地质断层.pptx

,#,单击此处编辑母版标题样式,会计学,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,地质断层,第,1,页,/,共,78,页,第一部分 断层,第二部分 陷落柱,第三部分 褶皱构造,第,2,页,/,共,78,页,1、断层的形成与分类,2、断层的表示符号,3、对生产的影响,4、掘进、回采工作面的通过措施,第一部分 断层,第,3,页,/,共,78,页,一、断层的形成：,（一）正断层,（二）逆断层,（三）平移断层,第,4,页,/,共,78,页,（一）、正断层,上盘下降、下盘上升的断层。,断层面一般倾角较大，在,45,度以上。,上盘下降,下盘上升,第,5,页,/,共,78,页,受力分析：,岩层在水平拉力和剪切力的共同作用下形成。剪切力是使整体岩层沿一个平面或曲面断裂，而水平拉力将使断裂的两盘向两侧运动。,第,6,页,/,共,78,页,第,7,页,/,共,78,页,第,8,页,/,共,78,页,上盘上升、下盘下降的断层。,上盘上升,下盘下降,断层面,（二）、逆断层,第,9,页,/,共,78,页,受力分析：,岩层在水平挤压力和剪切力的共同作用下形成。剪切力是使整体岩层沿一个平面或曲面断裂，而水平挤压力将使断裂的两盘同时向中间运动，表现的现象就是煤层在断层面附近受力后变形严重，甚至改变其原始方向。,第,10,页,/,共,78,页,规模,巨大,的平移断层称为,走向滑动,断层。,水平错动,断层两盘顺断层面走向相对 滑动的断层,（三）、平移断层,第,11,页,/,共,78,页,正断层,逆断层,平移断层,受力分析,第,12,页,/,共,78,页,正断层 符号1（平面）,F,20,：,H=3m33,：,该符号主要出现在采掘工程平面图、井上下对照图及构造与巷道关系示意图上。,二、断层的表示符号,第,13,页,/,共,78,页,其中：,1、F,20,表示断层的编号；2、H=3m指的是断层的落差是3m；3、33代表是断层面的倾角；4、长线所指方向代表断层的走向；5、箭头表示断层面的倾斜方向；6、短线指示地层下降的一侧，即下降盘。,即：正断层的倾向与下降盘在同一侧，图中表示为箭头指向与两短线同向。,第,14,页,/,共,78,页,在,图例,中又分为实测正断层和推断正断层。,实测正断层,推断正断层,第,15,页,/,共,78,页,符号2,正断层,上盘断煤交线,下盘断煤交线,该符号主要出现在1：2000以下的小比例尺地图中，其表示的区域和断层的影响区域不是一码事。,第,16,页,/,共,78,页,正断层 符号,3,（剖面）,实测正断层,推断正断层,第,17,页,/,共,78,页,当然选择哪种方法通过与顶板岩性、煤岩层坡度及回采是否通过有关。,当然当顶底板岩层硬度一样时，可根据现场决定如何通过。,上盘下降、下盘上升的断层。,即：正断层的倾向与下降盘在同一侧，图中表示为箭头指向与两短线同向。,当然选择哪种方法通过与顶板岩性、煤岩层坡度及回采是否通过有关。,（一）掘进工作面通过正断层措施,(4)陷落柱的中心轴 它是指陷落柱各平面形态的中心点的联线。,2、断层面附近岩层破碎，容易冒顶，不易主动支护；,上图左下角的陷落柱位于皮带巷与切眼交汇处，采用开斜切眼，回采时摆尾式开采，将工作面调整到正常位置。,3、出矸增多，煤质变差；,符号1,逆断层,F,：,20,：,H=2m10,：,F,：,20,：,H=6m10,：,即：逆断层的倾向与下降盘分在两侧，图中表示为箭头指向与两短线不同向。,第,18,页,/,共,78,页,符号2,逆断层,下盘断煤交线,上盘断煤交线,第,19,页,/,共,78,页,上盘断煤交线：,断层面与上盘煤层底板的交线。,下盘断煤交线：,断层面与下盘煤层底板的交线。