影响煤矿设计和生产的主要地质因素有哪些
『壹』 请叙述影响综采的地质因素有哪些
工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合回。 这些因素包括: (答1)地层的岩性:是最基本的工程地质因素,包括它们的成因、时代、岩性、产状、成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等。
『贰』 煤矿影响瓦斯赋存的主要地质因素有哪些
煤炭的赋存深度是关键,还有就是覆盖煤层上部的岩石透气性是否良好,煤层所处的地质构造情况,煤层本身的瓦斯含量等。
『叁』 影响生产流程设计的主要因素有哪些
食品生产线的设计主要考虑的因素应该包括:1、所生产食品的工艺流程,要回按照答工艺流程的顺序来安排生产线的合理摆放2、同时要考虑生产车间的场地,尽量避免迂回折返3、要考虑到生产能力,根据生产能力的大小,来设计选 择不同的生产线4、椐据生产产品的性质,考虑不同材质的生产线。基本就这些些了
『肆』 影响瓦斯含量的地质因素有哪些
自面内容整合再找两实践例凑合两千字要指望别包办朋友给搜集些资料够意思给娶媳妇指望家给孩做别太懒
影响煤矿产主要质素
煤层厚度变化
煤层厚度变化影响煤矿产主要质素煤层发叉、变薄、尖灭等厚度变化直接影响煤矿产
、煤层厚度变化原及变化特征
煤层厚度变化种其说原变化变化两类
()煤层厚度原变化
煤层厚度原变化指泥岩层堆积程形煤层顶板岩层沉积物覆盖前由于壳沉积环境变迁等各种质素影响引起煤层形态厚度变化原变化主要包括壳均衡沉降引起煤层叉、变薄、尖灭、泥炭沼泽古形煤层形态煤厚影响、河流同冲蚀、海水同冲蚀等四种原
(二)煤层厚度变化
煤层厚度变化指煤层沉积物覆盖或煤系形由于河流剥蚀、构造变、岩浆侵入、岩溶陷落等各种质素影响引起煤层形态厚度变化
二、煤层厚度变化煤矿产影响
煤层厚度变化煤矿产影响主要表现几面:
1.影响采掘部署
2.影响采煤工艺
3.影响计划产
4.掘进率增高
5.采率降低
三、煤层厚度变化研究处理
()煤层厚度变化观测探测
1.煤层观测
1)煤层观测内容
2)煤层观测
2.煤层探测
1)煤层厚度探测
(1)煤巷掘进探煤厚工作
(2)采工作面探煤厚工作
2)煤层叉尖灭探测
根据煤层叉稳定情况致两种:种煤层叉层布比较稳定;另种煤层叉层保持稳定(即主叉层)其各层延续远快尖灭
3)煤层底凸薄化探测
煤层底凸薄化指煤层底板凸起造煤层变薄尖灭现象于种变化用探测:
(1)钻探控制巷道掘进向底凸位置
(2)利用巷道穿越底凸部位直接圈定煤层底板凸起位置及薄化范围
(3)利用工作面层边采边探煤层观测资料编制煤层顶、底板标高等值线图研究泥炭沼泽基底形圈定煤层底凸薄化位置范围
4)煤层河流冲蚀变薄带探测
首先应巷道仔细观察素描冲蚀带宽度、厚度、岩石、层理、砾石布、煤层顶板冲蚀情况、冲蚀面特征、冲蚀处煤质变化等各巷道所见冲蚀现象投绘平面图进行比析确定古河床布范围及煤层破坏情况圈古河床冲蚀带范围
(二)定量评定煤层厚度稳定性
(三)煤层厚度变化处理
1.掘进处理办
(1)煤巷掘进遇煤层叉、尖灭现象要根据具体情况确定掘进案已知层稳定采层变薄尖灭则巷道应紧靠煤层顶板掘进层稳定采层稳定则应紧靠煤层底板掘进叉煤层全部采应先采层再采层
(2)采区山掘进遇煤层变薄带应按变薄带范围决定巷道直接穿停止掘进或其另巷道若变薄带范围并且确知工作面煤采掘进巷道采取挑顶或破底办直接穿变薄带
(3)主要运输巷遇局部煤层变薄或尖灭巷道按原计划施工穿变薄尖灭带
2.采工作处理
采工作面遇变薄带或煤区采用直接推或绕办若变薄带或采区范围较则采用直接推办;若变薄带范围较考虑采用绕办;面积采区应布置探巷探清采范围工作面几块采先采①、②两块合工作面③进行采
第二节 矿井质构造
