【正文】 地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) ? 第一節(jié) 巖石概念 ? 四 、 巖石的鉆屑 （ 巖芯粉 ） 特征 ? 灰?guī)r ? 砂巖 ? 泥巖 ? 砂質(zhì)泥巖與泥質(zhì)砂巖 8 ? 第二節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造 ? 一、地質(zhì)構(gòu)造的概念 ? 地質(zhì)構(gòu)造（簡(jiǎn)稱構(gòu)造）是指在地殼運(yùn)動(dòng)的作用下，巖層改變?cè)嫉穆癫貭顟B(tài)（原始狀態(tài)一般呈水平或近水平且在一定范圍內(nèi)連續(xù)完整）所產(chǎn)生的變形或變位的形跡。 ? 硬度值并非絕對(duì)硬度值，而是按硬度的順序表示的值。 ? 通常用的普氏巖石分及法就是根據(jù)堅(jiān)固性系數(shù)來(lái)進(jìn)行巖石分級(jí)的，如： ? （ 1）極堅(jiān)固巖石 f=15～ 20（堅(jiān)固的花崗巖，石灰?guī)r，石英巖等） ? （ 2）堅(jiān)硬巖石 f=8～ 10（如不堅(jiān)固的花崗巖，堅(jiān)固的砂巖等） ? （ 3）中等堅(jiān)固巖石 f=4～ 6（如普通砂巖，鐵礦等） ? （ 4）軟巖石 f=～ 3（如黃土、僅為 ） ? 礦巖的堅(jiān)固性也是一種抵抗外力的性質(zhì)，但它與礦巖的強(qiáng)度卻是兩種不同的概念。 5 第一章 地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) ? 第一節(jié) 巖石概念 ? 三、巖石的硬度 ? 巖石硬度可分為普氏硬度和摩氏硬度。在常壓下硬度越低的巖石，隨著圍壓增大，其硬度值增長(zhǎng)越快。但層理對(duì)巖石硬度的影響正好與對(duì)巖石強(qiáng)度的影響相反。所以我們說(shuō)，硬度對(duì)鉆掘工程而言是一個(gè)主要力學(xué)性能參數(shù)?？箟簭?qiáng)度是固體抵抗整體破壞時(shí)的阻力，而硬度則是固體表面對(duì)另一物體局部壓入或侵入時(shí)的阻力。例如在礦井井下火成巖侵入處，存在變質(zhì)巖與沉積巖之間的漸變過(guò)程。 ? 地球表面的巖石以沉積巖為主，約占地殼面積的 75%，海洋底幾乎全部為沉積巖覆蓋。 ? 沉積巖 ? 沉積巖是由早期形成的巖石（母巖，如巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖）經(jīng)過(guò)風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)后，在一定地質(zhì)條件下沉積、固結(jié)成巖而形成的新巖石。 ? 巖石也是構(gòu)成各種地質(zhì)構(gòu)造和地貌的物質(zhì)基礎(chǔ)。 ? 巖石一般具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： ? 大多數(shù)巖石是礦物的天然集合體，由一種或多種礦物按一定方式結(jié)合而成。煤礦井下鉆探技術(shù) 永貴能源開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司 二〇一三年十二月十九日 1 前 言 ? 不要昧著良心干活。 ? 巖石具有一定的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征。了解巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造特征，有助于分析鉆孔鉆進(jìn)巖性、分析目標(biāo)層位的地質(zhì)、水文地質(zhì)及瓦斯地質(zhì)特征，有利于提前對(duì)水害防治及煤與瓦斯突出防治做準(zhǔn)備 。煤層是由古代植物的形成可以燃燒的沉積巖層。地殼較深處和上地幔的上部主要由火成巖和變質(zhì)巖組成。在地球的發(fā)展演變過(guò)程中，由于地質(zhì)作用的復(fù)雜性、多期性和漫長(zhǎng)性，三大類巖石之間可以相互轉(zhuǎn)化的。因此，硬度指標(biāo)更接近于鉆掘過(guò)程的實(shí)際情況。 ? 影響巖石硬度的因素也可分為自然因素和工藝因素兩大類： ? （ 1）巖石中石英及其他堅(jiān)硬礦物或碎屑含量愈多，膠結(jié)物的硬度越大，巖石的顆粒越細(xì)，結(jié)構(gòu)越致密，則巖石的硬度越大。垂直于層理方向的硬度值最小，平行于層理的硬度最大，兩者之間可相差～ 。 ? （ 4）一般而言，隨著加載速度增加，將導(dǎo)致巖石的塑性系數(shù)降低，硬度增加。