煤矿地质学(2013年新版课件)6 影响煤矿安全生产的地质条件
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第六章影响煤矿生产的地质因素
第五节
一. 矿井瓦斯
（一）.概述----3.矿井瓦斯与煤层气
@矿井瓦斯与煤层气：是由采矿和地质分别提出的，其含义大致相同。稍不同的 是：矿井瓦斯泛指涌入井巷中的各种有害气体，成分叫复杂；煤层气是专指 储存在煤层和顶底板围岩中，成分以甲烷为主（>90%）一种非常规天然气。
@煤层气是重要的矿物资源之一是优质洁净的气体能源；我国浅煤层气地质资源 量约万亿立方米，居世界第三位
好的第四系冲积层覆盖时，由于煤层中瓦斯向上运移和地 面空气向煤层中渗透，使煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特 征
煤层由露头向下分为四带：
1) N2－CO2带：CH4: 0-10%, N2: 20-80%, CO2:20-80%；
2) N2带：CH4: 0-20%, N2: 80-100%, CO2:0-20%；
斯含量（即瓦斯体积），为自由态和吸附态瓦斯之和，
单位m3/t或m3/m3 1.影响瓦斯含量的地质因素： • 1）煤的变质程度 • （1）变质程度越高，产气数量 • 越多，瓦斯含量越大。 • （2）变质程度不同ຫໍສະໝຸດ 煤， • 空隙率不同，吸附能力差异较大
第五节
一. 矿井瓦斯
1.影响瓦斯含量的地质因素：
2）围岩和煤层的渗透性 渗透性好，有利用于瓦斯的运移和排放， 煤层瓦斯含量较小，瓦斯分布较均一；透气性差，不利于瓦斯的运移 和排放，有利其保存，瓦斯含量较大
（2）相对涌出量：矿井正常生产时，平均每产1t煤所涌出的瓦
斯量，单位：m3/t q相= Q绝*n/T n:矿井瓦斯鉴定月的工作天数，d/月
T：矿井瓦斯鉴定月的产量，t/月 Q绝： m3/d，绝对瓦斯涌出量
第五节 一.矿井瓦斯
3.矿井瓦斯等级：以相对瓦斯涌出量来划分 根据《煤矿安全规程》规定： 矿井瓦斯等级划分3级： 低瓦斯矿井： q相≤ 10 m3/t 且Q绝≤40 m3/min 高瓦斯矿井： q相> 10 m3/t 或Q绝>40 m3/min 煤与瓦斯突出矿井：在采掘过程中只要发生一次突出
煤矿地质学
影响煤矿生产的地质因素影响煤矿生产的地质因素是指在采掘生产过程中，影响煤矿生产的主要地质条件，如煤层厚度变化、地质构造等，不同的矿井有不同的主要影响因素，本章从地质与采矿结合的角度着重讲述地质因素研究的意义、任务、观测、预测、处理方法。
第一节煤层厚度变化一、煤层厚度变化的原因煤层是泥炭层经煤化作用转化形成的，大都呈层状或是似层状。
煤厚变化的原因很多，归纳起来可划分为两类：原生变化：整个含煤岩系最终形成之前，由某些地质因素引起的煤层的厚度变化。
1）地壳不均衡沉降不均衡沉降沼泽基底不平湖泊淤浅再度聚积泥炭，形成分叉。
原湖泊区再度加速沉降继续堆积泥砂。
地壳不均衡沉降形成煤层分叉的形式：（1）马尾状散射束；（2）超覆式；（3）退覆式；（4）聚煤面积不断扩大的分叉类型；（5）聚煤面积不断扩大的分叉类型。
2）泥炭沼泽基底不平：泥炭沼泽基底不平引起的煤层厚度变化特点：（1）底板起伏不平，而顶板与煤层的接触面是平面。
（2）煤层变博的方向是底板突起的方向，煤层厚度是渐变的。
（3）煤分层或夹矸被基底隆起地段隔开而呈现不连续。
3）同生冲蚀：在煤层形成过程中，即未形成煤层顶板以前，因地壳上升，河流在含煤地段发育，泥炭被冲蚀—同生冲蚀。
同生冲蚀的特征：（1）煤层和冲刷物有共同的顶板。
2）煤层和冲刷物相混，煤中有冲刷物，冲刷物中有煤。
（3）冲刷范围一般不大。
（4）冲刷物平面分布呈弯曲条带状。
2、次生变化：含煤岩系形成以后，由于地壳运动、岩浆活动、侵蚀冲刷等引起煤层厚度发生变化。
1）次生冲蚀：形成煤层和顶板以后，由于地壳上升，煤和顶板遭受冲刷。
煤系内的后生冲蚀煤系形成后的后生冲蚀第六章影响煤矿生产的地质因素影响煤矿生产的地质因素是指在采掘生产过程中，影响煤矿生产的主要地质条件，如煤层厚度变化、地质构造等，不同的矿井有不同的主要影响因素，本章从地质与采矿结合的角度着重讲述地质因素研究的意义、任务、观测、预测、处理方法。
冲蚀的特征：（1）冲蚀规模较大，煤顶板及其底板均被冲蚀。
煤矿地质PPT课件
通过定期观测顶底板移近量、冒落情况等指标，判 断顶底板稳定性。
03
适用于回采工作面及巷道等场所。
顶底板稳定性评价方法
实验室分析法 通过岩石力学实验，测定顶底板岩石的强度、变形等参数，评估其稳定性。
适用于设计阶段或科研项目中。
顶底板稳定性评价方法
01
数值模拟法
02 利用计算机数值模拟技术，建立顶底板稳定性分 析模型，预测不同条件下的稳定性状况。
状况、水循环系统等。
水资源保护策略
02
制定水资源保护策略，包括减少开采过程中的水资源消耗、加
