煤矿地质与开采安课件

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1、煤矿地质与开采安全主讲人：陈商强河南煤矿安全培训中心影响煤矿生产的地质因素矿井水文地质与矿井防治水矿井开拓方式及矿井生产系统主要内容：煤矿开采技术采掘工作面顶板控制与事故防治矿井热害及防治第一节影响煤矿生产的地质因素一、煤系地层与煤层地壳是由岩石构成的，岩石按生成原因分岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。煤层是几千万年至几亿年前由古代植物残体大量堆积，在一定条件下经泥炭、成煤和变质作用形成的层状固体可燃矿产。煤层是煤系的重要组成部分，煤层的厚度及其变化是评价煤层工业价值的主要指标，也是选择煤矿开采设计的主要依据。煤层属于沉积岩？煤层常见有以下分类方法：1．煤层按层状分类为：层状煤层似层状煤层非层

2、状煤层2．煤层按倾斜程度分类为：近水平煤层缓倾斜煤层倾斜煤层急倾斜煤层近水平煤层：地下开采时倾角8°以下的煤层；缓倾斜煤层：地下开采时倾角8°～25°的煤层；倾斜煤层：地下开采时倾角25°～45°的煤层；急倾斜煤层：地下或露天开采时倾角在45°以上的煤层。3．煤层按厚度分类为：薄煤层中厚煤层厚煤层薄煤层：地下开采时厚度1.3m以下的煤层；中厚煤层：地下开采时厚度1.3～3.5m的煤层；厚煤层是：下开采时厚度3.5m以上的煤层。二、矿井地质构造矿井地质构造是井田边界及其范围内的各种地质构造的统称。单斜构造单斜构造示意图岩层的产状要素产状三要素：走向、倾向、倾角褶皱构造岩层在水平方向挤压力的长

3、期作用下，所形成的各种弯曲变形，这些构造形态叫褶皱构造。褶皱构造中的每一个弯曲叫褶曲，它是褶皱构造的基本单位。褶曲的基本形态分为背斜和向斜两种。背斜向斜褶皱■断裂构造根据煤（岩）层断裂面两侧岩块相对位移的大小，分节理和断层两大类型。节理又称为裂隙或者裂缝，是指断裂面两侧的煤（岩）没有发生显著的位置移动的断裂构造。断层是指断裂面两侧的煤（岩）发生了显著的位置移动的断裂构造。断层的基本要素有断层面、断盘和落差（断距）等。断层分为正断层、逆断层和平移断层。正断层：上盘相对下降，下盘相对上升的断层；逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层；平移断层：两盘岩块沿断裂面作水平方向相对移动的断层；（a）

4、－正断层；（b）－逆断层；（c）－平移断层陷落柱陷落柱是分布在石灰岩地层中，有流动的地下水对石灰岩地层进行溶蚀作用形成的。当煤层下部分布有可溶性的石灰岩、白云岩，并有发育的岩溶时，岩溶可能坍塌而引起上覆岩层的跨落，破坏煤层的完整性，这种坍塌呈圆形的柱状体或底大顶小的圆锥体，称之为陷落柱陷落柱的形成过程示意图(a)石灰中发育的岩溶；(b)岩溶逐渐扩大；（c）陷落柱形成三、影响煤矿生产的地质因素煤层厚度的影响褶皱构造断裂构造陷落柱地质构造的影响第二节矿井水文地质与矿井防治水一、矿井水害及其产生条件根据水源不同，矿井水害分为地表水害、老窑水害、孔隙水水害、裂隙水水害及岩溶水水害。充水水源充水途径

5、充水强度矿井水害发生的条件:矿井充水水源及通道矿井充水水源通道天然人为水源通道岩溶陷落柱袭夺水源封孔质量不佳的钻孔大气降水地表水地下水地震裂隙断裂带、裂隙隐伏露头、天窗老窑水顶板冒裂带底板矿压破坏带岩溶地面塌陷水源通道矿井充水程度及其指标矿井的充水程度指标：含水系数矿井涌水量含水系数（富水系数）：从生产矿井中排出的水量Q（m3）与同一时期内煤炭产量T（t）的比值，即：每开采一吨煤的同时，需要从矿井内排出的水量。据含水系数的大小，可将矿井的富水性划分为四个等级：涌水小的矿井KB<2m3/t涌水中等的矿井KB=2～5m3/t涌水大的矿井KB=5～10m3/t涌水很大的矿井KB>10m3/t矿井

6、涌水量矿井涌水量是指单位时间内流入矿井的水量，常用q表示。根据矿井涌水量的不同，矿井的富水性也可分为四个等级。涌水小的矿井q<2m3/min涌水中等的矿井q=2～5m3/min涌水大的矿井q=5～15m3/min涌水很大的矿井q>15m3/min二、矿井突水及其预测矿井突水:按采掘工作所处的阶段，可分为掘进突水与回采突水；按突水点与开采煤层所处的相对位置，可分为顶板突水、底板突水与煤柱突水；按突水相对于采掘工程进行的时间可分为即时突水与滞后突水等。依据突水点的水量大小，将突水点分为小突水点(Q＜60m3/h)、中等突水点(Q＝60m3/h～600m3/h)、大突水点(Q＝600m3/h～1

7、800m3/h)和特大突水点(Q＞1800m3/h)4个等级。根据《煤矿防治水规定》突水量首次达到300m3/h以上或者造成死亡3人以上的突水事故称重大突水事故。矿井突水预兆（1）挂红（2）挂汗（3）空气变冷（4）出现雾气（5）水叫（6）顶板淋水加大（7）顶板来压、底版鼓起（8）水色发浑、有臭味（9）有害气体增加（10）裂隙出现渗水《煤矿安全规程》规定，当采掘工作面或其他地点出现透水征兆时，必须停止作业，采取措施，立即报