煤层底板等高线图的编制

编制煤层底板等高线图

一、实习目的

掌握煤层底板等高线图的编制方法的步骤。熟悉不同地质构造在煤层底板底高线图上的表现形式。

二、原理方法

1、概述

煤田勘探的最终目的，是为了了解煤层的埋藏深藏及其起伏变化，研究煤层的厚度、结构、煤质、储量、水文地质以及其它与开采有关的技木条件，对勘探区作出正确的工业评价，为煤矿企业的设计、建设与开采提供必要的资料，以保证煤炭资源得到合理和顺利地开发。

(1)基求概念

煤层底板等高线图，就是用煤层底板等高线来表示煤层在空间的起伏及被断裂的情况，它可以帮助我们了解煤层底板的空间概念，掌握煤层产状和构造的变化。此外，还能表示古河流冲蚀煤层的界线，煤层尖灭线,岩浆岩分布的界线以及煤种牌号区划界线等，因而在煤炭资源勘探以及煤矿生产中得到广泛应用。

煤系地层形成后，夹在地层中的煤层层面，包括顶面和底面，并不是一个平面，由于受构造变化的影响，大多为一空间曲面，它的起伏与变化，对煤矿生产有很大影响。同时，煤层底板等高线图编制的好坏，在一定程度上，也会影响对煤田的开发。在进行普查与勘探时，一般根据孔口标高及煤层底板深度资料可以获得煤层底面各点的标高，把各标高相等的点联结起来，就构成一条等值线，如果我们每隔一定高度 (如50米、100米等)，各选取一条等值线，把它投影到平面上，就成煤层底板等高线图，如图5-1。

该图为一个煤盆构造，为了图示清楚起见，只画出半个煤盆，并表示出煤层顶板和底板的曲面，煤盆中虚线，为煤层底板曲面与水平面的交线，投影到平面上，成为五圈等高线，根据这五圈等高线呈同心圆状和外圈标高值较大这两个特点，很快就可以断定是一个煤盆构造，等高线之间的高差是10米，即h=10。所以简单地说，同一层面上高度相等的各点联线叫做构造等高线，用构造等高线表示煤层起伏形状的图，称之煤层构造图。一般常用煤层底面的标高来表示，故称煤层底板等高线图。

图5-1煤层空间曲面在平面上的投影

(2)图的种类

根据层面选择及投影方法，一般常用煤层底板等高线图。如果煤层厚度大而且不稳定，为了更好表现煤层形态的全貌，也配套编制煤层顶板及底板等高线图。当煤层厚度很大时，有时也编制平分煤层厚度的层间面等高线图，或者大体上平分煤层厚度的某一层面(如某一层稳定夹矸顶面)的等高线图。但对倾角很陡的煤层，用平面投影往往影响精度，为了比较真实地反映其实际情况，采用立面投影或展反投影。

图的大小，根据其用途而异，如果利用煤层来表现区域的构造特征，一般用较小的比例尺1:50000或1:25000的煤层底板等高线图。详、精查勘探常用的比例尺为1:10000或1:5000。如果是用于矿井开拓地区布置巷道和控制煤量，则常用的比例尺为1:2000或1:1000。

(3)实际资料和地质推断

编制煤层底板等高线图时，应从编图的可能与用图的需要出发，合理的编图方法必须与足够的实际资料和正确的地质推断很好地结合起来，才能保证图的质量。

1.实际资料

在编图时，必须以足够的资料为依据。如地质点、人工露头点、钻孔、老窑等，这些都是确定煤层位置所必须的资料。此外，为了解决构造等其他方面的问题，还需要各种其它实际资料，如测量数据、实际标本等。没有足够的实际资料，图件编制就失去必要依据，就会使地质解释和推断遇到困难。

2.地质推断

作为直接编图用的实际资料，其数量毕竟有限，仅仅根据若干实际资料，还不能有把握地全面掌握煤层的赋存情况，因此必须进行正确的地质推断，必要时可以作几个辅助剖面来帮助解释，尽量使地质推断符合客观实际的变化规律。