强废水处理与回用、保护地下水水源地等。
水资源利用策略
03
提出水资源合理利用策略，如优化用水结构、推广节水技术、
实施水资源调配等，以提高水资源利用效率。
生态恢复治理方案及实施情况
生态破坏现状分析
对煤矿开采过程中造成的生态破坏现状进行分析，包括植被破坏 、土壤侵蚀、生物多样性减少等。
地下水的补给
大气降水、地表水、其他含水层或含水系统的水 通过各种途径进入含水层的过程。
地下水的径流
地下水在重力作用下，由高水位向低水位流动的 过程。
地下水的排泄
地下水通过蒸发、向河流泄流、人工开采等方式 从含水层中排出的过程。
水文地质条件对煤矿安全影响
水害事故
突水、溃水等事故，造成人员伤亡和 财产损失。
01
实践效果
02
通过采取上述管理措施，可有效提高煤矿顶底板的稳定性和 安全性。
03
减少冒顶、片帮等事故的发生，保障矿工生命安全和企业正 常生产。
07
环境地质问题与对策
地面塌陷治理措施及效果评估
地面塌陷原因分析
针对煤矿开采过程中出现的地面塌陷问题，首先分析塌陷原因，包 括开采方法、地质构造、水文地质条件等。
03
适用于回采工作面及巷道等场所。
顶底板稳定性评价方法
实验室分析法 通过岩石力学实验，测定顶底板岩石的强度、变形等参数，评估其稳定性。
适用于设计阶段或科研项目中。
顶底板稳定性评价方法
01
数值模拟法
02 利用计算机数值模拟技术，建立顶底板稳定性分 析模型，预测不同条件下的稳定性状况。
状况、水循环系统等。
水资源保护策略
02
制定水资源保护策略，包括减少开采过程中的水资源消耗、加
强废水处理与回用、保护地下水水源地等。
水资源利用策略
03
提出水资源合理利用策略，如优化用水结构、推广节水技术、
实施水资源调配等，以提高水资源利用效率。
生态恢复治理方案及实施情况
生态破坏现状分析
对煤矿开采过程中造成的生态破坏现状进行分析，包括植被破坏 、土壤侵蚀、生物多样性减少等。
地下水的补给
大气降水、地表水、其他含水层或含水系统的水 通过各种途径进入含水层的过程。
地下水的径流
地下水在重力作用下，由高水位向低水位流动的 过程。
地下水的排泄
地下水通过蒸发、向河流泄流、人工开采等方式 从含水层中排出的过程。
水文地质条件对煤矿安全影响
水害事故
突水、溃水等事故，造成人员伤亡和 财产损失。
01
实践效果
02
通过采取上述管理措施，可有效提高煤矿顶底板的稳定性和 安全性。
03
减少冒顶、片帮等事故的发生，保障矿工生命安全和企业正 常生产。
07
环境地质问题与对策
地面塌陷治理措施及效果评估
地面塌陷原因分析
针对煤矿开采过程中出现的地面塌陷问题，首先分析塌陷原因，包 括开采方法、地质构造、水文地质条件等。
煤矿地质学(2013年新版课件)11 煤矿环境地质与可持续发展
11 煤矿环境地质与可持续发展
11.2 煤矿 环境 地质 工作 与煤 矿可 持续 发展
11.2.1 煤矿环境地质工作内容
11.2.1.4 矿区环境地质图件编制
2.环境质量评价图
可分为单项环境质量评价图和综合环境质量评价图。 一般先划分评价基本单元，按单元再以等值线表示评 价指标的变化情况，进而结合不良地质体和地质灾害 条件等确定各个单元的环境质量等级，并进行环境质 量分区。
11.2 煤矿 环境 地质 工作 与煤 矿可 持续 发展
11.2.1 煤矿环境地质工作内容
11.2.1.4 矿区环境地质图件编制
1.污染源分布图 污染源分布图即是以矿区地形地质图（或总平面图） 为底图，反映各环境单元污染特征的图件。它可按引 起污染的原因分为自然污染源分布图和开发污染源分 布图。如果将污染源及污染环境单元分类表示，即构 成了污染类型图。
11 煤矿环境地质与可持续发展
11.2 煤矿 环境 地质 工作 与煤 矿可 持续 发展
11.2.2 煤矿环境监测与评价
11.2.2.1煤矿环境监测
4.监测数据整理 1)算术平均值法 2)几何平均值法 3)超标率法
11 煤矿环境地质与可持续发展
11.2 煤矿 环境 地质 工作 与煤 矿可 持续 发展
11 煤矿环境地质与可持续发展
11.2 煤矿 环境 地质 工作 与煤 矿可 持续 发展
11.2.1 煤矿环境地质工作内容
11.2.1.4 矿区环境地质图件编制
4.煤矿地质灾害分布及地质灾害治理图 煤矿地质灾害分布及地质灾害治理图以矿区地形地质图 为底图，反映煤矿区地质灾害分布情况，将各个地质灾 害点的位置、规模、造成的危害以及防治措施布置于图 上。同时以镶图、镶表形式表现地质灾害成因、预测结 果等。
影响煤矿生产的地质因素
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二、断裂构造
（二）断层对煤矿生产的影响
断层对煤矿生产的影响主要表现在以下七个方面： 1.影响井田划分
断层是井田划分的主要依据之一。在井田划分时，若井田内 存在着大断层，必然会增加岩石巷道掘进量，并给掘进、运输、 巷道维护、矿井水和矿井瓦斯防治等带来困难。 2.影响井田开拓方式
