煤矿地质基础知识学习教案.pptx
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1、会计学1煤矿地质煤矿地质(dzh)基础知识基础知识第一页,共39页。第1页/共39页第二页,共39页。第2页/共39页第三页,共39页。n n n n 防治(fngzh)水工作原则:预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采。n n 综合治理措施:防、堵、疏、截、排n n 地下水的基本知识n n 矿井充水条件n n 矿井水文地质观测及其水害的防治(fngzh)n n n n 水文地质第3页/共39页第四页,共39页。pp基本知识基本知识pp大气水、地表水、地下水大气水、地表水、地下水 pp1 1、大气水:以气态(水、大气水:以气态(水汽)、液态(雨、云)汽)、液态(雨、云)pp和固态(雪、雹)和固
2、态(雪、雹)pp存在于大气圈中的水。存在于大气圈中的水。pp2 2、地表水:以液态聚积、地表水:以液态聚积在江、河、海、湖在江、河、海、湖pp中以及以固态存在于两极中以及以固态存在于两极(li(li ngj)ngj)及高寒地带的水。及高寒地带的水。pp3 3、地下水:以各种不同、地下水:以各种不同状态(气、液、固)状态(气、液、固)pp存在于岩石空隙中的水。存在于岩石空隙中的水。第4页/共39页第五页,共39页。l l地下水分类及特征地下水分类及特征地下水分类及特征地下水分类及特征l l(一)按埋藏条件分类(一)按埋藏条件分类(一)按埋藏条件分类(一)按埋藏条件分类l l1 1、上层滞水:包气
3、带中局部隔水层之上的重力水。、上层滞水:包气带中局部隔水层之上的重力水。、上层滞水:包气带中局部隔水层之上的重力水。、上层滞水:包气带中局部隔水层之上的重力水。l l 一般只能作小型或一般只能作小型或一般只能作小型或一般只能作小型或l l暂时性供水水源,对矿暂时性供水水源,对矿暂时性供水水源,对矿暂时性供水水源,对矿l l山开发、建设山开发、建设山开发、建设山开发、建设(jinsh)(jinsh)几乎没有几乎没有几乎没有几乎没有l l影响。影响。影响。影响。l l2 2、潜水:埋藏在地表、潜水:埋藏在地表、潜水:埋藏在地表、潜水:埋藏在地表l l以下第一个稳定隔水层以下第一个稳定隔水层以下第一
4、个稳定隔水层以下第一个稳定隔水层l l之上,具有自由水面的之上,具有自由水面的之上,具有自由水面的之上,具有自由水面的l l重力水。重力水。重力水。重力水。第5页/共39页第六页,共39页。3 3、承压水、承压水 埋藏并充满两个稳定隔水埋藏并充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。层之间的含水层中的重力水。1 1)承压水特征:)承压水特征:(1 1)承受)承受(chngshu)(chngshu)静水压力;静水压力;(2 2)补给区与排泄区不一致;)补给区与排泄区不一致;(3 3)季节变化不明显。)季节变化不明显。第6页/共39页第七页,共39页。pp矿井充水条件矿井充水条件pp 矿井水:流入
