影響正規(guī)迴圈(5)影響安全生產(chǎn)：湧水、瓦斯湧出、突出、頂?shù)装宸€(wěn)定平頂山十礦、十一礦第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造2、等級(jí)劃分(主要以斷裂構(gòu)造為主)(1)大型構(gòu)造：決定井田總體形態(tài)或井田邊界的構(gòu)造（工作查明）(2)中型構(gòu)造：影響采區(qū)劃分和巷道佈置的次一級(jí)構(gòu)造（未查明）(3)小型構(gòu)造：在巷道或工作面可觀測全貌的地質(zhì)構(gòu)造（無法查明）大型斷層＞30m中型斷層30m~煤厚小型斷層＜煤厚斷層落差是評(píng)定斷層規(guī)模的基本指標(biāo)，對平移和緩傾角斷層不適用第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造3、研究步驟觀測：如是觀察記錄井巷揭露的構(gòu)造現(xiàn)象判斷：正確認(rèn)識(shí)揭露還不充分的地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測：對未揭露部分或地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造提出預(yù)見性的認(rèn)識(shí)處理：針對地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)採取措施第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造二、褶皺的觀察和判斷1、褶皺識(shí)別(1)煤巖層層位的對稱重複：判斷存在性標(biāo)誌(2)煤巖層產(chǎn)狀的規(guī)律變化：判斷可能性標(biāo)誌沿煤層走向掘進(jìn)煤層平巷，出現(xiàn)彎曲，說明有傾伏褶皺存在。如右圖穿層和順層巷道中，只要發(fā)現(xiàn)巖層產(chǎn)狀出現(xiàn)相向或相背傾斜時(shí)，表明褶皺存在第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造二、褶皺的觀察和判斷2、觀測內(nèi)容(1)樞紐的位置、傾伏向、傾伏角CA水平線：傾伏向；BAC：傾伏角。(2)兩翼煤巖層的產(chǎn)狀(3)與斷層節(jié)理及煤厚變化的關(guān)係構(gòu)造分佈、規(guī)模大小、延伸狀態(tài)、發(fā)展趨勢第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造二、褶皺的觀察和判斷3、褶皺樞紐的探查(1)巷探：一巷二用

第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造二、褶皺的觀察和判斷3、褶皺樞紐的探查(2)鑽探：第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造二、褶皺的觀察和判斷4.注意的問題(1)注意煤巖層層位對比分析。煤層的標(biāo)誌層、煤層上下20m(2)褶皺的不協(xié)調(diào)性。褶皺可能分叉和尖滅、推測時(shí)注意。(3)注意褶皺發(fā)展成斷層的可能性。(4)傾伏褶皺傾伏端煤層底板等高線的曲率。曲率過大，無法運(yùn)輸。(5)注意倒轉(zhuǎn)褶皺的正常翼和倒轉(zhuǎn)翼，避免先采下方煤層。第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造三、斷層的觀測和判斷1、斷層出現(xiàn)前的可能徵兆(1)煤巖層產(chǎn)狀發(fā)生顯著變化(2)大斷層附近常伴生平行小斷層(3)煤層厚度發(fā)生變化、頂?shù)装灏l(fā)生不平行現(xiàn)象(4)煤層出現(xiàn)揉皺破（煤的條帶形成的小褶皺）碎現(xiàn)象第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造三、斷層的觀測和判斷*1、斷層出現(xiàn)前的可能徵兆(5)煤層及頂?shù)装逯泄?jié)理顯著增加(6)瓦斯湧出量往往有明顯變化(7)湧水性強(qiáng)的礦井，常出現(xiàn)滴水、淋水和湧水現(xiàn)象第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造三、斷層的觀測和判斷產(chǎn)狀煤厚生巨變，揉皺破碎光澤暗，節(jié)理增加有規(guī)律，瓦斯增大顯駝峰，滴水淋水或湧水，反?，F(xiàn)象放在心，綜合起來再確定，以防“草木皆成兵”。第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造如何識(shí)別斷層？識(shí)別：地層和構(gòu)造標(biāo)誌地層標(biāo)誌：巷道中地層出現(xiàn)順序重複或地層層位缺失(斷層附近)。

區(qū)別斷層和褶皺造成的層位缺失；構(gòu)造標(biāo)誌：巷道中煤巖錯(cuò)斷、產(chǎn)狀劇烈變化、伴生構(gòu)造。

薄煤層容易識(shí)別；厚煤層難識(shí)別根據(jù)頂?shù)装鍘r性、煤層中穩(wěn)定夾矸層追索。第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造2、斷層位置的觀測(1)確定斷層的位置(2)斷層面特徵觀測①斷層面形態(tài)：光滑平直、粗糙不平、舒緩波狀②斷層面上的擦痕、階步、摩擦鏡面③斷層帶的特徵a.寬度及其變化b.充填物的特徵及其膠結(jié)情況（變質(zhì)巖體斷層角礫巖、糜棱巖、斷層泥）④斷層兩側(cè)的煤巖層層位及伴生、派生的地質(zhì)現(xiàn)象⑤斷層性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造2、斷層位置的觀測⑥斷層產(chǎn)狀和斷煤交線方向斷層產(chǎn)狀測量：走向、傾向、傾角直接法、間接法AB為斷層面走向CD為斷煤交線方向煤層走向？？第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造2、斷層位置的觀測⑥斷層產(chǎn)狀和斷煤交線方向斷煤交線：斷層面與煤層底板（頂板）的交線（上盤斷煤交線、下盤斷煤交線）斷煤點(diǎn)：斷煤交面線的一點(diǎn)斷煤交線特點(diǎn)：

a.煤層面和斷層面共有的線，即在煤層面上，也在斷層面上；

b.一般情況下與煤層走向線不一致，只有走向斷層才重合為一；

c.斷煤交線是兩盤煤層的起始線和終止線，一條斷層有二條斷煤交線，即上盤、下盤斷煤交線；

d.斷煤交線方向受斷層產(chǎn)狀和煤層產(chǎn)狀控制，局部近視直線，總體為曲線。第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造2、斷層位置的觀測⑥斷距垂直地層走向剖面真斷距視斷距AD----地層斷距AE----鉛直地層斷距（真）AF----水準(zhǔn)地層斷距AD----地層斷距AE----鉛直地層斷距AF----水準(zhǔn)地層斷距垂直地層走向的剖面不垂直地層走向落差是指在通過斷層任意方向的剖面上（即揭露斷層的巷道方向），斷層兩盤同一層面斷失點(diǎn)的標(biāo)高差。落差是固定不變的嗎？？第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造⑥斷距限定在沿地層走向的剖面上為真落差（簡稱落差），而在其他方向剖面上的落差為視落差，這就避免了使用中的混亂。不同剖面斷層落差I(lǐng)----沿走向落差10mII----落差20mIII----3.2m，原下降盤高出3.2m新落差定義鉛直地層斷距第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造2、斷層位置的觀測⑦斷層描述（以文字描述、素描圖）斷層性質(zhì)運(yùn)動(dòng)方向斷層落差斷層傾角第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造3、斷失煤翼的尋找(1)層位對比法河北唐山礦一條8煤層巷道誤入9煤層，根據(jù)層位特徵確定斷層性質(zhì)和地層斷距該斷層另一盤揭露的白色細(xì)砂巖是位於4煤層上部12m的一個(gè)標(biāo)誌層，確定為正斷層，斷距12.9m根據(jù)巷道揭露斷層另一盤煤、巖層的層位、結(jié)合斷層產(chǎn)狀來判斷斷層性質(zhì)和地層斷距的一種方法第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造3、斷失煤翼的尋找斷距確定傾斜巷道與斷層水準(zhǔn)巷道與斷層通過平巷H的高程作一水準(zhǔn)切面圖，A為下盤煤層頂板斷失點(diǎn)，AC為斷層的走向線，在圖上根據(jù)運(yùn)輸需要，確定巷道拐彎的曲率半徑，繪出將要掘進(jìn)的巖石巷道。過A點(diǎn)作垂直於巷道（煤層走向）的垂線AB，在AB上量取水準(zhǔn)地層斷距AF，過F點(diǎn)作平巷H的平行線交斷層於G點(diǎn)，則GO為斷失翼煤層。按比例量取AO的距離就是巷道過斷層後需要掘進(jìn)巖石巷道的長度。沿煤層上山CD掘進(jìn)到D處遇到一斷層，延長CD並在CD延長線上任取一點(diǎn)E，過E點(diǎn)作垂線，量取鉛直地層斷距AE，過A點(diǎn)作CD的平行線交斷層於B點(diǎn)，則AB為斷失翼煤層。按運(yùn)輸允許的坡度，過D點(diǎn)設(shè)計(jì)巖石巷道，交斷失翼煤層於O點(diǎn)，則DO為巷道過斷層後需要掘進(jìn)巖石巷道的長度。第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造3、斷失煤翼的尋找(2)構(gòu)造行跡判斷法根據(jù)斷層面、斷層帶的特徵或兩盤伴生、派生的地質(zhì)現(xiàn)象來確定斷層兩盤的相對運(yùn)動(dòng)的方向。（不能確定斷距）

