第四章 煤矿地质图

第四章煤矿地质图第一节井田地形地质图第二节煤层底板等高线图第三节垂直地质剖面图第四节水平地质切面图第五节钻孔柱状图、综合柱状图、煤岩层对比图第一节井田地形地质图煤矿地质图：根据煤田地质勘查，或煤矿建设井巷工程地质编录，或煤矿生产勘查和各种专门勘查工程所获取的大量的原始地质资料，经过分析研究、综合整理、科学推断、按规范要求编制而成的的各种综合地质图件。煤矿地质图主要有：井田地形地质图、钻孔柱状图、综合柱状图、煤岩层对比图、垂直地质剖面图、水平地质切面图、煤层底板等高线图和煤层立面投影图等。第一节井田地形地质图一、概述井田地形地质图是以地形图为底图，根据各种勘查手段和勘查工程所获取的地质资料，经过调查分析、研究后编制而成的图件。主要反映井田范围内地形、地物、地层、地质构造，煤层和标志层、岩浆岩、其他有益矿产的分布以及勘查工程的布置情况等。一般地形地质图的比例为1：10000或1：5000，在地质构造复杂的小型井田可采用1：2000。二、地层单位及其代号地层一般是指地壳历史时期形成的成层岩石。地层划分为不同级别的分层单位称为地层单位。第一节井田地形地质图三、各种地质构造在地形地质图上的表现（一）单斜构造在地形地质图上的表现1.在地形地质图上，水平岩层的地层界线与地形等高线基本平行一致，其露头形态完全取决于地形。第一节井田地形地质图2.当岩层是倾斜的而地面地形起伏变化的时候，地形地质图上岩层的露头线会出现较复杂的弯曲，其复杂程度和弯曲形态取决于地形起伏变化程度和岩层产状变化情况。（1）当岩层倾向与地面坡向相反时，则露头线呈“V”字形或锯齿状曲线。在山谷处表现为一个尖端指向上坡的“V”字形，在山脊处表现为一个尖端指向下坡的“V”字形。岩层倾角越小，所形成的“V”字形线与地形等高线越接近平行；倾角越大，“V”字形比等高线弯曲形状越开阔。第一节井田地形地质图（2）当岩层倾向与地面坡向一致时，且岩层倾角大于地面坡角时，则在山谷处表现为尖端指向下坡的“V”字形，在山脊处形成尖端指向上坡的“V”字形。第一节井田地形地质图（3）当岩层倾向与地面坡向一致，且岩层倾角小于地面坡角时，则露头线所表现的“V”字形与地形的关系，与岩层倾向与地面坡向相反时的情况类似。不同之处在于它的“V”字形脚地形等高线狭窄。第一节井田地形地质图3.倾斜岩层的露头宽度，决定于岩层厚度、地形坡度和岩层倾角。由于井田范围内三者都有变化，所以在地形地质图上，同一岩层的露头线宽度常表现为宽窄不同的现象。（二）褶皱构造在地形地质图上的表现1.在地形比较平坦的情况下，水平褶曲的露头线表现为一组平行或近平行的地质分界线，倾伏褶曲露头线表现为一组呈“之”字形的弯曲曲线。以岩层新老关系识别背向斜，自褶曲核部向两翼，岩层由老到新顺序为背斜，而由新到老为向斜。第一节井田地形地质图第一节井田地形地质图2.在山高沟深起伏较大的情况下，褶曲构造、单斜构造在地形地质图上的露头线都表现为弯曲。（1）根据岩层产状来识别。单斜构造的岩层露头线因地形影响发生弯曲时，其产状不发生变化，如图4-2。褶曲构造的岩层露头线发生弯曲时，其岩层走向会发生变化，如图4-35。（2）根据有无轴线来识别。单斜构造没有轴线；褶曲构造则绘有背斜构造轴线符号或向斜构造轴线符号，如图4-35。（3）根据岩层露头线弯曲情况与地形等高线的关系来判断。第一节井田地形地质图单斜构造露头线曲向与地形等高线有明显的规律性—“V”字形尖端指向一致或相反。褶曲构造露头线曲向与地形等高线无明显规律，如图4-36。第一节井田地形地质图（三）断层构造在地形地质图上的表现当地势平坦时，断层线就是断层面的走向线；当地形高地起伏变化较大时，断层线发生弯曲，其弯曲规律与单斜构造岩层的露头线弯曲规律基本相同，不能代表断层面的走向。第一节井田地形地质图四、井田地形地质图的识读1.图名、图例、标题栏和比例2.坐标线、坐标值和指北方向3.地形特征、地貌概况、地物分布4.地层或岩层分界线符号5.