若井田内存在大型断层，煤层必然被截割成若干不连续的块 段，断层附近煤层倾角加大，井田内煤层产状变化复杂，开拓 方式的选择受到限制。
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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、方向和位置影响到
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，但对采区的布置
关系密切，影响到采区的大小和采区巷道的布置。
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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 置、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， 确定褶曲轴的位置延展方向。
在褶曲发育地区，褶曲轴的位置与采区的划分和采区巷道布 置关系密切。一般经常把回采运输巷布置在向斜轴部，而把通 风巷布置在背斜轴部。因此，判断和查明褶曲轴的位置，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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煤矿地质PPT课件
当巷道遇断层时，寻找断失煤层；
圈定煤层的可采边界等。
第三节 影响煤矿生产的地质因素
一、煤厚变化对矿井生产的影响
煤厚变化对生产的影响 影响采掘部署；影响计划生产；增加掘进巷道的数量；回采率降低。。。
简单处理：
特征 1、煤层分岔后在井田范围内稳定 2、厚煤层在一个或二个方向呈多次分岔 3、一个煤层在不同地点向一个方向分岔
• 掘进形成的集中压力增加了突出的危险性； • 受构造控制，往往突出成带状分布；
• 突出发生在瓦斯风氧化带以下的一定深度。
➢ 瓦斯突出的防止
• 研究地质规律与瓦斯的关系——瓦斯地质研究，从而预测预防瓦斯的突出
；
• 开解放层——先开采无突出危险或突出危险性较小的煤层，造成裂隙增加瓦
斯通气性，降低突出煤层的瓦斯含量和压力；
• 运输大巷的布置：遇大断层，可改向，但过断层后应尽快进入原设计层位。
• 开采块段的划分：应尽可能将较大断层留在采面之间的煤柱中，如走向断层划 入阶段煤柱，倾向断层作为采区边界；
2、巷道掘进阶段对断层的处理 ——应根据不同的地质条件和生产对巷道的要求分别采用不同的方法
• 平巷过断层：可采用斜穿煤层顶、底板或顺断层面掘进；
➢断层预测
• 利用剖面图推测深部构造 • 利用水平切面图推断深部构造的延伸和影响范围 • 利用煤层底板等高线图推断断层在同一煤层内的延展，预测对深部煤层的影响 • 利用上煤层底板等高线图，推断下一煤层的断层出露位置
• 巷道遇断层前可能出现的征兆： A、断层附近煤岩层塑性变形现象； 包括：煤岩层的产状发生变化、煤层厚度发生变化、出现牵引褶曲等…
❖ 产状变化：在塌陷过程中，因牵引作用使周围的煤、岩层向陷落柱中 心方向倾斜；倾角在3°-6°之间，个别达10°，影响范围一般在15-20m
影响安全生产的主要地质条件 Microsoft Word 文档 (6)
影响安全生产的主要地质条件煤矿地质工作是煤矿设计、安全生产中最基础的技术工作，如断层的出现破坏了煤层的连续性和完整性，给采掘部署和安全生产带来了很大的影响。
一般影响煤矿安全生产的地质因素主要有:断层、褶曲、顶板岩层裂隙、水文地质条件等几个方面，其中最重要的因素是断层，它的出现使顶板岩层的整体性、坚固性受到破坏，强度大大减弱。
煤矿的冒顶事故，片帮事故，有很多是断层尤其是小断层造成。
1、断层断层常常出现于顶板和工作面中。
顶板中尤其是脆性岩层的顶板，落差小于煤层厚度的断层，虽然对工作面布置关系不大，但对顶板的稳定性影响很大，断层的产生，易使顶板岩性破碎，增加顶板支护难度。
工作面中出现断层时，不论是正断层还是逆断层，在断层下盘靠近断层附近最易冒顶。
主要是工作面推进时，使断层下盘岩层与上盘岩层“离层”而发生冒落。
断层走向与工作面的推进方向也有很大关系，当断层与工作面斜交时，由于顶板被断层面分割为上、下盘两大块，其间失去了连接力，也就不存在抗弯、抗剪和抗拉的能力。
因此，两盘岩体会向煤层倾向方向或老塘方向滑移，使支架失稳而产生冒落。
当断层与工作面平行时，冒顶范围可能影响到整个工作面控顶区，尤其当工作面倾向煤壁时情况更为严重，因为控顶区顶板正是上述包括断层面在内的“复合顶板”，可以导致上、下盘岩体离层，下盘岩体冒落。
当断层走向与工作面近似垂直时，其上、下盘局部范围内都有冒顶区。
断层下盘冒项主要是由于所谓“复合顶板”中断层这一弱面起关键作用;断层面上盘冒顶主要是由于顶板向煤层倾斜方向或老塘方向滑移，造成支架失稳。
