地質構造對煤礦開採的影響有哪些
A. 影響煤礦安全生產的地質因素有那些
自己把下面的內容整合一下,再找一兩個實踐中的例子,一湊合就兩千字了。不要指望別人包辦,朋友們給你搜集一些資料就夠意思了,給你娶個媳婦,還指望大家給你把孩子生出來?做人別太懶了!
影響煤礦生產的主要地質因素
煤層厚度變化
煤層厚度變化是影響煤礦生產的主要地質因素之一。煤層發生分叉、變薄、尖滅等厚度變化,直接影響煤礦正常生產。
一、煤層厚度變化的原因及變化特徵
煤層厚度變化是多種多樣的,但就其成因來說,可分為原生變化和後生變化兩大類。
(一)煤層厚度的原生變化
煤層厚度的原生變化是指泥岩層堆積過程中,在形成煤層頂板岩層的沉積物覆蓋以前,由於地殼活動,沉積環境變遷等各種地質因素的影響而引起的煤層形態和厚度變化。原生變化主要包括地殼不均衡沉降引起的煤層分叉、變薄、尖滅、泥炭沼澤古地形對煤層形態和煤厚的影響、河流同生沖蝕、海水同生沖蝕等四種原因。
(二)煤層厚度的後生變化
煤層厚度的後生變化是指煤層被沉積物覆蓋以後,或煤系形成以後,由於河流剝蝕、構造變動、岩漿侵入、岩溶陷落等各種地質因素的影響而引起煤層形態和厚度變化。
二、煤層厚度變化對煤礦生產的影響
煤層厚度變化對煤礦生產的影響主要表現在以下幾個方面:
1.影響採掘部署
2.影響採煤工藝
3.影響計劃生產
4.掘進率增高
5.采出率降低
三、煤層厚度變化的研究和處理
(一)煤層厚度變化的觀測和探測
1.煤層的觀測
1)煤層的觀測內容
2)煤層的觀測方法
2.煤層的探測
1)煤層厚度的探測
(1)煤巷掘進中的探煤厚工作。
(2)回採工作面的探煤厚工作。
2)煤層分叉尖滅的探測
根據煤層分叉的穩定情況大致可分為兩種:一種是煤層分叉後分層的分布比較穩定;另一種是煤層分叉後只有一層保持穩定(即為主分叉層),其它各層延續不遠很快尖滅。
3)煤層底凸薄化的探測
煤層底凸薄化是指煤層底板凸起造成煤層變薄尖滅的現象。對於這種變化,常用的探測方法如下:
(1)鑽探控制巷道掘進方向的底凸位置。
(2)利用巷道穿越底凸部位,直接圈定煤層底板凸起的位置及薄化范圍。
(3)利用工作面上分層邊采邊探的煤層觀測資料,編制煤層頂、底板標高等值線圖,研究泥炭沼澤的基底地形,圈定煤層底凸薄化的位置和范圍。
4)煤層河流沖蝕變薄帶的探測
首先應在巷道中仔細觀察和素描沖蝕帶的寬度、厚度、岩石成分、層理、礫石分布、煤層頂板沖蝕情況、沖蝕面特徵、沖蝕處煤質變化等。將各巷道所見的沖蝕現象投繪在平面圖上,進行對比分析,確定古河床的分布范圍及對煤層破壞的情況,圈出古河床沖蝕帶范圍。
(二)定量評定煤層厚度的穩定性
(三)煤層厚度變化的處理
1.掘進中的處理辦法
(1)在煤巷掘進中遇到煤層分叉、尖滅現象,要根據具體情況確定掘進方案,如已知上分層穩定可采,而下分層常變薄尖滅,則巷道應緊靠煤層頂板掘進。如果是下分層穩定可采,上分層不穩定,則應緊靠煤層底板掘進。如果分叉後煤層全部可采,應先採上分層,再採下分層。
(2)在采區上山掘進中,如遇煤層變薄帶,應按變薄帶的范圍大小來決定巷道是直接穿過,還是停止掘進,或從其它地方另開巷道。若變薄帶范圍不大,並且確知工作面有煤可采時,掘進巷道採取挑頂或破底辦法直接穿過變薄帶。
(3)主要運輸巷遇到局部煤層變薄或尖滅時,巷道可按原計劃施工,穿過變薄尖滅帶。
2.回採工作中的處理方法
回採工作面遇到變薄帶或無煤區時,可採用直接推過或繞過的辦法。若變薄帶或不可采區范圍較小,則可採用直接推過的辦法;若變薄帶范圍較大,可考慮採用繞過的辦法;大面積的不可采區,應布置探巷,探清不可采范圍,將工作面分為幾塊回採,先採①、②兩塊,然後合成一個工作面③進行回採。
第二節 礦井地質構造
地質構造是影響煤礦建設和生產的各種地質因素中最重要的因素之一。地質構造包括褶皺、節理和斷層。斷層是礦井地質構造的研究重點。
礦井地質構造按其規模大小和對生產的影響程度,可分為大、中、小三種類型。大型構造是指決定井田邊界的大型褶曲與斷層,這類構造在勘探階段已基本查明。中型構造是指分布在井田范圍內,影響水平、采區劃分和巷道布置的次一級構造,它們對煤礦生產影響極大,是礦井地質工作的重點。小型構造是指那些在巷道或工作面中比較容易查明全貌的更次一級的褶曲與斷層。
一、褶曲構造對煤礦生產的影響與研究
(一)褶曲構造對煤礦生產的影響
1.大型褶曲
大型褶曲在勘查段已經查明,它的規模、方向和位置影響到井田的劃分和礦井開拓方式及開拓系統的部署,是礦井設計考慮的主要問題。
2.中型褶曲
中型褶曲對整個礦井的開拓部署影響不大,但對采區的布置關系密切,影響到采區的大小和采區巷道的布置。
3.小型褶曲
