矿井地质学绪言
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第一章:绪论1、矿井地质工作的意义:1)必要性:任何一项工程的建设,都离不开地质勘查。
煤矿生产也不例外,从寻找煤田→煤矿的规划设计→矿井建设→煤矿生产,每个阶段都需要不同精度、循序渐进的地质工作。
2)重要性:地质体是异常复杂多变的,只有在充分了解地质情况的基础上,矿井建设和煤炭生产才能达到技术合理,经济高效,否则工作就陷入盲目,不仅造成巨大的经济损失,甚至可危及安全。
3)迫切性:机械化采掘是煤炭工业发展的趋势,是科技进步的必然结果,具有高产高效、经济安全、劳动强度低和回采率高等多种优点。
但机械化采掘(特别是综采)适应地质条件变化的能力低,因此,在生产过程中迫切需要准确查明和预测地质条件的变化。
2、矿井地质工作的任务:1. 研究地质规律,解决地质问题2. 提供地质资料,指导采掘生产3. 针对新增问题,组织矿井勘探4. 核查资源/储量,进行动态管理5. 预测地质灾害,提出防治方案6. 调查环境地质,配合环境保护7. 综合利用资源,调查伴生矿产3、矿井地质工作的阶段和内容:1. 建井地质工作基本内容:提供矿井基建工程和首采区设计与施工所需的地质资料;进行井巷地质观测编录和综合分析;查明和处理施工中出现的地质、水文地质和工程地质问题;编制建井地质报告和移交生产的地质资料,为投产后的生产地质工作奠定基础。
2. 生产地质工作基本内容:及时进行井巷、采面和钻孔的地质观测编录;随时补充和修改各种综合性地质图件;定期计算储量,掌握储量变动,进行储量管理;合理布置各种形式的矿井地质勘探;适时编制和提供各种地质报告、地质说明书和开展地质预报;配合采掘区队正确处理采掘过程中出现的地质变化。
第四章矿井生产地质条件第一节矿井构造1、矿井生产地质条件研究意义:地质构造普遍存在于一切矿井,只是其复杂程度、表现形式和对生产的影响大小各有不同。
地质构造不仅本身严重影响煤矿生产建设,而且还对其他开采地质条件具有明显的控制作用,在研究煤厚变化、顶板稳定性、煤与瓦斯突出、岩浆侵入、岩溶陷落、地温、地压等开采地质条件时,都要考虑地质构造的控制作用。
第一章采前地质评价采前地质评价是指在矿井、水平、采区设计之前,根据已有地质资料,对设计区的开采地质条件所作的科学评价。
它既包括根据开采地质条件,选择合适的采掘方式,同时又包括根据采掘方式选择开采地质条件适宜的采掘场地。
其目的在于解决采掘方式与地质条件之间彼此适应的问题。
搞好采前地质评价,必须了解不同采掘方式对开采地质条件的要求,必须解决评价开采地质条件的方法。
这是矿井地质急待解决,但尚未很好解决的难题。
第一节综采地质条件评价当前,我国的采煤工艺,按机械化水平的高低和受地质条件限制的程度,依次分为综采、高档普采、普采、炮采、不正规开采等五类。
其中综采机械化程度最高,受地质条件限制最大。
因此,重点阐明综采地质条件的评价,即可起到举一反三的作用。
一、综采地质条件评价的意义和要求综采是综合机械化采煤的简称。
它是一种使用双滚筒采煤机、自移式液压支架和可弯曲刮板输送机的现代化采煤工艺。
各种型号的采掘机械及其配套设备,都是按一定的地质条件设计的,如果地质条件适应于综采设备的技术特性,机械没备的优势就能充分发挥,并显示出高产、高效、经济、安全、劳动强度低和回采率高的优点;反之,如果地质条件不适应综采设备的技术特性,机械设备的优势不仅不能充分发挥,反而会严重影响煤矿生产。
因此,根据地质条件选择综采设备,根据综采设备选定综采场地是我国煤矿实现综合机械化的重要经验。
当前,综采对地质条件的要求比较严格,总的要求是煤层稳定,厚度适宜,结构简单;褶皱开阔,产状平缓,断层稀少,顶板完整,较易冒落,底板平坦,承载力强;无涌水和瓦斯突出隐患等。
为了满足综采对地质条件的要求,在进行综采地质条件评价时,必须确切查明和合理评价影响综采的各种地质条件,选准选好综采场地,划定各类架型的适用地段,为综采的正常接续准备条件和制定规划。
二、综采地质条件评价的内容和方法影响综采的地质条件主要有:煤层厚度、煤层结构、煤层顶底板、地质构造、煤层冲刷带、岩溶陷落柱、煤与瓦斯突出、水文地质及工程地质等方面。
岩溶陷落柱又称喀斯特落柱,是指煤层下伏碳酸盐等可溶岩,因地下水溶蚀引起上覆岩层冒落而成的剖面上呈柱状的塌陷体。
暴露于空气中的煤炭自身氧化积热达到着火温度而自然燃烧的现象,称煤炭自然发火在一定条件下,煤炭从接触空气到自燃所经过的时间称煤层自然发火期。
矿山压力简称矿压或地压,它是矿山采掘工程引起的,在围岩中重新分布的力。
井巷或工作面周围煤岩体,由于弹性变形能的瞬时释放而产生的突然,剧烈破坏的动力现象称为冲击地压。
开拓煤量:是指通向采区的全部开拓巷道均已掘完,并可开始掘进采区准备巷道时所构成的开采煤量。
准备煤量:是指在开拓煤量的范围内,采区准备巷道均已掘完,并可开始掘进回采巷道时所构成的可采储量。
回采煤量:是指在准备煤量范围内,开采前必须掘好的巷道全部完成时所构成的开采储量。
常见的矿井物探方法:坑道无线电波透视法、瑞丽波探测技术、槽波地震法、矿井地质雷达、井下电法探测技术、其他矿井物探方法煤层自燃阶段潜伏期、自热期和燃烧期突出机理:在进行采掘作业时,改变了煤岩体的性质,造成应力转移并集中在某处,造成该处煤岩体破坏,失稳的煤体快速破裂并抛出。
煤岩体破坏后产生裂隙,游离在煤中的瓦斯开始沿着裂隙渗出。
渗出的瓦斯将裂隙周围的煤岩体粉化,煤粉与瓦斯一同进入巷道。
在粉化的同时又将吸着和溶解在煤体中的瓦斯解吸出来将裂隙进一步扩大,煤岩中的瓦斯进一步解吸,将更多的煤岩体粉化并带出。
直至煤粉完全堵塞巷道或巷道垮塌,瓦斯突出终止。
煤层厚度变化:影响采掘部署、回采计划、巷道掘进率、煤炭采出率、矿井或采区的服务年限褶曲:影响井筒位置的选择、巷道和工作面布置、煤层开采、生产安全断层:影响井田和采区的划分、井田开拓方式的选择和采区的布置、巷道掘进量、回采工作面生产、煤矿安全生产、矿井煤炭储量岩浆侵入体:产状不同,对煤层影响范围不同、位置不同,对煤质的影响程度不相同、大小、厚度直接影响煤的变质程度、性质不同,对煤层的影响不同。
煤与瓦斯突出防治措施(1)区域防突措施1)开采保护层;2)预抽煤层瓦斯(2)局部防突措施1)石门、立井、斜井揭煤工作面防突措施。