第10章 影响煤矿生产的地质因素

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二、断裂构造
（一）节理（裂隙）对煤矿生产的影响及处理
3. 影响顶板控制方法 煤层顶板岩石节理发育时, 工作面顶板支护一般不能用顶 柱, 而要采用顶梁, 并且顶梁不能平行主要裂隙组方向，应与 主要裂隙组有一定交角, 以防止顶板沿裂隙面冒落。 4．影响工作面布臵 当煤层顶板节理发育时， 回采工作面布臵要考虑节理的方 向， 以利于顶板支护。 如果工作面平行主要裂隙组方向， 容 易发生冒顶事故。 因此工作面布臵最好与主要节理组方向有一 定交角或接近垂直 。
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二、断裂构造
（4）煤层和顶、底板中的裂隙显著增加，并有一定的规律性时， 可能有断层存在； （5）在大断层附近常伴生一系列小断层，这些小断层是判断大 断层的重要标志；
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二、断裂构造
（6）在高瓦斯的矿井，在巷道中瓦斯涌出量常有明显变化地段， 可能有断层存在。如焦作矿务局焦西矿掘进巷道时，遇断层前 后瓦期涌出量出驼峰现象。利用这一规律，也可预见掘进前方 有断层存在。 （7）充水性强的矿井，巷道接近断层时，常出现滴水、淋水以 至涌水的现象，可能有断层存在。
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一、褶曲构造
（三）褶曲的处理
（2）大型褶曲在井田开拓部署中的处理方法。不是所有的 大型褶曲轴都必须作为井田边界，在有的井田内也可以有大型 褶曲存在。若在井田内有大型背斜构造，开拓系统中常 把总回 风道布臵在背斜轴附近，两翼煤层均可利用 。有些位于向斜构 造的矿井，常把运输巷道布臵在向斜轴部附近，用一条运输巷 解决向斜两翼的运输问题。 如果利用立井或斜井开拓，井筒位臵最好不要布臵在向斜 轴部附近，因为这种井筒布臵须留较大的保护井筒煤柱，损失 煤炭资源。大型向斜轴部的煤层顶板压力常有增大现象，必须 加强支护，否则极易发生垮塌事故。在高瓦斯矿井中，若岩层 透气性差，背斜轴部常是瓦斯突出危险区，应引起足够重视。
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一、褶曲构造
（二）煤矿生产中褶曲构造的研究
3．褶曲的探测
根据已有资料判断褶曲轴的位臵、方向和展布，常带有推 断性。这种推断，常不能作为指导生产的依据，因此有必要进 行探测。对褶曲的探测，应尽可能地利用已揭露的各种资料， 通过作图分析，初步判断其类型和分布范围。当有些部位的构 造形态不清楚时，最好采用将来能用于生产的 探巷加以查明。 对复杂构造，控制很少的褶曲，则应在井下邻近巷道用 钻探查 明。
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一、褶曲构造
（二）煤矿生产中褶曲构造的研究
1．褶曲的判断
判断褶曲轴的方法有两点： （1）根据上部资料推断。对于下部新开拓的煤层，可用上部已 揭露查明的资料下延推测褶曲轴的位臵和方向。但在不对称褶 曲中，不同煤层的褶曲轴在平面上的投影位臵是不同的，必须 在查明轴面产状的基础上再结合煤层的层间距推断轴的位臵。 （2）根据区域构造线方向推断。在新区资料较少的情况下，根 据个别点上的褶曲轴的资料，结合区域构造轴的方向来推断褶 曲轴的延展方向。
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二、断裂构造
（二）断层对煤矿生产的影响
断层破坏了煤层的连续性和完整性，对煤矿生产造成了很 大影响。断层规模不同，对生产的影响程度不同。目前对断层 规模等级的划分标准尚不统一。根据煤矿工作实践，建议采用 下列划分标准：落差大于50m为特大型断层，落差50～20m为大 型断层，落差20～5m为中型断层，落差小于5m为小型断层。
第10章 影响煤矿生产的地质因素