小型褶曲是在回採工作面准備過程中,在巷道中揭露的幅度僅幾米到幾十米,長度為幾米到幾十米的褶曲。它影響煤層平巷的掘進方向,從而影響工作面長度,給機械化回採、頂板管理帶來一定困難。小型褶曲還往往引起煤層厚度發生變化,使生產條件復雜化。小型褶曲特別發育時,甚至會使煤層變為不可采。
(二)煤礦生產中褶曲構造的研究
1.褶曲的判斷
判斷井下褶曲的存在,主要是根據煤、岩層產狀的規則變化和岩層層序的對稱重復出現這兩大標志。如在石門巷道中岩層傾向相背或相傾,或是在煤層平巷中由於煤層走向的急劇變化而使平巷彎曲,表明有褶曲(背斜或向斜)存在。
在構造簡單,岩層標志比較明顯的地區,根據褶曲核部和兩翼的岩層層序,
2.褶曲的觀測
(1)對在巷道中能看到全貌的小褶曲,應系統觀測褶曲軸的位置、方向、產狀。對中型褶曲,在一條巷道中不能觀測到全貌時,應准確鑒定觀測點處的煤層,岩層層位及其頂底面順序,岩層產狀、煤厚變化,以及與其伴生的次一級小構造等,然後將所觀測到的資料投繪到平面圖和剖面圖上,在圖上綜合分析,確定褶曲軸的位置延展方向。
(2)觀測描述褶曲兩翼的岩層產狀,褶曲寬度和幅度,褶曲的延展變化及向深部的延伸趨勢。
3.褶曲的探測
(三)褶曲的處理
通過對褶曲的判斷、觀測、探測,已基本查明它的位置、方向及產狀變化。在此基礎上可對褶曲採取如下措施進行處理。
1.大型褶曲
(1)褶曲軸線作為井田邊界。有些大型向斜,由於軸部埋藏較深,開采困難,多作為井田邊界,其兩翼分別由兩個或幾個井田開采。有些大型寬緩背斜,兩翼煤層距離較遠,井下難以形成統一的生產系統,可以褶曲軸為界,兩翼分別有兩個井田開采。
(2)大型褶曲在井田開拓部署中的處理方法。不是所有的大型褶曲軸都必須作為井田邊界,在有的井田內也可以有大型褶曲存在。若在井田內有大型背斜構造,開拓系統中常把總回風道布置在背斜軸附近,兩翼煤層均可利用。有些位於向斜構造的礦井,常把運輸巷道布置在向斜軸部附近,用一條運輸巷解決向斜兩翼的運輸問題。
2.中型褶曲
(1)以褶曲軸線作為采區中心布置采區上山或下山。對開闊的平緩褶曲,以向斜軸作為采區中心,向兩翼布置回採工作面,采區走向長可達1000m以上。
(2)以褶曲軸作為采區邊界。在較緊閉的褶曲軸部,次一級構造往往發育,因此常以褶曲軸作為采區邊界。
(3)工作面直接推過褶曲軸。當褶曲較寬緩,而規模不太大時,可布置單翼采區,工作面直接推過褶曲軸部。
3.小型褶曲
(1)采面重開切眼生產。在小型褶曲發育地區,常見到煤層突然增厚或變薄,甚至不可采,使工作面無法通過,需要重新開掘切眼進行生產。
(2)采面運輸巷改造取直。煤礦要求運輸巷在60m內不能有大的彎曲,彎曲過多無法使用。由於小褶曲存在,使煤層平巷彎彎曲曲,為滿足生產要求,巷道需要改造取直。
二、斷裂構造對煤礦生產的影響與研究
(一)節理(裂隙)對煤礦生產的影響及處理
1.影響鑽眼爆破效果
2.影響開采效率
3. 影響頂板控制方法
4.影響工作面布置
5.對其它方面的影響
(二)斷層對煤礦生產的影響
斷層破壞了煤層的連續性和完整性,對煤礦生產造成了很大影響。斷層規模不同,對生產的影響程度不同。目前對斷層規模等級的劃分標准尚不統一。根據煤礦工作實踐,建議採用下列劃分標准:落差大於50m為特大型斷層,落差50~20m為大型斷層,落差20~5m為中型斷層,落差小於5m為小型斷層。
斷層對煤礦生產的影響主要表現在以下七個方面:
1.影響井田劃分
2.影響井田開拓方式
3.影響采區和工作面布置
4.影響安全生產
5.增加煤炭損失量
6.增加巷道掘進量
7.影響煤礦綜合經濟效益
(三)煤礦生產中斷層的研究
1.斷層的判斷
斷層的出現不是孤立的,常在斷層附近的煤、岩層中伴生一些與正常情況不同的地質現象,這些現象預示者前方可能有斷層存在,應作好過斷層的准備工作。在斷層出現前,可能遇到的徵兆,主要有以下幾種現象:
(1)煤層、岩層的產狀發生顯著的變化時,可能有斷層存在。
(2)煤層厚度發生變化,煤層頂底板出現不平行現象時,可能有斷層存在。
(3)掘進巷道中經常出現明顯的小褶曲(如開灤唐山煤礦),或煤層常發生強烈揉皺,滑面增多或變為鱗片狀碎煤(如淄博龍泉礦)等現象時,可能有斷層存在。
(4)煤層和頂、底板中的裂隙顯著增加,並有一定的規律性時,可能有斷層存在。
(5)在大斷層附近常伴生一系列小斷層,這些小斷層是判斷大斷層的重要標志。
(6)在高瓦斯的礦井,在巷道中瓦斯湧出量常有明顯變化地段,可能有斷層存在。如焦作礦務局焦西礦掘進巷道時,遇斷層前後瓦期湧出量出駝峰現象。
(7)充水性強的礦井,巷道接近斷層時,常出現滴水、淋水以至涌水的現象,可能有斷層存在。
在實際工作中,應根據上述各種徵兆,再結合礦井的具體地質條件和已採掘地段斷層資料,進行綜合分析,使判斷更符合實際。
2. 斷層的觀測
(1)確定斷層位置。
(2)觀察斷層面特徵。
(3)觀察斷層的伴生派生構造。