,第,20,页,/,共,78,页,正断层对生产的影响,1、造成煤层不连续；,2、断层面附近顶板破碎，容易离层和冒顶；,3、出矸增多，煤质变差；,4、支护方式改变，掘进（回采）效率降低；,5、容易造成事故。,三、断层对生产的影响,第,21,页,/,共,78,页,逆断层对生产的影响,1、造成煤层不连续；,2、断层面附近岩层破碎，容易冒顶，不易主动支护；使用坑木量增多，主要用于勾顶和加强维护。,3、出矸增多，煤质变差；,4、支护方式改变，掘进（回采）效率降低；有时还需放炮通过或炮采，人工支护。,5、煤体受力变的酥软，瓦斯涌水增大。,6、15号煤巷道涌水增大。,7、容易造成事故。等等。,第,22,页,/,共,78,页,由,上,盘进入,下,盘：,（1）直接破底，上山掘进通过，直至进入煤层；,（2）退后挑顶，上山掘进通过，直至进入煤层；,（3）破底和挑顶都使用。,当然选择哪种方法通过与顶板岩性、煤岩层坡度及将来回采通过影响程度有关。,（一）掘进工作面通过,正断层,措施,四、掘进及回采工作面通过措施,第,23,页,/,共,78,页,由,下,盘进入,上,盘：,（1）直接破顶，下山掘进通过，直至进入煤层；,（2）退后起底，下山掘进通过，直至进入煤层；,（3）破顶和起底都使用。,当然选择哪种方法通过与顶板岩性、煤岩层坡度及将来回采通过影响程度有关。,（一）掘进工作面通过,正断层,措施,第,24,页,/,共,78,页,观测方向,正断层,第,25,页,/,共,78,页,91312回风巷正断层,正断层,第,26,页,/,共,78,页,由,上,盘进入,下,盘：,（1）直接破顶，下山掘进通过，直至进入煤层；,（2）破顶达生产要求，再退后随底，直接进入煤层；,当然选择哪种方法通过与顶板岩性、煤岩层坡度及回采是否通过有关。,（二）掘进工作面通过,逆断层,措施,第,27,页,/,共,78,页,第,28,页,/,共,78,页,由,下,盘进入,上,盘：,（1）直接通过，并沿一定坡度破底板上山掘进，直至进入煤层；,（2）破顶通过，并沿一定坡度上山掘进，直至进入煤层。,当然当顶底板岩层硬度一样时，可根据现场决定如何通过。,（二）掘进工作面通过,逆断层,措施,第,29,页,/,共,78,页,观测方向,逆断层,第,30,页,/,共,78,页,IX2224,巷逆断层,逆断层,第,31,页,/,共,78,页,观测方向,第,32,页,/,共,78,页,94307机采面切眼逆断层,第,33,页,/,共,78,页,（1）直接破底，随两盘煤层回采,（2）直接破顶，随两盘煤层回采,（3）破底和破顶都使用。,当然选择哪种方法通过与顶板岩性、煤岩层坡度有关。,例：94303工作面正断层（F,85,）开始通过时采取破顶底方式通过。到后期转为只破底回采通过。,（三）回采工作面通过,正断层,措施,第,34,页,/,共,78,页,92312工作面断层,正断层,第,35,页,/,共,78,页,94303正断层,破底区,破顶区,砂质泥岩,泥岩,石灰岩,开始过断层示意图,第,36,页,/,共,78,页,94303正断层,后期过断层示意图,进风巷,泥岩,9号煤,9号煤,破底区,第,37,页,/,共,78,页,（1）直接破底，随两盘煤层回采,（2）直接破顶，随两盘煤层回采,（3）破底和破顶都使用。,当然选择哪种方法通过与顶板岩性、煤岩层坡度有关。,（四）回采工作面通过,逆断层,措施,第,38,页,/,共,78,页,92311刨煤机工作面,观测方向,逆断层,第,39,页,/,共,78,页,92311工作面逆断层,第,40,页,/,共,78,页,一、陷落柱的形成与特征,二、对生产的影响,三、掘进、回采工作面的识别与通过措施,第二部分 陷落柱,第,41,页,/,共,78,页,一、陷落柱的形成,煤层,下伏可溶性岩层,，经地下水溶蚀形成的溶洞，在上覆岩层重力作用下产生塌陷，形成筒状或似锥状柱体，简称,陷落柱,，俗称“,无炭柱,”或“矸子窝”。