煤矿地质课件——第六章 影响煤矿生产的地质因素.ppt

* 2、特征 1）地表特征：（1）盆状陷落区； （2）丘状凸起 (3)柱状破碎带 (4)特殊地貌形态 2）井下特征 （1）柱面的垂直剖面为两条折线； （2）平面形状为一封闭曲线； （3）剖面形状为梯形，上小下大； （4）柱面沉积物：铁质、钙质、泥质； （5）柱高与岩溶大小、地下水排泄条件有关； （6）柱内特征： 3、井下遇陷落柱前的预兆： 1）煤岩层产状变化，向中心倾斜 2）裂隙增多 3）小断层发育 4）煤被氧化，光泽变暗 5）瓦斯增加 * （二）淤泥带 淤泥带：在可溶性岩层地区，地下水溶蚀构造节理，使之成为很深的裂隙，泥土和碎石填入这些裂隙即形成淤泥带。 淤泥带的特征： 1、多发生在冲沟地带。 2、上宽下窄，到一定深度消失。 3、平面延展方向受构造控制。 4、带内物质成分沿垂直方向上的变化： 二、岩溶塌陷误判的原因和判别标志 （一）误判原因 岩溶塌陷与构造变动相似的现象： 1、岩层不连续；2、裂隙发育； 3、煤层破碎；4、淋水； 5、遇大块岩层填入巷道。 * （二）判别标志 陷落柱的判别标志： 1、岩性标志。 2、接触面不平整，无擦痕。 3、顶、底板产状无大变化。 4、地表出现，井下必然出现。 三、陷落柱的观测与探测 （一）陷落柱的观测： 生产矿井对陷落柱观测的要求，可归纳为五查、五看、五定。 （二）陷落柱的探测： 1、钻探：目前生产矿井常用的手段之一。 2、巷探：小断面的巷道。 3、物探：1）仪器：无线电波坑道透视仪——坑透仪。 2）原理： 3）观测方法：（1）同步法；（2）定点法 * * 四、岩溶塌陷的处理方法 1、陷落柱的处理： 1）主要开拓巷道遇陷落柱：按原计划施工。 2）回采工作面遇陷落柱：处理原则：查清其范围，缩短工作面回 采。 3）回风巷、运输巷遇陷落柱：一般直接通过。 2、淤泥带的处理： 1）巷道过淤泥带： （1）直接穿过巷道； （2）绕过。 2）工作面过淤泥带： （1）淤泥带横穿工作面时，重开切眼。 （2）工作面内局部出现淤泥带，利用巷探查清其范围，缩短工作 面渡过。 * 第五节 矿井瓦斯 瓦斯：是指在煤矿生产过程中，从煤和围岩中释放出来的一种多成分的混合气体。 一、矿井瓦斯的形成及分带 1、瓦斯的成分和性质：瓦斯中甲烷（CH4）占绝大多数。 瓦斯又称沼气，为无色、无味、无毒，可以燃烧和爆炸的气体。比重为0.554，比空气轻，聚集在巷道上部。 2、瓦斯的赋存状态 1）游离状态瓦斯：以气体分子自由运动于煤层孔隙和裂隙中的瓦斯。 2）吸着状态瓦斯： （1）吸附瓦斯：吸附在煤岩体表面的瓦斯，它往往形成一层薄膜。 （2）吸收瓦斯：瓦斯分子进入煤体内部，与煤分子紧密结合成固 溶体。 * 3、瓦斯的成因 瓦斯的形成和煤的 形成是同步的，而且贯穿整个成煤过程的始终，但瓦斯大量生成并保存下来，是在煤的变质作用阶段 。 1）生物化学作用阶段 植物成煤第一阶段有机质分解形成瓦斯，此阶段形成瓦斯是大量的，但保存很少，因为此时成煤物质多暴露在地表或埋藏很浅，绝大多数瓦斯都逸散到大气中。 2）变质作用阶段 成煤的第二阶段过程中，煤炭物质产生热解，发生一系列变化同时产生大量瓦斯。该阶段形成的瓦斯，由于在地下深处，不易扩散，煤矿生产中所揭露的瓦斯绝大部分是这阶段形成 3）油气田瓦斯侵入来源于周围的含油层 * 4、瓦斯分带 煤层瓦斯成分由浅而深大体可分为四带 第一带：N2--CO2带： CH4=0—10%，N2=20—80%，CO2=20—80% 第二带：N2带： CH4=0—20%， N2=80—100%，CO2 =0—20% 第三带：N2 -- CH4 带： CH4=20—80%，N2=20—80%, CO2=0—20% 第四带：CH4 带： CH4=80—100%， N2=0—20%，CO2=0—20% 前三带称为瓦斯风化带，其深度差 别很大，决定于空气透入条件， 上部煤岩层风氧化情况及地下水 活动强弱程度。 * * （2）大型褶曲在井田开拓部署中的处理方法。不是所有的大型褶曲轴都必须作为井田边界，在有的井田内也可以有大型褶曲存在。若在井田内有大型背斜构造，开拓系统中常把总回风道布置在背斜轴附近，两翼煤层均可利用。有些位于向斜构造的矿井，常把运输巷道布置在向斜轴部附近，用一条运输巷解决向斜两翼的运输问题。 如果利用立井或斜井开拓，井筒位置最好不要布置在向斜轴部附近，因为这种井筒布置须留较大的保护井筒煤柱，损失煤炭资源。大型向斜轴部的煤层顶板压力常有增大现象，必须加强支护，否则极易发生垮塌事故。在高瓦斯矿井中，若岩层透气性差，背斜轴部常是瓦斯突出危险区，应