如某一地段有两条勘探线，共布置七个钻孔，如图5-2。根据这些资料来编制煤层底板等高线图。从勘探线剖面图看，该地段总的来说是个单斜构造，其中包含着小的褶曲，用此资料来编制煤层底板等高线图时却出现了两种情况，一种是图4-2a的情况，单斜构造中东西方向有一个向、背斜;另一种是图4-2b的情况，单斜构造中南北方向为一个倾伏的背、向斜。

图5-2 勘探线剖面图

我们仔细分析一下图5-3a的等高线图，虽然总的形态仍然是一个单斜构造，但西部有一个包围3、4号孔的小穹窿，东部有一个包围5号钻孔的小煤盆，并且在2号孔附近有一凹槽，6号孔附近有一凸棱，这种形态显然是不合理的，稍有制图经验的人就能看出这一问题。再分析一下图5-3b的等高线图，总的形态仍然是一个单斜构造;其中改为一对轴线大致平行的倾伏向斜和背斜，这样就比较合理。为了验证一下推断是否五确，各作两个辅助剖面，分别见图5-4与图

5-5。

图5-3 煤层底板等高线图

从图5-4第一方案看出，两个辅助剖面上的煤层曲线是奇形怪状，在较小的范围内有这样的构造变化，实际上是不可能的。而相反，图5-5第二方案的煤层变化，是比较合理的，从它们的形态来看，亦是常见的圆滑曲线。从以上实例可以看出，同样的地质资料，可以推断出不同的结果，可见地质推断是极为重要的。

图5-4 第一方案辅助剖面

图5-5 第二方案辅助剖面

因此，实际资料和地质推断是保证图件质量的条件，它们是相辅相成的。实际资料越多，越有助于地质推断，并且能在一定程度上，弥补地质推断之不足。如果地质推断做得好，不但能够符合客观实际的变化规律，而且还能节约勘探工作量。并可对勘探工作进一步布置的轻重缓急作到心中有数。地质推断和实际资料之间的关系十分密切，一方面勘探工作离不开地质推断的指导，另一方面地质推断的正确性，则来自以往勘探工作的总结和当前地质勘探的验证。在地质勘探过程中，当实际资料积累到一定程度时，就应该结合地质推断，着手编制煤层底板等高线图，并随时根据新的资料，进行推断和修改。这样，在地质勘探工作的每个阶段结束时、就可迅速提出成果。通过一再修改便它逐渐接近于实际情况，并且能随时同陆续取得的实际资料互相校核，在边勘探边分析的研究中，对进一步的勘探起指导作用。因此，实际资料和地质推断，在图件编制过程中，应当很好地结合起来。

2、煤层底板等高线图的性质和表现

(1)煤层底板等高线图的性质

1.与地形等高线的共性

煤层底板等高线图与地形等高线图在原理上极为相似，都是一种标高投影的等值线图，因此，两者具有以下共性：

(1)等高线上任一点高程相同；

(2)不同标高等高线拒不相交；

(3)等高线为一圆滑或封闭曲线；

(4)等高线为一闭合曲线时，在底板等高线图上其曲率最大点与构造轴正交，如图5-6所示，而在地形图上等高线则与山脊线正交。

图5- 6 闭合曲线的曲率

2.底板等高线的特性

地形等高线的连续性与圆滑性，一般是无条件的，而底板等高线的连续性与圆滑性有是条件的，即经常会出现中断、相交和分叉现象，常见有下列情况，

(1)遇露头线和采空区时

在地面露头线以外，煤层被剥蚀而不存在，因此，底板等高线遇露头线就发生中断。底板等高线遇到采空区时，因采空区没有煤层，同样也发生中断，如图5-7。

(2)煤层尖灭和被冲蚀时

煤层发生尖灭时，尖灭线以外煤层不再存在，底板等高线中断。煤层被冲蚀