1）斷層擦痕：指斷層兩盤相對錯(cuò)動(dòng)在斷層面上留下的痕跡。用手順擦痕光滑的方向或擦痕由粗而深至細(xì)而淺的方向指示對盤的運(yùn)動(dòng)方向第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造(2)構(gòu)造行跡判斷法2）階步：斷層面上垂直於擦痕的小陡坎（陡坡的方向指示對盤的運(yùn)動(dòng)方向）反階步：有斷層面上一組節(jié)理面發(fā)育而成（陡坡的方向指示本盤的運(yùn)動(dòng)方向）3）牽引褶皺：弧形突出的方向指示本盤運(yùn)動(dòng)方向、弧形面與斷層面夾的銳角方向指示對盤的運(yùn)動(dòng)方向。4)平行小斷層：平行小斷層與主幹?jǐn)鄬拥男再|(zhì)一致第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造(2)構(gòu)造行跡判斷法5）羽狀節(jié)理：分佈在斷層一側(cè)或二側(cè)，與斷層面呈斜交呈羽狀排列的節(jié)理。

張節(jié)理：與斷層相交的銳角指示本盤的運(yùn)動(dòng)方向剪節(jié)理：

a.與斷層面大角度相交（與斷層面相交的銳角指示對盤的運(yùn)動(dòng)方向）

b.與斷層面夾角較?。ǎ?5°）（與斷層面相交的銳角指示本盤的運(yùn)動(dòng)方向）羽狀節(jié)理是由斷層兩盤相對運(yùn)動(dòng)構(gòu)造應(yīng)力場產(chǎn)物。特點(diǎn)：(1)不切割斷層面(2)隨著遠(yuǎn)離斷層面逐步減弱或消失第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造(2)構(gòu)造行跡判斷法6）入字型構(gòu)造：主幹?jǐn)鄬优c其旁側(cè)的低序次分支構(gòu)造構(gòu)成入字形，就成為入字形構(gòu)造。分支構(gòu)造不穿越主幹?jǐn)鄬?。①張、扭性分支?gòu)造（張、扭性斷層、張節(jié)理）與主幹?jǐn)鄬酉嘟坏匿J角指示本盤的運(yùn)動(dòng)方向。②壓、扭性分支構(gòu)造（壓性、壓扭性斷層、褶皺）與主幹?jǐn)鄬酉嘟坏匿J角指示對盤的運(yùn)動(dòng)方向。③扭性分支構(gòu)造（扭性斷層、剪節(jié)理）a、與斷層大角度斜交

與主幹?jǐn)鄬酉嘟坏匿J角指示對盤的運(yùn)動(dòng)方向。b、與斷層面的夾角較小（＜15°）與主幹?jǐn)鄬酉嘟坏匿J角指示本盤的運(yùn)動(dòng)方向。第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造(2)構(gòu)造行跡判斷法7）帚狀構(gòu)造：分佈在主斷層兩側(cè)，一端收斂，另一端撕開的一組小型弧形破裂面。①和羽狀節(jié)理形成一樣，主要巖體受力不均衡，曾發(fā)生過局部旋轉(zhuǎn)。②按破裂面力學(xué)性質(zhì)差異，分壓扭性帚狀構(gòu)造和張扭性帚狀構(gòu)造。組成：砥柱：由圓筒形後半圓筒形的巖塊構(gòu)成旋回面：圍繞砥柱的弧形斷裂面、褶皺軸面旋回層：旋回面之間所夾的弧形巖塊內(nèi)旋層：位於旋回面凹的一層的旋回層外旋層：位於旋回面凸的一層的旋回層第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造(2)構(gòu)造行跡判斷法力學(xué)特徵：由壓扭性旋回面構(gòu)成的帚狀構(gòu)造，其內(nèi)圈層相對外圈層向收斂方向扭動(dòng)由張扭性旋回面構(gòu)成的帚狀構(gòu)造，其內(nèi)圈層相對外圈層向撒開方向扭動(dòng)判斷方法砥柱被動(dòng)：旋回層的扭動(dòng)方向與主幹?jǐn)鄬右恢马浦鲃?dòng)：旋回層的扭動(dòng)方向與主幹?jǐn)鄬酉喾吹谝还?jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造(2)構(gòu)造行跡判斷法8）構(gòu)造透鏡體：AB面與主幹?jǐn)鄬用嫦嘟坏匿J角指示對盤的運(yùn)動(dòng)方向9）斷層角礫巖及粉煤線：被斷層搓碎並保留在斷層帶內(nèi)的煤、巖層碎塊和粉未呈斷層角礫巖和斷層泥。特點(diǎn)：粒度由粗到細(xì)，數(shù)量由多到少。第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造(3)規(guī)律類推法根據(jù)已經(jīng)掌握的該區(qū)斷層發(fā)育的特徵和規(guī)律，確定斷層的性質(zhì)，指明缺失斷層的性質(zhì)，尋找斷失煤翼的一種方法。如焦作的斷層都是正斷層，從來沒有發(fā)現(xiàn)過逆斷層。如河北峰峰礦區(qū)，約大部分為正斷層，只有NE30°方向才出現(xiàn)過傾角較緩的逆斷層。第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造(4)作圖分析法根據(jù)地質(zhì)製圖原理，結(jié)合斷層的各種特徵，進(jìn)行斷層對比連接，確定斷層性質(zhì)和斷距的一種方法。第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造(5)生產(chǎn)勘探法1）斷層性質(zhì)已知、斷距未知。沿煤層掘進(jìn)水準(zhǔn)巷道遇斷層時(shí)，當(dāng)掘進(jìn)前方是斷層的下降盤時(shí)應(yīng)逆煤層傾向作平巷尋找斷失翼煤層。沿煤層掘進(jìn)的水準(zhǔn)巷道遇斷層、當(dāng)掘進(jìn)前方是斷層的上升盤時(shí)應(yīng)順煤層傾向作平巷尋找斷失翼煤層。2）斷層性質(zhì)、斷距均未知。第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造4、礦井構(gòu)造預(yù)測(1)總體構(gòu)造規(guī)律預(yù)測（1）根據(jù)構(gòu)造組合形式進(jìn)行總體構(gòu)造預(yù)測（2）構(gòu)造複雜程度預(yù)測a、傾角變化參數(shù)①傾角標(biāo)準(zhǔn)差②傾角變異係數(shù)反映傾角隨均角變化程度第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造4、礦井構(gòu)造預(yù)測(1)總體構(gòu)造規(guī)律預(yù)測b、褶皺複雜程度①褶皺強(qiáng)度係數(shù)（剖面變形係數(shù)）②褶皺複雜性指數(shù)（面變形係數(shù)）第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造4、礦井構(gòu)造預(yù)測(1)總體構(gòu)造規(guī)律預(yù)測c、斷層破壞指數(shù)①條數(shù)指數(shù)：單位面積內(nèi)斷層的條數(shù)(長度資料不定)②長度指數(shù)：單位面積斷層長度之和(長度資料確切，斷路不確切)③強(qiáng)度指數(shù)：單位面積內(nèi)斷層長度×地層斷距(長度和斷距準(zhǔn)確)第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造4、礦井構(gòu)造預(yù)測(1)總體構(gòu)造規(guī)律預(yù)測d、裂隙發(fā)育程度參數(shù)(2)已知構(gòu)造的延展預(yù)測主要是對揭露尚不充分的斷層的延展長度和深度、各點(diǎn)斷距進(jìn)行預(yù)測。①斷層位置預(yù)測（剖面圖+平面圖）A地質(zhì)剖面圖B水平面圖①線裂隙率：沿裂隙面法線方向上單位長度內(nèi)裂隙的條數(shù)。②面積裂隙率：單位面積內(nèi)所發(fā)育裂隙條數(shù)。③體積裂隙率：單位體積內(nèi)所發(fā)育的裂隙條數(shù)。預(yù)測深部巷道遇斷層位置利用水準(zhǔn)切面圖預(yù)測斷層在水準(zhǔn)方向的延展位置第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造C.煤層底板等高線d.煤層立面投影圖利用煤層底板等高線圖預(yù)測同一煤層斷層位置102、202遇斷層，預(yù)測203巷遇斷層位置。延長斷煤交線方法。立面投影圖預(yù)測同一煤層深部斷層位置第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造①斷層位置預(yù)測（斷層面等高線法）ABCD煤層面AFDE斷層面立體圖第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造西二路+62m，西四路-26mAC為斷層+62走向線AD為斷層傾向線斷層面實(shí)測傾角48度AC等於二條巷道的標(biāo)高差88mA.同煤層不同標(biāo)高巷道遇斷層位置預(yù)測西四路巷道遇斷層位置？第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造B.不同煤層的平巷或巖石平巷斷層位置預(yù)測3煤層巷道設(shè)計(jì)標(biāo)高+200m,5煤層巷道設(shè)計(jì)標(biāo)高+300mAC為斷層+300走向線AB為斷層傾向線斷層面實(shí)測傾角55度AC等於二條巷道的標(biāo)高差100m預(yù)測+300巖巷遇斷層位置？第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造C.根據(jù)上部煤層斷層位置預(yù)測下部煤層煤層位置A煤層巷道標(biāo)高-40m，掘進(jìn)遇斷層預(yù)測B煤層-40m巷道及-70m巷道在什麼位置遇見同一條斷層？第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造4、礦井構(gòu)造預(yù)測②斷層落差及尖滅點(diǎn)預(yù)測(斷層延展長度與落差呈線性關(guān)係)已知HAHB位於最大落差的同一側(cè)、HA＞HB

