地质复习(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 煤矿开采及安全地质条件,一,.,煤矿开采地质条件,1.,煤层厚度变化,2.,矿井地质构,3.,岩浆侵入体与卡斯特陷落柱,二,.,煤矿安全地质条件,1.,瓦斯,2.,煤尘,3.,煤的自燃与地温,4.,煤层顶、底板,5.,矿山压力与冲击地压,一、煤矿开采地质条件,1.,煤层厚度类型：,（,1,）按煤层结构分类：,煤层总厚度：,煤层顶、底板之间各煤分层和夹石层厚度的总和。,有益厚度：,煤层顶、底板之间所有煤分层厚度的总和，不包括夹石层的厚度。,可采厚度：,达到国家规定的最低可采厚度煤分层的总厚度，复杂结构煤层的计算方法另有规定。,最低可采厚度：,在现代经济技术条件下可开采煤层的最小厚度，他主要取决于煤层产状、煤质、开采方法，最低可采厚度可适当降低。,（一）煤层厚度变化,（,2,）按煤层厚度分类,煤层的厚度差别很大，考虑到开采方法的不同，一般将可采煤层的厚度分为,5,个厚度级：,极薄煤层,0.30.5m,薄煤层,0.51.3m,中厚煤层,1.33.5m,厚煤层,3.58m,巨厚煤层,8m,(3),按煤层形态分类,2,、煤层厚度变化,引起煤厚变化的地质因素：,原生变化,和,后生变化,。,影响煤层形态和煤层厚度变化的因素有许多，常见的有：,（,1,）,、泥炭沼泽基底不平影响煤层形态和厚度的变化,、煤层底版或基底岩层界面呈凹凸起伏而,顶板界面却比较平整，即,“,顶平底不平,”,。,、往往在含煤岩系的底部或下部的煤层煤,厚变化极为不规则。,、基底古地形低洼处煤层增厚，向突起部,位尖灭变薄。其分层和层理多为下伏的,基底岩层界面所截切，呈现超覆样式,。,湖北早二叠世梁山组煤层展布,辽宁阜新盆地泥炭基底不平特征,（,2,）,、沉积环境对煤层厚度的影响,煤层形成时期的沉积环境对煤层的形态和煤层厚度有直接的关系。,1,）,沉积体系,和煤层厚度、形态变化的关系；,冲积扇、河流、湖泊、三角洲、障壁岛、和碳酸盐台地等沉积体系中各种成煤模式，来确定沉积环境和煤层特征的关系。,2,）、对煤层分岔类型的影响；,煤层减薄或增厚的主要方式是煤层分岔。,由单一煤层分岔为两个（多个）煤分层或独,立煤层；,煤层分岔类型,山东煤煤田煤分岔,（,a,）,透镜状分叉,（,b,）,连续分枝型分叉,（,c,）“,之”字型分叉,青海湖布哈河现代三角洲（远眺）,三角洲体系是由各种亚环境组成的复合体，泥炭沼泽发育于支流间泛滥盆地、间湾和废弃的分流河道和叶体上。泥炭堆积环境差异较大，一般煤厚变化较大，煤层延伸方向与沉积倾向平行。下三角洲平原的煤层侧向较稳定，但成层较薄，河流一上三角洲平原的煤层侧向不稳定，局部可出现厚煤层；最厚最稳定的煤层一般赋存于下三角洲平原和上三角洲平原的过渡带。,3,、同沉积构造,对煤层形态和煤厚变化的影响,聚煤盆地基底的不均衡沉降,，如基底断块差异性沉陷、同沉积褶皱和断裂等，通过对沉积环境的控制，能够对煤层形态和煤层变化产生深刻的影响。,（,1,）、,基底断裂系控制的煤层分带,阜新煤盆地为例,、,无煤带位于东南盆缘断裂内侧的边缘地带，煤层分叉尖灭，被冲积扇砾岩所代替。煤层与扇砾岩互为消长、指状交错,；,、分岔煤层带位于尖灭煤层带的内侧，煤层向盆缘断裂方向多次分岔形成马尾状分岔样式。,、聚结煤层,带位于盆地中央,地带，煤层密集,或合并，单层厚,度达到最大值，,而层间距最小。,阜新煤盆地为例,海洲组横向沉积断面图,（,2,）、盆内次级同沉积褶皱,对煤层形态和煤厚变化的影响,聚煤盆地内部往往发育次级隆起和拗陷或次级同沉积褶皱，它们对煤层形态和煤层厚度具有不同程度的控制作用。由于构造分异和沉积补偿之间的不同状态，煤层的发育状况是多样的。,一般情况下，盆地内的次级隆起、同沉积背斜构成蓄水盆地内的浅水地带，沼泽持续发育，,出现厚煤层或聚结煤层带,，煤层向拗陷部位,分岔、尖灭,；但也有相反的情况，即盆地内的次级拗陷部位，湖沼相持续发育，而隆起部位冲积相发育，并存在频繁的层序间断。