质构造影响煤矿建设产各种质素重要素质构造包括褶皱、节理断层断层矿井质构造研究重点
矿井质构造按其规模产影响程度、、三种类型型构造指决定井田边界型褶曲与断层类构造勘探阶段已基本查明型构造指布井田范围内影响水平、采区划巷道布置级构造煤矿产影响极矿井质工作重点型构造指些巷道或工作面比较容易查明全貌更级褶曲与断层
、褶曲构造煤矿产影响与研究
()褶曲构造煤矿产影响
1.型褶曲
型褶曲勘查段已经查明规模、向位置影响井田划矿井拓式及拓系统部署矿井设计考虑主要问题
2.型褶曲
型褶曲整矿井拓部署影响采区布置关系密切影响采区采区巷道布置
3.型褶曲
型褶曲采工作面准备程巷道揭露幅度仅几米几十米度几米几十米褶曲影响煤层平巷掘进向影响工作面度给机械化采、顶板管理带定困难型褶曲往往引起煤层厚度发变化使产条件复杂化型褶曲特别发育甚至使煤层变采
(二)煤矿产褶曲构造研究
1.褶曲判断
判断井褶曲存主要根据煤、岩层产状规则变化岩层层序称重复现两标志石门巷道岩层倾向相背或相倾或煤层平巷由于煤层走向急剧变化使平巷弯曲表明褶曲(背斜或向斜)存
构造简单岩层标志比较明显区根据褶曲核部两翼岩层层序
2.褶曲观测
(1)巷道能看全貌褶曲应系统观测褶曲轴位置、向、产状型褶曲条巷道能观测全貌应准确鉴定观测点处煤层岩层层位及其顶底面顺序岩层产状、煤厚变化及与其伴级构造等所观测资料投绘平面图剖面图图综合析确定褶曲轴位置延展向
(2)观测描述褶曲两翼岩层产状褶曲宽度幅度褶曲延展变化及向深部延伸趋势
3.褶曲探测
(三)褶曲处理
通褶曲判断、观测、探测已基本查明位置、向及产状变化基础褶曲采取措施进行处理
1.型褶曲
(1)褶曲轴线作井田边界些型向斜由于轴部埋藏较深采困难作井田边界其两翼别由两或几井田采些型宽缓背斜两翼煤层距离较远井难形统产系统褶曲轴界两翼别两井田采
(2)型褶曲井田拓部署处理所型褶曲轴都必须作井田边界井田内型褶曲存若井田内型背斜构造拓系统总风道布置背斜轴附近两翼煤层均利用些位于向斜构造矿井运输巷道布置向斜轴部附近用条运输巷解决向斜两翼运输问题
2.型褶曲
(1)褶曲轴线作采区布置采区山或山阔平缓褶曲向斜轴作采区向两翼布置采工作面采区走向达1000m
(2)褶曲轴作采区边界较紧闭褶曲轴部级构造往往发育褶曲轴作采区边界
(3)工作面直接推褶曲轴褶曲较宽缓规模太布置单翼采区工作面直接推褶曲轴部
3.型褶曲
(1)采面重切眼产型褶曲发育区见煤层突增厚或变薄甚至采使工作面通需要重新掘切眼进行产
(2)采面运输巷改造取直煤矿要求运输巷60m内能弯曲弯曲使用由于褶曲存使煤层平巷弯弯曲曲满足产要求巷道需要改造取直
二、断裂构造煤矿产影响与研究
()节理(裂隙)煤矿产影响及处理
1.影响钻眼爆破效
2.影响采效率
3. 影响顶板控制
4.影响工作面布置
5.其面影响
(二)断层煤矿产影响
断层破坏煤层连续性完整性煤矿产造影响断层规模同产影响程度同目前断层规模等级划标准尚统根据煤矿工作实践建议采用列划标准:落差于50m特型断层落差50~20m型断层落差20~5m型断层落差于5m型断层
断层煤矿产影响主要表现七面:
1.影响井田划
2.影响井田拓式
3.影响采区工作面布置
4.影响安全产
5.增加煤炭损失量
6.增加巷道掘进量
7.影响煤矿综合经济效益
(三)煤矿产断层研究
1.断层判断
断层现孤立断层附近煤、岩层伴些与情况同质现象些现象预示者前能断层存应作断层准备工作断层现前能遇征兆主要几种现象:
(1)煤层、岩层产状发显著变化能断层存
(2)煤层厚度发变化煤层顶底板现平行现象能断层存
(3)掘进巷道经现明显褶曲(滦唐山煤矿)或煤层发强烈揉皱滑面增或变鳞片状碎煤(淄博龙泉矿)等现象能断层存
(4)煤层顶、底板裂隙显著增加并定规律性能断层存
(5)断层附近伴系列断层些断层判断断层重要标志