落差變化梯度設(shè)H為同一側(cè)任意待求點(diǎn)落差，當(dāng)H＞HB時(shí)，與B點(diǎn)平距為l’當(dāng)H<HB時(shí)，與B點(diǎn)平距為l’又設(shè)同一側(cè)的尖滅點(diǎn)與B點(diǎn)平距l(xiāng)0例、某斷層HA=6m，HB=2m，l=100m。求AB之間與B相距30m的C點(diǎn)的落差，並求同一側(cè)尖滅點(diǎn)到B點(diǎn)的平距l(xiāng)0。第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造4、礦井構(gòu)造預(yù)測③斷層延展長度預(yù)測一元線性回歸方程：曲線回歸冪函數(shù)第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造5、礦井構(gòu)造處理(1)構(gòu)造處理基本要求A有利於生產(chǎn)；B保證安全；C減少丟煤；D少掘巷道(2)設(shè)計(jì)階段對斷層的處理小傾角斷層處理大傾角斷層處理大傾角斷層水準(zhǔn)劃分第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造(3)掘進(jìn)階段對斷層的處理穿頂板過斷層穿底板過斷層穿斷層面過斷層A.水準(zhǔn)巷道：改變巷道方向、坡度不變注意：平面圖和剖面圖原則：1.根據(jù)斷層面災(zāi)害特徵選擇2.根據(jù)頂?shù)装搴闆r選擇3.根據(jù)斷層帶特徵選擇第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造落差大落差小B.傾斜巷道：改變巷道坡度、方向不變第一節(jié)礦井地質(zhì)構(gòu)造(4)回採階段對斷層的處理A.強(qiáng)行硬過①炮采面、普采面斷層落差小於煤厚②綜采面、兩盤對接煤厚大於支架最小采高③綜采面、兩盤對接煤厚小於支架最小采高，頂?shù)装鍘r性較軟B.重開切眼：傾向斷層或斜交斷層C.劃分小工作面落差大於等於煤厚或采高，走向斷層合采與分采第二節(jié)煤厚變化一、概述增厚變薄分岔尖滅影響礦井採掘佈置、生產(chǎn)計(jì)畫使掘進(jìn)率增加使回採率降低第二節(jié)煤厚變化二、生產(chǎn)礦井常用煤層分類1.按煤厚分2.按煤層傾角分<8°近水準(zhǔn)煤層8°-25°緩傾斜煤層25°-45°傾斜煤層>45°急傾斜煤層0.3-0.5m極薄煤層0.5-1.3m薄煤層1.3-3.5m中厚煤層3.5-8.0m厚煤層>8m巨厚煤層3.按煤層結(jié)構(gòu)分簡單與複雜<3.5m3.5-6m>6m露天<5°5-10°10-45°>45°第二節(jié)煤厚變化4.按煤層形態(tài)分5.按煤層穩(wěn)定性分層狀煤層似層狀煤層非層狀煤層穩(wěn)定煤層：均>可采厚度，煤層厚度變化有一定規(guī)律性；較穩(wěn)定煤層：煤厚有相當(dāng)變化，大多可采，局部不可才；不穩(wěn)定煤層：煤厚變化大，分岔、尖滅、增厚、變薄時(shí)有出現(xiàn)；極不穩(wěn)定煤層：常呈透鏡狀、斷續(xù)分佈、僅局部可采。第二節(jié)煤厚變化M——真厚度，m；H——鉛直厚度，m；L——水準(zhǔn)厚度，m；θ——煤層傾角，°第二節(jié)煤厚變化三、煤層的觀測1.基本要求①所有穿層巷道的煤層揭露點(diǎn)都應(yīng)作為觀測點(diǎn)②煤層巷道的觀測點(diǎn)和探煤點(diǎn)間距2.觀測內(nèi)容①煤層厚度——總厚度、各分層厚度、夾石層的巖性及厚度②煤層頂?shù)装?/p>

A.分類：脆性、塑性

B.觀測內(nèi)容：頂?shù)装鍘r性、厚度、節(jié)理發(fā)育情況、與煤層的接觸關(guān)係（明顯接觸、過度接觸、沖刷接觸）煤層穩(wěn)定性穩(wěn)定煤層較穩(wěn)定煤層不穩(wěn)定煤層極不穩(wěn)定煤層觀測點(diǎn)間距(m)50-10025-5010-25<10第二節(jié)煤厚變化三、煤層的觀測2.觀測內(nèi)容③煤體結(jié)構(gòu)類型（5類劃分法)非破壞煤(原生結(jié)構(gòu)煤)破壞煤：沒被密集交叉的裂隙切割成碎塊、碎塊保持尖棱狀、相互間沒有大的位移強(qiáng)烈破壞煤：煤破碎成粒狀、被重新壓緊，主要粒級(jí)在1mm以上粉碎煤：(粒狀或小顆粒膠結(jié)而成，形成天然煤團(tuán))靡棱煤：煤破碎成細(xì)粒狀、被重新壓緊，主要粒級(jí)在1mm以下④層位難以判別時(shí)（顏色、光澤、節(jié)理、斷口、硬度、脆韌性、結(jié)核、包裹體）⑤出現(xiàn)古河流沖刷時(shí)（沖刷巖性、古河流方向、彎曲的判斷標(biāo)誌、沖刷帶的寬度和深度）⑥出現(xiàn)分叉、變薄、尖滅（煤質(zhì)、煤層結(jié)構(gòu)、與圍巖的接觸關(guān)係）第二節(jié)煤厚變化三、煤層的觀測2.觀測內(nèi)容③煤體結(jié)構(gòu)類型四類劃分（原生結(jié)構(gòu)煤、碎裂煤、碎粒煤、靡棱煤）（GB/T30050-2013）原生結(jié)構(gòu)：煤的宏觀類型可辯，層理連續(xù)，煤體完整，未錯(cuò)開層理，無揉皺，堅(jiān)硬或較堅(jiān)硬。碎裂結(jié)構(gòu)：沒被密集交叉的裂隙切割成碎塊、碎塊保持尖棱狀>5mm、相互間沒有大的位移，層理易辯，較堅(jiān)硬。碎粒結(jié)構(gòu)：宏觀煤巖成分不可辯，原生結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，層理難辯，煤破碎成粒狀（1-5mm）、常見揉皺滑面，較疏鬆。靡棱結(jié)構(gòu)：宏觀煤巖類型和成分不可辯，層理消失，呈鱗片、揉皺狀，裂隙無法觀測到，疏鬆。河南理工大學(xué)第二節(jié)煤厚變化三、煤層的觀測3.觀測方法煤層厚度的觀測工作與井巷地質(zhì)編錄一起進(jìn)行。第二節(jié)煤厚變化四、煤層厚度變化的主要特徵1.原生變化：煤層頂?shù)装逍纬汕坝赡承┑刭|(zhì)因素引起的變化①沉積環(huán)境（變薄、尖滅）

