6煤矿开采地讲义质条件
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6煤矿开采地质条件
6 煤矿开采及安全地质条件
6.1 煤矿开采地质条件 6.2 矿井地质构造 • 岩浆侵入煤层 • 岩溶塌陷 • 矿井瓦斯 • 煤层顶底板 • 地温与矿山压力
6.1 煤矿开采地质条件
6.1.1 煤层厚度变化 6.1.1.1 煤层厚度类型
煤层厚度是指煤层顶、底板岩层之间的垂直距离。
1、按煤层结构分类 包括总厚度、有益厚度、可采厚度、最低可采厚度。 • 煤层总厚度：煤层顶、底板之间各煤分层和夹石层厚度的总和。 • 有益厚度：煤层顶、底板之间各煤分层厚度的总和。 • 可采厚度：达到国家规定的最低可采厚度煤分层的总厚度。 • 最低可采厚度：在当前经济技术条件下可采煤层的最小厚度，它主要取决于
煤层产状、煤质、开采方法，以及国民经济需要程度。
(对比这几个概念的区别？)
2、按煤层厚度分类
• 极薄煤层：0.5~0.5m 薄煤层：＞0.5~1.3m • 中厚煤层： ＞1.3~3.5m 厚煤层：3.5~8.0m • 巨厚煤层： ＞8.0m • 煤层厚度及其变化是影响煤矿开采的主要地质因素之一。煤层
• 大型构造：
决定井田总体形态和井田边界的大型褶曲和大型断层，它们在勘 探阶段已经查明。
• 中型构造：
指井田范围内影响采区划分和采区巷道布置的次一级褶曲和断层， 它们对煤矿生产影响极大，始终是矿井地质工作的重点。
• 小型构造：
指那些在巷道施工或煤层开采过程中遇到的小褶曲和小断层。
6.1.2.1褶皱的观测与探查
煤层厚度变化的处理 1、掘进中的处理方法
•煤巷掘进中 •采取上山掘进中 •主要巷道掘进中
2、回采工作中的处理方法
•直接推过 •绕过 •分块回采
6.1.2 矿井地质构造 地质构造包括：褶皱构造、断层和节理
矿井地质构造按其规模大小和对生产的影响程度不同， 可以划分为大、中、小三个等级。
• 大型构造： • 中型构造： • 小型构造：
断裂构造对煤层厚度影响不大，只是断层附近的煤层有一定影响
构造挤压引起煤层厚度变化的特点：
a、由于夹矸与煤层混杂，造成灰分增高。 b、顶、底板岩层不完整，裂隙发育，有时与煤互相穿插。 c、在煤层增厚与变薄区，煤层结构遭到破坏,煤呈鳞片、粉沫状。 d、沿煤层走向或倾向，煤层增厚带或变薄带交替出现。
褶皱引起煤厚变化
1、褶皱构造的识别与观测： 1）褶皱构造的识别标志：
• 地层对称重复 • 岩层产状的规则变化
1、褶皱构造的识别与观测：
2）褶曲的观测：对于已确认的褶曲构造,应详细观测描述以下内容： • 褶皱枢纽位置，倾伏方向和倾伏角。 • 褶皱两翼煤、岩层和轴面的产状要素。 • 褶皱与断层、节理、煤层厚度变化的关系。
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。
煤层的观测
1、煤层观测的内容: 煤层厚度、煤层结构、煤岩煤质、煤层含水性及煤层顶 底板。 2、煤层的观测方法： 通常煤层的观测工作和井巷地质编录同时进行。
煤层的探测 1、煤层厚度的探测 •煤巷掘进中的探煤厚工作 •回采工作面的探煤厚工作 2、煤层分叉尖灭的探测
2、沉积环境对煤层厚度的影响
沉积环境包括：冲击扇体系、河流体系、湖泊体系、三角洲体系、 障壁岛体系、碳酸盐台地体系等。
不均衡沉降
沼泽基底不平
冲击扇体系煤层：
• 延伸方向与盆地轴向一致； • 煤层厚度向盆边缘急剧尖灭，向盆中心变薄，远端扇形煤层最后。
河流体系：
• 曲河流：堤后，泛滥盆地，废弃河道，煤层为透镜状 • 辫状河流：支流间地区，透镜状煤层 • 网状河流：河道间湿地有利于厚煤层的形成
2、褶皱枢纽的判断与探查
• 枢纽的实测方法 • 枢纽的推测方法
3、褶曲对煤矿生产的影响和处理：
1）大型褶皱构造：指影响井田划分和整个开拓系统的褶曲构造。 （1）褶皱轴线作为井田边界： （2）井田内开拓部署中的处理方法：背斜轴部—总回风巷；向斜