(6)高瓦斯矿井巷道瓦斯涌量明显变化段能断层存焦作矿务局焦西矿掘进巷道遇断层前瓦期涌量驼峰现象
(7)充水性强矿井巷道接近断层现滴水、淋水至涌水现象能断层存
实际工作应根据述各种征兆再结合矿井具体质条件已采掘段断层资料进行综合析使判断更符合实际
2. 断层观测
(1)确定断层位置
(2)观察断层面特征
(3)观察断层伴派构造
(4)确定断层性质及断层力性质
(5)测量断层面产状
(6)确定断层落差
3.断层探测(断失煤层寻找)
煤矿判断断层性质确定断距主要五种:
(1)层位比
(2)伴派构造判断
(3)规律类推
(4)作图析
(5)产勘探
(四) 断层处理
1.拓设计阶段断层处理
(1)井田边界采区边界确定凡井田内遇落差于50m特型断层,应该型断层作井田边界
(2)井筒位置选择般立井井筒要布置倾角较断层盘距断层30~50m外位置
(3)运输巷布置运输巷需布置较坚硬岩层且尽量少改变向断层错处断层、盘煤岩层位移较甚至与另盘含水层相遇必须考虑巷道改道问题
(4)采区内块段划断层切割破坏区要综合考虑断层位置、落差、切割块段形态及已产系统等素划采块段要尽能较断层留各块段间煤柱
(5)井田拓式确定选择井田拓式要考虑各种质素影响其断层占重要位
2.巷道掘进阶段断层处理
(1)平巷断层平巷断层穿煤层顶板(或底板)顺断层面掘进两种式
(2)倾斜巷道断层山、山等倾斜巷道遇断层根据产要求采取种形式通断层
断层落差较根据断失盘升降盘别采用挑顶、挖底或挑顶挖底相结合式通断层
3.采阶段断层处理
(1)采用强行通
(2)采用重切眼断层落差于煤厚于倾向断层或斜交断层采用重切眼即提前断层另盘重新掘切眼待工作面推进断层处停止采工作面搬家新切眼内继续采
(3)采用划工作面断层落差于煤厚于走向断层断层两侧补掘间平巷原采面划两采面别采于落差端、端斜交断层采用合采与采相结合断层、盘煤层结合起采
第三节 岩浆侵入煤层
、岩浆侵入煤层观测与研究
()岩浆侵入体般特征
1.岩浆侵入体产状
产矿井发现岩浆侵入体主要两种产状:
(1)岩墙
(2)岩床
2.岩浆侵入体岩性
(二)岩浆侵入体观测
井切揭露岩浆侵入体点都应进行详细观测素描观测内容四面:
1.岩浆侵入体颜色、矿物、结构、构造特征及名称
2.岩浆侵入体产状、延展范围
3.岩浆侵入体与断裂构造关系
4.煤层破坏情况包括岩浆侵入体与煤层接触关系、焦宽度、煤层变质程度等
(三)岩浆侵入体探测
(四)岩浆侵入体资料综合研究
二、岩浆侵入体煤矿产影响
()岩浆侵入体煤质影响
(二)岩浆侵入体煤矿产影响
三、岩浆侵入煤层处理
第四节 岩溶陷落柱
岩溶陷落柱指煤层伏碳酸盐岩等溶岩层经水溶蚀形岩溶洞穴覆岩层重力作用产塌陷形筒状或似锥状柱体简称陷落柱俗称矸窝或炭柱
陷落柱我华北石炭二迭纪聚煤区普遍布其山西、河北发育
、陷落柱
()岩溶发育质条件
(二)溶洞塌陷机理
二、陷落柱特征
()陷落柱形态特征
(二)陷落柱表露特征
(三)陷落柱井特征
(四)陷落柱布特征
三、陷落柱观测与研究
四、陷落柱煤矿产影响及处理
第五节 影响煤矿产其质素
、矿井瓦斯
二、煤层顶底板
三、矿井热危害
四、矿山压力
五、煤层自燃与煤尘
『伍』 影响煤体结构变化的主要地质因素
4.2.1 断裂构造与褶皱构造
断裂构造与褶皱构造对煤体结构的影响有着明显的差别。褶皱构造对煤体结构的影响较大,而断裂构造特别是张性断裂对煤体结构影响较小(图4.13)。如马沟渠井田中央采区200~203工作面为小断层密集区,其密度为181条/km2,在如此密集的断层带内,煤体结构多表现为碎裂煤,局部为碎粒煤。而在其北象山井田的东北位置,此处无断裂构造,仅发育两个封闭背斜,但煤体结构则表现为碎粒煤(粉末煤)(图4.14)。大型褶皱构造对煤体结构的影响更甚,如下峪口井田沿北山子向斜轴部两侧分布着大面积的碎粒煤。
