煤矿常见地质构造.
煤矿地质基本知识
走向地层还表现为地层重复或缺失。
化开采更为困难。
煤层的空间形态及展布方向用产状要素
二、地质构造
• 原始沉积的煤（岩）层，由于后来地质变迁、地壳运动而造成岩层空 间形态个产状发生变化，形成新的结构称为地质构造。
• 地质构造可归纳为三种基本类型，即单斜构造、褶曲构造、断裂构造。 • 单斜构造 • 在一定范围内（通常一个井田）岩层向一个方向倾斜的构造形态叫单
2）煤层的底板。
• 煤层的底板岩石可分为直接底和老底两种， 如图2－1b所示。
• a－煤层顶板；b－煤层底板 • 1－中粒砂岩；2－砂质页岩；3－炭质页
岩；4－煤；5－粘土岩；6－粉砂岩
• （1）直接底――以富含炭质的粘土岩最为常见， 厚度一般几十厘米。如果直接底的岩性是遇水后 膨胀粘土岩，则可造成巷道底板隆起（底鼓）现 象，轻者影响巷道运输于支护，重者使巷道遭受 破坏。
着一个面，而是沿着一个破碎带发生时，这个带称为断层破碎带。②断层线。 断层面与地面的交线，即断层面在地面的出露线。它大致反映断层的延伸方 向。 • ③交面线。断层面与煤层底板面的交线。 • ④断盘。被断层面分开的两侧岩块。若断层面是倾斜面的，根据岩块与断层 面的相对关系，分为上盘和下盘。上盘位于断层面上方；下盘位于断层面下 方。 • ⑤断距。断层两盘相对移动的距离。未错开前的某点，错动后分裂为两点， 分别在两个盘上，测得两点的实际距离称总断距。 • ⑥落差。断层两盘上对应点的铅直断距，如图2－7所示。
煤矿地质——褶皱构造
第二节褶皱构造一、褶皱的基本概念（一）褶皱的定义岩层或岩体在地应力长期作用下形成的波状弯曲称为褶皱，褶皱在地壳中分布广泛，形态各异，规模大小相差悬殊，大者延伸几十至几百公里，小者可在手标本上见到，甚至表现为显微构造。
褶皱岩层中的一个弯曲称为褶曲，它是褶皱构造的基本单位（图4-8）。
（二）褶曲的基本形式褶曲的基本形式可分为两种，即背斜和向斜。
1．背斜背斜是岩层向上弯拱的褶曲，核部是老岩层，两侧是新岩层，且对称重复出现，两翼岩层一般相反倾斜（图4-9a）。
2．向斜向斜是岩层向下弯拱的褶曲，核部是新岩层，两侧是老岩层，且对称重复出现，两翼岩层一般相对倾斜（图4-9b）。
（三）褶曲要素为了描述褶曲在空间的形态和特征，将它的各个部位分别规定了一个名称。
总起来称为褶曲要素。
或者说褶曲要素是褶曲的基本组成部分及其相互关系的几何要素（图4-10）。
褶曲要素主要有下列几种：1．核部褶曲的中心部位为核部。
背斜核部是老岩层，向斜核部为新岩层。
2．翼部褶曲核部两侧的岩层为翼部。
背斜两翼较核部岩层新；向斜两翼较核部岩层老。
相邻背斜和向斜之间的一个翼为二者所共有。
3．翼角褶曲两翼岩层与水平面的夹角，即翼部岩层的倾角。
4．转折端褶曲从一翼过度到另一翼的转折部位称为转折端。
5．轴面通过褶曲核部，平分褶曲两翼的假想面称为轴面，轴面可以是平面或曲面，也可以是直立的、倾斜的、甚至是水平的。
6．轴线和轴迹褶曲轴面与水平面的交线，称为轴线。
轴线的方向表示褶曲的延伸方向。
轴线的长度表示褶曲的延伸长度。
轴面与地表面的交线称为轴迹。
只有在轴面直立和地面水平的情况下，轴迹和轴线重合为一条线。
7．枢纽枢纽指褶曲中同一岩层面与轴面的交线。
其产状可以是水平的、倾斜的，也可是波状起伏的，甚至是直立的，枢纽主要是用来表示褶曲在延伸方向上产状的变化。
8．高点及鞍部背斜隆起的最高部位称为高点。
有的背斜可以有几个高点，同一背斜相邻两高点之间的相对低洼部分称为鞍部（图4-11）。
煤矿掘进中常见中小型地质构造的识别、影响及预测
第一章 煤矿地质知识
第一章煤矿地质知识1.常见的沉积岩主要有哪几种？角砾岩、砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及页岩、石灰岩2.什么叫地史？地层和地史的区别是什么？地壳的发展历史简称地史。
地层是在地史的发展阶段形成的沉积岩层。
3.简述煤的形成过程。
第一阶段——泥炭化阶段。
在古代成煤时期，地球上气候温暖而潮湿，植物生长茂盛，特别是湖泊沼泽地带密布着茂密的森林或水土植物。
死去的植物遗体堆积在湖泊沼泽底部，随着地壳缓慢下沉逐渐被水覆盖与空气隔绝，在细菌参与的生物化学作用下，植物遗体开始腐烂分解，有的变成气体跑掉，有的变成液体流失，被保留下来的部分变成泥炭层。
植物遗体演变成为泥炭的过程称为泥炭化阶段。
第二阶段——煤化阶段。
随着时间推移，地壳继续缓慢下沉，泥岩层被水携带来的泥砂等物质覆盖，并且覆盖层逐渐加厚，在压力和温度的作用下，泥炭层逐渐脱水、压紧，碳的含量也逐渐增加，这时泥炭就变成了褐煤。
如果地壳继续下沉，覆盖岩层不断加厚，褐煤在高温、高压的作用下，引起内部分子结构物理性质的变化，含碳物质进一步富集，氧和水分含量进一步减小，密度增大，颜色变深，硬度增加，逐渐地变成了烟煤，煤的这种变质过程称为煤化阶段。
