矿井地质学复习题

矿井地质学复习题

煤层顶板

直接位于煤层上部一段距离内的岩层称为顶板。顶板可分为伪顶、直接顶及基本顶三种。

①伪顶：直接位于煤层之上，随采随落。厚度不大，岩性多为炭质泥岩、泥岩或页岩等。

②直接顶：通常位于伪顶之上，有的则直接位于煤层之上，经常是煤采出后不久便自行垮落。厚度一般为数米，岩性常为砂岩、泥岩及石灰岩等。

③基本顶（老顶）：一般位于直接顶之上，有时也直接位于煤层之上，为不易垮落的坚硬岩层，通常在煤采出后较长时间内不垮落，往往是发生大面积沉降。厚度较大，岩性多为砂岩，也有石灰岩、砂砾岩等。

煤层厚度根据煤层结构可分为总厚度、有益厚度及可采厚度。

①总厚度：指煤层顶、底板之间各煤分层和夹矸厚度的总和。

②有益厚度：指煤层顶、底板之间各煤分层厚度的总和。

③可采厚度：指在现代经济技术条件下可以开采的煤层厚度或煤分层厚度的总和。

分类：极薄煤层:0.3--0.5m；薄煤层:0.5--1.3；中厚煤层:1.3--3.5；厚煤层:3.5--8；特厚煤层>8m. 煤层产状分类

①近水平煤层：煤层倾角小于5°。

②缓倾斜煤层：煤层倾角5 °～25 °。

③倾斜煤层：煤层倾角25 °～45 °。

④急倾斜煤层：煤层倾角大于45 ，习惯上把倾角大于60 °的急倾斜煤层称为立槽煤。煤体结构：煤层在构造应力作用下所形成的煤的构造结构。

煤层结构根据煤层中有无较稳定的夹矸，可将煤层分为简单结构和复杂结构两种。

①简单结构煤层：煤层中没有呈层状出现的较稳定的夹矸，但可夹有较小的矿物质透镜体

②复杂结构煤层：煤层中含有较稳定夹矸，少的一层到两层，多的几层甚至十余层。

引起煤厚变化的地质因素：原生变化和后生变化。

（1）煤层厚度的原生变化（同生变化）泥炭层堆积时造成的煤层厚度变化。

①地壳不均衡沉降：②泥炭沼泽基底不平③同生冲刷。

（2）煤层厚度的后生变化：①后生冲蚀②构造变动：③岩浆侵入

煤层厚度的后生变化是指泥炭层被新的沉积物覆盖以后，由于河流冲蚀、构造变动、岩浆侵入等后期地质作用所引起的煤层形态和煤层厚度的变化。

矿井地质构造的等级划分

按其规模大小和对生产的影响程度不同，可以分为大型构造、中型构造、小型构造

大型断层：落差大于30m。

中型断层：落差小于30m到落差大于煤厚。

小型断层：落差小于煤厚。

断煤交线：是指断层面与煤层底面的交线。

地层断距：断层两盘上对应层之间的垂直距离。断层两盘相对移动开的距离叫断距

落差：断层落差是指两盘相当点之间的铅直距离

煤体结构即煤层各组成部分的颗粒大小、形态特征及其相互关系

断煤交线具有许多特点：

1）是断层面与煤层面共有的线，它既在断层面上，又在煤层面上；

2）一般情况下与煤层走向线不一致，只有走向断层这一特例，两者才重合为一；

3）是两盘煤层的起始线或终止线。一条断层有两条断煤交线，即上盘和下盘断煤交线；4）方向受断层产状和煤层产状的控制，局部近似直线，总体为一曲线。两条断煤交线局部

近于平行，总体趋于相交。

岩溶陷落柱是指煤层下伏碳酸盐岩等可溶岩层，经地下水溶蚀形成的岩溶洞穴，在上覆岩层重力作用下产生塌陷，形成筒状或似锥状柱体。

岩溶发育的地质条件

（1）含煤岩系或下伏地层中含有可溶性岩层。

（2）含煤区域内发育有断裂构造等良好的地下水通道。

（3）地下水源丰富且具有溶蚀强的各种酸根，如二氧化碳等。

（4）有强径流和流畅的排泄区，具有良好的地下水动力条件。

陷落柱出现前的预兆

煤、岩层产状发生变化、裂隙和小断层增多、煤出现风氧化现象、涌水量增大

溶洞塌陷机理

（1）重力塌陷（2）真空吸蚀塌陷

岩浆侵入体的一般特征

（1）岩浆侵入体的产状

①岩墙：岩墙是切穿煤层及其顶底板岩层的墙状侵入体。岩墙在平面上呈带状分布，长度不一。往往成组出现，彼此方向大致相同，并与主断裂线的走向一致。

②岩床：岩床是沿煤层层面方向侵入的层状侵入体。岩床既可沿煤层的顶板或底板侵入，也可沿煤层中间侵入或吞蚀整个煤层。岩床的整个形态多种多样。

③不规则侵入体

（2）岩浆侵入体岩性

煤系中的岩浆侵入体多系浅成岩或脉岩，其岩性主要为基性岩类和中性岩类。

煤内瓦斯赋存状态主要分为游离状态和吸附状态两种。

影响煤与瓦斯突出的因素

煤层瓦斯含量和瓦斯压力：瓦斯含量高，瓦斯压力大的煤层容易引起突出

地应力①地层重力：随着深度的增加而增大②采动集中应力③构造应力

3）煤体结构破坏程度

高压瓦斯是突出的必要条件，地应力是保持高压瓦斯的前提条件，煤体结构遭受破坏是突出的有利条件

影响瓦斯赋存的地质因素

（1）煤的变质程度：变质程度越高，，瓦斯含量越大；

（2）围岩的透气性：煤与围岩的透气性差，煤层瓦斯含量较大。

（3）地质构造在煤层顶板岩性致密、透气性差的条件下，在未受断裂破坏和严重剥蚀的褶皱地区，背斜顶部较向斜核部瓦斯相对聚积，瓦斯含量较大。

（4）煤层的埋藏深度在瓦斯风化带以下，煤的瓦斯含量、瓦斯压力和瓦斯涌出量，是随着煤层埋藏深度的增加而有规律、增大。

（5）地下水的活动情况：水大瓦斯小、水小瓦斯大。

瓦斯喷出：大量承压瓦斯从煤、岩层的裂隙中快速喷出的现象。瓦斯喷出伴有咝咝的响声，但不产生煤和岩石抛出的动力现象。

煤（岩）与瓦斯突出：在采掘过程中，在很短的时间内，从采掘工作面内部向工作空间突然喷出大量煤、岩石和瓦斯的现象。它是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象。

矿井瓦斯涌出量有两种表示方法。

①绝对瓦斯涌出量：指矿井在单位时间内涌出的瓦斯数量，单位为m3/d或m3/min。

②相对瓦斯涌出量：指矿井在正常生产的条件下，平均每采1t煤的瓦斯涌出量。其计算公