大都有一定的方向性和分帶性②泥炭沼澤（基底不平）頂板平整、底板起伏不平、煤分層被底板截?cái)嗳绻轻崞诘臉?gòu)造影響則煤層不會(huì)被底板截?cái)嗟诙?jié)煤厚變化③地殼的不均衡沉降（分叉、變薄、尖滅）有一定的方向性和分帶性a.沉積速度與植物遺體堆積速度一致，煤層較厚；b.地殼沉降速度逐漸變快伴有小震盪，煤層與泥砂交互，易形成馬尾狀煤層；c.煤厚變化具有明顯的方向性和分帶性；d.分岔變薄地帶，頂?shù)装寰黄教梗珹d大，巖性和巖相變化大。第二節(jié)煤厚變化④河流的同生沖刷

煤層變薄、煤層變薄帶在平面上常呈彎曲的帶狀分佈⑤海水的同生沖蝕

頂板起伏不平、底板平整（蛤蟆頂）第二節(jié)煤厚變化四、煤層厚度變化的主要特徵2.後生變化：煤層頂板形成後由某些地質(zhì)作用因素引起的變化①河流的後生沖蝕出現(xiàn)變薄區(qū)和無煤區(qū)、煤層沖刷帶在平面上呈較寬的帶狀分佈

煤系內(nèi)的後生沖蝕

煤系形成後的後生沖蝕第二節(jié)煤厚變化②地質(zhì)構(gòu)造的變動(dòng)出現(xiàn)變薄區(qū)和無煤區(qū)、煤層沖刷帶在平面上呈較寬的帶狀分佈褶皺：核部增厚、翼部變薄斷層：擠壓增厚、拉伸變薄第二節(jié)煤厚變化②地質(zhì)構(gòu)造的變動(dòng)巖漿侵入：出現(xiàn)大小不一的無煤柱特點(diǎn)：1.巖漿侵入煤層，使煤層形態(tài)和煤層厚度、煤層結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)都發(fā)生變化，有時(shí)煤層變?yōu)樘烊唤够虮煌淌?，從而喪失工業(yè)價(jià)值；2.順層侵入的不規(guī)則巖體形態(tài)、厚度和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生極不規(guī)則，煤層、天然焦、火成巖體和圍巖俘虜體混雜在一起，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。第二節(jié)煤厚變化②地質(zhì)構(gòu)造的變動(dòng)陷落柱：變化複雜煤層局部中斷靠近陷落柱附近煤層產(chǎn)狀變化靠近陷落柱節(jié)理增多煤質(zhì)變差第二節(jié)煤厚變化五、煤層厚度的探測1.煤厚探測方法(1)巷道掘進(jìn)時(shí)煤厚探測巷道不能揭露全厚，緩傾斜煤層用鑽探配合溜煤眼和聯(lián)絡(luò)斜巷探查。急傾斜煤層及鑽探配合煤門探查第二節(jié)煤厚變化1.煤厚探測方法(2)采面回採時(shí)煤厚探測厚煤層分層開採時(shí)，從上分層探測下分層厚度，用煤電鑽，30-50m2.各類煤厚變化探測要點(diǎn)(1)煤層分叉尖滅探測①煤層分叉尖滅具有一定的方向性和分帶性，其方向垂直於基底隆起方向，沿此方向變薄或增厚。②煤層分叉時(shí)煤質(zhì)發(fā)生變化，Ad增大，光澤變暗，逐步變?yōu)樘抠|(zhì)葉巖。③分叉煤層頂板巖性變化大④煤層分叉尖滅形式多樣：沿底、沿頂、單一、多次、分叉合併、穩(wěn)定分叉、較穩(wěn)定分叉、不穩(wěn)定分叉煤層第二節(jié)煤厚變化2.各類煤厚變化探測要點(diǎn)(2)煤層底凸薄化探測①底板凸凹不平，頂板平整②煤層向泥炭沼澤凸起部位變薄或尖滅。③煤公層或夾石層超覆於基底凸起之上，層理為基底凸起所攔截。④基底凸薄變化主要發(fā)生在煤地層的底部煤層中，上部煤層很少見。鑽探、巷探第二節(jié)煤厚變化2.各類煤厚變化探測要點(diǎn)(3)煤層複雜變化探測原始沉積和後期改造疊加造成煤厚的變化。串珠狀、藕節(jié)狀、瓜藤狀、雞窩狀等似層狀或非層狀煤體第二節(jié)煤厚變化六、煤層變化預(yù)測1.煤層沖刷帶預(yù)測(1)觀測沖刷剖面煤層或頂板出現(xiàn)河流沉積物、煤層厚度變薄、煤分層被沖蝕巖體截?cái)嘤^察沖刷巖性：粗屑沉積物，透鏡狀砂體，沿古河床兩側(cè)尖滅，砂體越厚沖刷越嚴(yán)重。沖刷面特徵：犬牙狀交錯(cuò)，接觸面上下層理不同，呈突變接觸沖刷帶寬度：平面上彎曲，有分枝；剖面上不規(guī)則槽狀，中心厲害，兩側(cè)弱。深度：中心深，兩側(cè)淺第二節(jié)煤厚變化1.煤層沖刷帶預(yù)測(2)判斷流水方向

