1、一、教学目的及要求1、了解煤矿地质基础知识2、了解矿井井田开拓方式3、熟悉井下巷道的分类、用途二、教学学时:8学时三、教学方法:讲授四、主要教学内容1、煤层埋藏特征2、地质构造3、断裂构造4、井下巷道的分类、用途五、重点:井下巷道的分类、用途 一、煤层埋藏特征一、煤层埋藏特征 我们开采的煤层赋存在煤系岩层之中。煤系中的煤层的层数、层间距、煤层的厚度、结构、倾角、埋深等等,都是我们选择合理的开拓方案和采煤方法的主要依据。采矿工作者只有对煤系中含煤情况及煤系地层各段的岩性了解清楚,那么从设计方案的确定到基建、生产才能顺利进行。1.煤层的顶、底板煤层的顶、底板煤系是含煤岩系的简称,它是指有成因联系且
2、含有煤层的一套连续沉积而形成的沉积岩层。主要由各种粉沙岩、砂岩、页岩以及泥岩等沉积岩组成。煤层的顶底版是指煤系中位于煤层上下一定距离内的岩层。煤层的顶底版是指煤系中位于煤层上下一定距离内的岩层。了解这些岩层的岩性特征、层厚、层理及节理发育程度、强度,可塑性等,对确定采煤方法、设备选择、顶板管理和巷道支护方式、估计煤与瓦斯突出的危险性均有重要意义。通常用煤系地层地质柱状图来表示煤层的顶底板。煤层的顶板。从采煤工作的角度,根据顶板岩层变形和垮落特征以及与煤层的位置关系,可将顶板分为伪顶、直接顶和老顶三种,如图21a所示。根据岩层的相对位置及开采过程中岩层变形、垮落的难易根据岩层的相对位置及开采过程
3、中岩层变形、垮落的难易程度,顶板可分为伪顶、老顶和基本顶程度,顶板可分为伪顶、老顶和基本顶3部分。部分。(1)伪顶)伪顶直接与煤层接触,极易垮塌的薄层岩石,常随采随落,厚度一般仅几厘米到几十厘米;岩性多为炭质页岩。(2)直接顶)直接顶比伪顶不易垮落,但将煤采出后,一般自行垮落;它是顶板维护和管理的对象,一般厚度可达几米,岩性常为粉砂岩、泥岩。(3)老顶)老顶一般在长时间内不易自行垮塌,往往只发生缓慢下沉。一般厚度较大,岩性多为砂岩、石灰岩。值得注意的是并不是每一煤层顶板都可分为上述三种。这取决于煤系沉积过程,比如山西大同等地于煤层直接接触的是老顶,为河相砂岩。2)煤层的底板。煤层的底板岩石可分
4、为直接底和老底两种,图21 煤层的顶底板a煤层顶板;b煤层底板1中粒砂岩;2砂质页岩;3炭质页岩;4煤;5粘土岩;6粉砂岩(1)直接底)直接底以富含炭质的粘土岩最为常见,厚度一般几十厘米。如果直接底的岩性是遇水后膨胀粘土岩,则可造成巷道底板隆起(底鼓)现象,轻者影响巷道运输于支护,重者使巷道遭受破坏。(2)老底)老底位于直接底之下,常为粉砂岩或砂岩,在南方有些煤矿也可见到石灰岩老底。详细了解煤层底板各层岩石岩性、厚度、强度、含水性、遇水膨胀性等,对于合理布置岩巷(通常是大巷)及支护巷道有主要意义。2煤层的煤层的结构、厚度厚度 根据煤层中有无较稳定的夹矸层,可将煤层分为两类。(1)简单结构煤层。
5、这类煤层中没有呈层状出现的较稳定的矸石夹层,但可能含有透镜体或结核。(2)复杂结构煤层:这类煤层中含有较稳定的矸石夹层。通常厚度较大的煤层往往是复杂结构的。各个地区煤层厚度不一,由几厘米到几十厘米甚至上百米。在目前经济技术条件下,可以开采的煤层厚度称为开采厚度。国家或地区规定的开采厚度的最低标准称为最低开采厚度。根据煤层厚度对开采技术的影响,煤层可分为3类:薄煤层小于1.3m的煤层;中厚煤层厚度在1.33.5m的煤层;厚煤层厚度大于3.5m的煤层;在生产工作中,习惯上将厚度大于6m的煤层称为特厚煤层。原始沉积的煤层,应该是水平或近水平的并在一定范围内是连续的。由于后期地壳运动及外力地质作用的影
6、响,使煤层随煤系地层发生变形和变位,形成各种构造形态。煤层的空间形态及展布方向用产状要素,即走向、倾向和走向、倾向和倾角倾角来表示,被称为产状三要素,如图22所示。走向:煤层层面与 面的交线称为走向线,它是水平一条水平线;走向线向两边延伸的方向称为走向,它代表了岩层层面在水平面上延伸方向。倾向:即煤层的倾向方向,它与走向垂直,并指向岩层面倾斜向下的一方,也就是倾斜线在水平面的投影方向。倾角:倾斜层面与水平面之间夹的锐角,也就是倾斜线之间的夹角。倾角的大小反映煤层倾斜的程度。煤层倾角越大,开采难度也就越大。煤层倾角对开采技术和装备选择有较大的影响。煤层的倾角在00900之间的变化。根据目前开采技术,我国按倾角将煤层分为4类:近水平煤层倾角小于8以下 缓倾斜煤层倾角在825;倾斜煤层倾角在2545;急倾斜煤层倾角在4590。一般情况下,倾角小的煤层开采比较容易,倾角大的煤层如开采急倾斜煤层就比较困难,特别是实行机械化开采更为困难。