《煤矿安全生产技术》PPT课件

倾向：煤层层面上与走向线垂直的线叫倾斜线，倾斜线由高向低的 水平投影所指的方向叫倾向。
倾角：煤层层面与水平面所夹的最大的锐角叫倾角。
煤层倾角的大小反映煤层的倾斜程度，煤层倾角越大，开采难度越 大。煤层按其倾角大小可分为四类：
近水平煤层 8°以下
缓倾斜煤层 8°-煤层（倾角在45°以上）。
➢断层
煤岩层断裂后，断裂面两侧的煤岩层发生了明显位移称
为断层。
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➢ 节理
对煤矿安全与生产影响较大，具体主要表现在以下 几个方面:
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➢ 断层
断层要素：
断层分类：
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断层对煤矿安全生产的影响： ①断层破坏严重的地段，影响采区的划分，影响工作 面和巷道的布置。 ②断层破坏严重的地段，使工作面布置不规则，巷道 掘进率明显增高，还常常会造成无效进尺，不仅造成经济 损失，还会留下安全隐患。 ③采煤工作面若出现断层，会给支护工作和顶板管理 带来困难，管理不善还会造成冒顶事故。 ④断层是地下水的贮存场所和导水的良好通道，管理 不善容易引起断层透水事故。 ⑤在高瓦斯含量煤层中，断层破碎带可能聚集瓦斯， 当工作面通过时，容易发生瓦斯事故。
（1）伪顶。紧贴煤层之上，厚度一般为以下的较薄及易垮落的软弱
岩层。
（2）直接顶。直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上的岩层，厚度
一般可达几米，多由页岩、砂质页岩和粉砂岩等较易垮落的岩石 组成，常随支架的回撤而垮落。
（3）老顶。位于直接顶或煤层（如无直接顶和伪顶）之上的厚而坚
硬的岩层。常在采空区悬露相当面积才垮落，常由砂岩、砾岩、 石灰岩等坚硬岩石组成。
2.淤泥带及其特征
淤泥带也是一种岩溶塌陷现象，当石灰岩 层受到构造力的作用后，产生许多构造裂隙， 这就为地下水的溶蚀作用创造了有利条件。随 着地下水对裂隙侵蚀的加深、加宽，最终导致 岩石的塌陷和水流携带地表泥土一齐填入了这 种大型裂缝形成地下淤泥带。
淤泥带的主要特征：大型的淤泥带地表多呈低洼的冲沟 ；垂直方向表现为上宽下窄的裂隙带，既可向深部发展也 可沿水平方向延伸，其在水平切面上多表现为不规则的条 带状，淤泥带在平面上的延伸主要受构造断裂的控制；在 垂直方向上表现为上大下小，到一定深度就会消失；其内 有大量的黄泥和碎块岩石，与其他围岩有明显的区别。
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3.判断的标志
在生产中，有时会把岩溶塌陷误认为断层 或古河床冲蚀，因此了解岩溶塌陷的辨别标志 对煤矿的生产与安全都有着重大的意义。两种 岩溶塌陷现象中，淤泥带因其特点突出较易判 断，但对陷落柱的判断应注意以下标志：
(1)岩性标志。巷道穿过断层面后所见到的地层系统未 被打乱，岩层的结构和构造仍保持其原有特征。陷落柱则 是地层的局部破坏，内部杂乱无章，岩性复杂，这一特征 是与小断层区别的重要标志。当遇到大岩块岩石折裂陷落 时，应注意层理的方向和岩石中化石的分布排列方向。折 裂陷落的大型岩块的层理和化石的排列往往直立，倾角很 陡。而断层面附近的岩石倾角虽有变化，但成直立状态的 很少。另外，由于古河床冲蚀而形成的砂岩，其层理与煤 层底板大致平行。此特点也可把古河床冲蚀与陷落柱相区 别。
(1）层状煤层。煤层厚度稳定，无明显变化，连续性好，分布面积较大。
(2）似层状煤层。煤层厚度变化较大，层位有一定的连续性。
(3)非层状煤层。厚度变化很大，由一个个孤立的煤包体断续分布组成，层 位连续不明显，常有大范围的尖灭。如鸡窝状煤层、扁豆状煤层等。
煤层的结构
煤层的结构是指煤层中夹石层的数量和分布特征。根据煤层是否有较稳定 的夹岩，可将煤层分为两类：
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（三）岩溶塌陷
所谓岩溶塌陷，就是石灰岩、白云岩等可溶性岩石在地下水 的溶蚀作用下产生塌陷的现象。按其成因及特征，岩溶塌陷可分 为陷落柱和淤泥带两种。陷落柱主要分布于华北岩层倾角较平缓 的地区，淤泥带则常在西南岩层倾角较陡的地区出现。
1.陷落柱及其特征
岩溶陷落柱是局部地层中的岩溶塌陷现象。因塌陷体的剖面 形态似一锥形柱体，所以以它的成因和形态取名为岩溶陷落柱， 简称陷落柱。它对煤矿生产有较大的影响。
煤矿地质因素及其对煤矿安全的影响
煤层埋藏特征 ➢ 煤层的顶底板 ➢ 煤层的形态与结构 ➢ 煤层厚度 ➢ 煤层产状 地质构造 ➢ 单斜构造 ➢ 褶皱构造 ➢ 断裂构造 岩溶塌陷 岩浆侵入体
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煤层埋藏特征
✓ 煤层埋藏特征
从上至下，顶板可划分为老顶、直接顶和伪顶，底板可分为直接 底和老底。但是，并非每个煤层都具有完整的6个组成部分，可 能缺失一个或几个组成部分。