5、井筒、巷道和工作矿井水:流入井筒、巷道和工作面的水。面的水。pp 矿井充水的主要因素:水的来源、矿井充水的主要因素:水的来源、涌水通道和影响涌水通道和影响(yngxing)水量大水量大小的小的pp因素,它们是计算涌水量、预测突因素,它们是计算涌水量、预测突水的重要依据。水的重要依据。pp一、矿井水的来源一、矿井水的来源pp(一)矿体及围岩空隙中的地下水(一)矿体及围岩空隙中的地下水:pp 有些矿体本身充满着地下水,这有些矿体本身充满着地下水,这些水在开采时可以直接流入些水在开采时可以直接流入pp巷道,成为涌水水源。巷道,成为涌水水源。pp 有些矿体本身不含水,但其围有些矿体本身不含水,但其围岩
6、有较多的空隙并含有地下水,岩有较多的空隙并含有地下水,pp当巷道与空隙相通时,成为涌水的当巷道与空隙相通时,成为涌水的水源。水源。pp(二)地表水(二)地表水:pp 地表水体包括:河流、湖泊、池地表水体包括:河流、湖泊、池沼、水库等。在评价地表水体对沼、水库等。在评价地表水体对pp矿井充水影响矿井充水影响(yngxing)时,需要时,需要考虑以下几个问题:考虑以下几个问题:第7页/共39页第八页,共39页。(三)大气降水的渗入(三)大气降水的渗入(三)大气降水的渗入(三)大气降水的渗入1 1、矿井涌水程度与降水大小、矿井涌水程度与降水大小、矿井涌水程度与降水大小、矿井涌水程度与降水大小(dxi
7、(dxi o)o)、降水强度和持续时间有关。、降水强度和持续时间有关。、降水强度和持续时间有关。、降水强度和持续时间有关。2 2、矿井涌水量有明显的季节性变化。、矿井涌水量有明显的季节性变化。、矿井涌水量有明显的季节性变化。、矿井涌水量有明显的季节性变化。3 3、大气降水渗入量随开采深度增加而减少。、大气降水渗入量随开采深度增加而减少。、大气降水渗入量随开采深度增加而减少。、大气降水渗入量随开采深度增加而减少。(四)老窑水(四)老窑水(四)老窑水(四)老窑水采空区或废弃巷道,由于长期停止排水而聚积的地下水称老窑水。采空区或废弃巷道,由于长期停止排水而聚积的地下水称老窑水。采空区或废弃巷道,由于
8、长期停止排水而聚积的地下水称老窑水。采空区或废弃巷道,由于长期停止排水而聚积的地下水称老窑水。老窑水的特点:老窑水的特点:老窑水的特点:老窑水的特点:1 1、像地下水库,且浅部分布较多。、像地下水库,且浅部分布较多。、像地下水库,且浅部分布较多。、像地下水库,且浅部分布较多。2 2、分布无规则,准确位置不易确定。、分布无规则,准确位置不易确定。、分布无规则,准确位置不易确定。、分布无规则,准确位置不易确定。3 3、酸性大,多为强酸性水。、酸性大,多为强酸性水。、酸性大,多为强酸性水。、酸性大,多为强酸性水。第8页/共39页第九页,共39页。二、矿井涌水通道二、矿井涌水通道二、矿井涌水通道二、矿
9、井涌水通道(tngdo)(tngdo)分析分析分析分析(一)岩石的孔隙(二)岩石的裂隙(一)岩石的孔隙(二)岩石的裂隙(一)岩石的孔隙(二)岩石的裂隙(一)岩石的孔隙(二)岩石的裂隙(三)岩石的溶隙(四)人工通道(三)岩石的溶隙(四)人工通道(三)岩石的溶隙(四)人工通道(三)岩石的溶隙(四)人工通道(tngdo)(tngdo)第9页/共39页第十页,共39页。矿井水的防治矿井水的防治矿井水的防治矿井水的防治(一)地表防水(一)地表防水(一)地表防水(一)地表防水 慎重选择井筒位置慎重选择井筒位置慎重选择井筒位置慎重选择井筒位置 河流改道河流改道河流改道河流改道 铺设不透水人工河床铺设不透水人
