煤矿常见地质构造

陷落柱编号
• 1、陷字第一个字X加序号，如：X1、X2、 X3....... • 2、
三、褶皱构造
• 1、背斜
• 2、向斜
背斜
向斜
褶皱构造中的一个弯曲—褶曲。 向上的弯曲—背斜，向下的弯曲—向斜。 背斜核心的岩层较老，外围的岩层 较新。向斜核心的岩层较新，外围的 岩层较老。
褶曲形态
水平岩层 1.水平岩层：基本保持水平状态的沉积岩层（倾角﹤50 ） 。 2.水平岩层特征： A.地质界线与地形等高线平行或重合； B.老岩层在下，出露在地形低处；新岩层在上，分布在高处； C.岩层厚度是其顶、底面的标高差； D.岩层出露宽度取决于岩层厚度和地面坡度。
F20：
该符号主要出现在采掘工程平面图、井 上下对照图及构造与巷道关系示意图上。
其中： 1、F20表示断层的编号； 2、H=3m指的是断层的落差是3m； 3、33°代表是断层面的倾角； 4、长线所指方向代表断层的走向； 5、箭头所指方向代表断层面的倾向； 6、短线代表断层下降盘所在的一侧。
• 即：正断层的倾向与下降盘在同一侧， 图中表示为箭头指向与两短线同向。
94303正断层
F85
破顶区 石灰岩 泥岩 破底区 砂质泥岩
开始过断层示意图
94303正断层
F85
进风巷
9号煤
泥岩
破底区 9号煤
后期过断层示意图
逆断层
IX2224巷逆断层
砂质泥岩
H=2m 泥岩
0.7m
94307机采面切眼逆断层
掘进方向 F83 H=1.3m 2.0m
探测煤层
切眼左帮示意图
92311工作面逆断层
（二）、按断层两盘相对运动分类
1．正断层：上盘下降、下盘上升的断层； 下盘上升 断层面 断层面

三、煤的形成

古代植物
泥炭化阶段
成煤阶段
高温、高压
浸泡、厌氧细菌
（三）矿图知识
有了正确的矿图，才能进行新的采掘工程设计， 才能进行通风、排水、运输、供电等系统的规划 设计，才可以指导持续的安全生产。 矿图主要有下几种: １、矿山测量图 矿山测量图是反映矿区地形地物情况、采煤巷 道位置和煤层的采掘情况的重要图纸。 （１）矿区地形图：地形图是矿山勘探、设计、 施工与开采必不可少的图纸。通过野外测得的地 形原图或经过编绘得到的编绘原图。
（二）、煤层的厚度

薄煤层
中厚煤层 厚煤层
＜1.3m
1.3～3.5m 3.5m以上


（三）、煤层的产状要素



走向：煤层层面与水平 线相交的线叫走向线， 走向线延伸的方向叫煤 层的走向。 倾向：煤层层面上与走 向垂直的线叫倾斜线， 倾斜线由高水平指向低 水平的投影方向。 倾角：煤层层面与水平 面的夹角
一、煤的埋藏特征
断层对煤矿生产的影响： （１）断层破碎带是径流的良好通道，地表水和地下水 往往沿通道流入井下，使涌水量增加，在水文地质复杂 的矿井还可能引起突水事故。 （２）瓦斯矿井中，在断层破碎带附近，容易聚集大量 瓦斯，可能会造成瓦斯突出事故，给生产带来危险。 （３）断层及其附近，由于岩石破碎，降低了岩石强度， 容易发生垮落冒顶，因此，在施工中必须注意安全。
-30 A B
-10
-20 -30
-10
-20
-30 下盘交线 N M
-10
-20
-30
上盘交线
a
正断层
b 逆断层
一、煤的埋藏特征
３、其它矿图
（１）通风系统图：表示矿井通风系统的线路、 通风设备和通过井下巷道及工作面的风量、风速 等情况的总图。(演示)(演示) （２）运输系统图：表示从工作面开始到主井井 底为止的整个井下运输系统、运输方法、运输设 备和各级运输量的综合图纸。 （３）排水系统图：表示井下各个水平、各个地 段涌水排出井外的排水路线、排水设备和排水量 的综合图纸。

大型断层；落差在20~50m之间的称为中型断层；落差小于20m 的称为小型断层。 • 图2－9 根据断层走向与所在煤层走向关系分类 • F1－走向断层；F2－倾斜断层； • F3－斜交断层 • （3）断层特征。①断层岩层两盘产状可能不同，地层不连续，有地层擦痕和地层牵引现象。
走向地层还表现为地层重复或缺失。
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
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。
着一个面，而是沿着一个破碎带发生时，这个带称为断层破碎带。②断层线。 断层面与地面的交线，即断层面在地面的出露线。它大致反映断层的延伸方 向。 • ③交面线。断层面与煤层底板面的交线。 • ④断盘。被断层面分开的两侧岩块。若断层面是倾斜面的，根据岩块与断层 面的相对关系，分为上盘和下盘。上盘位于断层面上方；下盘位于断层面下 方。 • ⑤断距。断层两盘相对移动的距离。未错开前的某点，错动后分裂为两点， 分别在两个盘上，测得两点的实际距离称总断距。 • ⑥落差。断层两盘上对应点的铅直断距，如图2－7所示。