• 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、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。
断层引起煤厚变化
4、岩浆岩侵入对煤层厚度的影响 • 岩床对煤层厚度的影响（岩床对煤层的破坏与侵入部位
有关：图6-10 ）
• 岩墙对煤层 厚度的影响（与岩墙厚度有关） • 不规则小侵入体对煤层厚度的影响（对煤质破坏不大，
但破坏煤层的完整性）
浆侵入引起
5、喀斯特陷落柱对煤层厚度的影响
陷落柱：含煤地层下覆碳酸盐岩等可溶性岩，因地下水溶蚀引起 上覆岩层冒落而成的柱状塌陷体。（控制因素：地质构造和水文 地质条件） • 陷落柱破坏了煤层的连续性，造成储量损失，影响正常开采。
岩溶塌陷引起
ຫໍສະໝຸດ Baidu
煤厚变化对生产的影响
1、影响采掘布置 原分层开采的厚煤层，由于煤厚变薄，只能改为单层开采。原
一次采全厚的煤层，由于煤层增厚，又要改为分层开采。
2、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
三角洲体系：
• 煤层厚度变化大； • 煤层延伸方向与沉积倾向平行。
煤系内的后生冲蚀
煤系形成后的后生冲蚀
3、后期构造变动对煤层厚度的影响
（1）褶皱构造对煤层厚度的影响 褶皱作用使轴部煤层增厚，而在翼部变薄或尖灭； 煤层发生塑性流动，原生结构和构造被破坏，形成构造
煤，呈鳞片状，粉末状，有滑面，擦痕等。 （2）断裂构造对煤层厚度的影响
厚度不同，采煤方法亦不同。
3、按煤层形态分类
• 层状煤层 • 似层状煤层（藕节状、串珠状、瓜藤状） • 不规则煤层（鸡窝状，扁豆状） • 马尾状
6.1.1.2 煤层厚度变化控制因素
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。（泥炭沼泽基底，沉积环境）
6 煤矿开采及安全地质条件
6.1 煤矿开采地质条件 6.2 矿井地质构造 • 岩浆侵入煤层 • 岩溶塌陷 • 矿井瓦斯 • 煤层顶底板 • 地温与矿山压力
6.1 煤矿开采地质条件
6.1.1 煤层厚度变化 6.1.1.1 煤层厚度类型
煤层厚度是指煤层顶、底板岩层之间的垂直距离。
1、按煤层结构分类 包括总厚度、有益厚度、可采厚度、最低可采厚度。 • 煤层总厚度：煤层顶、底板之间各煤分层和夹石层厚度的总和。 • 有益厚度：煤层顶、底板之间各煤分层厚度的总和。 • 可采厚度：达到国家规定的最低可采厚度煤分层的总厚度。 • 最低可采厚度：在当前经济技术条件下可采煤层的最小厚度，它主要取决于
煤层产状、煤质、开采方法，以及国民经济需要程度。
(对比这几个概念的区别？)
2、按煤层厚度分类
• 极薄煤层：0.5~0.5m 薄煤层：＞0.5~1.3m • 中厚煤层： ＞1.3~3.5m 厚煤层：3.5~8.0m • 巨厚煤层： ＞8.0m • 煤层厚度及其变化是影响煤矿开采的主要地质因素之一。煤层
• 大型构造：
决定井田总体形态和井田边界的大型褶曲和大型断层，它们在勘 探阶段已经查明。
• 中型构造：
指井田范围内影响采区划分和采区巷道布置的次一级褶曲和断层， 它们对煤矿生产影响极大，始终是矿井地质工作的重点。
• 小型构造：
指那些在巷道施工或煤层开采过程中遇到的小褶曲和小断层。
6.1.2.1褶皱的观测与探查
煤层厚度变化的处理 1、掘进中的处理方法
•煤巷掘进中 •采取上山掘进中 •主要巷道掘进中
2、回采工作中的处理方法
•直接推过 •绕过 •分块回采
6.1.2 矿井地质构造 地质构造包括：褶皱构造、断层和节理
矿井地质构造按其规模大小和对生产的影响程度不同， 可以划分为大、中、小三个等级。
• 大型构造： • 中型构造： • 小型构造：