(4)確定斷層性質及斷層力學性質。
(5)測量斷層面產狀。
(6)確定斷層的落差。
3.斷層的探測(斷失煤層的尋找)
煤礦中判斷斷層性質和確定斷距的方法主要有以下五種:
(1)層位對比法。
(2)伴生派生構造判斷法。
(3)規律類推法。
(4)作圖分析法。
(5)生產勘探法。
(四) 斷層的處理
1.開拓設計階段對斷層的處理
(1)井田邊界和采區邊界的確定。凡是井田內遇到落差大於50m的特大型斷層時,應以該大型斷層作為井田邊界。
(2)井筒位置的選擇。一般立井井筒要布置在傾角較大的大斷層下盤,距斷層30~50m以外的位置。
(3)運輸大巷的布置。運輸大巷是需布置在較堅硬的岩層中,且盡量少改變方向。但在斷層錯動處,斷層上、下盤的煤岩層位移較大,甚至與另一盤的含水層相遇,因此必須考慮巷道的改道問題。
(4)采區內塊段劃分。被斷層切割破壞的地區,要綜合考慮斷層的位置、落差、被切割塊段的大小和形態,以及已有的生產系統等因素來劃分開采塊段,要盡可能地將較大斷層留在各塊段之間的煤柱當中。
(5)井田開拓方式的確定。選擇井田開拓方式時,要考慮各種地質因素的影響,其中斷層占重要地位。
2.巷道掘進階段對斷層的處理
(1)平巷過斷層。平巷過斷層分為穿過煤層頂板(或底板)和順斷層面掘進兩種方式。
(2)傾斜巷道過斷層。上山、下山等傾斜巷道遇斷層後,可以根據生產的要求採取多種形式通過斷層。
當斷層落差較小時,根據斷失盤是上升還是下降盤分別採用挑頂、挖底或挑頂挖底相結合的方式通過斷層。
3.回採階段對斷層的處理
(1)採用強行通過的方法。
(2)採用重開切眼的方法。當斷層落差大於煤厚時,對於傾向斷層或斜交斷層可採用重開切眼的方法,即提前在斷層另一盤重新開掘切眼,待工作面推進到斷層處,停止回採,工作面搬家到新切眼內繼續開采。
(3)採用劃小工作面的方法。當斷層落差大於煤厚時,對於走向斷層,可在斷層兩側補掘中間平巷,把原來一個采面劃分為兩個采面分別回採。對於落差一端大、一端小的斜交斷層,可採用合採與分采相結合的方法,把斷層上、下盤煤層結合起來開采。
第三節 岩漿侵入煤層
一、岩漿侵入煤層的觀測與研究
(一)岩漿侵入體的一般特徵
1.岩漿侵入體的產狀
生產礦井中發現的岩漿侵入體主要有以下兩種產狀:
(1)岩牆。
(2)岩床。
2.岩漿侵入體岩性
(二)對岩漿侵入體的觀測
對在井下一切揭露岩漿侵入體的地點,都應進行詳細的觀測和素描。觀測的內容有以下四個方面:
1.岩漿侵入體的顏色、礦物成分、結構、構造特徵及名稱。
2.岩漿侵入體的產狀、延展范圍。
3.岩漿侵入體與斷裂構造的關系。
4.煤層被破壞情況,包括岩漿侵入體與煤層的接觸關系、天然焦寬度、煤層的變質程度等。
(三)對岩漿侵入體的探測
(四)岩漿侵入體資料的綜合研究
二、岩漿侵入體對煤礦生產的影響
(一)岩漿侵入體對煤質的影響
(二)岩漿侵入體對煤礦生產的影響
三、岩漿侵入煤層的處理
第四節 岩溶陷落柱
岩溶陷落柱是指煤層下伏碳酸鹽岩等可溶岩層,經地下水溶蝕形成的岩溶洞穴,在上覆岩層重力作用下產生塌陷,形成筒狀或似錐狀柱體。簡稱陷落柱,俗稱「矸子窩」或「無炭柱」。
陷落柱在我國華北石炭二迭紀聚煤區中普遍分布,其中以山西、河北最為發育。
一、陷落柱的成因
(一)岩溶發育的地質條件
(二)溶洞塌陷機理
二、陷落柱的特徵
(一)陷落柱的形態特徵
(二)陷落柱的地表出露特徵
(三)陷落柱的井下特徵
(四)陷落柱的分布特徵
三、陷落柱的觀測與研究
四、陷落柱對煤礦生產的影響及處理
第五節 影響煤礦生產的其它地質因素
一、礦井瓦斯
二、煤層頂底板
三、礦井地熱的危害
四、礦山壓力
五、煤層自燃與煤塵
B. 褶皺構造對煤礦生產的影響主要有
煤礦地質中褶皺構造是指岩層受到水平力的擠壓而發生波狀彎曲,但仍保持岩層連續性和完整性構造形態。
褶皺構造對煤礦生產的影響主要有以下幾種
1、大型向斜軸部頂壓力常有增大現象,必須加強支護,否則容易發生局部冒頂、大面積坍塌等事故,給煤礦頂板管理帶來很大困難。
2、有瓦斯突出危險的礦井,向斜軸部往往是瓦斯突出的危險區,由於向斜軸部頂板壓力大,再加上強大的瓦斯壓力,向斜軸部極易發生煤與瓦斯突出。
3、褶皺構造對煤礦設計和生產影響較大。在採掘過程中若出現褶皺構造或原褶皺的軸跡發生變化 ,原先設計、施工的巷道將不能滿足生產的需要 ;特別在構造復雜的礦井 ,受多期構造的影響造成井田褶皺構造的復雜化 ,在大的背、向斜上發育級別小的褶皺構造 ,加大了巷道設計和施工的難度。
C. 煤礦生產過程中,常見的地質問題有哪些
自己把下面的內容整合一下,再找一兩個實踐中的例子,一湊合就兩千字了。不要指望別人包辦,朋友們給你搜集一些資料就夠意思了,給你娶個媳婦,還指望大家給你把孩子生出來?做人別太懶了!
