【精品】矿井地质学

地质09-4苏金胜05092301木沙江05092298任亚平05092300刘登吴05092294煤层是煤矿开采工作的对象。煤层厚度不同，开采方法也不同，煤层厚度发生变化，必然要影响矿井的采掘上作。所以，煤层厚度变化是影响煤矿生产的重要地质因素之一。一、煤层厚度变化对煤矿生产的影响二、煤层厚度变化的地质成因三、煤层厚度的测量四、煤层厚度变化的探测五、生产过程中对煤层厚度变化的处理一、煤层厚度变化对煤矿生产的影响，归纳起来有以下几个方面:公1.影响采掘部署:例如:煤厚4.0''-'7.0米的厚煤层，分层回来，由于局部地段煤层出现底凸薄化或河流冲蚀破坏，煤层变薄为Or-.-2.0米，直接影响了分层回采的层数、来高的确定和分层巷道的布置。再如开采薄煤层H才原设计六个工作面，后因区内出现古河流冲蚀带，只能布置三个工作面，影响了生产的正常接替.公2.影响计划生产:煤层厚度变化大，勘探或采掘巷道所圈定的煤层厚度和煤炭储量就不可靠，就会造成回来计划不落实，采掘工作被动。浙江长广煤矿王村井开采的c煤层，呈藕节状变化，据三个来区资料验算，由巷道固定的煤量仅为勘探储量的62.5%，实际采出的煤量只有48.4%.由于勘探储量不落实，造成了生产计划安排上的困难。3.掘进率增高:煤层厚度变化大的矿井，为了探明煤厚，需专门布置一些探巷，所以增加了巷道掘进率。湖南金竹山煤矿2151工作面在国栗过程中，为探明煤厚变化和过薄煤带重开切眼，使巷道较原设计增加53%。根据南方一些矿井的统计，煤厚变化大，掘进率也相对较高，万吨煤掘进率一般在200300米左右。4.回采率降低煤厚变化常造成工作面的面积损失和厚度损失，如无法来出的局部增厚的顶煤或底煤，局部出现的分叉煤层及薄煤带边缘的可采块段等。北京某矿开采的三号煤层，煤厚变化从O.7米到13.4米，结构复杂，回采率只能达到48%，须经两次复采，才能达到国家规定。心5、影响矿井或采区的服务年限:当;煤层厚度变化大，煤层变薄至不可采的地段大面积出现时，可j建成煤炭储量减少，肉而降低了矿井或采区的服务年限。令煤层厚度变化对矿井生产造成了很多不利的因素，下面就介绍一下对煤层厚度产生变化的地质因素。一、煤层厚度变化的地质成因引起煤层厚度变化的原因是多方面的.煤层厚度变化常是多利l肉素复合作用的结果，只是其11J某种肉素起主导作用。在榴皱和断层均发育的地区，;煤层厚度变化受断层和福皱双重影响，增厚、变薄、分义、尖灭现象频繁，;煤层常呈透镜状、藕节状、串珠状等，构造形成煤层包裹体滞留破碎带对;煤厚的影响也非常显，甚至造成局部区间煤层变薄或无煤，形成;煤层包裹体等。沉积环境对煤层结构影响也很复杂，基底是均衡性对煤层的平均厚度的稳定性有很大的影响，聚;煤凹陷的说明煤层在形成过程中聚煤凹陷的基底沉降表现为不均衡性，地壳不均衡沉降引起的煤厚变化会使煤层山现分叉、变薄、尖灭的现象。1、榴皱构造对煤层厚度的影响在地壳运动影响下，岩层受水平方向挤压力的长期作用发生塑性变形.而形成波状弯曲，这种构造形态称为裆皱构造。煤层本身比较松软，在构造应力的影响下容易发生塑性流动和变形.导致煤层产生局部加厚、变薄及尖灭等，榴皱构造变动对煤层厚度的彩响较明显。煤厚构造变化往往发生在剧烈榴皱的煤田中，而且主要与不对称、不协调和挤压紧密的裙皱，大型柄皱中的次级波状小褐皱，以及挠曲转折端有关。2、断裂构造对煤层厚度的影响断裂构造对煤层厚度的影响较桐皱构造而言稍微较弱一点.表现在断层的性质、产状、分布密度等不同程度地影响煤层的空间分布和厚度及深度变化。断层引起的煤厚变化直接破坏了煤层的连续性，增加了开采的难度。在断层附近，煤层厚度都会出现不同程度的加厚带和交薄带现象，一些逆断层两侧可能ill现煤层的逆掩重叠或挤压聚集，形成厚煤带;而一些正断层由于引张拖拽作用，可导致断层附近上、下盘;以层厚度变薄。3、岩浆侵入对煤层厚度的影响岩浆岩发育地段附近中小断层也较为发育，我国有近三分之一的煤矿在含煤地层中发现有岩浆侵入现象。岩浆侵入、穿插或接近煤层，一方面导致岩浆溶蚀交代煤层，从而破坏煤层的连续完整性。减少煤田的可开采储量:另一方面导致煤的接触变质，煤的灰分增高，粘性降低，甚至变成天然焦炭.从而降低煤的工业价值。、沉积环境对煤层厚度的影响(1)、同沉积断裂活动对煤层厚度的影响由于煤层在沉积过程I11，存在着不断活动的断裂构造。仁致断裂带两侧山现不同|幅度的沉埠，引起煤厚的相应变化，般断层上盘的煤厚大于下盘的煤厚，煤层变化影响范围一般不大。