煤系地层、煤层的分布6.地质构造界线和符号第二节煤层底板等高线图一、概述煤层底板等高线：不同高程的水平面与煤层底板界面的交线。煤层底板等高线图：将各条煤层底板等高线，用标高投影的方法，投影到同一水平面上，按照一定比例和规定的线条、符号绘制而成的图纸。第二节煤层底板等高线图煤层底板等高线图图示的主要内容：标题栏、坐标网及图例主要地物井田范围内的各种边界线穿过该煤层的全部勘查工程地质构造要素煤层底板等高线资源/储量计算要素煤层底板等高线图的用途。煤层底板等高线图的比例：1：10000或1：5000第二节煤层底板等高线图二、煤层产状要素及其等高线的表示方法煤层在地壳中的空间位置和产出状态称为煤层的产状。煤层产状三要素：走向、倾向和倾角。1.煤层走向：煤层底板等高线的方向。2.煤层的倾向：倾斜线在水平面上投影的方向。3.煤层的倾角：倾斜线与水平面所夹的锐角。煤层的倾角永远大于伪倾角。第二节煤层底板等高线图三、煤层构造形态在煤层底板等高线图上的表现煤层构造形态：单斜构造、褶曲构造、断层构造。煤层底板等高线图是反映煤层在空间的构造形态的图件。第二节煤层底板等高线图（一）单斜构造煤层在一定范围内，大致向一个方向倾斜的煤层称为单斜构造煤层。单斜构造在煤层底板等高线图上的表现：（1）煤层底板平整，走向稳定、倾角均匀，煤层底板等高线表现为间距大致相等的一组平行直线。（2）煤层走向发生变化时，煤层底板等高线表现为一组曲线；倾角发生变化时，煤层底板等高线之间的水平距离不相等，平距大，倾角小；平距小，倾角大。第二节煤层底板等高线图（3）煤层底板等高线的等高距大小，取决于图纸的比例和煤层倾角的大小，一般采用50m、20m、10m、5m、2m、1m的等高距。大比例、平缓的煤层，等高距小；反之等高距大。第二节煤层底板等高线图（二）穹窿构造及盆地构造煤层穹窿构造的煤层中间凸起，四周变低，盆地构造的煤层中间凹下，四周抬高，其底板等高线表现为封闭曲线。由中央向四周等高线标高值逐渐降低的为穹窿构造，逐渐增高的为盆地构造。第二节煤层底板等高线图（三）褶曲构造煤层连续弯曲的煤层称为褶皱构造煤层。褶皱构造中的每一个弯曲部分称为褶曲构造，其中向上弯曲的部分称为背斜构造，向下弯曲的部分称为向斜构造。第二节煤层底板等高线图1.褶曲构造要素（1）核部和翼部。褶曲构造的内核部分称为核部；核部两侧的煤层称为翼部。（2）轴面和轴线。平分褶曲构造的假象平面称为轴面；轴面和水平面的交线称为轴线。（3）枢纽。轴面与煤层层面的交线称为枢纽。第二节煤层底板等高线图2.褶曲构造煤层底板等高线的表现水平褶曲：枢纽为水平的褶曲。倾伏褶曲：枢纽为倾斜的褶曲。（1）水平褶曲的煤层，其底板等高线表现为一组大致平行的直线。这一组等高线中间标高值小，向两侧增大的为水平向斜；反之为水平背斜。第二节煤层底板等高线图（2）倾伏褶曲的煤层，其底板等高线表现为一组不封闭的连续曲线，各等高线转折点的连线为褶曲轴线。当转折端指向标高值减小的方向时为倾伏背斜，反之为倾伏向斜。第二节煤层底板等高线图（3）褶曲构造煤层底板等高线弯曲、疏密不同，反映着褶曲构造的不同特征。等高线疏密反映煤层倾角变化。如轴线两翼对应的等高线平距相等，说明两翼倾角相等，构造对称；轴线两翼对应的等高线平距不相等，说明两翼倾角不相等，构造不对称。第二节煤层底板等高线图（四）断层构造的煤层煤层受力发生断裂和相对位移后所形成的构造形态称为断层。1.断层要素（1）断层面。煤层发生相对位移时的断裂面。（2）上盘、下盘。若断层面是倾斜的，则位于断层面上方的煤层称为上盘；位于断层面下方的煤层称为下盘。（3）断煤交线。断层面与煤层底板界面的交线。（4）断距。断层两盘沿断层面的相对位移量称为断距。地层断距：断层两盘同一岩层面相对位移的法向距离。水平地层断距：断层两盘同一岩层面相对位移的水平距离。铅直断距（落差）：断层两盘同一岩层面相对位移的铅直距离。第二节煤层底板等高线图第二节煤层底板等高线图2.