图4.13 象山2313运输巷头正断层对煤体结构影响示意图
图4.14 马沟渠井田断裂与褶皱对煤体结构影响示意图
(2#煤层)
图4.15是象山矿2313工作面回风顺槽中煤体结构实测剖面中的一段,从剖面上可以清楚地看到低角度伴有层滑作用的断裂构造可造成煤层的粉末化;而高角度不伴随层滑作用的断裂构造则仅仅使煤层破裂加强。同时,断层上、下盘煤体结构的影响宽度一般也有差别,如图4.15回6点的正断层,下盘影响宽度仅0.4m,上盘影响宽度则为1.2m。
图4.15 断裂构造对煤体结构影响示意图
(象山2313工作面回风顺槽)
图4.16 挠折带煤体结构变化示意图
4.2.2 挠折构造
在煤层倾角由陡变缓的狭长挠折地带,煤体结构破坏比较严重,其变化规律为:在挠折带上部,为碎裂煤或碎粒煤;在挠折带下部多为糜棱煤或碎粒煤。在生产过程中发现,当工作面或巷道遇到这些变化带时,煤层碎裂,顶板破碎,但影响宽度不大,一般为20m左右(图4.16)。
4.2.3 层滑构造
如前所述,区内层滑构造普遍发育,尤以北区更为严重。受此影响北区的煤体结构较南区复杂得多,碎粒煤、糜棱煤十分发育。可以说,大多数粉末状煤的形成,都与煤的层间滑动有关。如在燎原井田,层滑构造发育在软硬差异较大的两煤岩分层的界面上,如2#煤层顶部护顶煤(厚0.3~0.5m)硬度较大,煤中原生层理清晰可见,中下部的半亮煤和半暗煤,硬度较小,滑动面就沿这两种煤质分界面发生,在滑动面下方有1~10cm的糜棱煤(有时为碎粒煤),糜棱煤下为碎粒煤或碎裂煤,滑动面以上多为原生结构煤。
4.2.4 冲刷带或相变边界
韩城矿区煤层受古河流冲刷比较严重,特别是3#煤层和5#煤层。沿河流冲刷带边界,煤层与砂岩直接接触,从而使边界介质条件发生变化,造成应力集中带,这些带是断裂构造发育的地带,也是煤体结构发生变化的地带。例如南区沿5#煤和3#煤无煤带边界煤体多为碎裂煤。
『陆』 影响煤矿开采的主要地质因素
煤层厚度变化
地质构造
煤层顶底板条件
岩浆侵入煤层
矿井水
喀斯特陷落
矿井瓦斯
地压
地热.1.2 危害情况
采空区地面塌陷主要是由于地下煤矿体开采,造成大范围采空,导致地面塌陷及变形,危害对象主要为耕地、农作物及民房,危害严重地段造成部分农田因地面沉陷而积水成潭或成沼泽地,农作物被毁坏或整块田地无法耕作而丢荒。至1999年矿山停产,地面沉陷累计影响面积约133 340 m2。目前姑占岭煤矿矿区需处理复垦的农田塌陷面积约68 000 m2。煤矿塌陷不仅破坏了土地、植被资源,而且对周围群众的生产生活带来严重的影响。
1.1.3 成因及发展趋势
姑占岭煤矿由于各矿段含煤地质条件、开采技术工艺、开采规模、开采年代与开采深度的差异,形成面积大小不等的采空区,煤矿采空区地面塌陷是由于煤层采出后,开采区域周围岩体的原始地应力平衡遭到破坏,随着开采工程活动进行,采空区上方岩层在重力作用下发生弯曲、离层以致冒落而形成。姑占岭煤矿采空地面塌陷多为缓变型,平面形态一般呈圆形、椭圆形盆状。其发生发展过程及地表形态特征主要取决于煤层埋藏深度、开采厚度、顶板岩性、工程地质特征等。姑占岭煤矿采煤历史长、强度大,伴随着采空范围的不断扩大,采空地面塌陷不断发生(主要发生在矿山开采过程和开采后一段时间)。1999年底停产后,地下水位开始恢复,采空区塌陷积水成塘。由于矿山已停采十多年,现塌陷已相对稳定,近期未见继续发展趋势。
1.2 排土场边坡失稳
煤炭开采中矸石固体废弃物堆放于石鼓砖厂一带,分布长160 m,宽70 m,体积161 146 m3,形成周边长约460 m的边坡,高约10 m,坡度60~70°,结构松散。由于排土场未作有效的防护处理,每年汛期一到都会出现滑坡、崩塌等现象,堵塞乡村道路,加剧水土流失,并破坏地形地貌景观而引起生态环境恶化。目前边坡失稳灾害稳定性较好,潜在危害小,危险性小。