断 层 的 定 向预 测 方 法 和 回采 工 作 面 中小 断层 的 定 位 预 测 方 法 。 关键 词 ： 巷道 掘 进 ； 质 构 造 ； 地 断层 定 向 预 测
研究地质小构造类型和相应 的过构造 的掘进对策 ，对煤矿安全 ２ ． ２巷道过逆断层的掘进对策。 巷道过逆断层时主要表现为煤层 生产有一定 的现实意义 。在煤矿设计 中大型地质构造往往作为井 田 重叠。当巷道由断层下盘 向上盘通过时 ， 应注意上顶重叠煤层冒顶事 应加强顶板支护工作 ， 通常采用加密棚距通过。当巷道 由 边界和采区边界 ，掘进 中经常遇见的地质构造主要是 出现在煤层顶 故 的发生 ， 底板 中的各种小型地质构造 ， 如小断层 、 小褶皱。这些小型地质构造 断层上盘 向下盘通过断层时 ， 需要调大巷道坡度 打板通过 。 由于构造类型不 同， 加之所处 的煤层开采地质条件不同 ， 其掘进过构 ２３巷道在复合顶板煤层 中的掘进对策复合顶板易冒顶 ， ． 不好支 造时所采取的方式也应不 同。首先要搞清楚矿井内部构造分布 的区 护 ， 巷道掘进时应尽可能地沿直接顶掘进 。 ３ 中小 型 断层 的定 向预 测 方 法 在 矿 井 生产 的 掘 进 工作 中 。前 方 域特征 ，根据 已施工的掘进和开拓巷道实际揭露断层资料对正施工 巷道的前方隐伏断层进行定向预测 ；其次是依据实测断层对回采工 的隐伏断层往往造成另一盘煤层或者岩层 的变化 。使沿煤层的巷道 作面的中小断层进行定位预测 ； 最后与井下物探资料进行综合分析 ， 迷 失方 向。定 向预 测就 是 为 了寻 找 断 失 的煤 层 并 及 时确 定 巷 道掘 进 提供预测图纸 ， 从而达到保证生产顺利进行 的目的。 的方向。杏花煤矿通常采用下列几种预测方法： １常见 的 地质 小 构 造类 型 ３ ． １煤岩层层位对比法。 依据巷道 已揭露的断层另一盘煤岩层的 煤矿地质小构造主要 是伴生 、 次生 、 派生于大型地质构造之 中 ， 层位 ， 结合矿井 的标志层 、 煤层及煤层顶底板特征 ， 通过层位对 比确 受大型地质构造控制的次一级 的小型地质构造 ， 主要包括小 断层 、 小 定断层 的性质和断距 ， 以此寻找断失的煤层 ， 达到对煤层定 向预测 的 褶皱 、 复合顶板等。 目的。例如： 在西翼 ７５ 工作面风道掘进时。开始为沿着 ３ ４１ ＃煤层顶 １ ． １小断层。 ． １掘进过程出现小断层的标志。 １． １ 掘进过程可能出 板掘进遇一断层 ， 另一盘岩性 为灰 白色细砂岩 ， 具有炭化面和水平层 现小断层 的标志主要有 ： 煤层顶板或底板移位 ； 在顺着煤层的巷道 中 理 ， 由于 ３ 样煤层顶底板中都有这一层砂岩 ， 所以很难确定 断层 的性 出现煤厚急剧增大而后出现岩石楔子； 煤层厚度减小甚至出现尖灭 ； 质和落差 ， 为此 ， 在巷道迎头布置一垂直 的下孔 ， 钻孔 揭露 矿井标 志 煤层突然被岩石取代 ； 煤层顶板或底板出现岩性变化 ； 出现被揉皱的 层 ， 结合断层产状确定 了本断层为正断层 ， 也为掘进指 出了方向。 岩石带 ； 裂隙壁有滑动痕迹等现象 。 这些现象表 明巷道前方可能有断 ３ ． ２规律类推法。积累了大量 的地质资料 ， 通过对资料 的分析整 层 出现。１ ． ．２小断层类型。掘进中常见的小断层有正断层 、 １ 逆断层 、 理 ， 找出其 中的规律。 依此规律可以帮助确定正在施工巷道所遇断层 层滑构造、 小裂隙（ 破碎带１ 小断层一般落差在 ５ 。 ｍ以内。 小型正断层 的性质 ， 从而指导寻找断失的煤层和巷道施工 的方向。 以反倾正断层居多 ， 一般来说上盘下降 ， 下盘上升 ， 断层面倾 向和煤 ３ ． ３构造对 比法 。 构造对比法就是在新掘巷道遇断层后与相邻巷 层面倾向相反。断层面一般较平整 ， 上下两盘煤层和煤层顶底板往往 道或邻近的上下煤层所掘巷道 已经揭露 的实测断层 的性质相对 比， 比较完整， 围岩稳定性往往相对于逆断层要好。 