煤矿常见地质构造
闫家沟煤矿地质概况
第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置闫家沟鑫东煤矿位于鄂尔多斯市准格尔旗西部，位于东胜煤田四道柳找煤区范围之内，距鄂尔多斯市东胜区27km。
该矿向北200m与神～公公路相接，神～公公路为柏油路面的运煤专线。
经神～公公路到109国道、包府公路仅15km。
煤矿距包～神铁路沙圪台集装站20km左右，交通较为方便。
闫家沟鑫东煤矿行政隶属准格尔旗神山镇管辖。
地理坐标为：东经：110°18′15″～110°21′08″北纬：39°40′46″～39°42′14″闫家沟鑫东煤矿交通位置见图1-1-1。
二、地形地貌井田位于鄂尔多斯高原东北部，鄂尔多斯高原为内蒙古高原主体部分之一。
受黄河支流勃牛川的影响，井田内地形切割甚剧，“V”字型冲沟十分发育，呈树枝状分布，形成沟壑纵横，支离破碎的地形特点，属典型的侵蚀性丘陵地貌类型。
井田位于勃牛川上游西侧的峁梁之上，由于勃牛川支沟的切割，地形十分复杂。
峁梁总体上呈东西向横贯井田，井田北部的贾明沟和井田南侧的公沟地形相对较低，最高点位于井田西部的峁顶上，海拔标高为1424.30m，最低点位于井田东缘的勃牛川西畔，海拔标高1275m，比高149.30m。
一般地形标高1350～1300m，相对高差50m左右。
三、河流分布及范围井田位于东胜煤田区域性分水岭“东胜梁”南侧的勃牛川流域。
井田北部为贾明沟，南侧为公沟，二沟谷呈NE向展布，均为勃牛川的支流，井田西侧为哈拉庆沟，大致呈南北向展布，由北向南汇入束会川。
束会川在东胜煤田南部汇入勃牛川。
以上所述沟谷均为间歇性河谷，旱季干涸无水，丰雨时形成短暂的洪流，通过勃牛川向南流入陕西省境内的窟野河，最终注入黄河。
四、气象及地震井田内气候特征属于半干旱的大陆性高原气候，夏季温热、冬季寒冷，春季干燥多风，秋季凉爽多雨。
全年降水量小且集中，每年7、8、9三个月为雨季。
年蒸发量是年降水量的7～10倍。
露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性分析
露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性分析一、研究背景和意义随着全球经济的快速发展，能源需求不断增长，煤炭作为主要能源来源之一，其在能源结构中的地位日益重要。
煤炭开采过程中产生的环境问题也日益凸显，其中露天煤矿的开采对生态环境造成的影响尤为严重。
露天煤矿作为一种非传统的采矿方式，其开采过程中的边坡稳定性问题尤为关键。
由于地质条件的变化和开采条件的限制，露天煤矿含断层顺倾边坡的渗流与稳定性问题越来越受到关注。
露天煤矿顺倾边坡的渗流与稳定性问题涉及到地质、工程、环境等多个领域，对于保障矿山安全生产、保护生态环境具有重要意义。
顺倾边坡的渗流与稳定性问题直接影响到矿山的生产效率和经济效益。
边坡失稳可能导致矿井生产中断，甚至引发严重的安全事故，给企业带来巨大的经济损失。
顺倾边坡的渗流与稳定性问题对周边生态环境产生影响，边坡失稳可能导致土壤侵蚀、水土流失等环境问题，破坏生态平衡，影响人民生活质量。
研究露天煤矿含断层顺倾边坡的渗流与稳定性问题，对于提高矿山安全生产水平、促进绿色发展具有重要的理论和实践价值。
1.1 研究背景随着煤炭资源的日益减少，露天煤矿作为一种重要的煤炭开采方式，在我国得到了广泛的应用。
露天煤矿在开采过程中往往伴随着地质条件的复杂性，如断层、顺倾边坡等。
这些地质条件对露天煤矿的稳定性和安全性产生了很大的影响。
研究露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性问题，对于提高露天煤矿的开采效率和降低安全事故发生率具有重要意义。
随着我国经济的快速发展，煤炭需求量持续增长，煤炭开采行业面临着巨大的压力。
为了满足能源需求，我国不断加大对煤炭开采的投入，露天煤矿作为一种重要的煤炭开采方式得到了广泛应用。
露天煤矿在开采过程中往往伴随着地质条件的复杂性，如断层、顺倾边坡等。
这些地质条件对露天煤矿的稳定性和安全性产生了很大的影响。
研究露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性问题，对于提高露天煤矿的开采效率和降低安全事故发生率具有重要意义。
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
煤矿地质讲义2
山西煤炭职业技术学院地测工程系地质组
地质构造
• 基础：沉积岩原始产状是水平或近于水平 的，并在一定范围内连续分布。 • 地质构造：由于地壳运动使原始岩层产状 改变后的形态，即由地壳运动引起岩层的 变形和变位，叫地质构造。 • 地质构造的基本形态：单斜构造 褶皱构造 断裂构造
单斜构造
• 一定范围内岩层大致向同一方向倾斜，叫单 斜构造。
褶曲要素示意图
褶曲的横剖面形态分类
根据褶曲枢纽产状分类
• 1.水平褶曲 褶曲枢纽水平 • 2.倾伏褶曲 褶曲枢纽倾伏
根据褶曲平面形态分类
• 1.线形褶曲 褶曲长短轴之比大于10：1 • 2.短轴褶曲 褶曲长短轴之比小于10：1而 大于3：1 • 3.穹隆和构造盆地 褶曲长短轴之比小于3： 1的背斜叫穹隆；向斜叫构造盆地
擦痕与阶步
寻找断失煤层的方法
• 1. 岩（煤）层层位对比法