1.3 排土场水土流失
煤矿石固体废弃物堆土占地面积约16 292 m2,土质疏松而未经压实,植被稀少,坡顶和坡面在雨水冲刷作用下,易产生水土流失。水土流失主要造成排土场坡顶和边坡面受破坏,堵塞排水沟、冲淤农田,破坏生态环境,影响自然景观等。
1.4 环境水污染
煤炭开采中有矸石固体废弃物堆放于矿区周围公路及水塘边,由于未及时处理,煤矸石遭受长期降雨淋滤时,其中有毒、有害组分迁移到附近的水体中,造成地表水体污染。矿渣污水流入附近鱼塘、农田会造成鱼塘、农田污染,使鱼塘和农田减产;由于地表水受污染,渗入地下也会造成地下水受污染。此外,矿渣污染也会造成生态环境恶化。
1.5 固体废弃物占用破坏土地
由于煤矿开采中矿石固体废弃物不合理堆放,占用了大量肥沃农田、林地、居民地和工矿用地等土地资源,并破坏地形地貌和生态环境。同时废弃厂房也压占土地,破坏植被,使区内本来不多的土地资源变得更加紧缺。目前,姑占岭煤矿渣石堆占用土地约13 334 m2,废弃物总积存量达5万t。大量堆放的废矿渣不仅对土地资源和地貌景观造成破坏,而且给重力地质灾害及其它灾害的发生留下隐患。
1.6 煤矿渣污染大气环境
煤矿渣露天堆放对大气环境的影响主要有两方面:一是煤矸石风化扬尘增加了大气中的总悬浮物粒;二是矸石堆燃烧释放出大量有害气体。处于自然干燥状态下的煤矸石堆,在长期的风化作用下,矸石表面易形成大量细小颗粒,在一定的风速下,这些细小颗粒可通过风的作用进入大气中,增加了大气中的总悬浮物微粒浓度。此外,矸石燃烧造成矸石堆表面温度升高,并释放出大量的SO2、CO2、CO、H2S等有害气体,造成附近居民患上呼吸道疾病;当大气中的硫化物达到一定浓度时,形成酸雨危害。
『柒』 影响淮南煤矿生产的主要地质因素
属地、属人管辖原则,属地优先。若在淮南矿业集团所属煤矿工业广场工作区或宿舍区内是属地,若是矿区职工打本矿区职工是属人,应在淮舜分局管辖之内。其它就归打人事发地的辖区地方公安分局或派出所。
『捌』 煤矿生产过程中,常见的地质问题有哪些
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影响煤矿生产的主要地质因素
煤层厚度变化
煤层厚度变化是影响煤矿生产的主要地质因素之一。煤层发生分叉、变薄、尖灭等厚度变化,直接影响煤矿正常生产。
一、煤层厚度变化的原因及变化特征
煤层厚度变化是多种多样的,但就其成因来说,可分为原生变化和后生变化两大类。
(一)煤层厚度的原生变化
煤层厚度的原生变化是指泥岩层堆积过程中,在形成煤层顶板岩层的沉积物覆盖以前,由于地壳活动,沉积环境变迁等各种地质因素的影响而引起的煤层形态和厚度变化。原生变化主要包括地壳不均衡沉降引起的煤层分叉、变薄、尖灭、泥炭沼泽古地形对煤层形态和煤厚的影响、河流同生冲蚀、海水同生冲蚀等四种原因。
(二)煤层厚度的后生变化
煤层厚度的后生变化是指煤层被沉积物覆盖以后,或煤系形成以后,由于河流剥蚀、构造变动、岩浆侵入、岩溶陷落等各种地质因素的影响而引起煤层形态和厚度变化。
二、煤层厚度变化对煤矿生产的影响
煤层厚度变化对煤矿生产的影响主要表现在以下几个方面:
1.影响采掘部署
2.影响采煤工艺
3.影响计划生产
4.掘进率增高
5.采出率降低
三、煤层厚度变化的研究和处理
(一)煤层厚度变化的观测和探测
1.煤层的观测
1)煤层的观测内容
2)煤层的观测方法
2.煤层的探测
1)煤层厚度的探测
(1)煤巷掘进中的探煤厚工作。
(2)回采工作面的探煤厚工作。
2)煤层分叉尖灭的探测
根据煤层分叉的稳定情况大致可分为两种:一种是煤层分叉后分层的分布比较稳定;另一种是煤层分叉后只有一层保持稳定(即为主分叉层),其它各层延续不远很快尖灭。