尤其当回柱放顶位置距断层很近(一般5一8m)时，顶板整体性更差，冒落块体更加活动，就更易发生下滑而冒落。
当工作面内出现两条以上断层时，冒顶的可能性就更大。
特别是当两条断层的倾向相反组成地垒时，在两条断层之间更易发生冒顶。
2、水文地质因素矿井主要充水水源有地下水、地表水、大气降水和采空区积水。
主要的充水途径有断裂带、接触带、采空区上方冒落裂隙带、地面塌陷、封密不良钻孔和含水层露头区等。
《煤矿地质》课件
《煤矿地质》PPT课件
探索煤矿地质的奥秘，从煤的基本概念开始，深入了解煤的分类与性质、形 成与成因，进而探讨煤炭资源的储量分布、勘查与开采方法，以及煤矿地质 灾害与煤炭的利用与发展趋势。
煤矿地质概述
煤的基本概念
了解煤的基本特性和形态，包括其化学成分和物理性质。
煤的分类与性质
介绍煤的不同分类方式和性质，如煤种划分和热值等。
煤炭形成与成因
探讨煤的形成过程和成因，涉及沉积和生物等因素。
煤炭资源储量分布
全球煤炭资源储量分布
展示全球各地煤炭资源的分布情况，包括主要煤炭 产区和储量。
中国煤炭ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ源储量分布
介绍中国煤炭资源的分布现状，包括不同省份的煤 炭储量。
煤炭勘查
1
煤炭勘查方法
解释煤炭勘查的常用方法，如地质勘探和地球物理勘探。
2
煤炭勘查流程
概述煤炭勘查的流程，包括样品采集、数据分析和资源评估。
3
煤田评价
介绍煤田评价的重要性和评价指标，以确定煤田的开发价值。
煤炭开采
煤炭开采方式
讨论不同的煤炭开采方式，如 露天开采和井下开采。
煤炭采矿设备
介绍煤炭采矿所需的设备和技 术，包括掘进机和运输设备。
煤炭开采生产过程
解析煤炭开采的生产过程，从 矿井设计到煤的提取。
煤矿地质灾害
1 煤与瓦斯突出
探讨煤与瓦斯突出现象的 原因和防治措施。
2 煤层水灾害
介绍煤层水灾害的成因和 预防方法，如矿井排水和 防水注浆。
3 煤与煤层变形
分析煤与煤层变形的原因 和影响，以及相应的支护 措施。
煤炭利用
煤的化学成分与利用途径 煤的加工与利用
介绍煤的主要化学成分和不同的利用途径，如燃 烧和煤气化。
探索煤矿地质的奥秘，从煤的基本概念开始，深入了解煤的分类与性质、形 成与成因，进而探讨煤炭资源的储量分布、勘查与开采方法，以及煤矿地质 灾害与煤炭的利用与发展趋势。
煤矿地质概述
煤的基本概念
了解煤的基本特性和形态，包括其化学成分和物理性质。
煤的分类与性质
介绍煤的不同分类方式和性质，如煤种划分和热值等。
煤炭形成与成因
探讨煤的形成过程和成因，涉及沉积和生物等因素。
煤炭资源储量分布
全球煤炭资源储量分布
展示全球各地煤炭资源的分布情况，包括主要煤炭 产区和储量。
中国煤炭ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ源储量分布
介绍中国煤炭资源的分布现状，包括不同省份的煤 炭储量。
煤炭勘查
1
煤炭勘查方法
解释煤炭勘查的常用方法，如地质勘探和地球物理勘探。
2
煤炭勘查流程
概述煤炭勘查的流程，包括样品采集、数据分析和资源评估。
3
煤田评价
介绍煤田评价的重要性和评价指标，以确定煤田的开发价值。
煤炭开采
煤炭开采方式
讨论不同的煤炭开采方式，如 露天开采和井下开采。
煤炭采矿设备
介绍煤炭采矿所需的设备和技 术，包括掘进机和运输设备。
煤炭开采生产过程
解析煤炭开采的生产过程，从 矿井设计到煤的提取。
煤矿地质灾害
1 煤与瓦斯突出
探讨煤与瓦斯突出现象的 原因和防治措施。
2 煤层水灾害
介绍煤层水灾害的成因和 预防方法，如矿井排水和 防水注浆。
3 煤与煤层变形
分析煤与煤层变形的原因 和影响，以及相应的支护 措施。
煤炭利用
煤的化学成分与利用途径 煤的加工与利用
介绍煤的主要化学成分和不同的利用途径，如燃 烧和煤气化。
煤矿地质学第6章 影响煤矿生产的主要地质因素
统观测褶曲轴位置、方向、产状。 （2）褶曲与断层、节理、煤厚变化的关系。
（3）查明褶曲的探测手段
（三）褶曲的处理
1.大型褶曲
褶曲轴线作为井田边界，在井田开 拓部署中开拓系统常把总回风道布置在 背斜轴部附近，运输巷布置在向斜核部 解决两翼运输问题。
工作面直接推过
向斜轴部示意图 以中型较紧闭 褶曲轴作为采 区边界示意图
3.断失煤层的寻找 （1）层位对比法 根据巷道揭露的断层两盘煤岩层层
位，寻找断失煤层位置。
（2）伴生派生构造判断法 一些小型或微型构造，在成因上与 断层有联系，在分布上与断层相伴随。
（3）规律类推法
对矿区出现的断层得出某些规律性 认识，并据此寻找断失煤层。
（4）作图分析法 地质剖面图，水平地质切面图，煤 层底板等高线及煤层立面投影图。
3.回采阶段对断层的处理 （1）采用强行通过的方法 ①断层两盘对接部分的煤层落差小于煤层厚时。
②断层两盘对接部分的煤层厚大于液压支架