矿井地质构造 煤层厚度
矿井水
矿井瓦斯
岩浆侵入 岩溶陷落柱


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煤层顶、底板
矿山压力与冲击地压 煤尘 煤的自燃与地温
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第一节 矿井地质构造
地质构造是影响煤矿建设和生产的各种地质因素中最重要的 因素之一。地质构造包括褶皱、节理和断层。其中，断层是 矿井地质构造的研究重点。
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一、褶曲构造
（二）煤矿生产中褶曲构造的研究
2．褶曲的观测
（1）对在巷道中能看到全貌的小褶曲，应系统观测褶曲轴的位 臵、方向、产状。对中型褶曲，在一条巷道中不能观测到全貌 时，应准确鉴定观测点处的煤层，岩层层位及其顶底面顺序， 岩层产状、煤厚变化，以及与其伴生的次一级小构造等，然后 将所观测到的资料投绘到平面图和剖面图上，在图上综合分析， 确定褶曲轴的位臵延展方向。 （2）观测描述褶曲两翼的岩层产状，褶曲宽度和幅度，褶曲的 延展变化及向深部的延伸趋势。
煤层内断层的破坏程度与煤矿劳动生产率，吨煤成本、千 吨掘进率、煤损失率和机械化开采水平等有着密切的关系，直 接影响着煤矿生产的经济效益。
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二、断裂构造
（三）煤矿生产中断层的研究
1.断层的判断 断层的出现不是孤立的，常在断层附近的煤、 岩层中伴生一些与正常情况不同的地质现象，这 些现象预示者前方可能有断层存在，应作好过断 层的准备工作。在断层出现前，可能遇到的征兆， 主要有以下几种现象：
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瓦斯增加大显驼峰
二、断裂构造
（三）煤矿生产中断层的研究
2. 断层的观测
（1）确定断层位臵。在井下从已知测点用皮尺丈量距离,以确定断层 的位臵。对于落差较大的断层，往往出现数个断裂面，要找出主要断 裂面的确切位臵并把测量结果绘在巷道平面图或剖面图上。 （2）观察断层面特征。观察断层面的产状(是平坦的、粗糙不平的、 还是舒缓波状的)；断层面擦痕特征；断层破碎带的宽度及其变化； 破碎带充填物特征(是断层角砾岩、糜棱岩还是断层泥)；充填物的成 分﹑大小﹑排列及胶结情况。 （3）观察断层的伴生派生构造。对断层上、下两盘的煤岩层产状、 厚度变化、牵引现象、羽状节理、帚状构造等进行观察,为确定断层 性质和寻找断失煤层取得依据。
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一、褶曲构造
（一）褶曲构造对煤矿生产的影响
1．大型褶曲
大型褶曲在勘查段已经查明，它的规模、方向和位臵影响 到井田 的划分和矿井开拓方式及开拓系统的部署，是矿井设计 考虑的主要问题。
2．中型褶曲
中型褶曲对整个矿井的开拓部署影响不大，但对采区的布 臵关系密切，影响到采区的大小和采区巷道的布臵。
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二、断裂构造
（一）节理（裂隙）对煤矿生产的影响及处理
1．影响钻眼爆破效果 当岩石中节理发育时，炮眼方向如与主要节理组平行，不 仅容易卡钎子（尤其是用“一”字型钻头），而且在爆破时沿 裂隙面漏气，爆破效果大大降低。所以，炮眼方向应尽量垂直 主要节理面布臵。
2．影响开采效率
在回采高变质和低变质煤层时， 根据节理面的方向和发育 程度，合理布臵回采工作面，可以提高生产效率。煤层中发育 两组节理，一组倾向西，倾角50°～55°，较发育；另一组与 之垂直，不太发育。若工作面由东向西推进，煤块容易顺发育 的节理面采落，生产效率高，工作面推进快。相反则生产效率 低，进度慢。
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二、断裂构造
（三）煤矿生产中断层的研究
2. 断层的观测
（4）确定断层性质及断层力学性质 。在上述观察基础上，结合矿井 构造规律，确定断层性质，同时还应确定断层面的力学性质（是压性 面、张性面或是扭裂面等）。
（5）测量断层面产状 。可在断层面上用罗盘直接测量，还可从巷道 两帮断层面同标高两点拉皮尺，用罗盘测皮尺方位，得到断层面走向。 断层面倾角可以直接测量真倾角，也可测量断层在巷道方向上的伪倾 角，然后换算出真倾角。 （6）确定断层的落差。落差系指断层两盘同一层面断失点之间的标 高差。除测量落差之外，还要测量地层断距。当断距较大时，根据断 层两盘煤岩层层位对比并结合地层柱状图，可推算出地层断距。
矿井地质构造按其规模大小和对生产的影响程度，可分为大、中、 小三种类型。 大型构造：指决定井田边界的大型褶曲与断层，这类构造在勘探阶 段已基本查明。 中型构造：指分布在井田范围内，影响水平、采区划分和巷道布臵 的次一级构造，它们对煤矿生产影响极大，是矿井地质工作的重点。 小型构造：指那些在巷道或工作面中比较容易查明全貌的更次一级 的褶曲与断层。
3．小型褶曲
小型褶曲是在回采工作面准备过程中，在巷道中揭露的幅度 仅几米到几十米，长度为几米到几十米的褶曲。小型褶曲还往 往引起煤层厚度发生变化，使生产条件复杂化。小型褶曲特别 发育时，甚至会使煤层变为不可采。
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一、褶曲构造
（二）煤矿生产中褶曲构造的研究
1．褶曲的判断
判断井下褶曲的存在，主要是根据煤、岩层产状的规则变 化和岩层层序的对称重复出现这两大标志。 在褶曲发育地区，褶曲轴的位臵与采区的划分和采区巷道 布臵关系密切。一般经常把回采运输巷布臵在向斜轴部，而把 通风巷布臵在背斜轴部。因此，判断和查明褶曲轴的位臵，延 展方向，轴的长度，轴的倾斜和起伏情况，标高值等是矿井地 质工作的一项重要任务。
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一、褶曲构造
（三）褶曲的处理
通过对褶曲的判断、观测、探测，已基本查明它的位臵、 方向及产状变化。在此基础上可对褶曲采取如下措施进行处理。
1．大型褶曲
（1）褶曲轴线作为井田边界。有些大型向斜，由于轴部埋藏较 深，开采困难，多作为井田边界，其两翼分别由两个或几个井 田开采。有些大型宽缓背斜，两翼煤层距离较远，井下难以形 成统一的生产系统，可以褶曲轴为界，两翼分别有两个井田开 采。
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二、断裂构造
（一）节理（裂隙）对煤矿生产的影响及处理
5．对其它方面的影响
节理发育的地段，是地下水和矿井瓦斯的良好通道。如果 工作面采前要进行瓦斯抽放，一般应使回采准备巷道与主要节 理组方向成一定角度。为保证回采的安全，应在采前查明节理 的发育程度及其与水源的导通情况。
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