3)煤层底凸薄化的探测
煤层底凸薄化是指煤层底板凸起造成煤层变薄尖灭的现象。对于这种变化,常用的探测方法如下:
(1)钻探控制巷道掘进方向的底凸位置。
(2)利用巷道穿越底凸部位,直接圈定煤层底板凸起的位置及薄化范围。
(3)利用工作面上分层边采边探的煤层观测资料,编制煤层顶、底板标高等值线图,研究泥炭沼泽的基底地形,圈定煤层底凸薄化的位置和范围。
4)煤层河流冲蚀变薄带的探测
首先应在巷道中仔细观察和素描冲蚀带的宽度、厚度、岩石成分、层理、砾石分布、煤层顶板冲蚀情况、冲蚀面特征、冲蚀处煤质变化等。将各巷道所见的冲蚀现象投绘在平面图上,进行对比分析,确定古河床的分布范围及对煤层破坏的情况,圈出古河床冲蚀带范围。
(二)定量评定煤层厚度的稳定性
(三)煤层厚度变化的处理
1.掘进中的处理办法
(1)在煤巷掘进中遇到煤层分叉、尖灭现象,要根据具体情况确定掘进方案,如已知上分层稳定可采,而下分层常变薄尖灭,则巷道应紧靠煤层顶板掘进。如果是下分层稳定可采,上分层不稳定,则应紧靠煤层底板掘进。如果分叉后煤层全部可采,应先采上分层,再采下分层。
(2)在采区上山掘进中,如遇煤层变薄带,应按变薄带的范围大小来决定巷道是直接穿过,还是停止掘进,或从其它地方另开巷道。若变薄带范围不大,并且确知工作面有煤可采时,掘进巷道采取挑顶或破底办法直接穿过变薄带。
(3)主要运输巷遇到局部煤层变薄或尖灭时,巷道可按原计划施工,穿过变薄尖灭带。
2.回采工作中的处理方法
回采工作面遇到变薄带或无煤区时,可采用直接推过或绕过的办法。若变薄带或不可采区范围较小,则可采用直接推过的办法;若变薄带范围较大,可考虑采用绕过的办法;大面积的不可采区,应布置探巷,探清不可采范围,将工作面分为几块回采,先采①、②两块,然后合成一个工作面③进行回采。
第二节 矿井地质构造
地质构造是影响煤矿建设和生产的各种地质因素中最重要的因素之一。地质构造包括褶皱、节理和断层。断层是矿井地质构造的研究重点。
矿井地质构造按其规模大小和对生产的影响程度,可分为大、中、小三种类型。大型构造是指决定井田边界的大型褶曲与断层,这类构造在勘探阶段已基本查明。中型构造是指分布在井田范围内,影响水平、采区划分和巷道布置的次一级构造,它们对煤矿生产影响极大,是矿井地质工作的重点。小型构造是指那些在巷道或工作面中比较容易查明全貌的更次一级的褶曲与断层。
一、褶曲构造对煤矿生产的影响与研究
(一)褶曲构造对煤矿生产的影响
1.大型褶曲
大型褶曲在勘查段已经查明,它的规模、方向和位置影响到井田的划分和矿井开拓方式及开拓系统的部署,是矿井设计考虑的主要问题。
2.中型褶曲
中型褶曲对整个矿井的开拓部署影响不大,但对采区的布置关系密切,影响到采区的大小和采区巷道的布置。
3.小型褶曲
小型褶曲是在回采工作面准备过程中,在巷道中揭露的幅度仅几米到几十米,长度为几米到几十米的褶曲。它影响煤层平巷的掘进方向,从而影响工作面长度,给机械化回采、顶板管理带来一定困难。小型褶曲还往往引起煤层厚度发生变化,使生产条件复杂化。小型褶曲特别发育时,甚至会使煤层变为不可采。
(二)煤矿生产中褶曲构造的研究
1.褶曲的判断
判断井下褶曲的存在,主要是根据煤、岩层产状的规则变化和岩层层序的对称重复出现这两大标志。如在石门巷道中岩层倾向相背或相倾,或是在煤层平巷中由于煤层走向的急剧变化而使平巷弯曲,表明有褶曲(背斜或向斜)存在。
在构造简单,岩层标志比较明显的地区,根据褶曲核部和两翼的岩层层序,
2.褶曲的观测
(1)对在巷道中能看到全貌的小褶曲,应系统观测褶曲轴的位置、方向、产状。对中型褶曲,在一条巷道中不能观测到全貌时,应准确鉴定观测点处的煤层,岩层层位及其顶底面顺序,岩层产状、煤厚变化,以及与其伴生的次一级小构造等,然后将所观测到的资料投绘到平面图和剖面图上,在图上综合分析,确定褶曲轴的位置延展方向。