的最小支撑高度时。 ③煤层顶板底板岩性较软，采煤机能切割时。
（2）采用重开切眼的方法
断层落差大于煤厚时，对于倾向断层
或斜交断层可采用重开切眼的方法。 （3）采用划小工作面的方法 断层落差大于煤层厚度，把原来一个 采面划分为两个采面分别回采。
煤层总厚度。绘制煤层柱状图、迎头素
描图，将井下收集的各种煤层资料，填 绘在采掘工程平面图上。
2.煤层的探测
（1）煤层厚度的探测
（2）煤层分叉尖灭的探测 （3）煤层底凸薄化的探测
（4）煤层河流冲蚀边薄的探测
第二节 矿井地质构造
大型构造是指决定井田总体形态和井
田边界的大型褶曲和大型断层。中型构造
是指井田范围内影响采区划分和采区巷道
（3）查明褶曲的探测手段
（三）褶曲的处理
1.大型褶曲
褶曲轴线作为井田边界，在井田开 拓部署中开拓系统常把总回风道布置在 背斜轴部附近，运输巷布置在向斜核部 解决两翼运输问题。
工作面直接推过
向斜轴部示意图 以中型较紧闭 褶曲轴作为采 区边界示意图
3.断失煤层的寻找 （1）层位对比法 根据巷道揭露的断层两盘煤岩层层
位，寻找断失煤层位置。
（2）伴生派生构造判断法 一些小型或微型构造，在成因上与 断层有联系，在分布上与断层相伴随。
（3）规律类推法
对矿区出现的断层得出某些规律性 认识，并据此寻找断失煤层。
（4）作图分析法 地质剖面图，水平地质切面图，煤 层底板等高线及煤层立面投影图。
3.回采阶段对断层的处理 （1）采用强行通过的方法 ①断层两盘对接部分的煤层落差小于煤层厚时。
②断层两盘对接部分的煤层厚大于液压支架
的最小支撑高度时。 ③煤层顶板底板岩性较软，采煤机能切割时。
（2）采用重开切眼的方法
断层落差大于煤厚时，对于倾向断层
或斜交断层可采用重开切眼的方法。 （3）采用划小工作面的方法 断层落差大于煤层厚度，把原来一个 采面划分为两个采面分别回采。
煤层总厚度。绘制煤层柱状图、迎头素
描图，将井下收集的各种煤层资料，填 绘在采掘工程平面图上。
2.煤层的探测
（1）煤层厚度的探测
（2）煤层分叉尖灭的探测 （3）煤层底凸薄化的探测
（4）煤层河流冲蚀边薄的探测
第二节 矿井地质构造
大型构造是指决定井田总体形态和井
田边界的大型褶曲和大型断层。中型构造
是指井田范围内影响采区划分和采区巷道
煤矿地质学教学课件(经典版本)
452、、、大高 盆洋原地盆：：地海 四：拔 周大高 是洋程 高盆地大 原是于或海山60洋地0的米，主的中体宽，央广约低地占平区海的洋，地总如区面青积，藏的如高4柴5原%达。。
木3、盆洋地中。脊：大洋中的线状海底隆起。其规模超过陆地上最大的山 6系、。洼洋地中脊：均陆由地火上山某岩些组成高，程有低地于震海和平火山面活的动低，洼其地发区生地。震时引
横向上的相变反映了同一时期不同地区的自然地理条件的差异： 陆相→滨海相→浅海相 砾岩砂岩→滨海砂岩→石灰岩
b.纵向相变 纵向即垂直岩层剖面方向上，纵向上的相
变反映了同一地区不同时间的自然地理环
砂岩
境的改变，其改变（环境）是地壳运动的
结果。如太行山东麓煤田的某剖面。
煤 陆相
B、海侵层位和海退层位： a.海侵：地壳下降，海水侵漫大地。 由海侵时期形成的岩层—海侵层位 b.海退：地壳上升，海水退出陆地—海退。
重力值。 重力异常--实测重力值与正常重力值（理论上的）之差。 正异常---实测值大于理论值，表明地下存在密度较大的物质。 负异常---实测值小于理论值，表明地下存在密度较小的物质。
四、温度 1）地壳浅部温度变化 （1）变温层：自地表向下约30米，受太阳辐射热的影响。 （2）恒温带：此带深度大约在地下30米处。既变温层的下界。 （3）增温带：在恒温层以下，温度随深度而逐渐增加，表示增温 规律的方法两种：
自然作用。
地质作用一方面不停息地破坏着地壳中已有的 矿物、岩石、地质构造和地表形态，另一方面又不 断地形成新的矿物、岩石、地质构造和地表形态。 各种地质作用既有破坏性，又有建设性，在破坏中 进行新的建设，在建设中又同时遭到破坏。
根据地质作用所进行的场所及能量来源的不同，
地质作用可分为内力地质作用和外力地质作用。
木3、盆洋地中。脊：大洋中的线状海底隆起。其规模超过陆地上最大的山 6系、。洼洋地中脊：均陆由地火上山某岩些组成高，程有低地于震海和平火山面活的动低，洼其地发区生地。震时引
横向上的相变反映了同一时期不同地区的自然地理条件的差异： 陆相→滨海相→浅海相 砾岩砂岩→滨海砂岩→石灰岩
b.纵向相变 纵向即垂直岩层剖面方向上，纵向上的相
变反映了同一地区不同时间的自然地理环
砂岩
境的改变，其改变（环境）是地壳运动的
结果。如太行山东麓煤田的某剖面。
煤 陆相
B、海侵层位和海退层位： a.海侵：地壳下降，海水侵漫大地。 由海侵时期形成的岩层—海侵层位 b.海退：地壳上升，海水退出陆地—海退。
重力值。 重力异常--实测重力值与正常重力值（理论上的）之差。 正异常---实测值大于理论值，表明地下存在密度较大的物质。 负异常---实测值小于理论值，表明地下存在密度较小的物质。