4.煤的物理性质和化学性质主要包括几种？常用的煤质指标和工业分类指标各有哪些？煤的物理性质包括光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、密度和容量、导电性等。
煤的物理性质与煤中所含杂质有关，成分相同的煤的物理性质是随变质程度而改变的。
煤的化学组成主要是有机质和无机质两大类。
有机质是煤的主要组成部分，它包括碳、氢、氧、氮和有机硫，还有少量磷等；无机质包括矿物质和水分，绝大多数是煤中的有害成分，对加工利用不利。
常用的煤质指标：水分Ｗ、水分Ａ、挥发分Ｖ、发热量Ｑ、胶质层厚度Ｙ、含矸率工业分类指标：可燃基挥发分Ｖdaf(%)和胶质层的最大厚度5.反映煤岩层产关要素是什么？走向：煤层或岩层面与水平面相交的线称为走向线。
倾向：煤层层面上与走向线垂直向下的倾斜线的水平投影所指的方向。
煤矿掘进中常见小型地质构造分析
断 层 的 定 向预 测 方 法 和 回采 工 作 面 中小 断层 的 定 位 预 测 方 法 。 关键 词 ： 巷道 掘 进 ； 质 构 造 ； 地 断层 定 向 预 测
研究地质小构造类型和相应 的过构造 的掘进对策 ，对煤矿安全 ２ ． ２巷道过逆断层的掘进对策。 巷道过逆断层时主要表现为煤层 生产有一定 的现实意义 。在煤矿设计 中大型地质构造往往作为井 田 重叠。当巷道由断层下盘 向上盘通过时 ， 应注意上顶重叠煤层冒顶事 应加强顶板支护工作 ， 通常采用加密棚距通过。当巷道 由 边界和采区边界 ，掘进 中经常遇见的地质构造主要是 出现在煤层顶 故 的发生 ， 底板 中的各种小型地质构造 ， 如小断层 、 小褶皱。这些小型地质构造 断层上盘 向下盘通过断层时 ， 需要调大巷道坡度 打板通过 。 由于构造类型不 同， 加之所处 的煤层开采地质条件不同 ， 其掘进过构 ２３巷道在复合顶板煤层 中的掘进对策复合顶板易冒顶 ， ． 不好支 造时所采取的方式也应不 同。首先要搞清楚矿井内部构造分布 的区 护 ， 巷道掘进时应尽可能地沿直接顶掘进 。 ３ 中小 型 断层 的定 向预 测 方 法 在 矿 井 生产 的 掘 进 工作 中 。前 方 域特征 ，根据 已施工的掘进和开拓巷道实际揭露断层资料对正施工 巷道的前方隐伏断层进行定向预测 ；其次是依据实测断层对回采工 的隐伏断层往往造成另一盘煤层或者岩层 的变化 。使沿煤层的巷道 作面的中小断层进行定位预测 ； 最后与井下物探资料进行综合分析 ， 迷 失方 向。定 向预 测就 是 为 了寻 找 断 失 的煤 层 并 及 时确 定 巷 道掘 进 提供预测图纸 ， 从而达到保证生产顺利进行 的目的。 的方向。杏花煤矿通常采用下列几种预测方法： １常见 的 地质 小 构 造类 型 ３ ． １煤岩层层位对比法。 依据巷道 已揭露的断层另一盘煤岩层的 煤矿地质小构造主要 是伴生 、 次生 、 派生于大型地质构造之 中 ， 层位 ， 结合矿井 的标志层 、 煤层及煤层顶底板特征 ， 通过层位对 比确 受大型地质构造控制的次一级 的小型地质构造 ， 主要包括小 断层 、 小 定断层 的性质和断距 ， 以此寻找断失的煤层 ， 达到对煤层定 向预测 的 褶皱 、 复合顶板等。 目的。例如： 在西翼 ７５ 工作面风道掘进时。开始为沿着 ３ ４１ ＃煤层顶 １ ． １小断层。 ． １掘进过程出现小断层的标志。 １． １ 掘进过程可能出 板掘进遇一断层 ， 另一盘岩性 为灰 白色细砂岩 ， 具有炭化面和水平层 现小断层 的标志主要有 ： 煤层顶板或底板移位 ； 在顺着煤层的巷道 中 理 ， 由于 ３ 样煤层顶底板中都有这一层砂岩 ， 所以很难确定 断层 的性 出现煤厚急剧增大而后出现岩石楔子； 煤层厚度减小甚至出现尖灭 ； 质和落差 ， 为此 ， 在巷道迎头布置一垂直 的下孔 ， 钻孔 揭露 矿井标 志 煤层突然被岩石取代 ； 煤层顶板或底板出现岩性变化 ； 出现被揉皱的 层 ， 结合断层产状确定 了本断层为正断层 ， 也为掘进指 出了方向。 岩石带 ； 裂隙壁有滑动痕迹等现象 。 这些现象表 明巷道前方可能有断 ３ ． ２规律类推法。积累了大量 的地质资料 ， 通过对资料 的分析整 层 出现。１ ． ．２小断层类型。掘进中常见的小断层有正断层 、 １ 逆断层 、 理 ， 找出其 中的规律。 依此规律可以帮助确定正在施工巷道所遇断层 层滑构造、 小裂隙（ 破碎带１ 小断层一般落差在 ５ 。 ｍ以内。 小型正断层 的性质 ， 从而指导寻找断失的煤层和巷道施工 的方向。 以反倾正断层居多 ， 一般来说上盘下降 ， 下盘上升 ， 断层面倾 向和煤 ３ ． ３构造对 比法 。 构造对比法就是在新掘巷道遇断层后与相邻巷 层面倾向相反。断层面一般较平整 ， 上下两盘煤层和煤层顶底板往往 道或邻近的上下煤层所掘巷道 已经揭露 的实测断层 的性质相对 比， 比较完整， 围岩稳定性往往相对于逆断层要好。 小型逆断层以同倾逆 从而确定新揭露断层的性质 ， 达到定向寻找断失煤层的 目的。 断层居多 ， 一般来说上盘上升 ， 下盘下降 ， 断层面倾 向和煤层面倾 向 ３ ． ４根据派生的小型构造及断层面特征寻找断失的煤层 。 