寻找断失煤层的方法
2. 断层特征法 • 擦痕、阶步 • 构造岩 • 牵引现象 • 煤线追索 • 派生节理
寻找断失煤层的方法
• • • • 3. 小断层类比法 4. 经验推断法 5. 对比分析法 6. 生产勘探法
（八）断层对煤矿生产的影响 与处理方法
断裂构造 －节理
• 岩层受力发生破裂，而裂面两侧部分没有 发生明显相对位移的断裂构造。 • 成因分类 • 1.原生裂隙 岩石形成过程中形成的裂隙。 • 2.非构造裂隙 指由外力地质作用形成的节 理。 • 3.构造裂隙 受地壳运动作用形成的裂隙。
构造节理的特征
节理类型 产状
沿走向、 裂面光滑 遇砾石切 倾向延伸 程度 割情况
岩层产状要素
岩层产状
• • • • • • • • • • （一）走向 走向线：岩层面上的水平线。如AB 走向：走向线延伸的方向。如CA→ CB→ （二）倾向 真倾斜线：岩层面上与走向线垂直的直线。如CD 倾向线：真倾斜线在水平面上的投影。CD` 视倾斜线：视倾斜线岩层面上与走向线斜交的直线。 视倾向线：在水平面上的投影。 倾向：倾向线指向岩层倾斜的方向CD` → 。 （三）倾角 岩层面与水平面的夹角。即真倾斜线和倾向线的夹角。
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。
煤矿地质构造课件
煤矿地质构造课件•煤矿地质构造概述•地层与岩性•构造形态与分布目录•煤系地层与含煤性•矿井水文地质条件•工程地质条件与评价煤矿地质构造概述地质构造定义与分类地质构造定义地质构造是指地壳中的岩层或岩体在内、外动力地质作用下发生的变形和变位，从而形成各种地质界面和构造形迹的组合。
地质构造分类根据构造形态和规模，地质构造可分为褶皱、断层、节理等类型。
其中，褶皱是岩层在水平方向上的弯曲变形，断层是岩层或岩体沿断裂面发生的相对位移，节理则是岩石中的裂隙或裂缝。
煤矿地质构造复杂，煤层赋存状态多样，包括倾斜、急倾斜、缓倾斜等不同角度的煤层。
煤层赋存状态多样构造形态各异断裂构造发育煤矿地质构造形态各异，包括向斜、背斜、单斜、穹窿、盆地等多种形态。
煤矿中断裂构造发育，断层、节理等构造形迹对煤层的连续性、稳定性和可采性产生重要影响。
030201煤矿地质构造特点地质构造对煤矿生产影响影响矿井开拓部署地质构造对矿井开拓部署具有重要影响，如井筒位置、开拓巷道布置等需根据地质构造特点进行合理规划。
影响采煤方法选择不同地质构造条件下的煤层赋存状态不同，需要采用不同的采煤方法，如走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法等。
影响矿井安全生产地质构造中的断层、节理等构造形迹可能导致煤层瓦斯突出、顶板冒落等安全隐患，对矿井安全生产产生重要影响。
因此，在煤矿生产过程中，需要加强地质构造的预测和防范措施，确保矿井安全生产。
地层与岩性根据岩性、岩相、古生物等标志进行地层划分，建立完整的地层序列。
地层划分原则通过岩石组合、古生物化石、同位素年龄等方法进行地层对比，确定地层的时代和层序关系。
地层对比方法煤矿地层一般具有多层性、旋回性和含煤性等特点，需结合区域地质背景进行分析。
煤矿地层特点地层划分与对比包括砂岩、泥岩、石灰岩等，具有层理、层面构造和化石等特征。
沉积岩包括侵入岩和喷出岩，具有结晶结构、块状构造和矿物成分等特征。
岩浆岩包括片麻岩、石英岩、大理岩等，具有变质结构、构造和矿物成分等特征。
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
采煤概论题库
一、填空题1、煤的形成先后经历了泥炭化和煤化作用两个阶段。
2、岩石按成因分为沉积岩，岩浆岩，变质岩三类。
3、泥炭化阶段主要是生物地球化学作用，泥炭转变为褐煤的作用，称为成岩作用，在这一阶段主要是物理化学作用作用，由褐煤转变成烟煤，无烟煤的过程，称为变质作用这一阶段主要是地球化学作用。
4、煤矿常见的地质构造主要有单斜构造，褶皱构造，断裂构造等。
5、根据断层走向与岩层走向的关系将断层分为走向断层，倾向断层，斜交断层。
6、煤层按倾角分为近水平煤层<8°，缓倾斜煤层8~25°，中倾斜煤层25~45°，急倾斜煤层>45°4类。
7、根据勘探和地质研究程度，将煤炭储量精度依次分为A、B、C、D 四级。
其中A、B 为高级储量，C、D 为低级储量。
8、在同一幅煤层底板等高线图上等高距相同，所以等高线间距大处煤层的倾角小。
背斜构造煤层的底部等高线是一组凸向低标高的等高线，向斜构造的煤层底板等高线是一组凸向高标高的等高线。
9、井田边界划分方法有垂直划分，水平划分，倾斜划分，按煤组划分，和按自然条件划分，不论采用那种方法划分都应该考虑矿井开采便利。
10、水平就是阶段与阶段之间水平分界面，阶段运输大巷和井底车场所在的水平及其服务的开采范围称为开采水平。
11、根据井巷的空间形态可将其分为垂直巷道，水平巷道，倾斜巷道，三种。
12、用于提升煤炭的矿井称为主井，用于提升物料设备，升降人员的矿井称为副井。
13、按井巷的用途及服务范围将其分为开拓巷道，准备巷道，回采巷道3种。
阶段运输（回风）大巷，井筒，井底车场属于开拓巷道，采区上山，采区车场属于准备巷道，区段（运输）回风平巷，开切眼属于回采巷道。
14、按水平大巷所在层位将其分为分煤层大巷开拓，集中大巷开拓，分组集中大巷开拓3种。
15、服务于地下开采，在地层中开掘的直通地面的水平巷道，称为平硐。
