授课题目 第一章 岩土体结构的工程地质研究
教学目的
与
教学要求
掌握地质体、岩体、工程地质单元、结构面、结构体、岩体结构等基本概念；了解结构面分级；掌握结构面的自然特征和结构面的强度特征；了解岩体结构类型及岩体工程分类原则和土结构和构造的工程地质研究
主
要
内
容
第一节 岩土体结构的基本概念
第二节 结构面主要类型及其自然特征
一、结构面的成因类型；
二、结构面分级
三、结构面的自然特征
第三节 结构面的强度
一、无充填结构面的抗剪强度
(一)平直光滑无充填结构面的抗剪强度。
(二)粗糙起伏无充填结构面的抗剪强度
二、有充填结构面的抗剪强度
第四节 岩体结构类型及岩体工程分类原则
第五节 土结构和构造的工程地质研究
重点与难点
结构面、结构体、岩体结构等基本概念；结构面的自然特征和结构面的强度特征。
教学方法
手段（教具）
参考资料 1 戚筱俊．工程地质及水文地质．北京：中国水利水电出版社，1997
2 陈德基主编．水利工程勘测分册．北京：中国水利水电出版社，2004
3 崔冠英主编，水利工程地质，北京：中国水利水电出版社，1999．
4 左建，郭成久等主编．水利工程地质．北京：中国水利水电出版社，2004
5 孙文怀．工程地质与岩石力学．北京：中央广播电视大学出版社，2002
6 李智毅，杨裕云主编．工程地质学概论．武汉：中国地质出版社，1994
7 张倬元，王士天，王兰生编著．工程地质分析原理．北京：地质出版社，1981
8 胡厚田．土木工程地质．北京：高等教育出版社，2001
课后作业与
思考题
课后思考题：第一章课后思考题与练习题1~4、7~10题。
教学后记
讲稿部分
教学过程 时间分配
第一章 岩土体结构的工程地质研究
第一节 概述
1．岩体的概念
通常将工程影响范围内的岩石综合体称为岩体，它是地壳的一部分。一个岩体的规模大小，可视所研究的工程地质问题所涉及的范围和岩体的特点而定。
第一章 矿井基本概况
1.1井田概况
1.1.1地理位置
四矿位于平顶山矿区中部，距市中心约6km，地理坐标为东经：11°15′57″北纬：33°46′17″。矿区内公路成网，程平干线、平郏公路贯穿其中。矿用铁路与外界相接，由平漯线东接京广，由平宝线西接焦枝。
图2.1矿井地理位置图
1.1.2井田开拓
平煤股份四矿为立井多水平下山开拓，主提升系统分别为一水平主井和二水平主井；副井为一、二水平共用，井底车场为环形卧式车场，岩石石门连接各采区。
1.1.3开采规模
平煤股份四矿位于平顶山矿区中部，东部以一、二矿为界，南部三矿为界，西部以五矿、六矿为界，矿井东西走向约2000m，南北倾斜长约5500Km，井田面积19.29平方公里，矿区为低山丘陵地形。
1.1.4矿井生产能力
平煤股份四矿是一个有51年开采史的老矿井，四矿于1958年建成投产，原设计能力60万吨/年，后经多次技术改造，2006年矿井核定生产能力为280万吨/年。
1.1.5生产采区基本情况
目前有两个生产水平、一个开拓准备水平。其中一水平标高±0m, 二水平标高-265m，三水平标高-600 m。全矿井共划分四个生产采区和一个准备采区，其中一水平有丁九采区、戊九采区；二水平有己一东翼采区、己三采区和庚一准备采区; 一水平丁九采区布置有1个综采工作面；戊九采区布置1个综采工作面和2个掘进工作面。二水平己一东翼采区布置1个综采工作面，己三采区布置1个综采面、1个安装面和4个掘进工作面，庚一准备采区布置4个开掘工作面；三水平开拓工程布置2个开拓工作面。
1.2煤层地质概况
1.2.1煤层赋存情况
四矿井田含煤地层自下而上有：石炭系太原组、二迭系山西组、下石盒子组和上石盒子组，目前主要回采煤层有丁5、丁6、戊8、戊9、戊10、己15、己16、己17、庚20共4组9层煤，其中丁5.6合层煤厚度为3.24～4.4m，平均3.64m，煤层结构较复杂；戊8煤层厚度为0.65～2.45m，平均2.00m；戊9煤层厚度为0.56～1.45m，平均值1.08m，煤层结构简单；戊10煤层厚度1.68～2.70m，平均为2.31m；己15煤层厚度0.25～3.7m，平均1.28m，煤厚总体上呈东厚西薄的规律性变化，煤层结构简单；己16煤层厚度为1.18～5.36m，平均3.32m，煤层结构简单；己17煤层厚度为1.18～5.36m，平均3.32m，煤层结构较简单；庚20煤层厚度1.5～2.47m，平均1.8m，煤层结构简单。
第1章,煤矿基本情况