影響煤礦生產的主要地質因素
煤層厚度變化
煤層厚度變化是影響煤礦生產的主要地質因素之一。煤層發生分叉、變薄、尖滅等厚度變化,直接影響煤礦正常生產。
一、煤層厚度變化的原因及變化特徵
煤層厚度變化是多種多樣的,但就其成因來說,可分為原生變化和後生變化兩大類。
(一)煤層厚度的原生變化
煤層厚度的原生變化是指泥岩層堆積過程中,在形成煤層頂板岩層的沉積物覆蓋以前,由於地殼活動,沉積環境變遷等各種地質因素的影響而引起的煤層形態和厚度變化。原生變化主要包括地殼不均衡沉降引起的煤層分叉、變薄、尖滅、泥炭沼澤古地形對煤層形態和煤厚的影響、河流同生沖蝕、海水同生沖蝕等四種原因。
(二)煤層厚度的後生變化
煤層厚度的後生變化是指煤層被沉積物覆蓋以後,或煤系形成以後,由於河流剝蝕、構造變動、岩漿侵入、岩溶陷落等各種地質因素的影響而引起煤層形態和厚度變化。
二、煤層厚度變化對煤礦生產的影響
煤層厚度變化對煤礦生產的影響主要表現在以下幾個方面:
1.影響採掘部署
2.影響採煤工藝
3.影響計劃生產
4.掘進率增高
5.采出率降低
三、煤層厚度變化的研究和處理
(一)煤層厚度變化的觀測和探測
1.煤層的觀測
1)煤層的觀測內容
2)煤層的觀測方法
2.煤層的探測
1)煤層厚度的探測
(1)煤巷掘進中的探煤厚工作。
(2)回採工作面的探煤厚工作。
2)煤層分叉尖滅的探測
根據煤層分叉的穩定情況大致可分為兩種:一種是煤層分叉後分層的分布比較穩定;另一種是煤層分叉後只有一層保持穩定(即為主分叉層),其它各層延續不遠很快尖滅。
3)煤層底凸薄化的探測
煤層底凸薄化是指煤層底板凸起造成煤層變薄尖滅的現象。對於這種變化,常用的探測方法如下:
(1)鑽探控制巷道掘進方向的底凸位置。
(2)利用巷道穿越底凸部位,直接圈定煤層底板凸起的位置及薄化范圍。
(3)利用工作面上分層邊采邊探的煤層觀測資料,編制煤層頂、底板標高等值線圖,研究泥炭沼澤的基底地形,圈定煤層底凸薄化的位置和范圍。
4)煤層河流沖蝕變薄帶的探測
首先應在巷道中仔細觀察和素描沖蝕帶的寬度、厚度、岩石成分、層理、礫石分布、煤層頂板沖蝕情況、沖蝕面特徵、沖蝕處煤質變化等。將各巷道所見的沖蝕現象投繪在平面圖上,進行對比分析,確定古河床的分布范圍及對煤層破壞的情況,圈出古河床沖蝕帶范圍。
(二)定量評定煤層厚度的穩定性
(三)煤層厚度變化的處理
1.掘進中的處理辦法
(1)在煤巷掘進中遇到煤層分叉、尖滅現象,要根據具體情況確定掘進方案,如已知上分層穩定可采,而下分層常變薄尖滅,則巷道應緊靠煤層頂板掘進。如果是下分層穩定可采,上分層不穩定,則應緊靠煤層底板掘進。如果分叉後煤層全部可采,應先採上分層,再採下分層。
(2)在采區上山掘進中,如遇煤層變薄帶,應按變薄帶的范圍大小來決定巷道是直接穿過,還是停止掘進,或從其它地方另開巷道。若變薄帶范圍不大,並且確知工作面有煤可采時,掘進巷道採取挑頂或破底辦法直接穿過變薄帶。
(3)主要運輸巷遇到局部煤層變薄或尖滅時,巷道可按原計劃施工,穿過變薄尖滅帶。
2.回採工作中的處理方法
回採工作面遇到變薄帶或無煤區時,可採用直接推過或繞過的辦法。若變薄帶或不可采區范圍較小,則可採用直接推過的辦法;若變薄帶范圍較大,可考慮採用繞過的辦法;大面積的不可采區,應布置探巷,探清不可采范圍,將工作面分為幾塊回採,先採①、②兩塊,然後合成一個工作面③進行回採。
第二節 礦井地質構造
地質構造是影響煤礦建設和生產的各種地質因素中最重要的因素之一。地質構造包括褶皺、節理和斷層。斷層是礦井地質構造的研究重點。
礦井地質構造按其規模大小和對生產的影響程度,可分為大、中、小三種類型。大型構造是指決定井田邊界的大型褶曲與斷層,這類構造在勘探階段已基本查明。中型構造是指分布在井田范圍內,影響水平、采區劃分和巷道布置的次一級構造,它們對煤礦生產影響極大,是礦井地質工作的重點。小型構造是指那些在巷道或工作面中比較容易查明全貌的更次一級的褶曲與斷層。
一、褶曲構造對煤礦生產的影響與研究
(一)褶曲構造對煤礦生產的影響
1.大型褶曲
大型褶曲在勘查段已經查明,它的規模、方向和位置影響到井田的劃分和礦井開拓方式及開拓系統的部署,是礦井設計考慮的主要問題。
2.中型褶曲