主要用于运输矿产品的平硐称为主平硐。
利用直通地面的水平巷道进入地下煤层的开拓方式称为平硐开拓。
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。
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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
煤矿地质基础知识
煤层底板可分为直接底和基本底。直接底位于煤层之下，厚 度数十厘米至数米，多为泥岩、页岩或黏土岩。有的直接底遇水 膨胀，容易发生底鼓现象，致使巷道遭到破坏。基本底是位于直 接底之下的较坚硬岩层，常为厚层状砂岩、砾岩或石灰岩。
3、煤层的形态与结构 （1）层状煤层，其层位有显著的连续性，厚度变化有一定的规律或
根据采煤技术特点，煤层倾角分为4类：
近水平煤层
<8°
缓倾斜煤层
8°—25°
倾斜煤层
25°—45°
急倾斜煤层
>45°
5、煤矿地质构造及其安全生产的影响 岩（煤）形成初期，一般都是水平或近水平的，并在一定范围
内是连续完整的，后来受到地壳运动的影响，使岩层的形态发生 了变化，出现了倾斜、褶皱，有的还发生了断裂或延断裂面产生 了位移，使岩层失去了完整性。这种有地壳运动造成的岩石的空 间形态（如褶曲、断层等）称为地质构造。地质构造的形态多种 多样，大致可分为单斜构造、褶皱构造和断裂构造。
厚度基本稳定； （2）似层状煤层，其形状像藕节、串珠或瓜藤等，层位有一定的连
续性，厚度变化较大； （3）非层状煤层，形状像鸡窝或扁豆状，层位连续性差，常有大范
围尖灭。层状煤层比较方便，而非层状煤层常给开采带来一定难度。
煤层除在形态上有所不同以外，在构造上也有很大差别，在 有的煤层中，有时含有厚度较薄且很不稳定的岩层，这类含在煤 层内的岩层称作夹石或夹石（矸）层。根据煤层中有无稳定的夹 石层，可将煤层分为两类，即简单结构煤层和复杂结构煤层。简 单结构煤层一般不含夹石层，复杂结构煤层含夹石层者1—2层， 多者可达几层或十几层。由于夹石层的存在，不仅使煤的灰分增 高，而且给开采带来一定的难度。
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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。
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。
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。
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。
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：
（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°：
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。
（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。
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。
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。
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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
86
85 84
83
82
81 80
79
78
77 76
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
• （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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
#
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
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。
• 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。
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°：
F2 ：0： 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
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
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。
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。