断层构造煤层底板等高线的表现将断层的上盘煤层底板、下盘煤层底板和断层面三个面用标高投影的方法投影到同一水平面上，就是有断层构造的煤层底板等高线图。第二节煤层底板等高线图第二节煤层底板等高线图1）断层性质正断层：沿断层面上盘相对下降、下盘相对上移的断层。逆断层：沿断层面上盘相对上升、下盘相对下移的断层。正断层在底板等高线图中，表现为上、下盘断煤交线之间煤层底板等高线中断缺失，中断缺失部分为无煤区。逆断层在底板等高线图中，表现为上、下盘断煤交线之间煤层底板等高线中断重叠，重叠部分为上、下盘煤层重复区。第二节煤层底板等高线图2）断层落差在同一条断层的不同地段，断层落差不一样。就是同一个地段，沿不同方向所作的断层铅直剖面上，所反映的断层落差值也有区别。第二节煤层底板等高线图3）断层面产状要素相同标高两交点的连线就是断层面的走向线，走向线的方位角为断层面的走向。垂直于断层面走向线并指向断层面向下倾斜的方向的方位角即为断层面的倾向。∠FNK为断层面的倾角。第二节煤层底板等高线图四、煤层底板等高线图的识读（一）煤层底板等高线图的性质（1）单值性。即任何一条铅垂线与煤层底板界面相交，一般只有一个交点。（2）等值性。即图上同一条等高线上任一点处的标高相等。（3）可量测性。在图上任一处，均可量测求出煤层产状要素。（4）连续圆滑性。连续稳定的煤层其等高线为一组圆滑或封闭的曲线，一般曲率最大点与背斜轴、向斜轴正交。（5）可中断性。煤层底板等高线会出现中断、分岔、相交。第二节煤层底板等高线图（二）煤层底板等高线图的识读1.图名、比例、图例2.坐标线、坐标值和指北方向3.井田边界线、煤层露头线、风氧化带边界线、煤层尖灭线以及最低可采边界线4.井田内主要地物5.勘查工程位置6.识读构造要素，分析煤层构造形态1）选点测算：选择代表性的点量算煤层产状要素。2）单线追索：初步掌握褶曲、断层部位。3）块段分析：以断煤交线为界将井田划分成若干块段，在块段内识读、分析煤层产状变化及构造形态。7.总体概括第二节煤层底板等高线图五、煤层底板等高线图的应用（一）用于了解煤层产状要素及地质构造（二）用于估算井田的煤炭资源/储量1.确定资源/储量估算边界（1）自然边界：由于自然因素使煤层缺失或中断的边界线，包括煤层露头线、煤层尖灭线、冲蚀区边界、火成岩侵入边界、断层线、河流等。（2）工业边界：根据工业指标的要求和开采技术条件确定的能被利用和开采的可采煤层边界线。如井田边界线、煤层最低可采厚度边界线、煤层最高可采灰分边界线。（3）暂定边界：在工业边界内，根据资源/储量估算简单方便需要人为确定的边界线，如某一高程的煤层底板等高线为边界，或以某勘探线为边界等。第二节煤层底板等高线图2.划分资源/储量估算块段（1）煤层埋藏条件（2）煤层厚度（3）地质构造（4）地质可靠程度（5）保安煤柱3.确定资源/储量估算参数1）煤层面积的确定2）煤层厚度的确定3）煤的视密度的确定4.按块段估算资源/储量5.估算全矿井煤炭资源/储量第二节煤层底板等高线图（三）用于矿井设计1.沿煤层开掘水平巷道的设计沿煤层底板等高线开掘的巷道即为沿煤层开掘的水平巷道。第二节煤层底板等高线图2.沿煤层平巷通过褶曲的设计（1）平巷从煤层底板通过。（2）平巷从煤层顶板通过。（3）平巷先穿煤层顶板，遇煤层又穿底板到达煤层，再沿煤层底板等高线掘进。第二节煤层底板等高线图3.沿煤层平巷通过断层的设计第二节煤层底板等高线图（四）用于预计断层的位置1.预计同一条煤层巷道掘进中遇到断层的位置第二节煤层底板等高线图2.预计岩层平巷遇到断层的位置第二节煤层底板等高线图3.预测不同煤层中的断层位置第三节垂直地质剖面图一、概述垂直地质剖面图：用一个垂直地表面的平面沿某个方向垂直向下将地壳切开，按一定比例和规定的符合、线条将切开断面上的地形线、地物线、地层分界线、煤层界线和地质构造等情况投影到垂直切面上而编绘成的地质图件。图示内容：（1）图名、图例、比例、剖面方向。（2）剖面线所切过的地形、地物、经纬线、水平标高线。（