断裂构造对煤层厚度影响不大，只是断层附近的煤层有一定影响
构造挤压引起煤层厚度变化的特点：
a、由于夹矸与煤层混杂，造成灰分增高。 b、顶、底板岩层不完整，裂隙发育，有时与煤互相穿插。 c、在煤层增厚与变薄区，煤层结构遭到破坏,煤呈鳞片、粉沫状。 d、沿煤层走向或倾向，煤层增厚带或变薄带交替出现。
褶皱引起煤厚变化
1、褶皱构造的识别与观测： 1）褶皱构造的识别标志：
• 地层对称重复 • 岩层产状的规则变化
1、褶皱构造的识别与观测：
2）褶曲的观测：对于已确认的褶曲构造,应详细观测描述以下内容： • 褶皱枢纽位置，倾伏方向和倾伏角。 • 褶皱两翼煤、岩层和轴面的产状要素。 • 褶皱与断层、节理、煤层厚度变化的关系。
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。
煤层的观测
1、煤层观测的内容: 煤层厚度、煤层结构、煤岩煤质、煤层含水性及煤层顶 底板。 2、煤层的观测方法： 通常煤层的观测工作和井巷地质编录同时进行。
煤层的探测 1、煤层厚度的探测 •煤巷掘进中的探煤厚工作 •回采工作面的探煤厚工作 2、煤层分叉尖灭的探测
2、沉积环境对煤层厚度的影响
沉积环境包括：冲击扇体系、河流体系、湖泊体系、三角洲体系、 障壁岛体系、碳酸盐台地体系等。
不均衡沉降
沼泽基底不平
冲击扇体系煤层：
• 延伸方向与盆地轴向一致； • 煤层厚度向盆边缘急剧尖灭，向盆中心变薄，远端扇形煤层最后。
河流体系：
• 曲河流：堤后，泛滥盆地，废弃河道，煤层为透镜状 • 辫状河流：支流间地区，透镜状煤层 • 网状河流：河道间湿地有利于厚煤层的形成
2、褶皱枢纽的判断与探查
• 枢纽的实测方法 • 枢纽的推测方法
3、褶曲对煤矿生产的影响和处理：
1）大型褶皱构造：指影响井田划分和整个开拓系统的褶曲构造。 （1）褶皱轴线作为井田边界： （2）井田内开拓部署中的处理方法：背斜轴部—总回风巷；向斜
• 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、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。
断层引起煤厚变化
4、岩浆岩侵入对煤层厚度的影响 • 岩床对煤层厚度的影响（岩床对煤层的破坏与侵入部位
有关：图6-10 ）
• 岩墙对煤层 厚度的影响（与岩墙厚度有关） • 不规则小侵入体对煤层厚度的影响（对煤质破坏不大，
但破坏煤层的完整性）
浆侵入引起
5、喀斯特陷落柱对煤层厚度的影响
陷落柱：含煤地层下覆碳酸盐岩等可溶性岩，因地下水溶蚀引起 上覆岩层冒落而成的柱状塌陷体。（控制因素：地质构造和水文 地质条件） • 陷落柱破坏了煤层的连续性，造成储量损失，影响正常开采。
岩溶塌陷引起
ຫໍສະໝຸດ Baidu
煤厚变化对生产的影响
1、影响采掘布置 原分层开采的厚煤层，由于煤厚变薄，只能改为单层开采。原
一次采全厚的煤层，由于煤层增厚，又要改为分层开采。
2、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
三角洲体系：
• 煤层厚度变化大； • 煤层延伸方向与沉积倾向平行。
煤系内的后生冲蚀
煤系形成后的后生冲蚀
3、后期构造变动对煤层厚度的影响
（1）褶皱构造对煤层厚度的影响 褶皱作用使轴部煤层增厚，而在翼部变薄或尖灭； 煤层发生塑性流动，原生结构和构造被破坏，形成构造
煤，呈鳞片状，粉末状，有滑面，擦痕等。 （2）断裂构造对煤层厚度的影响
厚度不同，采煤方法亦不同。
3、按煤层形态分类
• 层状煤层 • 似层状煤层（藕节状、串珠状、瓜藤状） • 不规则煤层（鸡窝状，扁豆状） • 马尾状
6.1.1.2 煤层厚度变化控制因素
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。（泥炭沼泽基底，沉积环境）