中型褶曲對整個礦井的開拓部署影響不大,但對采區的布置關系密切,影響到采區的大小和采區巷道的布置。
3.小型褶曲
小型褶曲是在回採工作面准備過程中,在巷道中揭露的幅度僅幾米到幾十米,長度為幾米到幾十米的褶曲。它影響煤層平巷的掘進方向,從而影響工作面長度,給機械化回採、頂板管理帶來一定困難。小型褶曲還往往引起煤層厚度發生變化,使生產條件復雜化。小型褶曲特別發育時,甚至會使煤層變為不可采。
(二)煤礦生產中褶曲構造的研究
1.褶曲的判斷
判斷井下褶曲的存在,主要是根據煤、岩層產狀的規則變化和岩層層序的對稱重復出現這兩大標志。如在石門巷道中岩層傾向相背或相傾,或是在煤層平巷中由於煤層走向的急劇變化而使平巷彎曲,表明有褶曲(背斜或向斜)存在。
在構造簡單,岩層標志比較明顯的地區,根據褶曲核部和兩翼的岩層層序,
2.褶曲的觀測
(1)對在巷道中能看到全貌的小褶曲,應系統觀測褶曲軸的位置、方向、產狀。對中型褶曲,在一條巷道中不能觀測到全貌時,應准確鑒定觀測點處的煤層,岩層層位及其頂底面順序,岩層產狀、煤厚變化,以及與其伴生的次一級小構造等,然後將所觀測到的資料投繪到平面圖和剖面圖上,在圖上綜合分析,確定褶曲軸的位置延展方向。
(2)觀測描述褶曲兩翼的岩層產狀,褶曲寬度和幅度,褶曲的延展變化及向深部的延伸趨勢。
3.褶曲的探測
(三)褶曲的處理
通過對褶曲的判斷、觀測、探測,已基本查明它的位置、方向及產狀變化。在此基礎上可對褶曲採取如下措施進行處理。
1.大型褶曲
(1)褶曲軸線作為井田邊界。有些大型向斜,由於軸部埋藏較深,開采困難,多作為井田邊界,其兩翼分別由兩個或幾個井田開采。有些大型寬緩背斜,兩翼煤層距離較遠,井下難以形成統一的生產系統,可以褶曲軸為界,兩翼分別有兩個井田開采。
(2)大型褶曲在井田開拓部署中的處理方法。不是所有的大型褶曲軸都必須作為井田邊界,在有的井田內也可以有大型褶曲存在。若在井田內有大型背斜構造,開拓系統中常把總回風道布置在背斜軸附近,兩翼煤層均可利用。有些位於向斜構造的礦井,常把運輸巷道布置在向斜軸部附近,用一條運輸巷解決向斜兩翼的運輸問題。
2.中型褶曲
(1)以褶曲軸線作為采區中心布置采區上山或下山。對開闊的平緩褶曲,以向斜軸作為采區中心,向兩翼布置回採工作面,采區走向長可達1000m以上。
(2)以褶曲軸作為采區邊界。在較緊閉的褶曲軸部,次一級構造往往發育,因此常以褶曲軸作為采區邊界。
(3)工作面直接推過褶曲軸。當褶曲較寬緩,而規模不太大時,可布置單翼采區,工作面直接推過褶曲軸部。
3.小型褶曲
(1)采面重開切眼生產。在小型褶曲發育地區,常見到煤層突然增厚或變薄,甚至不可采,使工作面無法通過,需要重新開掘切眼進行生產。
(2)采面運輸巷改造取直。煤礦要求運輸巷在60m內不能有大的彎曲,彎曲過多無法使用。由於小褶曲存在,使煤層平巷彎彎曲曲,為滿足生產要求,巷道需要改造取直。
二、斷裂構造對煤礦生產的影響與研究
(一)節理(裂隙)對煤礦生產的影響及處理
1.影響鑽眼爆破效果
2.影響開采效率
3. 影響頂板控制方法
4.影響工作面布置
5.對其它方面的影響
(二)斷層對煤礦生產的影響
斷層破壞了煤層的連續性和完整性,對煤礦生產造成了很大影響。斷層規模不同,對生產的影響程度不同。目前對斷層規模等級的劃分標准尚不統一。根據煤礦工作實踐,建議採用下列劃分標准:落差大於50m為特大型斷層,落差50~20m為大型斷層,落差20~5m為中型斷層,落差小於5m為小型斷層。
斷層對煤礦生產的影響主要表現在以下七個方面:
影響井田劃分
2.影響井田開拓方式
3.影響采區和工作面布置
4.影響安全生產
5.增加煤炭損失量
6.增加巷道掘進量
7.影響煤礦綜合經濟效益
(三)煤礦生產中斷層的研究
斷層的判斷
斷層的出現不是孤立的,常在斷層附近的煤、岩層中伴生一些與正常情況不同的地質現象,這些現象預示者前方可能有斷層存在,應作好過斷層的准備工作。在斷層出現前,可能遇到的徵兆,主要有以下幾種現象:
(1)煤層、岩層的產狀發生顯著的變化時,可能有斷層存在。
(2)煤層厚度發生變化,煤層頂底板出現不平行現象時,可能有斷層存在。
(3)掘進巷道中經常出現明顯的小褶曲(如開灤唐山煤礦),或煤層常發生強烈揉皺,滑面增多或變為鱗片狀碎煤(如淄博龍泉礦)等現象時,可能有斷層存在。