系數(shù)分為普氏硬度系數(shù)和摩氏硬度系數(shù)。 6 ? 第一節(jié) 巖石概念 ? 三、巖石的硬度 ? 摩氏硬度 ? 摩氏硬度是由德國(guó)的礦物學(xué)家摩氏 (Frederich Mohs)首先提出來(lái)的，作為評(píng)判礦物硬度的標(biāo)準(zhǔn)。莫氏硬度僅為相對(duì)硬度，比較粗略。 ? 二、地質(zhì)構(gòu)造的類型 ? 地質(zhì)構(gòu)造的表現(xiàn)形式是多種多樣的，有簡(jiǎn)單的，也有復(fù)雜的。 巖層產(chǎn)狀要素就是用來(lái)說(shuō)明巖層產(chǎn)狀的參數(shù) 。時(shí)，用象限角表述其產(chǎn)狀為 N25176。）、 ∠ 21176。 ∠ 21176。 第一章 地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) 12 第一章 地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) ? 第四節(jié) 煤層底板等高線圖 ? 一 、 煤層底板等高線及煤層底板等高線圖 煤層底板等高線是在勘探及礦井生產(chǎn)中 ， 根據(jù)鉆孔孔口標(biāo)高及煤層深度計(jì)算或通過(guò)井上 、 下測(cè)量獲得的煤層底板標(biāo)高相等的點(diǎn)的連線 。 ? （ 二 ） 鉆孔其它參數(shù) ? 孔口位置 ? 在井下進(jìn)行重要鉆探工程時(shí)，往往需要設(shè)計(jì)鉆孔孔口（開(kāi)孔）坐標(biāo)，甚至鉆孔終孔坐標(biāo)（以 X表示經(jīng)線， Y表示緯線， Z表示海拔標(biāo)高），以反映了鉆孔開(kāi)始位置以及終止位置。平面圖形中鉆孔投影較空間傾斜鉆孔長(zhǎng)度小，水平鉆孔投影后與平面圖中的大小一致 。 19 第二章 井下鉆孔 ? 第二節(jié) 井下鉆孔要素確定 ? 一、鉆孔要素確定 ? （二）鉆孔傾角計(jì)算 20 第二章 井下鉆孔 ? 第二節(jié) 井下鉆孔要素確定 ? 一、鉆孔要素確定 ? （二）鉆孔傾角計(jì)算 ? 三角函數(shù)（配合作圖）法 ? （ 2）斜交煤層走向鉆孔傾角、孔深計(jì)算圖斜交煤層走向的鉆孔傾角 β、孔深H分別按下式計(jì)算，各參數(shù)如 “圖 斜交煤層走向鉆孔傾角、孔深計(jì)算參數(shù)圖”所示。巷道施工方位為 92176。 =；井下使用鉆桿長(zhǎng)度為 ，則鉆桿末端距離巷道右?guī)偷木嚯x為 =，該鉆進(jìn)方向即為鉆孔設(shè)計(jì)方位。 孔深（凈進(jìn)尺）就是總進(jìn)尺與殘尺的差值。 ? 三種進(jìn)尺主要是井下現(xiàn)場(chǎng)用來(lái)記錄加減鉆桿情況，方便原始記錄填寫(xiě)，是考核各施工小組（班）鉆進(jìn)情況的依據(jù)。如《煤礦防治水規(guī)定》規(guī)定 “探水鉆孔除兼作堵水或者疏水用的鉆孔外，終孔孔徑一般不得大于 75 mm” 。m ? S— 雙泵系統(tǒng) ? 鉆機(jī)結(jié)構(gòu) ? 鉆機(jī)整體結(jié)構(gòu)：主機(jī)（座架、動(dòng)力頭、夾持器、立柱和鉆具等）、操縱臺(tái)、泵站三大部分組成。m ? L （ D） — 履帶式 ? 鉆機(jī)結(jié)構(gòu) ? 本鉆機(jī)采用整體式布置，全機(jī)由主機(jī)、泵站、操縱臺(tái)和履帶車體四大部分，各部分之間用軟管連接。 35 ? 第二節(jié) 鉆頭、鉆桿及其它 ? 一、鉆頭 ? （二）鉆頭規(guī)格 ? 巖芯鉆探中使用的鉆頭規(guī)格只要有： 4 5 7 9 1 1 150、170mm等多種規(guī)格。煤礦井下常用的鉆進(jìn)方式有硬質(zhì)合金鉆進(jìn)、金剛石鉆進(jìn)和沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。 ? 二、金剛石鉆進(jìn) ? 金剛石鉆進(jìn)比其它鉆進(jìn)方法有許多優(yōu)越性 ， 它具有鉆進(jìn)效率高 、 鉆探質(zhì)量好 、孔內(nèi)事故少 、 鋼材消耗少 、 成本低及應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn) 。第一次封孔時(shí)，距離孔口 2～ 3m處及封孔管末端各纏繞上棉紗，中間注入賽瑞高分子材料進(jìn)行封孔， 如“圖 二次封孔鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖”。因注漿泵采用壓風(fēng)進(jìn)行注漿，水泥漿通過(guò)裂隙