靠近断 相同。断层面一般不太平整 ， 地层倾角较大。逆断层上下两盘煤层常 层附近的煤岩层 由于断层的影响发生变形常常形成弯曲 ，这种弯曲 常伴有小褶皱 ， 造成巷道支护条件进一步恶化。给巷道过构造增加难 称为牵引褶曲。 牵引褶 曲弧形弯 曲突起方向指示本盘的移动方 向， 牵 度 。层滑构造主要表现为岩层受到外力的作用后 ， 发生岩层间滑动 ， 引褶曲一翼与断层面交一锐角 ， 锐角方向指示另一盘移动的方向 ， 即 层滑构造附近煤岩层层理常常表现混乱 ， 、 煤 岩强度变弱。小裂隙（ 破 为找煤方 向。 ： 碎带１ 主要是受区域地质构造影响， 造成局部煤岩层应力集 中， 煤岩层 ３ ． ５作图分析法 。 作图分析法就是把新揭露 的断层产状资料填绘 发生破裂 ， 但未发生位移。小裂缝造成岩石强度变弱 ， 给巷道支护增 到矿井地质剖面 、 煤层底板等高线 图、 煤层立面投影 图和水平切面 图 加了难度。 上， 然后把这个断层与同煤层 、 同水平 、 不同煤层 、 同水平 的巷道 已 不 １ ． ２小褶皱。 小褶皱常见有小型向斜 、 小型背斜 、 煤层顶板挠 曲构 经查明的断层进行综合分析对 比，如果新揭露的断层与已经查 明的 造， 其中以煤层顶板挠曲构造为主。顶板挠曲构造往往规模不大 ， 影 断层产状一致或相似且特征相似 ， 并且能够 自然连接 ， 那么可认 为新 响范 围也就 ２ ｍ左右 ， ０ 主要表现为不规则的小褶皱 。 这些小褶皱造成 断层就是 已经查明的断层的延伸 ，因此该断层的性质和规模 即可确 附近煤岩层发生塑性变形 ， 巷道支护环境破坏 ， 严重时会造成 冒顶伤 定 ， 从而指示寻找断失的煤层 ， 达到定 向预测 的目的。 人事故。 ４ 回采 工作 面 中小 断层 的定 位预 测 １ － ３复合顶板 。 煤层顶板一般由伪顶 、 直接顶和老顶组成 。 有些煤 定 向预测是为了保证掘进开拓工作 的顺利进行。当该项工作结 层顶板在伪顶与直接顶之间有 １ 层薄煤线 ，有时有 多层煤线 与薄岩 束 ，采区工作面形成 以后就要求对采区工作面的中小断层进行定位 层互层 ， 组成复合顶板 。该顶板给巷道支护增加了难度。 预测。 特别是随着 回采机械化程度的提高 ， 对工作面中断层定位预测 的准确性要求也越来越高 ，准确 的定位预测能为确定采煤方法 和采 ２不 同地质构造下的巷道掘进对策 从而保证生产的顺利进行 。 ２１巷道过正断层 的掘进对策。掘进巷道过正断层有两种情形 ： 煤机械提供保证 ， ． ２１ 巷道 由断层上盘向下盘掘进 。掘进见断层后表现沿顶板掘进过 ．． １ 结束 语 程中突然煤层顶板上升 ， 往往造成冒顶事故的发生 。 巷道掘进过程 中 掘进巷道所见地质小构造 比较复杂 ，但常见地质小构造类型却 旦煤层倾角发生急变， 或煤岩层层理紊乱 ， 巷道前方有可能揭露断 只有那么几种 ， 总结过地质小构造 的掘进对策 ， 可以指导现场掘进支 层， 应做好过断层前准备工作 ， 用煤 电钻 向前上方 探煤层顶板位置 ， 护， 确保掘进安全生产。 参考文献 防止一旦揭露断层造成上顶抽 冒。 过断层时应采用棚子支护， 并对棚 １ １ 矿 Ｍ． 北京： 煤炭工业出版社 ，９ ９３ — ０ １９ ：５ ８ ． 距进行适当加密。 ，２ ２１ 巷道由断层下盘 向上盘掘进 。 ． 巷道见断层后煤 『 柴登榜． 井地质工作手册『 ］ 层顶板下移 ， 巷道过断层时需打板 ， 巷道坡度需 向下调整。 『 李元利． ２ １ 煤层断裂 １ ． ： 阜新 阜新矿业学院出版社 ，０ ４ １２ １ ０ ２ ０ ：０ — １．
煤矿地质学4地质构造-1单斜构造
a、三点位于同一岩层面上而不在一条直线上。 b、三点水平位置和标高为已知。 c、三点范围内岩层产状无变化。
（2）求法要点： 过次高点作一条走向线，再过另二点中的任意一点（最高或最 低点）作走向线。利用两条等高线的高程差和水平距离，求出岩层 产状。
（3）具体求法： 以一定比例将A、B、C三点按其平面位置投到平面图上，连接 最 高最低点（图中A 、C ），在该线上岩层面高程均匀下降，等分该 线 段，找出与次高点B相同高程的点E，BE连线即为次高点B的走向线， 过A、C两点分别作EB的平行线，既为三条走向线。在BE线上任选
• 4、视厚度和视水平厚度：在与岩层走向斜交的剖面上，岩 层顶、底面与剖面的交线之间的最短距离大于岩层的真厚 度，称为视厚度；水平距离也大于水平厚度，称为视水平 厚度。 • 5、残存厚度：岩层遭受了剥蚀，现在所见到的是岩层的残 余部分，由地面某点至岩层底面之间的最短距离，称为残 存厚度。
四 单斜构造在几种煤矿基本地质图件上的表现
二 岩层产状要素的表示方法
• 1、文字记述岩层产状方法 • （1）象限角法：以地理子午线（经线）为基准线，走向线、
倾向线与它所夹的角，即为走向或倾向的象限角。如岩层
走
• （2）方位角法：以地理正北（N）为起点（0°），顺时针 旋转到岩层的走向线、倾向线的角度，即为走向和倾向的 方位角。 N120°∠32° SE 120°∠32°