10、工河床铺设不透水人工河床铺设不透水人工河床 修筑修筑修筑修筑(xizh)(xizh)排水沟及堵漏排水沟及堵漏排水沟及堵漏排水沟及堵漏(二)井下防水(二)井下防水(二)井下防水(二)井下防水 老窑及采空区积水老窑及采空区积水老窑及采空区积水老窑及采空区积水 灰岩水及岩溶陷落柱灰岩水及岩溶陷落柱灰岩水及岩溶陷落柱灰岩水及岩溶陷落柱 顶底板砂岩水顶底板砂岩水顶底板砂岩水顶底板砂岩水 断层及构造裂隙水断层及构造裂隙水断层及构造裂隙水断层及构造裂隙水 第10页/共39页第十一页,共39页。n n影响煤矿生产的地质因素:影响煤矿生产的地质因素:n n 煤厚变化煤厚变化n n 构造变动构造变动n n 岩浆侵
11、入体岩浆侵入体n n 岩溶陷落岩溶陷落(xinlu)柱柱n n 矿井瓦斯、地热、地压矿井瓦斯、地热、地压第四节第四节 影响影响(yngxing)煤矿生产的主要地煤矿生产的主要地质因素质因素第11页/共39页第十二页,共39页。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:影响采掘部署影响采掘部署煤层厚度变化直接影响到煤矿开采设计和采掘部煤层厚度变化直接影响到煤矿开采设计和采掘部署。例如原为一次采全厚的煤层,由于煤层增厚署。例如原为一次采全厚的煤层,由于煤层增厚必须改为分层开采。又如在已开拓区内,由于局必须改为分层开采。又如在已开拓区内,由于局部地段煤层出现部地段煤层出现(chxi
12、n)底凸变薄或河流剥蚀使底凸变薄或河流剥蚀使部分区段不可采,需要重新设计采区和工作面。部分区段不可采,需要重新设计采区和工作面。第12页/共39页第十三页,共39页。影响采煤工艺我国的采煤工艺,按机械化水平的高低依次为综采、高档普采、普采、炮采,不正规开采等五类。煤层厚度的变化直接影响采煤工艺、采煤方法的选择(xunz)。特别是综采对煤层厚度的稳定程度要求更高。如果煤层变薄甚至小于液压支架的最小高度时,需要增加破顶或破底工序,影响生产效率,甚至会因煤层变薄使工作面中断生产。第13页/共39页第十四页,共39页。影响计划生产采煤生产是多工序按计划连续作业,如果回采工作面内煤层厚度变薄,会打乱原来
13、的工作计划,使工作面提前结束造成采掘失调,工作面接续紧张。掘进率增高为探明煤层厚度变化,需多开巷道进行专门探测,使掘进率相应增高。采出率降低煤层厚度变化大,常造成回采工作中的面积(min j)损失和厚度损失,从而降低了采出率。第14页/共39页第十五页,共39页。褶曲构造对煤矿生产的影响褶曲构造对煤矿生产的影响(1)大型褶曲大型褶曲是矿井设计考虑的主要问题。是矿井设计考虑的主要问题。(2)中型褶曲中型褶曲影响到采区的大小和采区巷道的布置。影响到采区的大小和采区巷道的布置。(3)小型褶曲小型褶曲它影响煤层平巷的掘进方向,从而它影响煤层平巷的掘进方向,从而(cng r)影响工作面长度,给机械化回采
14、、顶板管理影响工作面长度,给机械化回采、顶板管理带来一定困难。带来一定困难。第15页/共39页第十六页,共39页。褶曲的处理褶曲的处理大型褶曲大型褶曲(1)褶曲轴线作为井田边界。)褶曲轴线作为井田边界。(2)大型褶曲在井田开拓部署中的处理方)大型褶曲在井田开拓部署中的处理方法。法。把总回风道布置在背斜轴附近,两翼把总回风道布置在背斜轴附近,两翼(lingy)煤层均可利用。煤层均可利用。把运输巷道布置在向斜轴部附近,用一条运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输巷解决向斜两翼(lingy)的运输问题。的运输问题。第16页/共39页第十七页,共39页。n n中型褶曲中型褶曲n n