(2)观测描述褶曲两翼的岩层产状,褶曲宽度和幅度,褶曲的延展变化及向深部的延伸趋势。
3.褶曲的探测
(三)褶曲的处理
通过对褶曲的判断、观测、探测,已基本查明它的位置、方向及产状变化。在此基础上可对褶曲采取如下措施进行处理。
1.大型褶曲
(1)褶曲轴线作为井田边界。有些大型向斜,由于轴部埋藏较深,开采困难,多作为井田边界,其两翼分别由两个或几个井田开采。有些大型宽缓背斜,两翼煤层距离较远,井下难以形成统一的生产系统,可以褶曲轴为界,两翼分别有两个井田开采。
(2)大型褶曲在井田开拓部署中的处理方法。不是所有的大型褶曲轴都必须作为井田边界,在有的井田内也可以有大型褶曲存在。若在井田内有大型背斜构造,开拓系统中常把总回风道布置在背斜轴附近,两翼煤层均可利用。有些位于向斜构造的矿井,常把运输巷道布置在向斜轴部附近,用一条运输巷解决向斜两翼的运输问题。
2.中型褶曲
(1)以褶曲轴线作为采区中心布置采区上山或下山。对开阔的平缓褶曲,以向斜轴作为采区中心,向两翼布置回采工作面,采区走向长可达1000m以上。
(2)以褶曲轴作为采区边界。在较紧闭的褶曲轴部,次一级构造往往发育,因此常以褶曲轴作为采区边界。
(3)工作面直接推过褶曲轴。当褶曲较宽缓,而规模不太大时,可布置单翼采区,工作面直接推过褶曲轴部。
3.小型褶曲
(1)采面重开切眼生产。在小型褶曲发育地区,常见到煤层突然增厚或变薄,甚至不可采,使工作面无法通过,需要重新开掘切眼进行生产。
(2)采面运输巷改造取直。煤矿要求运输巷在60m内不能有大的弯曲,弯曲过多无法使用。由于小褶曲存在,使煤层平巷弯弯曲曲,为满足生产要求,巷道需要改造取直。
二、断裂构造对煤矿生产的影响与研究
(一)节理(裂隙)对煤矿生产的影响及处理
1.影响钻眼爆破效果
2.影响开采效率
3. 影响顶板控制方法
4.影响工作面布置
5.对其它方面的影响
(二)断层对煤矿生产的影响
断层破坏了煤层的连续性和完整性,对煤矿生产造成了很大影响。断层规模不同,对生产的影响程度不同。目前对断层规模等级的划分标准尚不统一。根据煤矿工作实践,建议采用下列划分标准:落差大于50m为特大型断层,落差50~20m为大型断层,落差20~5m为中型断层,落差小于5m为小型断层。
断层对煤矿生产的影响主要表现在以下七个方面:
影响井田划分
2.影响井田开拓方式
3.影响采区和工作面布置
4.影响安全生产
5.增加煤炭损失量
6.增加巷道掘进量
7.影响煤矿综合经济效益
(三)煤矿生产中断层的研究
断层的判断
断层的出现不是孤立的,常在断层附近的煤、岩层中伴生一些与正常情况不同的地质现象,这些现象预示者前方可能有断层存在,应作好过断层的准备工作。在断层出现前,可能遇到的征兆,主要有以下几种现象:
(1)煤层、岩层的产状发生显著的变化时,可能有断层存在。
(2)煤层厚度发生变化,煤层顶底板出现不平行现象时,可能有断层存在。
(3)掘进巷道中经常出现明显的小褶曲(如开滦唐山煤矿),或煤层常发生强烈揉皱,滑面增多或变为鳞片状碎煤(如淄博龙泉矿)等现象时,可能有断层存在。
(4)煤层和顶、底板中的裂隙显著增加,并有一定的规律性时,可能有断层存在。
(5)在大断层附近常伴生一系列小断层,这些小断层是判断大断层的重要标志。
(6)在高瓦斯的矿井,在巷道中瓦斯涌出量常有明显变化地段,可能有断层存在。如焦作矿务局焦西矿掘进巷道时,遇断层前后瓦期涌出量出驼峰现象。
(7)充水性强的矿井,巷道接近断层时,常出现滴水、淋水以至涌水的现象,可能有断层存在。
在实际工作中,应根据上述各种征兆,再结合矿井的具体地质条件和已采掘地段断层资料,进行综合分析,使判断更符合实际。