右图为地形地质图，A、 B两点为某岩层界面与 200m等高线的两个交点， 连接AB，既为某岩层面 上的200m走向线，再找 出同一界面上与另一等 高线的交点C，过C点作 AB的平行线，既为 300m走向线。
• 2）单斜构造在地质剖面图上的表现
• 3）单斜构造在水平地质切面图上的表现
地质特征
地质特征一、地质构造（一）地层塔甸矿区含煤地层为三迭一平浪煤系。
地层从老到新为前震旦系昆阳群大龙口组（Pt1d）、三迭系上统普家村组（T3p）、三迭系上统干资组（T3p）、三迭系上统舍资组（T3sh）、侏罗系下统冯家河组（j1f）、第四系。
矿区出露地层主要以三迭系上统碎屑岩类为主；前震旦系昆阳群灰岩、板岩分布于矿区的东部边缘；侏罗系下统为一套陆相红层分布于矿区的西南部外围。
主要含煤段为三迭系上统一平浪群干海资组第二段（T3g2），含1、2、3、号煤层。
其次xx村组第二段（T3p2），含4、5号煤层。
干海资组为黄灰～深灰色页岩、砾岩；普家村组为灰、黄色粉砂岩、页岩、砂砾岩。
（二）构造矿区位于滇中断拗盆地复式向斜东翼，为一单斜构造，地层走向310°～340°，倾向南西，地层倾角20°～40°，一般20°～30°，2线以北教陡，一般30°～40°，构造以断裂为主，褶曲不发育，褶皱出现于普家村组地层中，构造线的展布受区域构造的控制，其构造复杂程度为中等。
分述如下：（一）褶曲：主要位于普家村组地层中，其轴向大多与地层走向一致，延伸长120～1500米，两翼倾角20°～30°，这些褶曲大部分位于矿区东部边缘的普家村组接近大龙口组附近，对煤层无甚影响；此外，1#煤层有小的波状起伏。
（二）断层：区内勘探时共发现对煤层有影响的断层20条，在开采过程中新揭露较大的断层2条，即塔甸井F5-8和科拉池井揭露的f205。
断层密度为2.65条/km2，其中F1和F18可为矿区南、北边界断层。
区内断层的规律性，可分为两组：1、第一组：北西～南东向及南北的断层共12条，为走向断层。
其中，9条为正断层，3条为逆断层（F3、F5、F12），为先期断裂，多被后期断层所切割，错开。
2、第二组：北北东～南南西向煤层，共8条，除F18为平推逆断层外，其余为平推正断层。
煤矿开采中地质构造的影响分析及措施
116 /矿业装备 MINING EQUIPMENT煤矿开采中地质构造的影响分析及措施1 煤炭地质工作特点分析众所周知，煤炭采掘是一项危险系数极高的工作，重点是由于大部分情况下煤炭的采掘都汇聚在野外或井下，进而致使采掘工作中会存有较多不可预见的风险因素。
煤炭资源在具体采掘期间并不只单是进行简单的机械操控，在大部分情况下都需要对恶劣的生产境况进行改良，在进行具体采掘工作以前，首要任务就是对矿下的地质结构展开整体、系统、细致的剖析，同时还需要对煤矿采掘活动的整体流程进行煤炭地质结构分析工作的连续跟踪，必须确保无论在何种境况下都要做到为煤炭采掘工人和采掘工作面带来最安全的保障。
另外，还要对采掘工作期间的风险实施预测，以保证将采掘工作中的事故率降至最低。
其煤炭本身就存在着较大的风险，所以在具体采掘期间也同样要考虑到煤炭资源自身存在的危险性，需要特别注意的是必须针对煤炭具体的地质结构来分析煤矿整体的采掘工作，为了有效确保煤炭采掘工作的安全程度，对生产中的各个环节保持高度重视是必不可少的，针对有关的探测讯息需要具有充分的精准度与实效性，以有效确保煤炭采掘的质量和效率。
由于煤矿开采多是在地层中进行的，在开采时不可避免的受到煤层地质构造的影响。
在地质构造区地应力比较复杂，开采时容易引发安全事故。
因此，为了保证煤矿的安全开采保证员工的生命安全，有必要对开采区域的地质构造进行详细的勘测。
针对有地质构造的区域要采取一些安全措施，最大程度上保证煤矿生产的安全性。
本文分析了煤矿开采过程中常常遇到的地质构造，并对地质构造引起的安全事故进行分析。
□ 韦雪姣 霍州煤电集团有限责任公司李雅庄煤矿 山西霍州 0314002 煤矿中常见的地质构造2.1 地表非正常沉陷地表下沉属于煤炭采掘期间非常普遍的一种岩层活动现象，在各种地质结构的影响下，其产生的活动情况也会有所不同。
在三类地质结构中，断层对于地表下沉的影响是最大的，重点是因为断层周围采掘期间采掘带来的地表下沉会加重，尤其在断层两边的地表下沉现象会更加严重，主要是由于断层的出现会影响到地表下沉的规律。
煤矿常见地质构造
通过措施
• 由下盘进入上盘： • （1）直接破顶，下山掘进通过，直至进入
煤层；
• （2）退后起底，下山掘进通过，直至进入 煤层；
• （3）破顶和起底都使用。 • 当然选择哪种方法通过与顶板岩性、
煤岩层坡度及将来回采通过影响程度有关。
正断层 • 1、定义 • 2、巷道内的识别与通过措施 • 3、回采工作面内的识别与通过措施
煤岩层坡度有关。
•
例：94303工作面正断层（F85）开始通过时
采取破顶底方式通过。到后期转为只破底回采通
过。
94303正断层
F85
泥岩 破底区