(1)简单结构煤层。指煤层中没有或很少呈层状分布的较稳定夹石层的煤层。 通常厚度较小的煤层往往是简单结构煤层。
(2)复杂结构煤层。指煤层中含有数目不等呈层状分布的且较为稳定夹石层 的煤层。夹研的层数、层位、厚度和岩性一般变化较大。
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煤层埋藏特征
✓ 煤层厚度 指煤层顶底板之间的垂直距离。由于成煤条件不同，煤层厚度的变
倾角：煤层层面与水平面所夹的最大的锐角叫倾角。
煤层倾角的大小反映煤层的倾斜程度，煤层倾角越大，开采难度越 大。煤层按其倾角大小可分为四类：
近水平煤层 8°以下
缓倾斜煤层 8°--25°
倾斜煤层 25°--45°
急倾斜煤层（倾角在45°以上）。
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地质构造
➢ 单斜构造
在一定范围内，煤岩层受地质作用力的影响，大致向同一方向倾斜 的形态称为单斜构造。在较大的区域范围内，单斜构造往往是其 他构造的一部分，如褶曲的一翼或断层的一盘。描述单斜构造空 间位置和形态最常用的方法是煤岩层的产状要素。单斜构造对煤 矿安全与生产的影响较褶皱和断裂两种构造要小得多。
（4）直接底。直接位于煤层之下的硬度较小的岩层，厚度一般为几
十厘米至lm左右，通常为页岩、泥岩或粘土岩。
（5）老底。位于直接底下面的比较坚硬的岩层，多为砂岩、石灰岩
等。
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煤层埋藏特征
✓ 煤层的形态与结构
煤层的形态
煤层和其他沉积岩一样，在形成的初期，通常是层状埋藏的，但由于受沉 积条件和地壳运动的影响，煤层按其形态可分为三种：
陷落柱的特征：整体形态是一个上小下大的圆锥 体，水平切面上多呈圆形或椭圆形，直径大小不一， 大则百余米，小则十余米；陷落柱的高度一般有限， 其波及高度取决于造成岩溶塌陷的溶洞的规模，有的 也可以波及到地表；陷落柱内的岩石碎块，棱角显著 、形状不规则、排列紊乱、大小混杂，胶结差，多未 成岩；与围岩的接触面多呈不规则的锯齿状，界限明 显，接触处的围岩产状基本正常，接触带附近的煤层 及其顶底板一般无牵引现象。
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地质构造
➢ 褶皱构造
煤岩层受地壳运动的作用，被挤压得弯弯曲曲，但仍保持着连续性和完整性 ，这种构造形态叫褶皱构造。
背斜：层面向上弯曲，中心岩性较老，两翼渐新，两翼岩层倾向相背。 向斜：层面向下弯曲，中心岩性较新，两翼渐老，两翼岩层倾向相向。
褶曲对煤矿安全生产的影响：
国家安全生产监督管理局（国家煤矿安全
监察局）于2003年专门制定了
《煤矿安全生产基本条件规定》
包含内容：
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煤层厚度是决定煤层开采价值和选择不同采煤方法及设备的主要因 素。
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煤层埋藏特征
✓ 煤层产状
煤层在地壳中赋存的状态及其展布方向称为煤层的产状。煤层的空 间位置及特点通常用产状要素来描述。产状要素包括走向、倾向 和倾角。
走向：倾斜煤层层面与水平面的交线叫走向线，走向线的方向叫走 向。
化也很大，有的只有几厘米，有的可达几十厘米甚至二百余米。 低于最低可采厚度的煤层一般叫不可采煤层，大于最低可采厚度 的煤层叫可采煤层。
根据开采技术的特点及对开采技术的影响，井工开采时，煤层按厚 度可分为三类：
厚度在1. 3m以下 …………薄煤层 厚度在1. 3--3. 5m…………中厚煤层 厚度在以上 …………厚煤层 习惯上把厚度6m以上 ……特厚煤层
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现状调查：
• 煤矿生产是一种特殊条件下的作业生产 ，由于工作场所的特殊性、客观因素的 不定性，再加上诸多主观因素的影响， 致使生产事故不断发生。
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地质构造
➢ 断裂构造
煤岩层受地壳运动的作用力而发生断裂，失去了连续和完整性 ，这种构造形态称为断裂构造。
断裂构造往往是水和瓦斯涌出的通道，也是影响煤矿生产与 安全的重要地质因素。断裂构造包括节理和断层。
➢节理
节理又称为裂隙。煤岩层断裂后，断裂面两侧的煤岩 层没发生明显位移的称为节理。
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煤层埋藏特征
✓ 煤层产状
煤层在地壳中赋存的状态及其展布方向称为煤层的产状。煤层的空 间位置及特点通常用产状要素来描述。产状要素包括走向、倾向 和倾角。
走向：倾斜煤层层面与水平面的交线叫走向线，走向线的方向叫走 向。
倾向：煤层层面上与走向线垂直的线叫倾斜线，倾斜线由高向低的 水平投影所指的方向叫倾向。