井巷工程教案第01章煤田地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)-全文預(yù)覽
【正文】 00。地物是指地面上各種不同的物體，如農(nóng)田、河流、道路、森林、房屋建筑等，地貌是指地面高低起伏的形態(tài)，加高山、盆地、山谷、山脊等。為了反映巷道在地下的空間位置和狀態(tài)，將巷道各點(diǎn)的標(biāo)高注記在巷道水平投影圖上，這樣在平面圖上即可以看到巷道的水平投影形狀又可看出巷道高低起伏的位置關(guān)系。圖112 平面直角坐標(biāo)系 圖113 平面直角坐標(biāo)網(wǎng)3．標(biāo)高投影標(biāo)高投影圖就是注明有標(biāo)高數(shù)字的正投影圖，如圖114所示的是某一立井標(biāo)高投影圖。地面上任一點(diǎn)至水準(zhǔn)面的垂直距離稱為該點(diǎn)的高程，由于選取的水準(zhǔn)面不同，高程又分為絕對(duì)高程和相對(duì)高程。在礦圖上，通常都畫(huà)有平行于縱橫坐標(biāo)抽的直線所構(gòu)成的方格網(wǎng)，稱為坐標(biāo)方格網(wǎng)，每個(gè)小方格一般為100 mm100 mm，在每一條縱橫直線上注明其坐標(biāo)值，此值就是這條直線距縱橫坐標(biāo)軸的垂直距離。順時(shí)針?lè)较蚺帕?，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限。（2）平面直角坐標(biāo)。個(gè)別局部反映圖也有1：50、l：100、1：200以及自行確定的一定比例尺。即比例尺的表示方法常用的有數(shù)字比例尺和圖示比例尺。斷層對(duì)煤礦設(shè)計(jì)、生產(chǎn)影響很大。圖111 斷層示意圖a正斷層；b逆斷層；c平推斷層根據(jù)斷層走向與巖層走向的關(guān)系分：走向斷層——斷層走向與巖層走向平行；傾向斷層——斷層走向與巖層走向垂直；斜交斷層——斷層走向與巖層走向斜交。（2）逆斷層。圖19 斷層要素 圖110 斷距示意圖ab－垂直斷距（落差）；bc－水平斷距根據(jù)斷層兩盤(pán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向，斷層可分為以下三種類(lèi)型。如果斷后面直立時(shí)，就無(wú)上、下盤(pán)之分，可按兩盤(pán)相對(duì)上升或下降的位置分上升盤(pán)或下降盤(pán)。（1）斷層面。其規(guī)模變化很大，小的斷層延伸僅有幾米，相對(duì)位移不過(guò)幾厘米；大的斷層可延伸數(shù)百公里至數(shù)千公里，相對(duì)位移可達(dá)幾十公里；有的大斷層甚至跨越洲際，切穿地殼硅鋁層。節(jié)理發(fā)育的密集程度也差異很大，相鄰兩節(jié)理的距離可從數(shù)厘米到數(shù)米。斷裂構(gòu)造可分為節(jié)理和斷層兩類(lèi)。褶曲的基本形式可分為背斜和向斜兩種。以下的煤層稱作近水平煤層。；傾斜煤層 ——＝25～45176。視傾斜線與其相應(yīng)的視傾向線的銳夾角（圖17中）稱為視（假或偽）傾角。巖層的傾角表示巖層的傾斜程度。當(dāng)傾斜線與巖層的走向線垂直時(shí)，稱該傾斜線（圖16中ON；圖17中AD）為真傾斜線，相應(yīng)的傾向線（圖16中ON′；圖17中OD）稱為真傾向線，相應(yīng)的傾向也稱為真傾向（簡(jiǎn)稱傾向）。巖層傾向表示巖層向地下傾斜延伸的方向。當(dāng)巖層面是平面時(shí)，其走向線為一組水平的直線；當(dāng)巖層面是曲面時(shí)，其走向線就成為水平的曲線。巖層走向是表示巖層在空間的水平延展方向。因此，可以說(shuō)自然界中地質(zhì)構(gòu)造的基本表現(xiàn)形式有褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造兩種。這些主要由地殼運(yùn)動(dòng)所引起的巖石變形變位現(xiàn)象在地殼中存在的形式和狀態(tài)就稱為地質(zhì)構(gòu)造，簡(jiǎn)稱為構(gòu)造。③不穩(wěn)定煤層 煤層厚度變化較大，無(wú)明顯規(guī)律，結(jié)構(gòu)復(fù)雜至極復(fù)雜。1. 按煤層傾角分類(lèi)2. 按煤層厚度分類(lèi)3. 按煤層穩(wěn)定性分類(lèi)煤層穩(wěn)定性指煤層形態(tài)、厚度、結(jié)構(gòu)和可采性的變化程度。老底指位于直接底之下的巖層。（2）底板底板指位于煤層下方一定距離的巖層。巖性多為砂巖或石灰?guī)r，一般厚度較大，強(qiáng)度也大。它不像偽頂那樣容易垮塌，但采煤回校后一般能自行垮落，有的經(jīng)人工放頂后也較易垮落。巖性多為碳質(zhì)頁(yè)巖或碳質(zhì)泥巖，厚度不大，一般為幾厘米至幾十厘米。隨著開(kāi)采深度的增加，礦山壓力、井下溫度、涌水量與瓦斯涌出量等，都將增大。表12 一般地區(qū)煤層最低可采厚度標(biāo)準(zhǔn)（地下開(kāi)采）3．煤層的層數(shù)及層間距各煤田中的煤層數(shù)目不同，少的只有一層或幾層；多的可達(dá)十幾層到幾十層。