15、以轴作为采区中心,向两翼布置回以轴作为采区中心,向两翼布置回采工作面,工作面直接推过褶曲轴。采工作面,工作面直接推过褶曲轴。当褶曲较宽缓,而规模不太大时,当褶曲较宽缓,而规模不太大时,可布置单翼采区,工作面直接推过可布置单翼采区,工作面直接推过褶曲轴部。褶曲轴部。n n小型褶曲小型褶曲n n(1)采面重开切眼生产。在小型)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无法通过,需要重新开掘切眼进行生产。生产。n n(2)采面运输巷改造)采面运输巷改造(gizo)取取直
16、。煤矿要求运输巷在直。煤矿要求运输巷在60m内不能内不能有大的弯曲,弯曲过多无法使用。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,巷道需要曲曲,为满足生产要求,巷道需要改造改造(gizo)取直取直第17页/共39页第十八页,共39页。n n断层对煤矿安全生产的影响断层对煤矿安全生产的影响n n影响采区划分和工作面布置;影响采区划分和工作面布置;n n影响掘进率造成无效进尺;影响掘进率造成无效进尺;n n给支护工作和顶板管理带来困难,给支护工作和顶板管理带来困难,易发冒顶事故;易发冒顶事故;n n由于断层导水,容易引起透水事故;
17、由于断层导水,容易引起透水事故;n n断层破碎断层破碎(p su)带可能出现瓦斯带可能出现瓦斯聚集,易发瓦斯事故;聚集,易发瓦斯事故;第18页/共39页第十九页,共39页。断层的处理断层的处理1开拓设计阶段对断层的处理开拓设计阶段对断层的处理井田边界井田边界(binji)和采区边界和采区边界(binji)的确定。凡是井田内遇到落差大于的确定。凡是井田内遇到落差大于50m的特大型断层时多以大断层为界的特大型断层时多以大断层为界影响采区划分和工作面布置影响采区划分和工作面布置第19页/共39页第二十页,共39页。平巷过断层:平巷过断层:平巷过断层:平巷过断层:当煤层平巷遇断层后,要求不改变当煤层平
18、巷遇断层后,要求不改变当煤层平巷遇断层后,要求不改变当煤层平巷遇断层后,要求不改变(gibin)(gibin)巷道坡度而可改变巷道坡度而可改变巷道坡度而可改变巷道坡度而可改变(gibin)(gibin)巷道的方向过断层,巷道的方向过断层,巷道的方向过断层,巷道的方向过断层,无效无效(wxio)进尺进尺第20页/共39页第二十一页,共39页。构造变动对煤矿的影响构造变动对煤矿的影响 复杂开采技术条件及影响采掘部署;复杂开采技术条件及影响采掘部署;破坏煤炭储量;破坏煤炭储量;断层与褶曲地带断层与褶曲地带(ddi)容易发生事故;容易发生事故;巷道巷道(hng do)遇断层时的处理遇断层时的处理1、开
19、拓设计阶段对断层的处理、开拓设计阶段对断层的处理 井田或采区井田或采区(ci q)边界的确定边界的确定井田:大断层作为边界,如落差井田:大断层作为边界,如落差100m或或50m,在两侧各留在两侧各留30-50m的煤柱,合为边界,减少煤炭损失。的煤柱,合为边界,减少煤炭损失。采区:较大断层作为边界,如落差采区:较大断层作为边界,如落差20m。井筒位置的选择:一般立井井筒要布置在倾角较大的断层下盘,以距离断层井筒位置的选择:一般立井井筒要布置在倾角较大的断层下盘,以距离断层 30-50m为宜;为宜;运输大巷的布置:遇大断层,可改向,但过断层后应尽快进入原设计层位。运输大巷的布置:遇大断层,可改向,