四、温度 1）地壳浅部温度变化 （1）变温层：自地表向下约30米，受太阳辐射热的影响。 （2）恒温带：此带深度大约在地下30米处。既变温层的下界。 （3）增温带：在恒温层以下，温度随深度而逐渐增加，表示增温 规律的方法两种：
自然作用。
地质作用一方面不停息地破坏着地壳中已有的 矿物、岩石、地质构造和地表形态，另一方面又不 断地形成新的矿物、岩石、地质构造和地表形态。 各种地质作用既有破坏性，又有建设性，在破坏中 进行新的建设，在建设中又同时遭到破坏。
根据地质作用所进行的场所及能量来源的不同，
地质作用可分为内力地质作用和外力地质作用。
煤矿地质课件——影响煤矿生产的地质因素
21
（三）煤层厚度变化的处理
▪ （3）主要运输巷遇到局部煤层变薄或尖灭时， 巷道可按原计划施工，穿过变薄尖灭带。
▪ 2．回采工作中的处理方法
▪ 回采工作面遇到变薄带或无煤区时，可采用直接推过或 绕过的办法。若变薄带或不可采区范围较小，则可采用 直接推过的办法；若变薄带范围较大，可考虑采用绕过 的办法；大面积的不可采区，应布置探巷，探清不可采 范围，将工作面分为几块回采（如图6—10），先采①、 ②两块，然后合成一个工作面③进行回采。
▪ 如果在采区和回采工作面布置之前，已经了解某些地方 有煤层变薄或尖灭带存在，最好把这些煤层变薄或尖灭 带作为采区或工作面的边界来处理。
22
第二节 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。褶皱虽然影
响煤（岩）层的产状和形态，但没有破坏岩层和煤层的延
8
二、煤厚变化对生产的影响
▪ 3、影响计划生产
▪ 工作面内煤层变薄，引起工作面回采提前，造成采掘 失调。工作面接续紧张。采掘工作面，对煤层稳定程 度要求更高，煤厚变化影响生产效率
▪ 4、掘进率增高 ▪ 为探明煤厚变化，需要布置探巷，有时煤层尖灭造成
废巷
▪ 5、回采率降低
▪ 煤厚变化，造成面积损失，降低回采率。
▪ （5）煤层含水性。煤层的含水性一般分为干燥（无水）、 潮（滴水）、湿（淋水）、含水（涌水）等四种情况。
▪ （6）煤层产状。要测定煤层的走向、倾向、倾角，以及 测定其他构造变动所显示的形迹。
11
3）煤层的观测方法
▪ （1）用井巷观测基线测制煤层剖面，或以一定间距的煤 层柱状、迎头素描及顶（底）板标高来控制煤层的结构 及其构造形态，并测出各个变化点的煤层产状（图6— 9）。
（三）煤层厚度变化的处理
▪ （3）主要运输巷遇到局部煤层变薄或尖灭时， 巷道可按原计划施工，穿过变薄尖灭带。
▪ 2．回采工作中的处理方法
▪ 回采工作面遇到变薄带或无煤区时，可采用直接推过或 绕过的办法。若变薄带或不可采区范围较小，则可采用 直接推过的办法；若变薄带范围较大，可考虑采用绕过 的办法；大面积的不可采区，应布置探巷，探清不可采 范围，将工作面分为几块回采（如图6—10），先采①、 ②两块，然后合成一个工作面③进行回采。
▪ 如果在采区和回采工作面布置之前，已经了解某些地方 有煤层变薄或尖灭带存在，最好把这些煤层变薄或尖灭 带作为采区或工作面的边界来处理。
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第二节 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。褶皱虽然影
响煤（岩）层的产状和形态，但没有破坏岩层和煤层的延
8
二、煤厚变化对生产的影响
▪ 3、影响计划生产
▪ 工作面内煤层变薄，引起工作面回采提前，造成采掘 失调。工作面接续紧张。采掘工作面，对煤层稳定程 度要求更高，煤厚变化影响生产效率
▪ 4、掘进率增高 ▪ 为探明煤厚变化，需要布置探巷，有时煤层尖灭造成
废巷
▪ 5、回采率降低
▪ 煤厚变化，造成面积损失，降低回采率。
▪ （5）煤层含水性。煤层的含水性一般分为干燥（无水）、 潮（滴水）、湿（淋水）、含水（涌水）等四种情况。
▪ （6）煤层产状。要测定煤层的走向、倾向、倾角，以及 测定其他构造变动所显示的形迹。
11
3）煤层的观测方法
▪ （1）用井巷观测基线测制煤层剖面，或以一定间距的煤 层柱状、迎头素描及顶（底）板标高来控制煤层的结构 及其构造形态，并测出各个变化点的煤层产状（图6— 9）。
8影响煤矿生产的地质因素-146页PPT精品文档
m 为评定区内的平均厚度；
n 为参加评定的见煤点数。
31
第一节 煤层厚度变化
32
第一节 煤层厚度变化
（三）煤层厚度变化的处理 1.掘进中的处理方法 1）根据具体情况确定掘进方案。如上分层稳定可采，下 分层变薄尖灭，则巷道应紧靠煤层顶板掘进，相反则应紧 贴底板掘进。 2）在采取上山掘进中，如遇煤层变薄带应根据变薄区范 围直接穿过或从其他地方绕开。 3）主要运输巷道遇到局部煤层变薄或尖灭时，巷道按原 计划施工。