(4)煤層和頂、底板中的裂隙顯著增加,並有一定的規律性時,可能有斷層存在。
(5)在大斷層附近常伴生一系列小斷層,這些小斷層是判斷大斷層的重要標志。
(6)在高瓦斯的礦井,在巷道中瓦斯湧出量常有明顯變化地段,可能有斷層存在。如焦作礦務局焦西礦掘進巷道時,遇斷層前後瓦期湧出量出駝峰現象。
(7)充水性強的礦井,巷道接近斷層時,常出現滴水、淋水以至涌水的現象,可能有斷層存在。
在實際工作中,應根據上述各種徵兆,再結合礦井的具體地質條件和已採掘地段斷層資料,進行綜合分析,使判斷更符合實際。
2. 斷層的觀測
(1)確定斷層位置。
(2)觀察斷層面特徵。
(3)觀察斷層的伴生派生構造。
(4)確定斷層性質及斷層力學性質。
(5)測量斷層面產狀。
(6)確定斷層的落差。
3.斷層的探測(斷失煤層的尋找)
煤礦中判斷斷層性質和確定斷距的方法主要有以下五種:
(1)層位對比法。
(2)伴生派生構造判斷法。
(3)規律類推法。
(4)作圖分析法。
(5)生產勘探法。
(四) 斷層的處理
1.開拓設計階段對斷層的處理
(1)井田邊界和采區邊界的確定。凡是井田內遇到落差大於50m的特大型斷層時,應以該大型斷層作為井田邊界。
(2)井筒位置的選擇。一般立井井筒要布置在傾角較大的大斷層下盤,距斷層30~50m以外的位置。
(3)運輸大巷的布置。運輸大巷是需布置在較堅硬的岩層中,且盡量少改變方向。但在斷層錯動處,斷層上、下盤的煤岩層位移較大,甚至與另一盤的含水層相遇,因此必須考慮巷道的改道問題。
(4)采區內塊段劃分。被斷層切割破壞的地區,要綜合考慮斷層的位置、落差、被切割塊段的大小和形態,以及已有的生產系統等因素來劃分開采塊段,要盡可能地將較大斷層留在各塊段之間的煤柱當中。
(5)井田開拓方式的確定。選擇井田開拓方式時,要考慮各種地質因素的影響,其中斷層占重要地位。
2.巷道掘進階段對斷層的處理
(1)平巷過斷層。平巷過斷層分為穿過煤層頂板(或底板)和順斷層面掘進兩種方式。
(2)傾斜巷道過斷層。上山、下山等傾斜巷道遇斷層後,可以根據生產的要求採取多種形式通過斷層。
當斷層落差較小時,根據斷失盤是上升還是下降盤分別採用挑頂、挖底或挑頂挖底相結合的方式通過斷層。
3.回採階段對斷層的處理
(1)採用強行通過的方法。
(2)採用重開切眼的方法。當斷層落差大於煤厚時,對於傾向斷層或斜交斷層可採用重開切眼的方法,即提前在斷層另一盤重新開掘切眼,待工作面推進到斷層處,停止回採,工作面搬家到新切眼內繼續開采。
(3)採用劃小工作面的方法。當斷層落差大於煤厚時,對於走向斷層,可在斷層兩側補掘中間平巷,把原來一個采面劃分為兩個采面分別回採。對於落差一端大、一端小的斜交斷層,可採用合採與分采相結合的方法,把斷層上、下盤煤層結合起來開采。
第三節 岩漿侵入煤層
一、岩漿侵入煤層的觀測與研究
(一)岩漿侵入體的一般特徵
岩漿侵入體的產狀
生產礦井中發現的岩漿侵入體主要有以下兩種產狀:
(1)岩牆。
(2)岩床。
2.岩漿侵入體岩性
(二)對岩漿侵入體的觀測
對在井下一切揭露岩漿侵入體的地點,都應進行詳細的觀測和素描。觀測的內容有以下四個方面:
1.岩漿侵入體的顏色、礦物成分、結構、構造特徵及名稱。
2.岩漿侵入體的產狀、延展范圍。
3.岩漿侵入體與斷裂構造的關系。
4.煤層被破壞情況,包括岩漿侵入體與煤層的接觸關系、天然焦寬度、煤層的變質程度等。
(三)對岩漿侵入體的探測
(四)岩漿侵入體資料的綜合研究
二、岩漿侵入體對煤礦生產的影響
(一)岩漿侵入體對煤質的影響
(二)岩漿侵入體對煤礦生產的影響
三、岩漿侵入煤層的處理
第四節 岩溶陷落柱
岩溶陷落柱是指煤層下伏碳酸鹽岩等可溶岩層,經地下水溶蝕形成的岩溶洞穴,在上覆岩層重力作用下產生塌陷,形成筒狀或似錐狀柱體。簡稱陷落柱,俗稱「矸子窩」或「無炭柱」。
陷落柱在我國華北石炭二迭紀聚煤區中普遍分布,其中以山西、河北最為發育。
一、陷落柱的成因
(一)岩溶發育的地質條件
(二)溶洞塌陷機理
二、陷落柱的特徵
(一)陷落柱的形態特徵
(二)陷落柱的地表出露特徵
(三)陷落柱的井下特徵
(四)陷落柱的分布特徵
三、陷落柱的觀測與研究
四、陷落柱對煤礦生產的影響及處理