2. 断层的观测
(1)确定断层位置。
(2)观察断层面特征。
(3)观察断层的伴生派生构造。
(4)确定断层性质及断层力学性质。
(5)测量断层面产状。
(6)确定断层的落差。
3.断层的探测(断失煤层的寻找)
煤矿中判断断层性质和确定断距的方法主要有以下五种:
(1)层位对比法。
(2)伴生派生构造判断法。
(3)规律类推法。
(4)作图分析法。
(5)生产勘探法。
(四) 断层的处理
1.开拓设计阶段对断层的处理
(1)井田边界和采区边界的确定。凡是井田内遇到落差大于50m的特大型断层时,应以该大型断层作为井田边界。
(2)井筒位置的选择。一般立井井筒要布置在倾角较大的大断层下盘,距断层30~50m以外的位置。
(3)运输大巷的布置。运输大巷是需布置在较坚硬的岩层中,且尽量少改变方向。但在断层错动处,断层上、下盘的煤岩层位移较大,甚至与另一盘的含水层相遇,因此必须考虑巷道的改道问题。
(4)采区内块段划分。被断层切割破坏的地区,要综合考虑断层的位置、落差、被切割块段的大小和形态,以及已有的生产系统等因素来划分开采块段,要尽可能地将较大断层留在各块段之间的煤柱当中。
(5)井田开拓方式的确定。选择井田开拓方式时,要考虑各种地质因素的影响,其中断层占重要地位。
2.巷道掘进阶段对断层的处理
(1)平巷过断层。平巷过断层分为穿过煤层顶板(或底板)和顺断层面掘进两种方式。
(2)倾斜巷道过断层。上山、下山等倾斜巷道遇断层后,可以根据生产的要求采取多种形式通过断层。
当断层落差较小时,根据断失盘是上升还是下降盘分别采用挑顶、挖底或挑顶挖底相结合的方式通过断层。
3.回采阶段对断层的处理
(1)采用强行通过的方法。
(2)采用重开切眼的方法。当断层落差大于煤厚时,对于倾向断层或斜交断层可采用重开切眼的方法,即提前在断层另一盘重新开掘切眼,待工作面推进到断层处,停止回采,工作面搬家到新切眼内继续开采。
(3)采用划小工作面的方法。当断层落差大于煤厚时,对于走向断层,可在断层两侧补掘中间平巷,把原来一个采面划分为两个采面分别回采。对于落差一端大、一端小的斜交断层,可采用合采与分采相结合的方法,把断层上、下盘煤层结合起来开采。
第三节 岩浆侵入煤层
一、岩浆侵入煤层的观测与研究
(一)岩浆侵入体的一般特征
岩浆侵入体的产状
生产矿井中发现的岩浆侵入体主要有以下两种产状:
(1)岩墙。
(2)岩床。
2.岩浆侵入体岩性
(二)对岩浆侵入体的观测
对在井下一切揭露岩浆侵入体的地点,都应进行详细的观测和素描。观测的内容有以下四个方面:
1.岩浆侵入体的颜色、矿物成分、结构、构造特征及名称。
2.岩浆侵入体的产状、延展范围。
3.岩浆侵入体与断裂构造的关系。
4.煤层被破坏情况,包括岩浆侵入体与煤层的接触关系、天然焦宽度、煤层的变质程度等。
(三)对岩浆侵入体的探测
(四)岩浆侵入体资料的综合研究
二、岩浆侵入体对煤矿生产的影响
(一)岩浆侵入体对煤质的影响
(二)岩浆侵入体对煤矿生产的影响
三、岩浆侵入煤层的处理
第四节 岩溶陷落柱
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。简称陷落柱,俗称“矸子窝”或“无炭柱”。
陷落柱在我国华北石炭二迭纪聚煤区中普遍分布,其中以山西、河北最为发育。
一、陷落柱的成因
(一)岩溶发育的地质条件
(二)溶洞塌陷机理
二、陷落柱的特征
(一)陷落柱的形态特征
(二)陷落柱的地表出露特征
(三)陷落柱的井下特征
(四)陷落柱的分布特征
三、陷落柱的观测与研究
四、陷落柱对煤矿生产的影响及处理
第五节 影响煤矿生产的其它地质因素
一、矿井瓦斯
二、煤层顶底板
三、矿井地热的危害
四、矿山压力
五、煤层自燃与煤尘