A交錯(cuò)層理：細(xì)層傾向指示水流的方向

B波痕：波峰垂直於流向、陡坡傾向指示水流方向

C礫石：礫石的傾向與水流方向相反

D碳化樹幹：延伸方向平行於流向第二節(jié)煤厚變化1.煤層沖刷帶預(yù)測(3)推測河流彎曲一般河流彎曲的外側(cè)比內(nèi)側(cè)遭受侵蝕大，外側(cè)沉積物顆粒粗，內(nèi)側(cè)細(xì)，接觸面傾角陡；反之，內(nèi)側(cè)沉積物顆粒細(xì)，接觸面傾角緩。第二節(jié)煤厚變化1.煤層沖刷帶預(yù)測(4)編制沖刷帶預(yù)測圖底圖：煤層巷道平面圖將實(shí)測煤層沖刷點(diǎn)和沖刷帶寬度準(zhǔn)確投繪在底圖上；分析圈出主流河道和分枝河道勾繪出沖刷帶內(nèi)外的煤層等厚線。第二節(jié)煤厚變化2.煤厚構(gòu)造變化帶預(yù)測(1)煤厚構(gòu)造變化帶的地質(zhì)特徵①煤層原始結(jié)構(gòu)破壞：煤理紊亂，裂隙、揉皺、擦痕、鏡面發(fā)育②煤質(zhì)發(fā)生變化：光澤暗、硬度小、灰分增大；③煤層與頂?shù)装鍢?gòu)造不協(xié)調(diào)：層間滑動(dòng)，巖性差大，產(chǎn)狀不一致；④煤層厚度受構(gòu)造控制：煤層可塑性，由構(gòu)造應(yīng)力大向小流動(dòng)；薄厚相間的條帶狀分佈；⑤瓦斯湧出量變化：厚煤處瓦斯湧出量增大，煤包處突出。第二節(jié)煤厚變化2.煤厚構(gòu)造變化帶預(yù)測(2)研究井田構(gòu)造形式和展布規(guī)律(3)編制煤厚構(gòu)造變化帶預(yù)測圖江西八景煤礦第三節(jié)陷落柱含煤地層下伏巖系如果為可溶性巖石，如石灰?guī)r、白雲(yún)巖、石膏層等，在地下水的溶蝕作用下可以形成巖溶洞穴，隨著洞穴規(guī)模的擴(kuò)大，在上覆巖系的重力荷載下，煤層及其圍巖逐漸跨落，可形成環(huán)形柱狀陷落，俗稱陷落柱；第三節(jié)陷落柱發(fā)育過程第三節(jié)陷落柱陷落柱的形態(tài)上一般呈上小下大的不規(guī)則圓柱體，截面多呈圓形或橢圓形，截面直徑由幾米至幾百米。2.陷落柱的形態(tài)1.陷落柱的巖性特徵

充填堆積的巖石碎塊層序混雜、排列紊亂、棱角顯著、大小不一，並被粘土充填膠結(jié)；第三節(jié)陷落柱平面形態(tài)剖面形態(tài)第三節(jié)陷落柱巖性均一，柱面多為立的平面；鬆軟或堅(jiān)硬互層，柱面多為劇齒狀，軟巖層凹進(jìn)，硬巖凸出；上部鬆軟多水，裂隙發(fā)育，下部巖層堅(jiān)硬，柱面多為滑坡狀第三節(jié)陷落柱第三節(jié)陷落柱3.陷落柱形成機(jī)理（1）重力塌陷巖溶洞穴上覆地層在重力作用下塌落，地下水加速溶洞二次形成。（2）真空吸蝕塌陷封閉巖溶空間由於地下水位下降產(chǎn)生真空，使封閉的蓋層受到破壞，產(chǎn)生塌陷。必要條件：良好蓋層地下水不斷下降，產(chǎn)生巨大負(fù)壓，抽吸地層塌陷。第三節(jié)陷落柱4.陷落柱形成條件（1）有可溶性巖層；（2）有良好的地下水活動(dòng)通道；（3）有豐富、飽和的侵蝕性水質(zhì)；（4）有地下水排泄口，以便加劇地下水地交替作用；第三節(jié)陷落柱5.陷落柱對煤礦生產(chǎn)影響（1）煤層塌陷在一定範(fàn)圍內(nèi)失去開採價(jià)值，減少煤炭儲(chǔ)量，縮短了礦井服務(wù)年限，井巷報(bào)廢；（2）由於塌陷破壞煤層的連續(xù)性，給井巷工程的佈置和施工，採煤方法和採掘機(jī)械的選擇增加很多困難；（3）陷落柱穿透含水層時(shí)，將地下導(dǎo)水採掘工作面，在地下水豐富的礦區(qū)內(nèi)，將威脅生產(chǎn)安全；第三節(jié)陷落柱6.井下遇陷落柱徵兆（1）產(chǎn)狀變化：在塌陷過程中，因牽引作用使周圍的煤、巖層向陷落柱中心方向傾斜；傾角在3°-6°之間，個(gè)別達(dá)10°，影響範(fàn)圍一般在15-20m；（2）裂隙增多；（3）小斷層增多；（4）煤的氧化；（5）水的湧出量增加；第三節(jié)陷落柱陷落柱特徵層位較新大小懸殊棱角明顯形狀各異混雜堆積煤屑、巖屑、粉粒充填膠結(jié)第三節(jié)陷落柱7.陷落柱探測

鑽探物探巷探陷落柱探測第三節(jié)陷落柱8.陷落柱識(shí)別陷落柱、斷層和河流沖蝕井下識(shí)別：（1）接觸帶特徵陷落柱：柱面不平整而近直立，無擦痕和滑面，接觸帶中煤巖多向柱心傾斜，張性裂隙發(fā)育，煤質(zhì)鬆軟，有氧化和風(fēng)化現(xiàn)象。斷層面：有擦痕、階步和滑面，斷層帶內(nèi)牽引褶皺和羽狀裂隙發(fā)育，一般煤層無風(fēng)化。沖蝕接觸面：沖蝕面平緩，有沖刷痕跡。第三節(jié)陷落柱（2）從地層和巖性區(qū)分陷落柱：巖塊大小懸殊，棱角明顯，巖性複雜，膠結(jié)鬆散。斷層帶：一般較窄，斷層角礫小，成份簡單，棱角部分磨損，定向排列；斷層造成地層有規(guī)律重複和缺失，兩側(cè)巖層層理很少直立。沖刷帶：巖塊較小，有磨圓現(xiàn)象，膠結(jié)緊密，層理清楚，巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造保存完好，可見層位缺失現(xiàn)象。第三節(jié)陷落柱（3）從上下對應(yīng)關(guān)係區(qū)分陷落柱：地表有，井下必有；上水平有，下水平肯定有。斷層帶：不一定有沖刷帶：沒有。第三節(jié)陷落柱9.陷落柱編錄五查：

查區(qū)內(nèi)陷落往發(fā)育、分佈的規(guī)律性；查陷落柱周圍煤、巖層中裂隙發(fā)育情況及充填物性質(zhì)；查煤層遭氧化的情況；查陷落柱附近的水和瓦斯的變化；查陷落柱周圍的小斷裂的發(fā)育情況。第三節(jié)陷落柱9.陷落柱編錄五看：

看陷落柱與圍巖的接觸介面；看陷落柱內(nèi)充填物的性質(zhì)和特徵；看陷落柱周圍煤、巖層的產(chǎn)狀變化；看陷落柱內(nèi)巖塊的大小、排列和時(shí)代；看陷落柱與煤層底板的交面線。第三節(jié)陷落柱9.陷落柱編錄五定：

定巷道揭露陷落柱的部位；定陷落柱的形狀；定陷落柱的規(guī)模大小；定穿透陷落柱的距離；定處理陷落柱的措施。第四節(jié)礦井瓦斯和地?zé)嵋?礦井瓦斯1.什麼是瓦斯？瓦斯是影響煤礦生產(chǎn)的一個(gè)重要因素；是深部開採的三大障礙：之一（瓦斯、地壓和地溫）；2.瓦斯成分與性質(zhì)

成分：CH4；CO2；N2組成；

CH4——瓦斯主要成分，無色、無味、無嗅、無毒的氣體；第四節(jié)礦井瓦斯和地溫1616%T：1850-2650℃P：7～10倍第四節(jié)礦井瓦斯和地溫瓦斯爆炸的基本條件引爆火源瓦斯?jié)舛?～16%瓦斯650～750℃的引爆火源氧含量空氣中氧含量不低於12%<50°埋深<1000m褐煤50°-160°放出大量瓦斯煙煤（氣、肥）>160°-200°放出大量瓦斯無煙煤據(jù)計(jì)算：每生成1噸煤，可產(chǎn)生1000m3的瓦斯與二氧化碳泥炭3.瓦斯成因第四節(jié)礦井瓦斯和地溫4.瓦斯賦存狀態(tài)第四節(jié)礦井瓦斯和地溫1瓦斯在煤體內(nèi)存在狀態(tài)吸附瓦斯80-90%游離瓦斯10-20%吸收狀態(tài)吸著狀態(tài)以自由氣體分子存在於煤體或圍巖的較大裂隙、孔隙和空洞之中。在與顆粒固體在分子之間引力作用下，被吸著在煤體孔隙的內(nèi)表面上。瓦斯分子進(jìn)入煤體顆粒結(jié)構(gòu)內(nèi)部，與煤體固體分子相結(jié)合。據(jù)測定1g無煙煤其表面積可達(dá)200m2.第四節(jié)礦井瓦斯和地溫第四節(jié)礦井瓦斯和地溫5.瓦斯分帶煤層瓦斯成分由淺而深大體可分為四帶1)N2－CO2帶：CH4:0-10%,N2:20-80%,CO2:20-80%；2)N2帶：CH4:0-20%,N2:80-100%,CO2:0-20%；3)N2－CH4

