第一章 采前地质评价

第一章采前地质评价一、教学目的通过学习，使大家了解和掌握综采地质条件评价的内容和方法；掌握矿井地质条件分类指标和方案。二、教学内容§1－1综采地质条件评价§1－2矿井地质条件分类三、重点与难点采前地质评价－指在矿井、水平、或采区设计之前，根据已有地质资料，对设计区开采地质条件所做的科学评价。它既包括根据开采地质条件选择合适的采掘方式，又包括根据采掘方式选择与开采地质条件相适宜的采掘场地。地质条件→方式→场地目的：解决采掘方式与地质条件之间彼此适应问题§1－1综采地质条件评价一、综采及综采对地质条件的要求（一）综采双滚筒采煤机+自移式液压支架+可弯曲刮板运输机（二）综采对地质条件的基本要求1.煤层：稳定，厚度适宜，结构简单2.构造：褶皱开阔，产状平缓，断层稀少3.顶板：完整，较易冒落4.底板：平坦，承载力强5.其他：无涌水和瓦斯突出隐患理想的采区和采面：煤厚稳定，厚度最小值大于支架下限高度0.2m，最大高度与支架上限高度相当。二、综采地质评价的内容和方法（一）单项评价1.煤层厚度及其稳定性评价评价方法和步骤：（1）综合分析煤厚资料，编制煤厚等值线图：分析厚度变化规律和幅度；冲刷带位置和范围，冲刷幅度；确定分合区界线；夹矸厚度；陷落柱位置。n′—见煤点≥最低可采煤厚的点数n—评价区域内所有见煤点数（2）定量评价煤厚稳定性薄煤层：煤厚可采性指数km+煤厚变异系数γ中厚煤层：煤厚变异系数γ+煤厚可采性指数km通过对全矿井、分水平、分采区的煤厚稳定性计算，结合定性分析，参照矿井地质规程拟定的km和γ值界限，确定煤层稳定程度。（3）圈定综采场地，计算综采储量在定量分析基础上，结合矿井开拓布置和其他地质条件，划分出适宜于不同支架的综采区域地段。在综采区内，划分出煤厚低于支架高度须人工破顶、破底的范围。最后按采区、采面计算储量。2.地质构造及其复杂程度构造对综采的影响：综采采区和采面对构造的基本要求：构造简单，产状平缓断层稀少，能形成正规的采面（尺寸要求）（1）构造指数法基本思路：以区域构造分析为基础，首先推断区域构造应力方向；然后按构造等级对每个地质块段（以断层为边界）的构造破坏程度赋予适当的构造指数；最后用分级赋予的构造指数之总和表示各地质块段的构造破坏程度。一级构造指数取决于断裂组数及主压应力方向与块段的空间关系：一组断裂构成的块段：构造指数为3；二组断裂构成的块段：构造指数为5～7；三组断裂构成的块段：构造指数为8～10；二级构造破坏指数取决于构造组合形式、形态：地垒：1阶梯状构造：2地堑：3三级构造指数取决于是否有次级构造破坏：地垒：0.3阶梯状构造：0.6地堑：1.0（2）断层破坏指数法面密度（断层条数指数）：单位面积上断层条数。条/km2断层长度指数：单位面积上断层长度。条/km2断层强度指数：单位面积上断层长度与断距的乘积。一般用断层的长度指数作为衡量断层破坏程度的指标。前苏联学者利用巷道断层的条数指数k2求算断层的长度指数k1：Β－断煤交线与断层走向间平均夹角3.煤层顶底板及其稳定性综采面理想的顶板条件：完整，采时不冒落，采后易冒落。“缓倾斜煤层顶板分类方案”：直接顶：不稳定顶板；中等稳定顶板；稳定顶板；坚硬顶板按老顶来压强度：来压不明显来压明显来压强烈来压极强烈直接顶稳定性分类的依据：强度指标D+直接顶初次来压步距LD=σc1c2其中σ－岩石单位抗压强度c1－裂隙影响系数c2－分层厚度影响系数老顶来压强度分级指标：N=老顶厚度/采高数值越大，对采面影响越小顶板稳定性研究步骤：（1）根据揭露的顶板资料，分析顶板岩性、组合特征、分层厚度、层理、裂隙情况，分区建立顶板岩性柱状图；（2）分区、分类采样，进行物理力学测定，评定岩石的坚固性，膨胀性；（3）分析已采区顶板稳定性资料和数据，对未采区顶板类型和稳定性作出评价和预测；（4）编制顶板类型预测图或顶板地质险情合成图，作为选择综采场地、划分支架类型、制定顶板管理方法的依据。（二）综合评判1.综合指数法（1）找出影响综采的地质条件：（2）对每一地质条件按其对综采是否有利分级：1级：无影响，2级：使综采能力降低，3级：须消除其影响，（3）对每个级别分别赋予一定的有利程度指数；1级：赋值3；2级：赋值2；3级：赋值1。（4）对研究区划分块段（方格），统计块段的有利指数；（5）按块段指数情况划分出有利或不利的综采区域。2.等性块段指数法（1）等性块段：指具有一定面积，且主要地质特征大体相当经济地质体。（2）等性块段指数法：以等性块段未评价开采地质条件复杂程度的基本单元，首先分因素划分出等性块段，按各因素的复杂程度进行分级，并分级赋予一定的指数值，最后对各类块段进行叠加合成，求算出合成块段的各类指数之和，以合成后的指数作为评价综采地质条件的依据。§1－2矿井地质条件分类一、矿井地质条件分类的概念二、矿井地质条件分类指标与分类方案（一）分类指标主要指标：构造复杂程度：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类煤层稳定程度：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类辅助指标：煤层顶底板：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类煤层倾角：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类其他：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类1.地质构造复杂程度的评定a.大中型断层：数量、组数、交切关系b.褶皱：发育与否、宽缓程度c.岩浆侵入：有无，侵入体产状、对煤层破坏程度重点看其对采区划分的影响程度：Ⅰ类：对采区合理划分无影响；Ⅱ类：对采区合理划分有一定影响；Ⅲ类：对采区合理划分有影响，只能分出部分正规采区；Ⅳ类：很难划分出正规采区2.煤层稳定性评价先评定煤层的稳定性，后统计储量比例，根据规程划分类型。d.煤层稳定性辅助指标：e.顶底板f.倾角g.其他（二）分类方案1.分类原则：（1）一般情况下以构造复杂程度和煤层稳定程度两项指标确定矿井地质类型。Ⅰ类：两指标同为Ⅰ；Ⅱ类：一指标为Ⅱ，另一指标为Ⅰ或Ⅱ；Ⅲ类：一指标为Ⅲ，另一指标为Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ；Ⅳ类：一指标为Ⅳ，另一指标为Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ；Ⅴ类：两指标同为Ⅳ。4.矿井类别的更改（2）当辅助指标超过主要指标一个级差以上并且成为矿井正常生产主要矛盾时，可适当提高一个级别。3.分类编码Ⅱ－ⅡaⅠdⅠefg