,（,3,）、盆内同沉积断裂活动,对煤层形态和煤厚的影响,聚煤盆地边缘和内部的同沉积断裂活动可,以造成含煤岩系厚度和岩相的显著变化，导致,煤层形态和厚度的突变。,德国下莱因,第三纪褐煤同沉积断裂,4,、煤层的冲蚀,煤层的冲蚀是指泥炭堆积过程中或泥炭层被沉积物覆盖以后河流等对煤层的冲刷剥蚀。,顶凸构造,同生冲蚀,河流冲蚀：,泥炭沼泽邻近同期发育的河道时，河道及其支流可能注入泥炭沼泽，河流充填物与泥炭层之间表现为冲蚀接触和逐渐过渡两种关系；,海水冲蚀：,煤层形成灰岩为顶板；,河流后生冲蚀：,煤层形成以后，煤层和含煤岩系常常遭受河流的切剥蚀，对煤层的破坏作用可以达到很大的规模，以致形成宽几十米、几百米，长数公里的薄煤带和无煤带。,河流同生冲刷,淮南某矿,特点：,1,、河道沉积物：砂岩、粉砂岩。，沉积物内有煤屑；,2,、冲蚀范围较小；,3,、冲刷带不易查明；,4,、在冲刷带附近，煤质明显变差；灰分增加，煤的光泽变暗；,5,、煤层与河流冲刷沉积物具有同样的顶板；,海水冲蚀是由海流或海浪冲蚀作用造成的，显然它只可能存在于近海型煤系。这种冲蚀的主要特征是；海相岩层,(,常为灰岩,),直接与煤层接触，缺失,(,被冲蚀掉了,),通常位于煤层上方的非海相岩层,(,多为泥岩之类的伪顶、直接顶,),，且使煤层顶面起伏不平，或出现漏斗形凹坑俗称,“,蛤蟆顶,”,。海水冲蚀引起煤厚变化幅度一胜不超过,1,1.5,米，冲蚀面积较大，平面形状不定。,河流后生冲刷,四川某矿河流的后生冲刷作用,特点：,1,、,冲蚀填积的沉积岩体以河流相砂岩为主，其底部常常含有砾石、泥质包体、煤屑和炭化树干等滞留沉积物，有时显示定向排列；,2,、煤的光泽暗淡，后生裂隙发育，常见方解石、石膏等矿物次生充填，煤的灰分亦相应增高；,3,、煤层遭受河流冲蚀部分，直接顶板为细砾岩、粗砂岩，切割煤层正常顶板和部分煤层，出现薄煤带和无煤带；,4,、冲刷的规律性较好，相对较易差明。,5,、,后期构造变动引起煤厚变化,特点：,1,、有煤被挤入顶、底板裂隙中；,2,、在煤层的增厚、减薄带，煤的原始结构被破坏；,3,、煤中灰分增高；,4,、煤层的增厚、减薄在平面上有一定的方向性，厚,薄相间出现；,5,、挤压强烈之处，成串珠状、藕节状；,构造挤压,后期褶皱对煤层厚度的影响,后期褶皱作用一般使煤层在褶皱的轴部增厚，而在翼部减薄或尖灭，使煤层产生塑性流动，原生结构和构造遭到破坏。,断裂构造对煤层厚度的影响,后生断裂构造一般对煤层的厚度影响不大，只在断层面附近，由于牵引作用使煤层局部加厚或减薄，沿断层形成无煤带或煤层叠覆带。,6,、,岩浆侵入,我国东部中、新生代岩浆活动十分强烈，岩浆侵入煤系和煤层是十分常见的地质现象。,特点：,1,、岩浆侵入煤层，使煤层形态和煤层厚度、煤层结构、煤质都发生变化，有时煤层变为天然焦或被吞食，从而丧失工业价值；,2,、顺层侵入的不规则岩体形态、厚度和结构产生极不规则，煤层、天然焦、火成岩体和围岩俘虏体混杂在一起，严重影响生产的正常进行。,7,、,岩溶陷落柱的影响,含煤地层下伏岩系如果为可溶性岩石，如石灰岩、白云岩、石膏层等，在地下水的溶蚀作用下可以形成岩溶洞穴，随着洞穴规模的扩大，在上覆岩系的重力荷载下，煤层及其围岩逐渐跨落，可形成环形柱状陷落,无煤陷落柱,危害：沟通含水层，矿井突水、淹井；破坏煤层，减少储量；影响正常生产。,重力塌陷：,受上覆岩层重力作用而破裂、塌陷。,真空吸蚀塌陷：,地下水急速流动产生,“,负压,”,。,物理化学作用综合塌陷：,岩层内某些物质的重结晶体积增大；地下水的冲蚀和溶蚀作用；有机质分解产物的化学溶蚀作用（,CO,2,、有机酸等）。,产状变化,:,由于牵引作用使围岩向陷落柱中心倾斜。,15,20m,范围内倾角可变化,4,6,。,裂隙增多：围岩产生大量张性裂隙，其走向平行于柱面的切线方向，倾向于柱中心。常被矿物充填。,小断层增多：走向延长,10,20m,的小型正断层。,煤被氧化,水和瓦斯涌出量增大,