小型逆断层以同倾逆 从而确定新揭露断层的性质 ， 达到定向寻找断失煤层的 目的。 断层居多 ， 一般来说上盘上升 ， 下盘下降 ， 断层面倾 向和煤层面倾 向 ３ ． ４根据派生的小型构造及断层面特征寻找断失的煤层 。 靠近断 相同。断层面一般不太平整 ， 地层倾角较大。逆断层上下两盘煤层常 层附近的煤岩层 由于断层的影响发生变形常常形成弯曲 ，这种弯曲 常伴有小褶皱 ， 造成巷道支护条件进一步恶化。给巷道过构造增加难 称为牵引褶曲。 牵引褶 曲弧形弯 曲突起方向指示本盘的移动方 向， 牵 度 。层滑构造主要表现为岩层受到外力的作用后 ， 发生岩层间滑动 ， 引褶曲一翼与断层面交一锐角 ， 锐角方向指示另一盘移动的方向 ， 即 层滑构造附近煤岩层层理常常表现混乱 ， 、 煤 岩强度变弱。小裂隙（ 破 为找煤方 向。 ： 碎带１ 主要是受区域地质构造影响， 造成局部煤岩层应力集 中， 煤岩层 ３ ． ５作图分析法 。 作图分析法就是把新揭露 的断层产状资料填绘 发生破裂 ， 但未发生位移。小裂缝造成岩石强度变弱 ， 给巷道支护增 到矿井地质剖面 、 煤层底板等高线 图、 煤层立面投影 图和水平切面 图 加了难度。 上， 然后把这个断层与同煤层 、 同水平 、 不同煤层 、 同水平 的巷道 已 不 １ ． ２小褶皱。 小褶皱常见有小型向斜 、 小型背斜 、 煤层顶板挠 曲构 经查明的断层进行综合分析对 比，如果新揭露的断层与已经查 明的 造， 其中以煤层顶板挠曲构造为主。顶板挠曲构造往往规模不大 ， 影 断层产状一致或相似且特征相似 ， 并且能够 自然连接 ， 那么可认 为新 响范 围也就 ２ ｍ左右 ， ０ 主要表现为不规则的小褶皱 。 这些小褶皱造成 断层就是 已经查明的断层的延伸 ，因此该断层的性质和规模 即可确 附近煤岩层发生塑性变形 ， 巷道支护环境破坏 ， 严重时会造成 冒顶伤 定 ， 从而指示寻找断失的煤层 ， 达到定 向预测 的目的。 人事故。 ４ 回采 工作 面 中小 断层 的定 位预 测 １ － ３复合顶板 。 煤层顶板一般由伪顶 、 直接顶和老顶组成 。 有些煤 定 向预测是为了保证掘进开拓工作 的顺利进行。当该项工作结 层顶板在伪顶与直接顶之间有 １ 层薄煤线 ，有时有 多层煤线 与薄岩 束 ，采区工作面形成 以后就要求对采区工作面的中小断层进行定位 层互层 ， 组成复合顶板 。该顶板给巷道支护增加了难度。 预测。 特别是随着 回采机械化程度的提高 ， 对工作面中断层定位预测 的准确性要求也越来越高 ，准确 的定位预测能为确定采煤方法 和采 ２不 同地质构造下的巷道掘进对策 从而保证生产的顺利进行 。 ２１巷道过正断层 的掘进对策。掘进巷道过正断层有两种情形 ： 煤机械提供保证 ， ． ２１ 巷道 由断层上盘向下盘掘进 。掘进见断层后表现沿顶板掘进过 ．． １ 结束 语 程中突然煤层顶板上升 ， 往往造成冒顶事故的发生 。 巷道掘进过程 中 掘进巷道所见地质小构造 比较复杂 ，但常见地质小构造类型却 旦煤层倾角发生急变， 或煤岩层层理紊乱 ， 巷道前方有可能揭露断 只有那么几种 ， 总结过地质小构造 的掘进对策 ， 可以指导现场掘进支 层， 应做好过断层前准备工作 ， 用煤 电钻 向前上方 探煤层顶板位置 ， 护， 确保掘进安全生产。 参考文献 防止一旦揭露断层造成上顶抽 冒。 过断层时应采用棚子支护， 并对棚 １ １ 矿 Ｍ． 北京： 煤炭工业出版社 ，９ ９３ — ０ １９ ：５ ８ ． 距进行适当加密。 ，２ ２１ 巷道由断层下盘 向上盘掘进 。 ． 巷道见断层后煤 『 柴登榜． 井地质工作手册『 ］ 层顶板下移 ， 巷道过断层时需打板 ， 巷道坡度需 向下调整。 『 李元利． ２ １ 煤层断裂 １ ． ： 阜新 阜新矿业学院出版社 ，０ ４ １２ １ ０ ２ ０ ：０ — １．