煤矿地质基本知识课件.ppt

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1、煤矿地质基本知识一、煤层埋藏特征我们开采的煤层赋存在煤系岩层之中。煤系中的煤层的层数、层间距、煤层的厚度、结构、倾角、埋深等等，都是我们选择合理的开拓方案和采煤方法的主要依据。采矿工作者只有对煤系中含煤情况及煤系地层各段的岩性了解清楚，那么从设计方案的确定到基建、生产才能顺利进行。1.煤层的顶、底板煤系是含煤岩系的简称，它是指有成因联系且含有煤层的一套连续沉积而形成的沉积岩层。主要由各种粉沙岩、砂岩、页岩以及泥岩等沉积岩组成。煤层的顶底版是指煤系中位于煤层上下一定距离内的岩层。了解这些岩层的岩性特征、层厚、层理及节理发育程度、强度，可塑性等，对确定采煤方法、设备选择、顶板管理和巷道

2、支护方式、估计煤与瓦斯突出的危险性均有重要意义。通常用煤系地层地质柱状图来表示煤层的顶底板。煤层的顶板。从采煤工作的角度，根据顶板岩层变形和垮落特征以及与煤层的位置关系，可将顶板分为伪顶、直接顶和老顶三种，如图2－1a所示。根据岩层的相对位置及开采过程中岩层变形、垮落的难易程度，顶板可分为伪顶、老顶和基本顶3部分。（1）伪顶――直接与煤层接触，极易垮塌的薄层岩石，常随采随落，厚度一般仅几厘米到几十厘米；岩性多为炭质页岩。（2）直接顶――比伪顶不易垮落，但将煤采出后，一般自行垮落；它是顶板维护和管理的对象，一般厚度可达几米，岩性常为粉砂岩、泥岩。（3）老顶――一般在长时间内不易自行垮

3、塌，往往只发生缓慢下沉。一般厚度较大，岩性多为砂岩、石灰岩。值得注意的是并不是每一煤层顶板都可分为上述三种。这取决于煤系沉积过程，比如山西大同等地于煤层直接接触的是老顶，为河相砂岩。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。（2）老底――位于直接底之下，常为粉砂岩或砂岩，在南方有些煤

4、矿也可见到石灰岩老底。详细了解煤层底板各层岩石岩性、厚度、强度、含水性、遇水膨胀性等，对于合理布置岩巷（通常是大巷）及支护巷道有主要意义。2．煤层的结构、厚度根据煤层中有无较稳定的夹矸层，可将煤层分为两类。（1）简单结构煤层。这类煤层中没有呈层状出现的较稳定的矸石夹层，但可能含有透镜体或结核。（2）复杂结构煤层：这类煤层中含有较稳定的矸石夹层。通常厚度较大的煤层往往是复杂结构的。各个地区煤层厚度不一，由几厘米到几十厘米甚至上百米。在目前经济技术条件下，可以开采的煤层厚度称为开采厚度。国家或地区规定的开采厚度的最低标准称为最低开采厚度。根据煤层厚度对开采技术的影响，煤层可分为3类：薄

5、煤层―――小于1.3m的煤层；中厚煤层――厚度在1.3~3.5m的煤层；厚煤层―――厚度大于3.5m的煤层；在生产工作中，习惯上将厚度大于6m的煤层称为特厚煤层。任何煤层的厚度，实际上或多或少总有些变化。根据煤层厚度变化情况（稳定性），可将煤层分为四类，即稳定煤层、较稳定煤层、不稳定煤层、极不稳定煤层。（三）煤层的形态原始沉积的煤层，应该是水平或近水平的并在一定范围内是连续的。由于后期地壳运动及外力地质作用的影响，使煤层随煤系地层发生变形和变位，形成各种构造形态。煤层的空间形态及展布方向用产状要素，即走向、倾向和倾角来表示，被称为产状三要素，如图2－2所示。走向：煤层层面与面的交图

6、2－2煤层的产状要素ab－走向线；cd－倾斜线；ce－倾斜线；a－煤层倾角线称为走向线，它是水平一条水平线；走向线向两边延伸的方向称为走向，它代表了岩层层面在水平面上延伸方向。倾向：即煤层的倾向方向，它与走向垂直，并指向岩层面倾斜向下的一方，也就是倾斜线在水平面的投影方向。倾角：倾斜层面与水平面之间夹的锐角，也就是倾斜线之间的夹角。倾角的大小反映煤层倾斜的程度。煤层倾角越大，开采难度也就越大。煤层倾角对开采技术和装备选择有较大的影响。煤层的倾角在00~900之间的变化。根据目前开采技术，我国按倾角将煤层分为4类：近水平煤层―――倾角小于80以下缓倾斜煤层―――倾角在8°～25°；倾

7、斜煤层――――倾角在25°～45°；急倾斜煤层―――倾角在45°～90°。一般情况下，倾角小的煤层开采比较容易，倾角大的煤层如开采急倾斜煤层就比较困难，特别是实行机械化开采更为困难。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斜构造