20、但过断层后应尽快进入原设计层位。开采块段的划分:应尽可能将较大断层留在采面之间的煤柱中,如走向断层划开采块段的划分:应尽可能将较大断层留在采面之间的煤柱中,如走向断层划 入阶段煤柱,倾向断层作为采区边界;入阶段煤柱,倾向断层作为采区边界;第21页/共39页第二十二页,共39页。2、巷道掘进阶段对断层的处理、巷道掘进阶段对断层的处理 应根据不同的地质条件和生产对巷道的要求分别应根据不同的地质条件和生产对巷道的要求分别(fnbi)采用不同的方法采用不同的方法 平巷平巷(pn hang)过断层:可采用斜穿煤层顶、底板或顺断层面掘进;过断层:可采用斜穿煤层顶、底板或顺断层面掘进;斜巷斜巷(xi xin
21、)过断层:可采用斜穿煤层顶、底板或顺断层面掘进;过断层:可采用斜穿煤层顶、底板或顺断层面掘进;回采阶段对断层的处理:回采阶段对断层的处理:走向断层的处理:当断层落差小于煤厚,挑顶、卧底而过;走向断层的处理:当断层落差小于煤厚,挑顶、卧底而过;当断层落差大于煤厚或采高,可分采;当断层落差大于煤厚或采高,可分采;倾向断层的处理:当断层落差小于煤厚,挑顶、卧底而过;倾向断层的处理:当断层落差小于煤厚,挑顶、卧底而过;当断层落差大于煤厚或采高,重开切割眼回采;当断层落差大于煤厚或采高,重开切割眼回采;斜交断层的处理:一般与处理倾向断层的方法基本相同;斜交断层的处理:一般与处理倾向断层的方法基本相同;第
22、22页/共39页第二十三页,共39页。n n岩浆岩浆(ynjing)侵入体对煤矿生侵入体对煤矿生产的影响产的影响n n主要表现在以下三个方面:主要表现在以下三个方面:n n1减少煤炭储量,减少煤炭储量,2使煤质变使煤质变差,差,n n3破坏了煤层连续性。破坏了煤层连续性。第23页/共39页第二十四页,共39页。v 煤层塌陷在一定范围内失去开采价值,减少煤炭储量,煤层塌陷在一定范围内失去开采价值,减少煤炭储量,缩短了矿井服务年限,井巷报废;缩短了矿井服务年限,井巷报废;v 由于塌陷破坏煤层的连续性,给井巷工程的布置和施由于塌陷破坏煤层的连续性,给井巷工程的布置和施工,采煤方法和采掘机械工,采煤方
23、法和采掘机械(jxi)的选择增加很多困难的选择增加很多困难v 陷落柱穿透含水层时,将地下导水采掘工作面,在地陷落柱穿透含水层时,将地下导水采掘工作面,在地下水丰富的矿区内,将威胁生产安全;下水丰富的矿区内,将威胁生产安全;l岩溶陷落柱是指煤层下伏碳酸盐岩等可溶岩层,经地下水岩溶陷落柱是指煤层下伏碳酸盐岩等可溶岩层,经地下水溶蚀形成溶蚀形成(xngchng)的岩溶洞穴,在上覆岩层重力作用下的岩溶洞穴,在上覆岩层重力作用下产生塌陷,形成产生塌陷,形成(xngchng)筒状或似锥状柱体,简称陷落筒状或似锥状柱体,简称陷落柱,俗称柱,俗称“矸子窝矸子窝”或或“无炭柱无炭柱”。l。l岩溶陷落岩溶陷落(x
24、inlu)柱柱的影响的影响第24页/共39页第二十五页,共39页。第25页/共39页第二十六页,共39页。第26页/共39页第二十七页,共39页。瓦斯、地热、地压的影响瓦斯、地热、地压的影响瓦斯、地热、地压的影响瓦斯、地热、地压的影响 瓦斯:是伴随着煤炭的形成而生成,在煤矿生成中煤层及其围岩瓦斯:是伴随着煤炭的形成而生成,在煤矿生成中煤层及其围岩瓦斯:是伴随着煤炭的形成而生成,在煤矿生成中煤层及其围岩瓦斯:是伴随着煤炭的形成而生成,在煤矿生成中煤层及其围岩的瓦斯随着涌出,甲烷占绝大多数,其次是氮气和二氧化碳,其他的瓦斯随着涌出,甲烷占绝大多数,其次是氮气和二氧化碳,其他的瓦斯随着涌出,甲烷占绝
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