12
第一节 煤层厚度变化
13
第一节 煤层厚度变化
3.掘进率增高 为探明煤厚变化，需要布置探巷，有时煤层尖灭造
成废巷。 4.回采率降低
煤厚变化，造成面积损失，降低回采率。
14
第一节 煤层厚度变化
三、煤厚变化的研究与处理
（一）煤层厚度的观测与探测 1.煤层的观测 1）观测的基本要求 ① 一切穿过巷道揭露煤层的地点，均应详细观测。 ② 顺煤层掘进的巷道，观测点间距视煤层稳定性确定。 ③ 采面每7—10天布点观测一次。 2）观测的内容 ① 煤层结构：各煤层夹石层层数，岩性。 ② 煤层厚度：总厚度，分层厚度及变化。
16
第一节 煤层厚度变化
1) 在能够揭露煤层全厚的巷道中，用皮尺垂直煤层直接测 量煤层总厚。。
2）采用绘制连续煤层剖面，或以一定间距测绘煤层柱状、 迎头素描及用顶底板标高控制煤厚。
17
第一节 煤层厚度变化
3) 煤层观测点的布置应按实际情况。 4）一般用沉积岩石学方法来鉴定煤层顶底板。 5）煤岩分层描述的观测点，尽可能选择在新鲜的连续剖面
（二）评定煤层稳定性的主要参数
1.评价指标
1）煤层可采性指数Km
Km
n' n
n 为参加评定的见煤点数。
31
第一节 煤层厚度变化
32
第一节 煤层厚度变化
（三）煤层厚度变化的处理 1.掘进中的处理方法 1）根据具体情况确定掘进方案。如上分层稳定可采，下 分层变薄尖灭，则巷道应紧靠煤层顶板掘进，相反则应紧 贴底板掘进。 2）在采取上山掘进中，如遇煤层变薄带应根据变薄区范 围直接穿过或从其他地方绕开。 3）主要运输巷道遇到局部煤层变薄或尖灭时，巷道按原 计划施工。
12
第一节 煤层厚度变化
13
第一节 煤层厚度变化
3.掘进率增高 为探明煤厚变化，需要布置探巷，有时煤层尖灭造
成废巷。 4.回采率降低
煤厚变化，造成面积损失，降低回采率。
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第一节 煤层厚度变化
三、煤厚变化的研究与处理
（一）煤层厚度的观测与探测 1.煤层的观测 1）观测的基本要求 ① 一切穿过巷道揭露煤层的地点，均应详细观测。 ② 顺煤层掘进的巷道，观测点间距视煤层稳定性确定。 ③ 采面每7—10天布点观测一次。 2）观测的内容 ① 煤层结构：各煤层夹石层层数，岩性。 ② 煤层厚度：总厚度，分层厚度及变化。
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第一节 煤层厚度变化
1) 在能够揭露煤层全厚的巷道中，用皮尺垂直煤层直接测 量煤层总厚。。
2）采用绘制连续煤层剖面，或以一定间距测绘煤层柱状、 迎头素描及用顶底板标高控制煤厚。
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第一节 煤层厚度变化
3) 煤层观测点的布置应按实际情况。 4）一般用沉积岩石学方法来鉴定煤层顶底板。 5）煤岩分层描述的观测点，尽可能选择在新鲜的连续剖面
（二）评定煤层稳定性的主要参数
1.评价指标
1）煤层可采性指数Km
Km
n' n
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质 3.按煤层形态分类
条
层状煤层 煤层连续，厚度变化不大，煤层全部或绝大部分可采（图
件
6-2a）。
6 影响煤矿安全生产的地质条件
6.1 6.1.1煤层厚度变化
煤
6.1.1.1 煤层厚度类型
似层状煤层
矿
（1）藕节状煤层 煤层不完全连续或大致连续，而厚度变化
开
较大。其可采厚度面积大于不可采面积，可采煤体分布比 较密集，形状似藕节（图6-2b）。
质
度，它主要取决于煤层产状、
煤质、开采方法，以及国民经
条
济需要程度。
件
煤层总厚度/m
Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ 煤层可采厚度 Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ 煤层有益厚度
0.20 0.25 0.38
Ⅰ 0.40
Ⅱ 0.60
Ⅲ 0.30
Ⅳ 0.20
图 4-1 煤层的厚度
图6-1 煤层的厚度
6 影响煤矿安全生产的地质条件
6.1 6.1.1煤层厚度变化
地
的煤层侧向较稳定，但成层较薄；河流－上三角洲平原
的煤层侧向不稳定，局部可出现厚煤层；最厚、最稳定
质
的煤层一般赋存于下三角洲平原和上三角洲平原的过渡
条
带。 泻湖－障壁岛体系中，形成的煤层一般与岸线走向平行，
件
煤层较薄，但泻湖填积基础上可形成较厚煤层。
采
（2）串珠状煤层 煤层不完全连续或大致连续，而厚度变化
地
较大。其可采厚度面积与不可采面积相当，可采煤体分布 尚密集，形状似念珠（图6-2c）。
质
（3）瓜藤状煤层 煤层不完全Fra bibliotek续或大致连续，而厚度变化 较大。其可采厚度面积小于不可采厚度面积，可采煤体分