帶：CH4:20-80%,N2:20-80%,CO2:0-20%4)CH4

帶：CH4:80-100%,N2:0-20%,CO2:0-20%第四節(jié)礦井瓦斯和地溫影響因素煤化作用(變質(zhì)程度)圍巖條件（巖性及組合特徵）地質(zhì)構(gòu)造（斷層、褶皺）埋藏深度（瓦斯梯度）地下水活動(dòng)6.影響瓦斯賦存的條件煤田暴露程度和巖漿巖第四節(jié)礦井瓦斯和地溫游離瓦斯對外表現(xiàn)為煤層瓦斯壓力P6.礦井瓦斯湧出第四節(jié)礦井瓦斯和地溫1.礦井瓦斯湧出

是礦井在開拓、掘進(jìn)、回採過程中，瓦斯從煤層或巖層湧向採掘空間的現(xiàn)象。2.瓦斯湧出來源：煤層、巖層、鄰近層。3.絕對瓦斯湧出量(m3/min或m3/d)4.相對瓦斯湧出量(m3/t)第四節(jié)礦井瓦斯和地溫7.礦井瓦斯等級(jí)第四節(jié)礦井瓦斯和地溫7.礦井瓦斯等級(jí)《煤礦瓦斯等級(jí)鑒定暫行辦法》[2011]162號(hào)文《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》[2011]163號(hào)文2012.3.1起施行（1）每2年進(jìn)行一次（2）平均0.3m以上煤層（3）有動(dòng)力現(xiàn)象、鄰近突出、＞0.74MPa（4）60完成瓦斯（高）鑒定，120天完成突出鑒定（5）f≤0.3

p≥0.74；或0.3<f≤0.5

p≥1或

0.5<f≤0.8

p≥1.5或

p≥2（6）走向不少於2個(gè)，傾向不少於3個(gè)，最深必須有控制第四節(jié)礦井瓦斯和地溫二、地溫第四節(jié)礦井瓦斯和地溫1.地?zé)岬幕靖拍?/p>

地溫梯度：℃/100m；地溫率：m/℃

地?zé)醽碓矗簬r漿熱；大地?zé)崃?；放射性元素?.影響礦山地溫場因素(1)巖性；巖漿巖、石灰?guī)r導(dǎo)熱性強(qiáng)，傳熱快—地溫低異常。泥巖、葉巖、煤導(dǎo)熱性差，傳熱慢—地溫高異常。煤系蓋層厚，地表水補(bǔ)給條件差，這樣地區(qū)地溫較高。第四節(jié)礦井瓦斯和地溫2.影響礦山地溫場因素(2)基底起伏與構(gòu)造形態(tài)；基底隆起區(qū)古老巖系研性緻密導(dǎo)熱率高，熱流在隆起區(qū)域彙集形成高異常。(3)大地構(gòu)造位置地殼活動(dòng)區(qū)、巖漿活動(dòng)區(qū)等地?zé)岙惓^(qū)。(4)深大斷裂深大斷裂是深部熾熱物質(zhì)上升通道。(5)局部熱源影響巖漿侵入體餘熱；放射性元素的富集；硫化礦床的氧化熱。工作面溫度山東江蘇安徽河南>26℃135101226～30℃6372>30℃72310數(shù)據(jù)源自“深井熱害現(xiàn)場調(diào)研報(bào)告”——國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）（6月25-7月6日現(xiàn)場調(diào)查）3.我國深井熱害第四節(jié)礦井瓦斯和地溫高溫?zé)岷淼膯栴}272829303132330100200300400500工傷頻次（次/千人）作業(yè)地點(diǎn)氣溫（℃）體能下降工作效率低高溫中暑誘發(fā)疾病現(xiàn)場暈倒影響安全平煤六礦、十三礦等井下溫度與事故率關(guān)係（南非金礦）第四節(jié)礦井瓦斯和地溫第四節(jié)礦井瓦斯和地溫我國《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：採掘工作面的空氣溫度超過30C，必須停止作業(yè)國家安委會(huì)專門下文建議采深超千米礦井“暫停開採”深井熱害治理迫在眉睫，已嚴(yán)重影響到我國深部能源開採

第四節(jié)礦井瓦斯和地溫徐州礦業(yè)集團(tuán)以礦井湧水作為冷源的深井新型降溫模式，研發(fā)了HEMS降溫系統(tǒng)（HighTemperatureExchangeMachinarySystem）的成套技術(shù)和裝備深井降溫案例第四節(jié)礦井瓦斯和地溫HEMS降溫系統(tǒng)工作原理第四節(jié)礦井瓦斯和地溫

製冷工作站全景－600HEMS-I製冷工作站第四節(jié)礦井瓦斯和地溫蒸發(fā)器冷凝器第四節(jié)礦井瓦斯和地溫－800HEMS-PT壓力轉(zhuǎn)換工作站第四節(jié)礦井瓦斯和地溫管路連接第四節(jié)礦井瓦斯和地溫－1010HEMS-II降溫工作站

降溫工作站入口HEMS-DUSEL北京監(jiān)控中心第四節(jié)礦井瓦斯和地溫7446工作面

(34～36℃)－600製冷工作站HEMS-I

地面工作站HEMS-III－600儲(chǔ)水倉冷源－800壓力轉(zhuǎn)換工作站HEMS-PT－1010降溫工作站HEMS-II供熱31℃風(fēng)－600中央水倉11℃29℃7℃38℃12℃8℃14℃15℃18℃19℃22℃風(fēng)22℃27～29℃24～26℃一、巖漿巖侵入煤層第五節(jié)巖漿巖1.巖牆第五節(jié)巖漿巖2.巖床不規(guī)則狀、串珠頭、層狀、扁豆?fàn)疃?、巖漿巖侵入規(guī)律第五節(jié)巖漿巖1.巖漿侵入通道