2．煤層厚度煤層的頂板與底板之間的垂直距離叫煤層厚度。巖石夾層的巖性最常見(jiàn)的有碳質(zhì)泥巖、碳質(zhì)粉砂巖。1. 煤層結(jié)構(gòu)根據(jù)煤層中有無(wú)穩(wěn)定的巖石夾層（夾矸），將煤層分為兩種結(jié)構(gòu)類(lèi)型。（7）設(shè)計(jì)損失量。由于勘探程度不高，有待進(jìn)一步勘探，提高儲(chǔ)量級(jí)別后，才能直接利用。（4）工業(yè)儲(chǔ)量。（2）平衡表外儲(chǔ)量。A、B級(jí)稱為高級(jí)儲(chǔ)量；C、D級(jí)稱為低級(jí)儲(chǔ)量。二、煤層埋藏特征(一)煤田和儲(chǔ)量1．煤田在同一地史發(fā)展過(guò)程中，由炭質(zhì)物的沉積并連續(xù)發(fā)育而造成的大面積含煤地帶，稱為煤田。褐煤、煙煤、無(wú)煙煤均屬腐植煤類(lèi)。煤是由植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的極其復(fù)雜的生物化學(xué)、物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)變而成的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是發(fā)明了顯微鏡以后，人們終于揭開(kāi)了這個(gè)千年之謎：煤是由植物轉(zhuǎn)變而來(lái)的。第一章 煤田地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)地質(zhì)工作是煤礦生產(chǎn)的先鋒，地質(zhì)資料（主要指煤層和巖層的埋藏情況）是礦井設(shè)計(jì)與日常生產(chǎn)的重要依據(jù)。第一節(jié) 煤層埋藏特征與煤層分類(lèi)一、概述(一)煤的形成雖然我國(guó)采煤和用煤的歷史可以追溯到上千年前，但人們一直不清楚煤是怎樣形成的。在自然界，腐植煤占絕大多數(shù)，目前開(kāi)采的也主要是腐植煤。在泥炭化階段，低等植物及浮游生物遺體經(jīng)腐泥化作用形成腐泥，高等植物遺體經(jīng)泥炭化作用形成泥炭；在煤化階段，腐泥轉(zhuǎn)變?yōu)楦嗝海嗵拷?jīng)煤成巖作用轉(zhuǎn)變?yōu)楹置?，褐煤?jīng)煤變質(zhì)作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊熋汉蜔o(wú)煙煤等。其中煙煤又可分為長(zhǎng)焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤以及貧煤，越往后煤化程度越高。表11 煤炭?jī)?chǔ)量分類(lèi)表根據(jù)煤田內(nèi)不同塊段的勘探程度，將儲(chǔ)量分為A、B、C、D四級(jí)。由地質(zhì)勘探在一定范圍和計(jì)算深度內(nèi)，所獲得的總儲(chǔ)量，稱為地質(zhì)儲(chǔ)量（一個(gè)礦井范圍內(nèi)的地質(zhì)儲(chǔ)量，習(xí)慣上稱礦井總儲(chǔ)量）。指符合當(dāng)前開(kāi)采技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，可以開(kāi)采和利用的儲(chǔ)量，也稱能利用儲(chǔ)量。指平衡表內(nèi)的D級(jí)儲(chǔ)量。指工業(yè)儲(chǔ)量中可以采出的那一部分儲(chǔ)量。不同的煤層其結(jié)構(gòu)、厚度及穩(wěn)定性等有所不同。圖12 煤層結(jié)構(gòu)示意圖（2）復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層 煤層中常夾有穩(wěn)定的呈層狀的巖石夾層，少者1～2層，多者十幾層（圖12）。但有的巖石夾層是優(yōu)質(zhì)的陶瓷原料或耐火材料等，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值甚至高于煤層本身。根據(jù)我國(guó)有關(guān)部門(mén)的規(guī)定，一般地區(qū)煤層地下開(kāi)采的最低可采厚度標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表12；；。4．煤層埋藏深度煤層埋藏的深度大小不一，最大埋藏深度可達(dá)2km，目前我國(guó)煤礦的開(kāi)采深度已達(dá)千米以上。偽頂是指直接覆蓋在煤層之上的薄層巖層。巖性多為粉砂巖或泥巖，厚度為1m～2m左右。位于直接頂之上。有的煤層可能沒(méi)有偽頂，有的煤層可能偽頂、直接頂都沒(méi)有，煤層之上直接覆蓋基本頂，如山東肥城礦區(qū)的8號(hào)煤層之上直接為石灰?guī)r基本頂。巖性以碳質(zhì)泥巖最為常見(jiàn)，厚度不大，常為幾十厘米。三、煤層分類(lèi)煤層傾角、厚度及其穩(wěn)定性對(duì)采礦技術(shù)影響很大，所以在采礦工
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