,第,42,页,/,共,78,页,岩溶陷落柱形成过程示意图,（a）岩溶中发育溶洞（b）溶洞不断扩大（c）陷落柱形成,第,43,页,/,共,78,页,陷落柱的特征,1、陷落柱的形态特征：,指的是陷落柱的三度空间形状。主要包括：,（1）平面形态：它是指陷落柱与地面、水平切面或煤层面的交线形态。一般呈椭圆形，也可呈圆形、长条形和不规则形等。,第,44,页,/,共,78,页,陷落柱的特征,（2）剖面形态，它是指沿陷落柱中心轴切剖面的陷落拄形态。,a、漏斗状,b、锥形,c、不规则形态,第,45,页,/,共,78,页,陷落柱的特征,（,3,）,陷落柱的高度,它是指从溶洞底到塌陷顶的垂直距离。它与溶洞的大小，地下水的排泄条件，岩层的物理力学性质，以及裂隙的发育程度有密切关系。一般高度由几十米到,100-200m,，但也有高达几百米的巨型陷落和仅数米的小型坍塌。,第,46,页,/,共,78,页,陷落柱的特征,(4),陷落柱的中心轴 它是指陷落柱各平面形态的中心点的联线。通常，中心轴垂直于所穿过的岩层层面。由于陷落柱穿过的各岩层的产状、岩石性质和裂隙发育程度常有变化，因此，中心轴大多不是垂立的，而是歪斜的，甚至呈扭转状态。掌握中心轴的倾伏向、倾伏角及其变化规律，对于准确预测下部煤层、下部水平陷落柱的平面位置非常重要。,一般情况下，下部煤层和下部水平陷落柱的平面位置向煤层上山方向、即煤层倾向相反方向移动,。,第,47,页,/,共,78,页,陷落柱的特征,2、陷落柱的井下特征,（a）柱面特征：陷落柱的柱面是指陷落柱与周围正常岩层的接触面。有三种：第一种，柱面多呈直立的平面；第二种，锯齿状柱面；第三种，滑坡状柱面。,第,48,页,/,共,78,页,陷落柱的特征,锯齿状柱面,滑坡状柱面,例：一五四盘区正前,第,49,页,/,共,78,页,陷落柱的特征,（b）柱体组成特征,其由塌落岩块堆积组合而成。,与周围正常岩层相比，塌落岩块层位较新，并具有大小悬殊、棱角明显、形状各异、混杂堆积，常为松软岩屑、煤屑和粉粒充填黏结等特点。,第,50,页,/,共,78,页,岩溶发育的地质条件,岩溶发育必须具备下列,四个条件,，缺一不可。,(1),煤系或其下部地层中含有可溶性岩、矿层，如石灰岩、白云岩或石膏矿等。由于这些岩层或矿层极易被地下水溶蚀形成溶孔、溶隙和溶洞，并随着地下水的不断活动溶蚀空间逐步扩大。,第,51,页,/,共,78,页,岩溶发育的地质条件,(2),含煤区域内，发育有良好的地下水通道，主要是指断层和裂隙，尤其是透水性好的张性或张扭性断裂。它们沟通地面水系、地下含水层段与可溶性岩、矿层之间的水力联系，因此陷落柱常沿岩溶化断裂带、褶曲轴部，特别是断裂交汇处呈串珠密集分布。,第,52,页,/,共,78,页,四、掘进及回采工作面通过措施,2、断层面附近岩层破碎，容易冒顶，不易主动支护；,2、断层面附近岩层破碎，容易冒顶，不易主动支护；,当然选择哪种方法通过与顶板岩性、煤岩层坡度及回采是否通过有关。,（一）掘进工作面通过正断层措施,到后期转为只破底回采通过。,2、断层面附近顶板破碎，容易离层和冒顶；,3、出矸增多，煤质变差；,92311工作面逆断层,三、陷落柱对煤矿生产的影响,6、短线指示地层下降的一侧，即下降盘。,91312回风巷正断层,(1)煤系或其下部地层中含有可溶性岩、矿层，如石灰岩、白云岩或石膏矿等。,（2）破顶达生产要求，再退后随底，直接进入煤层；,晋城矿区的陷落柱靠近晋获断裂带附近沿北北东方向呈串珠状展布，均与区域地下水集中径流带关系密切。,（四）回采工作面通过逆断层措施,(4)陷落柱的中心轴 它是指陷落柱各平面形态的中心点的联线。,岩溶发育的地质条件,(3),地下水交替循环快，排泄流畅，具有良好的地下水动力条件。,一个地区的侵蚀基准面控制着地下水的交替和流动。