破顶区 砂质泥岩
石灰岩
开始过断层示意图
94303正断层
F85
进风巷
9号煤
泥岩
破底区
9号煤
后期过断层示意图
正断层 • 1、定义 • 2、巷道内的识别与通过措施 • 3、回采工作面内的识别与通过措施 • 4、对生产的影响
正断层
对生产的影响
• 1、造成煤层不连续； • 2、断层面附近顶板破碎，容易离层和冒顶； • 3、出矸增多，煤质变差； • 4、支护方式改变，掘进（回采）效率降低； • 5、容易造成事故。
正断层
• 1、定义 • 2、巷道内的识别与通过措施 • 3、回采工作面内的识别与通过措施 • 4、对生产的影响 • 5、识别符号
正断层 符号1
H=3m∠33°：
F：20：
该符号主要出现在采掘工程平面图、井 上下对照图及构造与巷道关系示意图上。
其中： 1、F20表示断层的编号； 2、H=3m指的是断层的落差是3m； 3、33°代表是断层面的倾角； 4、长线所指方向代表断层的走向； 5、箭头所指方向代表断层面的倾向； 6、短线代表断层下降盘所在的一侧。
浅谈煤矿地质构造特征
浅谈煤矿地质构造特征煤矿地质构造特征是指在煤矿地质学中对于地质构造形态、结构特征以及地质构造对煤矿的影响和控制等方面的描述和分析。
地质构造是地球地壳中岩石的变形和运动的总和，煤矿地质构造特征对于煤矿勘探和开采具有重要的指导作用。
一、基本地质构造特征1. 断裂：断裂是指地壳岩层中由于地质作用而发生的岩石破裂断开现象。
断裂发育煤田中常见，它不仅对煤矿区的岩层变形和变形破坏产生直接影响，还可能通过断裂面的位移导致煤层断裂、滑动和折断，从而对煤矿采矿产生不利影响。
2. 褶皱：褶皱是指地质构造中由于岩层的挤压、折叠而形成的岩石变形现象。
褶皱是煤矿地质构造特征中常见的一种，它对煤矿的排水、通风、支护等方面产生直接影响，同时还会导致煤层厚度变化，从而影响煤矿开采效果。
二、对煤矿勘探和开采的影响1. 煤层走向和倾角：地质构造会显著影响煤矿中煤层的走向和倾角。
煤层走向和倾角的变化会影响煤矿的勘探和开采工作，因为煤层的走向和倾角直接影响煤的开采和矿井的布置。
2. 煤层断裂和滑动：地质构造中的断裂和滑动会导致煤层的断裂、滑动和折断，从而使煤层的赋存形式和连续性发生变化。
这会对煤矿开采的煤层稳定性和瓦斯抽放产生影响，增加煤矿的开采难度和风险。
3. 瓦斯和水的走向：地质构造形态和煤层的排列方式会影响瓦斯和水的运移和走向，进而对煤矿的安全生产和通风工作产生影响。
地质构造中的断裂和褶皱会影响瓦斯和水的聚集和运移，加剧煤矿的瓦斯和水灾害风险。
煤矿地质构造特征是煤矿地质学中不可忽视的重要内容。
了解和分析煤矿地质构造特征，对煤矿的勘探、开采和安全管理具有重要的指导作用。
在煤层采矿过程中，需要根据地质构造特征进行合理的采矿布置和支护设计，从而保障煤矿的安全高效开采。
采掘基础知识
采掘基础知识第一部分地质一、岩石1、煤矿常见岩石－－沉积岩岩石是天然产出的矿物集合体，岩石按成因分类可分为三大类，既火成岩、变质岩和沉积岩。
火成岩也叫岩浆岩，岩石中它的数量最多，它是岩浆冷凝形成的，可以是结晶的，也可以是玻璃质的。
一般情况下煤矿不常见到火成岩，但在有岩浆侵入的矿区仍可见到，肥城矿区井下见到的岩墙就是火成岩，经鉴定多为辉绿岩。
变质岩是变质作用形成的岩石，所说变质作用是指地壳中原来的岩石，由于受到构造运动，岩浆活动或地壳内热流变化等内动力的影响，以致它们的矿物成分或结构构造发生变化，这就是变质作用。
煤矿井下的岩墙附近的沉积岩岩石在岩浆的作用下就可形成的变质岩，如板岩，就是由粘土岩或粉沙岩等形成的。
沉积岩是煤矿最常见的岩石，沉积岩是由成层沉积的松散沉积物固结形成的岩石。
煤矿常见沉积岩石我们在此多介绍一点。
2、沉积岩的分类沉积岩的分类通常是以成因作为划分基本类型的标准，再以成分、结构、构造等特征进一步划分，可分为三大类：碎屑岩类、粘土岩类、化学岩和生物化学岩类。
见表13、沉积岩的基本特征沉积岩的物质来源极为丰富，分布广含量多的是母岩风化产物，其次是有机物，在其次是火山喷发物。
这就决定沉积岩的矿物类型是：碎屑矿物、粘土矿物、化学沉淀矿物，如碎屑矿物石英、长石、云母；粘土矿物高岭石、水云母；化学沉淀矿物方解石、石膏等。
沉积岩的结构、构造和颜色是沉积岩的重要特征。
岩石的结构是指岩石组成部分形貌特征及相互间的组合关系，有：碎屑结构、火山碎屑结构、泥质结构、化学结构、生物结构。
构造是指岩石各组成部分的空间分布和排列方式的特征，有：层理构造为主，其次是各种层面构造，结核，缝合线。
以上是在描述沉积岩主要的内容。
4、正常沉积碎屑岩正常沉积碎屑岩是煤矿常见岩石，按碎屑颗粒粒度分级命名，见表5、碎屑岩的鉴定和描述鉴定和描述有：颜色、某粒级含量、成份、碎屑的磨园度、胶结物、构造特征。
如：常见的沙岩，一般是灰白色中粒石英砂岩，石英颗粒磨园好，钙质胶结具斜层理，偶见煤屑。
煤矿掘进中常见中小型地质构造的预测及巷道掘进对策