斷裂：張性斷裂，易侵入

期前斷裂：對巖漿侵入起控制作用

期後斷裂：對先前侵入巖漿巖切割和改造作用

2.巖漿巖選層侵入

沿層理面、軟弱層位和層滑面?zhèn)认蝽槍忧秩?。煤層物理性質(zhì)弱，裂隙和層面發(fā)育，煤層易熔蝕，是巖漿侵入的首選。巖漿全部或部分熔蝕煤層，穿插、切割煤層，侵入體形態(tài)複雜多樣。第五節(jié)巖漿巖3.巖漿巖侵入規(guī)律（1）受煤層厚度影響：煤層厚度越大，侵入體厚度越大，分佈面積越廣，形態(tài)越複雜；（2）受煤層結(jié)構(gòu)影響：煤層夾矸層有無及厚度控制巖漿在煤層中分布和影響範(fàn)圍；（3）受煤的物理化學(xué)性質(zhì)影響：灰份較低、物性較軟和低變質(zhì)煤易侵入；（4）受侵入通道大小和煤層傾角影響：斷層通道越大，物源越豐富，沿?cái)鄬忧秩朊簩庸?fàn)圍越大，沿煤層上山方向侵入破壞煤層嚴(yán)重。第五節(jié)巖漿巖4.巖漿巖侵入分區(qū)（1）上沖區(qū)巖漿通道及其附近區(qū)域，煤層幾乎全部被熔同化。（2）擴(kuò)散區(qū)離開侵入中心，向外擴(kuò)散區(qū)域，熔蝕和變質(zhì)作用銳減，似層狀、串株?duì)?、扁豆?fàn)畹?。?）波及區(qū)擴(kuò)散區(qū)外圍，出現(xiàn)天然焦（巖漿接觸熱變質(zhì)）三、巖漿巖侵入觀測和編錄第五節(jié)巖漿巖1.巖漿巖侵入體觀測（1）巖漿巖性質(zhì)：顏色、成份、結(jié)構(gòu)構(gòu)造；（2）侵入體狀侵入形態(tài)，頒佈大小（長寬厚）和範(fàn)圍；侵入體與圍巖的接觸關(guān)係（侵入接觸、沉積接觸、斷層接觸）（3）侵入體與斷裂構(gòu)造的關(guān)係巖漿巖與斷裂的先後關(guān)係，判斷斷裂對巖漿起控制作用還是改造作用。（4）巖漿侵入體對煤層的破壞情況：位置、接觸關(guān)係、切割程度，穿插方式，分佈密度等。三、巖漿巖侵入觀測和編錄第五節(jié)巖漿巖2.巖漿巖侵入體井下編錄（1）巷道展開圖式編錄；（2）建立侵入?yún)^(qū)煤層厚度、變質(zhì)程度、天然焦發(fā)育、煤質(zhì)等檔案；（3）編制侵入體分佈圖，侵入?yún)^(qū)煤質(zhì)變化圖、灰份、揮發(fā)份等值線圖四、巖漿巖侵入體探測和預(yù)測第五節(jié)巖漿巖1.巖漿巖侵入體探測第五節(jié)巖漿巖2.擴(kuò)散區(qū)找煤預(yù)測（1）在厚煤層中找未被熔蝕的煤分層；（2）確定侵入體邊緣；分叉方向指向正常煤層；第五節(jié)巖漿巖（3）侵入體邊緣由於熔蝕同化現(xiàn)象顏色變淺彥語：“深色石頭離煤遠(yuǎn)，白鬍子石頭快見炭”（4）根據(jù)接觸帶分佈特徵接觸變質(zhì)帶分佈順序：侵入體

柱狀焦

塊狀焦

變質(zhì)程度增高的未焦化焦

正常煤層。（5）原生侵入體巖漿流動(dòng)方向：遠(yuǎn)離侵入方向找煤（6）侵入體邊緣煤層呈旋渦褶皺、層理紊亂、淋水現(xiàn)象第六節(jié)煤層頂?shù)装逡?、煤層頂?shù)装鍖ιa(chǎn)的影響1.影響工作面的連續(xù)推進(jìn)工作面遇斷層時(shí)，堅(jiān)硬的頂?shù)装宀焕短繇斉P底的方式通過斷層，工作面不得不重開切眼。2.頂?shù)装宓钠茐目赡軐?dǎo)致突水華北地區(qū)下組煤的安全開採是一個(gè)重大課題。3.影響支護(hù)不同類型的頂板影響到支護(hù)的密度、支護(hù)形式。底板鬆軟將失去對頂板的支撐作用第六節(jié)煤層頂?shù)装宥⒚簩禹數(shù)装鍡l件的研究方法1.收集有關(guān)資料，頂?shù)装鍘r性組合、厚度、層理和裂隙發(fā)育情況。2.研究井田地質(zhì)構(gòu)造展布規(guī)律對頂板條件的影響，褶曲、斷層和節(jié)理。3.採樣測試物理力學(xué)性質(zhì)，瞭解巖石堅(jiān)固性、可塑性、吸水率。4.觀測頂?shù)装宓V壓數(shù)據(jù)。5.編制頂?shù)装鍡l件類型圖和頂?shù)装宓刭|(zhì)險(xiǎn)情分析圖。第六節(jié)煤層頂?shù)装宥?、煤層頂?shù)装鍡l件的研究方法底板研究

主要的采動(dòng)破壞深度、機(jī)理、規(guī)律等研究。經(jīng)常採用的方法：

注水法

超聲波法

地質(zhì)雷達(dá)

應(yīng)力應(yīng)變觀測法第六節(jié)煤層頂?shù)装宓诹?jié)煤層頂?shù)装?/p>

井巷工程地質(zhì)井巷地質(zhì)簡述

煤礦工程事故49%以上與工程地質(zhì)問題有關(guān)。工程地質(zhì)問題：邊坡滑動(dòng)地基沉陷巖體移動(dòng)井巷開裂、變形片幫、冒頂、膨脹井巷地質(zhì)簡述井巷地質(zhì)簡述井巷地質(zhì)簡述第一節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)一、巖石的物理性質(zhì)(1)巖石真密度和視密度、巖石比重(2)巖石的孔隙率：孔隙總體積/巖石總體積(3)巖石的吸水性：吸水能力(4)巖石的軟化性：吸水後強(qiáng)度降低的性能吸水率Wa是指巖石在普通大氣壓下吸水能力，吸水質(zhì)量/試件品質(zhì)飽和吸水率Wp是在一定高壓(15MPa)或真空下吸水能力。巖石飽水系數(shù)：Wa/Wp

一般0.5-0.8軟化係數(shù)ka=巖石飽水試樣的極限抗壓強(qiáng)度/乾燥試樣的極限強(qiáng)度。臨界值：0.75第一節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)一、巖石的物理性質(zhì)(5)巖石的膨脹性(6)粘性土的可塑性(7)巖石的抗凍性是指巖石抗凍融破壞的性能。測定方法：將試樣浸水使飽和，在-25度冷凍，融化後再凍，反復(fù)10-15次，如試樣不出現(xiàn)裂縫、片落、脫角或其他破壞現(xiàn)象，則認(rèn)為是抗凍。一般認(rèn)為飽水系數(shù)小於0.8才是抗凍的。第一節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)二、巖石的力學(xué)性質(zhì)(1)巖石抗壓強(qiáng)度：是指巖石在垂直壓力作用下抵抗外邊破壞的能力，數(shù)值上等於巖石破壞時(shí)極限荷重。單位kg/cm2；MPa/KPa影響因素：壓力垂直層理或片理，其值高，平行層理或片理則低；新鮮巖石高，風(fēng)化巖石抗壓強(qiáng)度低；有裂隙發(fā)育則低，無裂隙則高；飽水巖石抗壓強(qiáng)度低於天然狀態(tài)或乾燥巖石；巖石比重、視密度大則抗壓強(qiáng)度大；第一節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)二、巖石的力學(xué)性質(zhì)(2)巖石抗剪強(qiáng)度：巖石在剪切力作用下抵抗剪切破壞的能力。(3)巖石抗拉與抗彎強(qiáng)度：是指巖石在單向拉力作用下抵抗拉斷破壞的能力，最大拉應(yīng)力。是指巖石在受彎狀態(tài)下所承受的最大拉應(yīng)力和壓應(yīng)力?？箟簭?qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大於其他強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度一般為抗壓強(qiáng)度3-5%抗剪強(qiáng)度為抗壓強(qiáng)度的6-8%抗彎強(qiáng)度為抗壓強(qiáng)度的7-15%第一節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)二、巖石的力學(xué)性質(zhì)(4)巖石堅(jiān)固性：是指巖石抵抗外力作用的綜合強(qiáng)度，用普氏硬度係數(shù)f值表示。巖石的單軸抗壓強(qiáng)度100kgf/cm2(10MPa)，普氏硬度係數(shù)為1。各種巖石的硬度係數(shù)用下式表示：σc—巖石單軸抗壓強(qiáng)度；f—普氏硬度係數(shù)；第一節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)二、巖石的力學(xué)性質(zhì)巖石名稱硬度係數(shù)f巖石名稱硬度係數(shù)f石英巖、玄武巖20砂質(zhì)葉巖5花崗巖、灰?guī)r、砂巖15不堅(jiān)硬砂巖、礫巖4砂巖、礫巖、花崗巖、鐵礦石10泥灰?guī)r、葉巖3灰?guī)r、砂巖、大理巖、白雲(yún)巖8葉巖2普通砂巖6風(fēng)化葉巖1.5主要巖石的硬度係數(shù)參考值(5)巖石的彈性模量與泊松比：