第五節 影響煤礦生產的其它地質因素
一、礦井瓦斯
二、煤層頂底板
三、礦井地熱的危害
四、礦山壓力
五、煤層自燃與煤塵
D. 影響煤礦開採的主要地質因素
煤層厚度變化
地質構造
煤層頂底板條件
岩漿侵入煤層
礦井水
喀斯特陷落
礦井瓦斯
地壓
地熱.1.2 危害情況
采空區地面塌陷主要是由於地下煤礦體開采,造成大范圍采空,導致地面塌陷及變形,危害對象主要為耕地、農作物及民房,危害嚴重地段造成部分農田因地面沉陷而積水成潭或成沼澤地,農作物被毀壞或整塊田地無法耕作而丟荒。至1999年礦山停產,地面沉陷累計影響面積約133 340 m2。目前姑占嶺煤礦礦區需處理復墾的農田塌陷面積約68 000 m2。煤礦塌陷不僅破壞了土地、植被資源,而且對周圍群眾的生產生活帶來嚴重的影響。
1.1.3 成因及發展趨勢
姑占嶺煤礦由於各礦段含煤地質條件、開采技術工藝、開采規模、開采年代與開采深度的差異,形成面積大小不等的采空區,煤礦采空區地面塌陷是由於煤層采出後,開采區域周圍岩體的原始地應力平衡遭到破壞,隨著開采工程活動進行,采空區上方岩層在重力作用下發生彎曲、離層以致冒落而形成。姑占嶺煤礦采空地面塌陷多為緩變型,平面形態一般呈圓形、橢圓形盆狀。其發生發展過程及地表形態特徵主要取決於煤層埋藏深度、開采厚度、頂板岩性、工程地質特徵等。姑占嶺煤礦採煤歷史長、強度大,伴隨著采空范圍的不斷擴大,采空地面塌陷不斷發生(主要發生在礦山開采過程和開采後一段時間)。1999年底停產後,地下水位開始恢復,采空區塌陷積水成塘。由於礦山已停采十多年,現塌陷已相對穩定,近期未見繼續發展趨勢。
1.2 排土場邊坡失穩
煤炭開采中矸石固體廢棄物堆放於石鼓磚廠一帶,分布長160 m,寬70 m,體積161 146 m3,形成周邊長約460 m的邊坡,高約10 m,坡度60~70°,結構鬆散。由於排土場未作有效的防護處理,每年汛期一到都會出現滑坡、崩塌等現象,堵塞鄉村道路,加劇水土流失,並破壞地形地貌景觀而引起生態環境惡化。目前邊坡失穩災害穩定性較好,潛在危害小,危險性小。
1.3 排土場水土流失
煤礦石固體廢棄物堆土佔地面積約16 292 m2,土質疏鬆而未經壓實,植被稀少,坡頂和坡面在雨水沖刷作用下,易產生水土流失。水土流失主要造成排土場坡頂和邊坡面受破壞,堵塞排水溝、沖淤農田,破壞生態環境,影響自然景觀等。
1.4 環境水污染
煤炭開采中有矸石固體廢棄物堆放於礦區周圍公路及水塘邊,由於未及時處理,煤矸石遭受長期降雨淋濾時,其中有毒、有害組分遷移到附近的水體中,造成地表水體污染。礦渣污水流入附近魚塘、農田會造成魚塘、農田污染,使魚塘和農田減產;由於地表水受污染,滲入地下也會造成地下水受污染。此外,礦渣污染也會造成生態環境惡化。
1.5 固體廢棄物佔用破壞土地
由於煤礦開采中礦石固體廢棄物不合理堆放,佔用了大量肥沃農田、林地、居民地和工礦用地等土地資源,並破壞地形地貌和生態環境。同時廢棄廠房也壓占土地,破壞植被,使區內本來不多的土地資源變得更加緊缺。目前,姑占嶺煤礦渣石堆佔用土地約13 334 m2,廢棄物總積存量達5萬t。大量堆放的廢礦渣不僅對土地資源和地貌景觀造成破壞,而且給重力地質災害及其它災害的發生留下隱患。
1.6 煤礦渣污染大氣環境
煤礦渣露天堆放對大氣環境的影響主要有兩方面:一是煤矸石風化揚塵增加了大氣中的總懸浮物粒;二是矸石堆燃燒釋放出大量有害氣體。處於自然乾燥狀態下的煤矸石堆,在長期的風化作用下,矸石表面易形成大量細小顆粒,在一定的風速下,這些細小顆粒可通過風的作用進入大氣中,增加了大氣中的總懸浮物微粒濃度。此外,矸石燃燒造成矸石堆表面溫度升高,並釋放出大量的SO2、CO2、CO、H2S等有害氣體,造成附近居民患上呼吸道疾病;當大氣中的硫化物達到一定濃度時,形成酸雨危害。
E. 幾種地質構造對煤礦生產的影響及處理方法
正斷層、逆斷層、平推斷層,在掘進巷道時正斷層和逆斷層一般就要調整巷道方位,內通常正斷層一般是煤層容在頂板裡面,逆斷層煤層一般在底板裡面,平推斷層不要調整巷道方位。要分析斷層,首先找到斷層面根據斷層的走向,傾角來判斷是正斷層或者是逆斷層。一般而言煤礦的次生斷層都和一條大斷層有關系的,如果大斷層是逆斷層,那麼次生斷層也就是逆斷層。