程 中突然煤层顶板上升 ， 往往造成 冒顶事故的发生 。 巷道掘进过程 中一旦煤层倾 角发生急变 ， 或煤 岩层层理紊乱 。 巷道 前方有可能揭露 断层 ， 做好过断层前准备工作 ， 应 用煤电钻 向前 上方探 煤层顶板 位置， 防止一 旦揭露 断层造成上顶抽 冒。过断层时应采用棚子 支护， 并对棚距进行适 当加 密。
煤层顶板一般 由伪顶 、 直接顶和老顶组成 。有些煤层顶板在伪顶与
直接 顶之间有 １ 层薄煤线 ， 时有 多层煤线与薄岩层互层 ， 有 组成复合 顶
板 。该顶板给巷道支护增加 了难度。
对其进 行可靠的预测 ， 从而保证矿井生产的顺利进行 。 要搞好预测 ， 首先要依据勘探资料和矿井实际揭露资料进行 综合分 析， 搞清楚矿井 内部 构造 分布的区域特征 ， 根据 已施 工的掘进和 开拓巷 道实际揭露断层资料对正施工巷道的前方隐伏断层进 行定 向预测 ； 其次
小 褶皱常 见有小型 向斜 、 小型背斜 、 煤层顶板挠 曲构造 ， 中以煤层 其 顶板挠 曲构造为主。顶板挠曲构造往往规模不大， 响范 围也就 ２ 影 ０ ｍ左 右， 主要表现为不规则 的小褶皱 。这些小褶皱造成附近煤岩层发生塑性 变形 ， 巷道支护环境破坏， 严重时会造成冒顶伤人事故 。
在煤矿设计中大型地质构 造往往作为井 田边界 和采 区边界 ， 掘进 中
经 常遇见的地质构造 主要是 出现在煤层顶底板 中的各种小型地质构造 ，
如小断层 、 小褶皱 。这些 小型地质构造由于构造类型不同 ， 加之所处 的煤 层开采地质条件不同 ， 其掘进过构造时所采取的方 式也应不 同。因此 ， 研
阐述 了中 小型 断层 的 定 向预 测 方 法和 回采 工 作 面 中小 断层 的 定位 预 测 方法 。 关键 词 ： 道 掘 进 ； 质构 造 ； 巷 地 断层 定 向 预 测 中 图分 类 号 ：Ｉ ６ ． Ｔ） ３ ２ ３ 文 献 标 识 码 ： Ａ
煤田地质构造与瓦斯的关系
断层构造
在断层构造地区，应采取填充断 层、封堵断层面等措施，防止瓦 斯沿断层运移。同时，应加强煤 层顶底板的监测和维护，防止瓦 斯突然涌出。
岩溶构造
在岩溶构造地区，应采取填充溶 洞、封堵溶洞入口等措施，防止 瓦斯在溶洞中聚集。同时，应加 强煤层顶底板的监测和维护，防 止瓦斯突然涌出。
05 煤田地质构造与 瓦斯研究展望
02 瓦斯在煤田地质 构造中的运移与 富集
瓦斯运移的机制与途径
瓦斯运移的机制
瓦斯在煤田地质构造中的运移主要受到压力、浓度、温度和地球化学反应等因素的影响。其中，构造 压力和浓度梯度是影响瓦斯运移的主要驱动力。
瓦斯运移的途径
瓦斯的运移主要通过裂隙、断层和岩溶等地质构造进行。这些构造提供了瓦斯运移的通道和空间。
THANKS
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加强煤田地质构造与瓦斯关系的基础研究
总结词：至关重要
详细描述：加强煤田地质构造与瓦斯关系的基础研究 ，是深入理解二者关系的关键，也是为瓦斯防治提供 理论支持的基础。应采用综合地质研究方法，开展煤 田地质构造精细解析，探究构造形迹与瓦斯赋存运移 的内在联系，揭示煤与瓦斯突出机理，并开展煤田地 质构造与瓦斯突出危险性评估方法的研究。此外，还 需要加强基础理论研究，探究煤田地质构造对瓦斯压 力、瓦斯含量及瓦斯放散的影响规律。
煤田地质构造中的断裂和裂隙 是瓦斯运移的重要通道，也是 瓦斯突出的薄弱地带。断裂和 裂隙的发育程度和方向对瓦斯 突出的发生具有重要影响。
煤层厚度和埋深也是影响瓦斯 突出的重要因素。一般来说， 煤层厚度越大，埋深越深，煤 层中瓦斯的含量和压力也越大 ，越容易发生瓦斯突出。
煤田地质构造在瓦斯突出预测中的作用
发展基于煤田地质构造的瓦斯防治新技术和新方法
煤矿地质基本知识
煤矿测量专业教案生产技术部许存二○一一年二十日煤矿地质基本知识煤层埋藏特征⒈煤层顶、底板煤层顶板和底板是指煤系中位于煤层上、下一定距离的岩层。
煤层的顶板。
通常把煤层上部一定范围内的岩层称为顶板。
按其与煤层的相对位置不同以及垮落的难易程度不同，煤层顶板可分为伪顶、直接顶和老顶，如图2-1所示。
⑴伪顶。
伪顶是紧贴在煤层之上，极易垮落的薄岩层，厚度一般小于0.5m，常由炭质页岩等岩层所组成，采煤时，随着落煤而同时冒落。
⑵直接顶。
直接顶一般是位于伪顶或煤层（无伪顶时）之上，由一层或几层泥岩、页岩、粉砂岩等比较容易垮落的岩层所组成，常在回柱或移架后而垮落。
⑶老顶。
老顶一般是位于直接之上或直接位于煤层之上（煤层没有直接顶时）的厚而坚硬的难以垮落的岩层，常由砂岩、砂砾岩、石灰岩等组成。
老顶不随直接顶垮落，能在采空区维持很大的悬露面积。
⒉) 煤层的底板。
位于煤层下部一定距离的岩层称为底板。
底板岩层一般是由砂岩、粉砂岩、泥岩、砂质页岩、粘土岩或石灰岩等组成。
由于岩性和厚度等不同，在采煤过程中破裂、鼓起的情况也不一样，为此，把煤层底板岩石分为直接底和老底。
⑴直接底。
直接底是位于煤层下部与煤层直接接触的强度较低的岩层，通常由泥岩、页岩、粘土岩等岩层所组成，当直接底为松软岩石时，易发生底鼓和支柱陷入底板的情况。