条
布比较稀散，形状似瓜藤（图6-2d）。
件
6 影响煤矿安全生产的地质条件
6.1 6.1.1煤层厚度变化
煤
6.1.1.1 煤层厚度类型
不规则煤层
矿
（1）鸡窝状煤层 煤层断续，形状不规则，呈鸡窝状。其
开
可采煤体的面积多小于不可采面积，也有的规模较大， 具有开采价值（图6-2e）。
采
（2）扁豆状煤层 煤层断续，形状不规则，呈扁豆状。其
地
可采煤体的规模较小，一般不具有单独开采的价值（图 6-2f）。
灰岩
图6-3 湖北早二叠世梁山组煤体形态
6 影响煤矿安全生产的地质条件
6.1 煤 矿 开 采 地 质 条 件
6.1.1煤层厚度变化
6.1.1.2 煤层厚度变化控制因素
1.泥炭沼泽基底不平对煤层厚度的影响
泥炭沼泽基底不平引起的煤厚变化具有 下列主要鉴别特征：
（1）煤层底板或基底岩层界面呈不规则起伏， 而煤层顶板界面比较平整，即“顶平底不 平”。
6 影响煤矿安全生产的地质条件
6 影响煤矿安全生产的地质条件
6.1 6.1.1煤层厚度变化
煤 矿
6.1.1.1 煤层厚度类型
1.按煤层结构分类
可采厚度 达到国家规定的最
开
低可采厚度煤分层的总厚度 （Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ），复杂结构煤层
采
的计算方法另有规定。
地
最低可采厚度 在现代经济技 术条件下可开采煤层的最小厚
（3）基底古地形低洼处煤层增厚，向凸起部
1-泥岩；2-砂岩；3-砾岩；4-巷道； 5-煤层底板等高线
位变薄或尖灭。煤层的分层或层理被下伏基 图6-4 辽宁阜新煤盆地泥炭沼泽基底
底岩层界面所截，上下分层呈超覆关系。
6 影响煤矿安全生产的地质条件
6.1.1煤层厚度变化
6.1 6.1.1.2 煤层厚度变化控制因素 煤 2.沉积环境对煤层厚度的影响
质
马尾状煤层
条
马尾状煤层指煤层分岔以至尖灭，形似马尾。其煤层厚度 由厚变薄以至完全消失（图6-2g）。
件
6 影响煤矿安全生产的地质条件
6.1 6.1.1煤层厚度变化
煤 6.1.1.2 煤层厚度变化控制因素
矿
1.泥炭沼泽基底不平对煤层厚度的影响
泥炭沼泽基底不平导致煤层增厚、变薄和尖灭是常见的
开
地质现象。当泥炭沼泽发育在古侵蚀基准面上时，首先在低洼
6 影响煤矿安全生产的地质条件
6.1
6.1.1煤层厚度变化
6.1.1.2 煤层厚度变化控制因素
煤 2.沉积环境对煤层厚度的影响
矿
沉积体系和煤层厚度变化
开
三角洲体系是由各种亚环境组成的复合体，泥炭沼泽发 育于支流间泛滥盆地、间湾和废弃的分流河道和叶体上。
采
由于三角洲体系中泥炭堆积环境差异较大，一般煤厚变 化较大，煤层延伸方向与沉积倾向平行。下三角洲平原
A
+140 +130
+120
+110
B
+100B′
(a) A′
A′A
(b) B B′
(c)
1
2
3
4
1105
图4-3辽宁阜新煤盆地泥炭 沼泽基底不平图示
a—平面图；b、c—剖面图 1—泥岩；2—砂岩；3—砾岩；4—巷道；
5—煤层底板等高线
（2）煤层厚度变化急剧而不规则，且通常位
于含煤岩系剖面的底部或下部。
矿 开 采 地 质 条 件
沉积体系和煤层厚度变化
冲积扇体系是聚煤盆地的边缘环境，泥炭沼泽主要发育于扇前、扇间 洼地、扇三角洲和废弃扇体上。在冲积扇体系中形成的煤层，其延伸 与盆地轴向一致，向盆缘方向急剧尖灭，向盆地中心方向分岔变薄， 常沿远端扇形成厚煤层。
河流体系可区分为曲流河、辫状河和网状河体系。曲流河体系中，泥 炭沼泽主要发育于堤后、河道间泛滥盆地和废弃河道上，因此形成的 煤层呈透镜状，其延伸方向大致平行于同期沉积的河道砂体，沿此方 向厚度稳定，向两侧接近河道、越岸－决口扇沉积，则煤层急剧分岔 或尖灭。辫状河河道不稳定，砂质沉积物分散范围广，在支流间地区 可形成透镜状煤体。网状河是一种稳定的大面积沉积环境，河道间湿 地环境占据河流体系的绝大部分（60％～90％），十分有利于厚层 泥炭的堆积，形成的砂体呈透镜状、鞋带状，甚至或包容在煤层之中。
采
处生长和堆积了植物质形成的泥炭层相互隔离；随着区域性沉 降或地下水位抬升，隔离的泥炭沼泽逐渐连成一体，泥炭层才
地
在盆地范围内堆积。如我国湖北一些地区早二叠世梁山组沉积 （图6-2）和美国东部煤田的一些煤层沉积以及我国的辽宁阜
质
新（图6-3）、河北下花园等煤盆地 。
条 件
泥岩
灰岩
2m
C 2h
20m
砂岩
煤
6.1.1.1 煤层厚度类型
2.按煤层厚度分类
矿
煤层的厚度差别很大，薄者仅数厘米，俗称煤线；厚者
开
可达200余米。考虑到开采方法的不同，一般将可采煤层
的厚度区分为5个厚度级：极薄煤层，煤层厚度为0.3～
采
0.5m；薄煤层，煤层厚度>0.5～1.3m；中厚煤层，煤层厚
地
度>1.3～3.5m；厚煤层，煤层厚度>3.5～8.0m；煤层厚度 大于8m者为巨厚煤层。