第一章煤矿基本情况第一节井田概况一、地理位置和交通情况谢家沟煤矿位于盘州市，行政区划隶属盘州市羊场乡管辖。距盘州市城区43km，交通较方便。根据贵州省国土资源厅颁发的采矿许可证（证号：5200000830850），矿界范围由6个拐点圈定，地理坐标：东经104477.65－1044723.71，北纬255621.88－255651.47。水城盘州市的县级公路从矿区东侧通过，沪昆高速公路和320省道在矿区南部外围通过，矿区有约25km简易公路与主干道相连。
矿井交通位置见图图1－1－1。
二、地形地貌区内地处黔西南高原向黔中丘原的过渡地带。大部分地区海拔1500m以上，地貌属侵蚀、岩溶中高山地貌，地形起伏较大，地势总体北西高南东低的阶梯地形。区内最高点位于矿区北西部附近山顶，海拔1875m；最低点位于区内东南部河沟中，海拔1510m；相对高差365m。矿区侵蚀基准面标高约为1400m。地层岩性以碎屑岩为主。自然植被以低矮次生灌丛草坡为主，乔木较少，冲沟较开阔，水土流失严重。
三、地面水系矿区处于珠江流域的北盘江水系，环状及树枝状水系发育。区内无大的河流。矿区以东部的山脊为分水岭，分水岭两侧冲沟发育，多呈树技状分布，冲沟水流量受季节降雨影响变化较大，雨季常发生山洪，枯季流量小至干涸，动态变化显著。
四、气象特征区内气候属亚热带湿润季风气候。年均气温约14.5℃，7－8月平均温度2122℃，日最高气温约33－35℃，1月气温最低，月均约6.1℃，日最低气温零下1－6℃左右。由于高差较大，地势低洼的谷地气温较高，高山上则偏寒冷，二者温差可达3－5℃左右。年均降雨量1482.3mm，5－9月为雨季，降雨量约占年降雨量的80%以上，且多有大
图图1－1－1矿井交通位置谢家河沟煤矿
暴雨，常引发滑坡泥石流等地质灾害。冬春季一般干旱少雨，冬季常有降雪，高山多有凌冻。
五、地震情况根据国家地震局颁发的《中国地震动参数区划图（GB18306-2015）》及《建筑抗震设计规范》（GB500112010）附录A我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组规定，井田的地震基本烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。本井田及其邻近区域未记载有破坏性地震发生,区域稳定性较好。
第一章 煤矿地质知识
1.常见的沉积岩主要有哪几种？
角砾岩、砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及页岩、石灰岩
2.什么叫地史？地层和地史的区别是什么？
地壳的发展历史简称地史。地层是在地史的发展阶段形成的沉积岩层。
3.简述煤的形成过程。
第一阶段——泥炭化阶段。在古代成煤时期，地球上气候温暖而潮湿，植物生长茂盛，特别是湖泊沼泽地带密布着茂密的森林或水土植物。死去的植物遗体堆积在湖泊沼泽底部，随着地壳缓慢下沉逐渐被水覆盖与空气隔绝，在细菌参与的生物化学作用下，植物遗体开始腐烂分解，有的变成气体跑掉，有的变成液体流失，被保留下来的部分变成泥炭层。植物遗体演变成为泥炭的过程称为泥炭化阶段。
第二阶段——煤化阶段。随着时间推移，地壳继续缓慢下沉，泥岩层被水携带来的泥砂等物质覆盖，并且覆盖层逐渐加厚，在压力和温度的作用下，泥炭层逐渐脱水、压紧，碳的含量也逐渐增加，这时泥炭就变成了褐煤。如果地壳继续下沉，覆盖岩层不断加厚，褐煤在高温、高压的作用下，引起内部分子结构物理性质的变化，含碳物质进一步富集，氧和水分含量进一步减小，密度增大，颜色变深，硬度增加，逐渐地变成了烟煤，煤的这种变质过程称为煤化阶段。
4.煤的物理性质和化学性质主要包括几种？常用的煤质指标和工业分类指标各有哪些？
煤的物理性质包括光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、密度和容量、导电性等。煤的物理性质与煤中所含杂质有关，成分相同的煤的物理性质是随变质程度而改变的。
煤的化学组成主要是有机质和无机质两大类。有机质是煤的主要组成部分，它包括碳、氢、氧、氮和有机硫，还有少量磷等；无机质包括矿物质和水分，绝大多数是煤中的有害成分，对加工利用不利。
常用的煤质指标：水分Ｗ、水分Ａ、挥发分Ｖ、发热量Ｑ、胶质层厚度Ｙ、含矸率
工业分类指标：可燃基挥发分Ｖdaf(%)和胶质层的最大厚度
5.反映煤岩层产关要素是什么？
走向：煤层或岩层面与水平面相交的线称为走向线。
倾向：煤层层面上与走向线垂直向下的倾斜线的水平投影所指的方向。