在急倾斜煤层中，直接底还可能出现沿倾斜滑动的现象，造成巷道支护困难。
⑵老底。
老底位于直接底的下部，一般多为砂岩或粉砂岩，有的煤可能有石灰岩作煤层的老底。
⒉煤层形态与结构煤层的赋存状况由于受成煤时期的条件和地壳运动的影响，在不同地层的形状、结构差别是很大的。
⑴煤层的形态。
煤层的形态同其他沉积岩一样，在地下通常是呈层状埋藏的，但也有类似层状和非层状的煤层。
因此，煤层的形状可分为层状、似层状和非层状3类。
层状煤层其层位有显著的连续性，厚度变化莫测有一定的规律；似层状煤层，形状像藕节、串珠或瓜藤等，层位有一定的连续性，厚度变化较大；非层状煤层，形状像鸡窝或扁豆等，层位连续性不明显，常有大范围尖灭。
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陷落柱编号
• 1、陷字第一个字X加序号，如：X1、X2、 X3....... • 2、
三、褶皱构造
• 1、背斜
• 2、向斜
背斜
向斜
褶皱构造中的一个弯曲—褶曲。 向上的弯曲—背斜，向下的弯曲—向斜。 背斜核心的岩层较老，外围的岩层 较新。向斜核心的岩层较新，外围的 岩层较老。
褶曲形态
水平岩层 1.水平岩层：基本保持水平状态的沉积岩层（倾角﹤50 ） 。 2.水平岩层特征： A.地质界线与地形等高线平行或重合； B.老岩层在下，出露在地形低处；新岩层在上，分布在高处； C.岩层厚度是其顶、底面的标高差； D.岩层出露宽度取决于岩层厚度和地面坡度。
F20：
该符号主要出现在采掘工程平面图、井 上下对照图及构造与巷道关系示意图上。
其中： 1、F20表示断层的编号； 2、H=3m指的是断层的落差是3m； 3、33°代表是断层面的倾角； 4、长线所指方向代表断层的走向； 5、箭头所指方向代表断层面的倾向； 6、短线代表断层下降盘所在的一侧。
• 即：正断层的倾向与下降盘在同一侧， 图中表示为箭头指向与两短线同向。
94303正断层
F85
破顶区 石灰岩 泥岩 破底区 砂质泥岩
开始过断层示意图
94303正断层
F85
进风巷
9号煤
泥岩
破底区 9号煤
后期过断层示意图
逆断层
IX2224巷逆断层
砂质泥岩
H=2m 泥岩
0.7m
94307机采面切眼逆断层
掘进方向 F83 H=1.3m 2.0m
探测煤层
切眼左帮示意图
92311工作面逆断层
（二）、按断层两盘相对运动分类
1．正断层：上盘下降、下盘上升的断层； 下盘上升 断层面 断层面
上盘下降
2．逆断层：上盘上升、下盘下降的断层； 上盘上升 下盘下降
断层面
3．平移断层：断层两盘顺断层面走向相对
滑动的断层
水平错动
规模巨大的平移断层称为走向滑动断层。
二、断层的表示符号
正断层 符号1
H=3m∠33°：
回风巷
停 采 线
皮带巷
眼 切
回采工作面处理陷落柱示意图
• 上图左下角的陷落柱位于皮带巷与切眼交 会处，采用开斜切眼，回采时摆尾式开采， 将工作面调整到正常位置。 • 对工作面中部的陷落柱，如果面积不大， 采用强行硬割的办法通过陷落柱；如果面 积较大，则需要预先开掘新切眼，当工作 面推进到陷落柱左侧时，倒面搬家，跳过 陷落柱继续回采。 • 当陷落柱位于回风巷附近时，采用缩短工 作面长度的办法避开陷落柱。
陷落柱的处理
• 1、采掘设计时，根据陷落柱的发育情况和分布规律，选 择合理的巷道布景和采煤方法。 • 2、掘进遇陷落柱时，如为矿井主要巷道（开拓巷道、采 区和采面运输巷道），应按原设计施工，直接穿过陷落柱， 同时注意安全生产，特别是防止矿井水或瓦斯的涌出；如 果是回风巷，可采取绕过的方法，同时起到探明陷落柱的 作用。 • 3、回采工作面中遇到陷落柱，一般应先探明其形状、大 小、位置，然后决定处理方法。主要有三种：
晋城矿区陷落柱平面分布图
三、陷落柱对煤矿生产的影响
• 1、破坏可采煤层，减少煤炭储量。 由于陷落柱本身及周围不能开采的煤层，使 煤炭储量减少。 • 2、影响正规开采 由于陷落柱破坏，无法布置正常回采工作面， 限制采掘机械的有效使用。
• 3、影响采掘施工 由于存在陷落柱，必然增加巷道掘进率，增 加岩巷工作量，增加支护难度。 陷落柱还使开采条件复杂化，降低回采率， 特别是对机械化采煤不利。 • 4、影响安全 陷落柱可能是矿井水或矿井瓦斯的通道，影 响煤矿生产的安全。当然在凤凰山矿揭露的陷落 柱没有出现过导水现象。
煤矿常见地质构造
地质测量部 高 林
一、断层 二、陷落柱 三、褶皱构造
断层
• 1、断层的形成与分类
• 2、断层的表示符号
• 3、对生产的影响
• 4、掘进、回采工作面的通过措施
断层的分类：
（一）、按断层走向与岩层走向的关系分类
• （1）走向断层：断层走向与岩层走向基本 一致。
• （2）倾向断层：断层走向与岩层走向直交。 • （3）斜向断层：断层走向与岩层走向斜交。 • （4）顺层断层：断层面与岩层面基本一致。