表现为在煤层中有时常山现断层两侧的煤、岩层厚度显著差别，断层两侧的煤层的不同厚度呈条带状，沿断裂线、向展布.厚煤层常出现在下降盘.上盘煤层厚度相对较薄.顶板全部断开时，断层上下盘的岩性差异更大，在断裂带附近的煤层中，常出现分叉现象。2)、地壳不均匀沉降对煤层厚度的影响由于构造条件的不同.煤层在形成过程中，H现沼基底的差异性运动，导致;煤层形态和厚度的区域性变化.:煤层中常出现多层的分叉、变薄、尘灭，央石层数及其厚度向地壳沉降|幅度与速度大的方向有规律性的增加.该种煤层变化影响范围一般较大。(3)、沉积环境和古地形对煤层厚度的影响由于泥炭沼泽发育的古地形起伏不平，使泥炭层的堆积存在一个填平补齐的过程，因此煤层厚度随着基底地形的高低而有所变化，该种成因的煤厚变化一般影响规模较大。煤层的产状发生明显的变化.煤层的下部出现藉节状和倒开.状等现象.煤层底板凹凸不平而顶板正常平整。(4)、河流?中蚀作用对煤层厚度的影响由于泥炭层堆积过程111，遛受沼泽边缘发育的溪流冲蚀，使:04层中问夹wI流沉积物，造成厚度变化。经常遇到煤层中的岩体与煤层镶嵌咬合。且局部犬石层数增多，纣构复杂，岩石性质为砂岩或砂质泥岩，夹石干外形为串珠状或透镜状，煤层厚度相对变都.在平面表现为宽度不大的弯曲变形衍。三、煤层厚度的测量1、掘进煤层巷道的探煤厚工作(1)、在能够揭露煤层全部厚度的薄煤层及中厚煤层的巷道中，可用皮尺或钢卷尺垂直煤层顶，底板的层面直接测量煤层真厚度。(2).在只能揭露煤层厚度一部分的厚煤层及部分中厚煤层的巷道中，必须用钻探或巷探来探测煤层的全部厚度。2、回采工作面的探煤厚工作在缓倾斜或倾斜的厚煤层分层开采的工作面中，为了正确控制各个分层的回采厚度，仅据回采巷道中的煤厚点是不够的，一般还要在上分层的开采过程中，既测量实际采高，又随着工作丽的推进，按一定的探煤问距探测下分层煤厚。四、煤层厚度变化的探测令煤层厚度变化有各种各样的原因，也呈现多种多样的形式。生产部门为了采掘工程的合理布置和可采煤量的正确计算，要求随着井巷施工和工作面回采，测量煤厚，探查煤厚变化范围和规模，及时采取技术措施，以减少其对采掘的影响，防止资源损失。。为了有效的进行煤厚变化的探测工作，要求尽可能正确的鉴定各种变化的地质特征，判别各种不同的地质成因，按照生产的要求，测定煤层分叉、尖灭、增厚、变薄的开采技术界线。1、煤层分叉尖灭的探测(1)、煤层呈多层次的，比较稳定的分叉，在急倾斜矿井中，可用井下钻探和阶段石门来探测。(2)、煤层呈短距离的不稳定分叉，一般是根据主分层布置巷道，其他达到可采厚度的次要分叉层，可用钻孔或探巷圈出，然后按自上而下的顺序进行回采。(3)、分叉煤层分合区线的国定。为对分叉煤层合理分层分区来布置巷道和选择采煤方法，必须根据分区分采的要求，圈出分合区界线。2、煤层底凸薄化的探测(1)、利用钻探控制巷道掘进方向的底凸位置;(2)、利用煤层底板倾角变化，推测掘进前方的底I宽度;(3)、布置探巷穿越底凸部位，直接国定煤层j民板凸起的位置及薄化的范围;(4)、利用工作面上分层边采边探的煤层编录资料，编制该煤层顶、底板等高线图，研究泥炭沿沼泽基底的地形，以圈定煤层底凸薄化的位置和范围。3、煤层构造变化带的探测对于构造引起的煤厚变化，主要是查明煤层变薄带的分布，并在采掘过程中测量煤层厚度，确定该煤层最低可采厚度的边界。煤层厚度变化是影响煤矿开采的主要因素之一，严重制约采掘工作的正常进行。造成采掘比例失调，生产成本提高。工作效率降低及井田煤炭储量减少等。合理布置采掘工程，为了准确计算煤炭储量和要求在生产过程中尽可能正确地鉴别煤层厚度变化的地质特征，以便较好地预测煤厚变化的规律，确保煤炭资源合理开采和充分利用。所以对煤层厚度变化的处理也很重要。五、生产过程中对煤厚变化的处理令1、掘进过程中对煤厚变化的处理(1)掘进过程IF'遇到煤层分叉、尖灭现象时如果探知分叉煤层的上分层稳定可采，而下分层变薄至尖灭，则巷道应紧靠;煤层顶板掘进，避免误入下分层:反之，应向下分层掘进。(2)掘进采区上山或下山遇到煤层变帮带时如果煤层变薄的范围不大，有确定有煤层可供开采，巷道最好采用挑顶或挖底的方法直接穿过煤层变薄带(3)沿煤层掘进主要运输巷道遇到煤层的局部变薄带或尖灭带可直接穿过。2、回采过程中对煤层厚度变化的处理(1)煤层的变薄带或不可采区的范围很小时采用平推直过的方法(2)煤层变薄带的范围较大时采用另开巷道绕过煤层变薄带(3)回采工作面大面积没煤时分块回采令Thankyou