F. 地質構造對煤層傾角和煤層深埋的影響是什麼
煤在埋藏、復形成及其後的變化制中,由於地質構造運動的影響,煤層的傾角和煤層的埋深會有一定的變化。聚煤盆地在沉降的過程中會繼續不斷接受沉積物,使得煤的埋深增大。如果盆地所在區域發生構造抬升,那麼煤層就會隨之抬升,如果表面存在風化和剝蝕甚至會使煤層出露地表。構造運動可以使原始的水平產狀的煤層發生傾沒或者翹傾,形成傾斜煤層。如果煤層所在地區發生褶皺運動,會使煤層發生褶皺變形。斷層的存在會使煤層失去完整性和連續性。
G. 地下采礦對地質環境有哪些影響
采礦生產對環境的危害:水土流失、礦坑造成的地面沉降、生物多樣性的破壞以及采礦過程中含化學物的廢水對地下水的污染等。
一、水污染
主要由於采礦、選礦活動,使地表水或地下水含酸性、含重金屬和有毒元素,這種污染的礦山水通稱為礦山污水。礦山污水危及礦區周圍河道、土壤,甚至破壞整個水系,影響生活用水、工農業用水。當有毒元素、重金屬侵入食物鏈時,會給人類帶來潛在的威脅。
二、大氣污染
露天采礦及地下開采工作面的鑽孔、爆破以及礦石、廢石的裝載運輸過程中產生的粉塵,廢石場廢石(特別是煤矸石)的氧化和自然釋放出的大量有害氣體,廢石風化形成的細粒物質和粉塵,以及尾礦風化物等,在乾燥氣候與大風作用會產生塵暴等,這些都會造成區域環境的空氣污染。
三、固體廢棄物污染
在風景區附近的露天礦場,因采礦對地面景觀的破壞時旅遊觀光環境極不協調,許多礦山隨意傾倒固體排棄物導致溝壑、河道淤塞,泄洪不暢,水患不斷
四、土地破壞及復田、土壤的污染
礦山開采,特別是露天開采造成了大面積的土地遭到破壞或被佔用。據統計,美國約有1.5萬個露天礦,每年破壞土地3萬公頃以上的土地;而在聯邦德國,僅開采褐煤一項,每年就佔地約2.1萬公頃。我國礦山開破壞土地的總數尚未詳國的統計,根據已初步掌握的資料,各類主要的露天礦山有1000多個,多屬於小型露天礦,而對土地的破壞是十分可觀的。
五、地質災害
地面及邊坡開挖影響山體的穩定,導致岩(土)體變形誘發崩塌和滑坡等地質災害。礦山排放的廢石(渣)常堆積於山坡或溝谷在暴雨發生下極易引起泥石流。
H. 地質構造對煤礦安全生產有什麼影響
有,地質構造不穩定會出現坍塌、突出等等,會導致事故發生……
I. 地質構造對工程的影響有哪些
地質構造學是礦產普查與勘探專業的必修科目,原因是研究和了解某地的地質專構造,可以測算出該屬地,地下的地殼構成及板塊運動情況,可以檢測該地是否存在斷層,地下是否有劇烈的板塊活動現象,從而導致地殼出現褶皺現象,這種褶皺現象,即使每一個月有1厘米的變化,那對大型工程房建,鐵路建設影響都會是致命的
J. 礦山開采活動對礦山地質環境有什麼影響
采礦業的不斷發展為我國的經濟發展作出了一定 的貢獻,但也對自然環境造成了不可估量的破壞。因此,我們要詳細了解地下開采對礦山地質環境造成的影響。地下開采是形成地質災害的外因 ; 地層岩性和地質構造是形成地質災害的內因。在地下開采過程中,因開采而形成的采空區極易引發地表塌陷,便地形、地貌產生變化,從而造成地質災害。因此,采空區帶來的不利影響在地質環境的破壞中尤為嚴重。
采空區的影響因素影響礦山開采出現采空區塌陷危害的因素主要有以下七方面:
① 空區的體積和連續開采。一般而言,采空區的體積越大,岩體的穩定性越差:采空區連續開採的程度越高,地壓活動越明顯。
② 開采深度。開來深度越大,地壓增加越明顯。上覆岩 層的重力與地壓成正比,如果存在構造影響,則水平應力會大於垂直應力。
③ 地下水。一方面,地下水對岩體結構面起 著溶蝕、軟化和泥化的作用,降低了弱面的強度; 另一方面, 在裂隙水壓的作用下,裂隙表面的摩擦阻力會較少,岩體的抗剪強度會降低。因此,礦山地壓往往發生在每年的冬季解凍期和雨季。
④ 時間。 一般來說,在具備了其他可引發應力集中現象的條件下,時間便成為了重要的可變因素。
⑤ 結構弱 面。雖然大型連續結構弱面可起到避免發生大范圍破壞的作用,但是, 其對采空區塌陷的發生和發展也起到了加速作用。
⑥ 開采技術 。 采礦方法、礦塊的回採順序、礦柱的結構參數和回採工藝等均對地壓有著重要的影響。
⑦ 岩石性質。岩石的礦物組成、結晶程度和礦物顆粒之間的連結特徵等均會對地壓產生影響。