• （1）直接破底，随两盘煤层回采 • （2）直接破顶，随两盘煤层回采 • （3）破底和破顶都使用。 • 当然选择哪种方法通过与顶板岩性、 煤岩层坡度有关。
正断层
92312工作面断层
F63 117
#
116
#
115
#
114
#
113
#
112
#
111
#
9 #煤
H=1.8m
泥岩
砂岩
9 #煤
回风巷
工作面构造示意图
86
85 84
83
82
81 80
79
78
77ห้องสมุดไป่ตู้76
75 H=2m
9 煤
石灰岩
砂质泥岩 预计9 煤
9 煤
工作面构造示意图
陷落柱
• 1、陷落柱的形成与特征 • 2、对生产的影响 • 3、掘进、回采工作面的识别与通过措施 • 4、陷落柱影响范围内的顶帮支护
一、陷落柱的形成 煤层下伏可溶性岩层，经地下水溶
（三）回采工作面通过正断层措施 • （1）直接破底，随两盘煤层回采 • （2）直接破顶，随两盘煤层回采 • （3）破底和破顶都使用。 • 当然选择哪种方法通过与顶板岩性、 煤岩层坡度有关。
• 例：94303工作面正断层（F85）开始通过时 采取破顶底方式通过。到后期转为只破底回采通 过。
（四）回采工作面通过逆断层措施
倾斜岩层：与水平面有一定交角的岩层（50﹤倾角﹤850）。 形成原因： A.原始沉积地形影响； B.地壳构造运动影响。
谢谢大家！ 祝大家愉快！
正断层
下盘断煤交线
符号2
上盘断煤交线
该符号主要出现在1：2000以下 的小比例尺地图中，其表示的区域和 断层的影响区域不是一码事。
逆断层
符号1
H=2m∠10°：
F20 ：： F： 20：
H=6m∠10°：
•
即：逆断层的倾向与下降盘分在两侧， 图中表示为箭头指向与两短线不同向。
逆断层
符号2
上盘断煤交线 下盘断煤交线
（二）掘进工作面通过逆断层措施 • 由上盘进入下盘： • （1）直接破顶，下山掘进通过，直至进入 煤层； • （2）破顶达生产要求，再退后随底，直接 进入煤层； • 当然选择哪种方法通过与顶板岩性、 煤岩层坡度及回采是否通过有关。
（二）掘进工作面通过逆断层措施 • 由下盘进入上盘： • （1）直接通过，并沿一定坡度破底板上山 掘进，直至进入煤层； • （2）破顶通过，并沿一定坡度上山掘进， 直至进入煤层。 • 当然当顶底板岩层硬度一样时，可根 据现场决定如何通过。
• 1、造成煤层不连续； • 2、断层面附近岩层破碎，容易冒顶，不易 主动支护；使用坑木量增多，主要用于勾 顶和加强维护。 • 3、出矸增多，煤质变差； • 4、支护方式改变，掘进（回采）效率降低； 有时还需放炮通过或炮采，人工支护。 • 5、煤体受力变的酥软，瓦斯涌水增大。 • 6、15号煤巷道涌水增大。 • 7、容易造成事故。等等。
凤凰山矿陷落柱的分布特征 • 1、分区性
大部分分布于井田的北部至中东部范围， 尤其中部密度较大，预计对三水平三盘区的采 掘影响较大。
• 2、分带性
晋城矿区的陷落 柱靠近晋获断裂带附 近沿北北东方向呈串 珠状展布，均与区域 地下水集中径流带关 系密切。其间接说明 下方奥陶系灰岩内溶 洞较发育，因此我矿 所打水源井全部出水， 并保证生活用水。
四、掘进及回采工作面通过措施
（一）掘进工作面通过正断层措施 • 由上盘进入下盘： • （1）直接破底，上山掘进通过，直至进入 煤层； • （2）退后挑顶，上山掘进通过，直至进入 煤层； • （3）破底和挑顶都使用。 • 当然选择哪种方法通过与顶板岩性、 煤岩层坡度及将来回采通过影响程度有关。
（一）掘进工作面通过正断层措施 • 由下盘进入上盘： • （1）直接破顶，下山掘进通过，直至进入 煤层； • （2）退后起底，下山掘进通过，直至进入 煤层； • （3）破顶和起底都使用。 • 当然选择哪种方法通过与顶板岩性、 煤岩层坡度及将来回采通过影响程度有关。
上盘断煤交线：断层面与上盘煤层底板的交线。
下盘断煤交线：断层面与下盘煤层底板的交线。
三、断层对生产的影响
正断层对生产的影响
• • • • • 1、造成煤层不连续； 2、断层面附近顶板破碎，容易离层和冒顶； 3、出矸增多，煤质变差； 4、支护方式改变，掘进（回采）效率降低； 5、容易造成事故。
逆断层对生产的影响
蚀形成的溶洞，在上覆岩层重力作用
下产生塌陷，形成筒状或似锥状柱体，
简称陷落柱，俗称“无炭柱”或“矸
子窝”。
•·
岩溶陷落柱形成过程示意图
（a）岩溶中发育溶洞（b）溶洞不断扩大（c）陷落柱形成
二、陷落柱的特征
• 1、陷落柱的形态特征：指的是陷落柱的三度空间 形状。主要包括： • （1）平面形态：一般呈椭圆形，也可呈圆形、长 条形和不规则形等。
陷落柱的特征
陷落柱的特征
• 2、陷落柱的井下特征
• （a）柱面特征：柱面即陷落柱与周边正常
岩层的接触面。有三种：第一种，柱面多
呈直立的平面；第二种，锯齿状柱面；第 三种，滑坡状柱面。
陷落柱的特征
锯齿状柱面
滑坡状柱面
陷落柱的特征
• （b）柱体组成特征 其由塌落岩块堆积组合而成。充填岩块具 有大小悬殊、棱角明显、形状各异、混杂 堆积，以及常为松软岩屑、煤屑和粉粒充 填黏结等特点。