巖塊受壓，依次發(fā)生彈性變形、塑性變形、破裂變形。

彈性模量E為應(yīng)力與應(yīng)變比值；泊松比μ是橫向應(yīng)變：縱向應(yīng)變第一節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)第一節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)二、巖體的結(jié)構(gòu)特性1.巖體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體大小、形狀和組合方式(1)沉積結(jié)構(gòu)面：層面、層理面、假整合面、局部沖蝕面、成巖裂隙、原生軟弱夾層；(2)構(gòu)造結(jié)構(gòu)面：節(jié)理、劈理、斷層、層間滑動(dòng)面、層間破碎帶；(3)次生結(jié)構(gòu)面：風(fēng)化或次生結(jié)構(gòu)面，風(fēng)化裂隙、卸荷裂隙、軟化或泥化夾層。第一節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖體結(jié)構(gòu)面分級(jí)I級(jí)結(jié)構(gòu)面：區(qū)域斷裂帶、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面破碎帶寬度在數(shù)米以上。II級(jí)結(jié)構(gòu)面：延展長而寬度有限有地質(zhì)介面，如不整合面、假整合面、原生軟弱夾層、層間錯(cuò)動(dòng)帶、接觸破碎帶、風(fēng)化夾層等。III級(jí)結(jié)構(gòu)面：局部斷裂，小斷層，延展數(shù)十米，寬度0.5米，僅公佈在一個(gè)時(shí)代或一層中。IV級(jí)結(jié)構(gòu)面：節(jié)理面，分佈範(fàn)圍小，普遍存在於巖體中。V級(jí)結(jié)構(gòu)面：延展差、隨機(jī)分佈、主要指細(xì)小的節(jié)理、劈理、片理、線理等。第一節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2.結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)體是由不同產(chǎn)狀的結(jié)構(gòu)面，將巖體切割成不同形狀的巖石塊體。影響因素：

(1)不同形式結(jié)構(gòu)體，其穩(wěn)定程度不同；

(2)結(jié)構(gòu)體的產(chǎn)狀不同，其穩(wěn)定程度不同；

(3)結(jié)構(gòu)體的受力方向影響巷道的穩(wěn)定性；3.巖體結(jié)構(gòu)類型：巖體在外力作用下破壞：沿結(jié)構(gòu)面的剪切滑移或拉張開裂巖體結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型地質(zhì)類型結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況工程地質(zhì)評(píng)價(jià)塊狀結(jié)構(gòu)厚、巨厚層石灰?guī)r、砂巖、膠結(jié)好的礫巖塊狀

節(jié)理強(qiáng)度高、變形均、穩(wěn)定、良好條件一般不支護(hù)層狀結(jié)構(gòu)薄層狀、中厚層沉積巖板狀、楔狀層理、節(jié)理層越厚、越穩(wěn)定，要求支護(hù)層狀碎裂結(jié)構(gòu)較強(qiáng)褶曲及破碎巖體碎塊狀、片狀層理、節(jié)理、斷層、層間錯(cuò)動(dòng)整體強(qiáng)度低、軟結(jié)構(gòu)面發(fā)育、穩(wěn)定性差碎裂結(jié)構(gòu)構(gòu)造破碎強(qiáng)裂的厚層巖體碎塊狀節(jié)理密集、斷層發(fā)育易受地下水影響穩(wěn)定性差巷道塌、冒頂要求支護(hù)、砌散體結(jié)構(gòu)斷層破碎帶、風(fēng)化破碎帶碎塊、磷片狀第二節(jié)巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)1.巖體穩(wěn)定性：是指在一定時(shí)間、一定工程荷載條件下，巖體不產(chǎn)生破壞的壓縮變形、剪切滑移、拉張開裂的性能。2.影響因素：(1)圍巖性質(zhì)(2)地質(zhì)構(gòu)造(3)地下水(4)巖體結(jié)構(gòu)(5)地殼巖體應(yīng)力狀態(tài)定性評(píng)價(jià)第二節(jié)巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)(1)圍巖性質(zhì)礦物成份：粘土礦物組成軟、大硬度礦物級(jí)成巖石穩(wěn)定。膠結(jié)類型：矽質(zhì)膠結(jié)最硬，抗水性強(qiáng)；

鐵質(zhì)結(jié)次之，強(qiáng)度高，抗水性強(qiáng)，但易氧化分解；

鈣質(zhì)膠結(jié)強(qiáng)度較高，易水解；

泥質(zhì)膠結(jié)強(qiáng)度弱，易軟化和溶解。形狀大小：大顆粒，不均勻，棱度越大，強(qiáng)度小，反之則越大風(fēng)化情況：風(fēng)化嚴(yán)重巖石強(qiáng)度低第二節(jié)巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)(2)地質(zhì)構(gòu)造構(gòu)造變動(dòng)：緩傾斜巖層強(qiáng)度大，急傾斜巖層強(qiáng)度小。斷層：淮北岱河礦二水準(zhǔn)北大巷道掘進(jìn)時(shí)遇落差35m的斷層，斷層帶寬6m，先後3次出現(xiàn)大的冒頂、煤、巖、水、氣突出，停工4年，增開745m的繞道。第二節(jié)巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)(3)地下水軟化軟弱結(jié)構(gòu)面和泥質(zhì)填充結(jié)構(gòu)面；引起巖石膨脹、崩解、溶蝕；動(dòng)水壓力引起軟弱結(jié)構(gòu)面滲透變形，應(yīng)力集中；靜水壓力引起巖體滑動(dòng)破壞；腐蝕支護(hù)材料；查明地下水水位、類型、水頭壓力和水質(zhì)第二節(jié)巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)(4)巖體結(jié)構(gòu)散體結(jié)構(gòu)最不穩(wěn)定；碎裂結(jié)構(gòu)和層狀碎裂結(jié)構(gòu)性差；層狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最好?？紤]巖體結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體和巖體結(jié)構(gòu)類型第二節(jié)巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)(5)地殼巖體的應(yīng)力狀態(tài)(1)巖體完整性定量評(píng)價(jià)a)巖體完整性係數(shù)II值越大，巖體越完整，反之則越破碎；

I>0.75完整性好巖體

I<0.45完整性差巖體

0.45<I<0.75完整性較好第二節(jié)巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)(1)巖體完整性定量評(píng)價(jià)b)RQD巖體質(zhì)量指標(biāo)級(jí)別巖體質(zhì)量狀態(tài)RQD%Ⅰ很好90-100Ⅱ良好75-90Ⅲ一般50-75Ⅳ壞的25-50Ⅴ極壞0-25第二節(jié)巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)(2)結(jié)構(gòu)面抗剪性磨擦係數(shù)越大，抗剪強(qiáng)度越大，巖體質(zhì)量愈好。表示結(jié)構(gòu)面對剪切運(yùn)動(dòng)的阻抗能力。結(jié)構(gòu)面狀態(tài)磨擦係數(shù)f備註結(jié)構(gòu)面充泥夾層，不含巖石碎塊，不含大於泥厚的巖石碎塊0.20泥厚越大，值越小結(jié)構(gòu)面充泥化夾層，厚度小於巖石碎塊塊度0.30-0.50包括鐵、錳薄膜閉合充填結(jié)構(gòu)面0.50-0.70包含少量碎屑第二節(jié)巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)(3)巖塊的堅(jiān)固性I—巖體完整性係數(shù)；f—結(jié)構(gòu)面磨擦係數(shù)；S—巖塊堅(jiān)固性係數(shù)。巖塊對變形的抵抗能力，用飽水巖石單軸抗壓強(qiáng)度的百分之一表示，即巖石普氏硬度。評(píng)價(jià)結(jié)果Z值評(píng)價(jià)結(jié)果Z值巖體質(zhì)量特好>4.5巖體質(zhì)量壞0.3-0.1巖體質(zhì)量好4.5-2.5巖休品質(zhì)極壞<0.1巖體質(zhì)量一般2.5-0.3(4)巖體質(zhì)量係數(shù)第二節(jié)巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)1、地殼表層天在應(yīng)力狀態(tài)(1)自重應(yīng)力垂直應(yīng)力水準(zhǔn)應(yīng)力N0—巖體側(cè)壓力係數(shù)，大多巖體0.