侵蚀基准面以下，地下水流动缓慢，排泄困难，岩溶不发育。岩溶发育最有利的地带，是地下水面以下、侵蚀基准面以上的饱水带。这带地下水向侵蚀基准面作水平运动，形成水平连通的溶洞。因岩溶陷落柱集中分布在地下水强滞留带内。,第,53,页,/,共,78,页,岩溶发育的地质条件,(4),地下水源丰富，具有溶蚀性较强的酸根和较大的侵蚀“掏空”能力。,应该指出，有极少部分的陷落柱的塌落空间不是由于地下水的溶蚀作用造成的，而是由于地下水的机械作用把泥砂透镜体、断层泥堆积体等松软岩体冲刷带走造成的。,第,54,页,/,共,78,页,凤凰山矿陷落柱的分布特征,1、分区性,大部分分布于井田的北部至中东部范围，尤其中部密度较大，预计对三水平三盘区的采掘影响较大。,第,55,页,/,共,78,页,2、分带性,晋城矿区陷落柱平面分布图,晋城矿区的陷落柱靠近晋获断裂带附近沿北北东方向呈串珠状展布，均与区域地下水集中,径流带,关系密切。其间接说明下方奥陶系灰岩内溶洞较发育，因此我矿所打水源井全部出水，并保证生活用水。,第,56,页,/,共,78,页,三、陷落柱对煤矿生产的影响,1、破坏可采煤层，减少煤炭储量。,由于陷落柱本身及周围不能开采的煤层，使煤炭储量减少。,2、影响正规开采,由于陷落柱破坏，无法布置正常回采工作面，限制采掘机械的有效使用。,第,57,页,/,共,78,页,3、影响采掘施工,由于存在陷落柱，必然增加巷道掘进率，增加岩巷工作量，增加支护难度。,陷落柱还使开采条件复杂化，降低回采率，特别是对机械化采煤不利。,4、影响安全,陷落柱可能是矿井水或矿井瓦斯的通道，影响煤矿生产的安全。当然在凤凰山矿揭露的陷落柱没有出现过导水现象。,第,58,页,/,共,78,页,陷落柱的处理,1、采掘设计时，根据陷落柱的发育情况和分布规律，选择合理的巷道布景和采煤方法。,2、掘进遇陷落柱时，如为矿井主要巷道（开拓巷道、采区和采面运输巷道），应按原设计施工，直接穿过陷落柱，同时注意安全生产，特别是防止矿井水或瓦斯的涌出；,如果是回风巷，可采取绕过的方法，同时起到探明陷落柱的作用。,3、回采工作面中遇到陷落柱，一般应先探明其形状、大小、位置，然后决定处理方法。主要有三种：,第,59,页,/,共,78,页,回采工作面处理陷落柱示意图,第,60,页,/,共,78,页,上图左下角的陷落柱位于皮带巷与切眼交汇处，采用开斜切眼，回采时摆尾式开采，将工作面调整到正常位置。,对工作面中部的陷落柱，如果面积不大，采用强行硬割的办法通过陷落柱；如果面积较大，则需要预先开掘新切眼，当工作面推进到陷落柱左侧时，倒面搬家，跳过陷落柱继续回采。,当陷落柱位于回风巷附近时，采用缩短工作面长度的办法避开陷落柱,。,第,61,页,/,共,78,页,陷落柱编号,1、陷字第一个字X加序号，如：X,1,、X,2,、X,3,.,2、,X,3-4,X,15-2,第,62,页,/,共,78,页,第三部分 褶皱构造,1、背斜,2、向斜,岩层在外力作用下发生各种各样的变形，但仍保持岩层的连续性和完整性。这种构造形态叫褶皱构造。,褶皱构造中的一个弯曲,褶曲。,第,63,页,/,共,78,页,背斜,向上弯曲,背斜。,第,64,页,/,共,78,页,向斜,向下弯曲,向斜。,第,65,页,/,共,78,页,背斜:核心部位为老地层，两翼为新地层，新地层呈对称重复出现；两翼的倾向相反。,第,66,页,/,共,78,页,向斜:核心部位为新地层，两翼为老地层，老地层呈对称重复出现。,第,67,页,/,共,78,页,褶曲形态,第,68,页,/,共,78,页,水平岩层,1.,水平岩层：基本保持水平状态的沉积岩层（倾角,5,0,）,。,2.,水平岩层特征：,A.,地质界线与地形等高线平行或重合；,B.,老岩层在下，出露在地形低处；新岩层在上，分布在高处；,C.,岩层厚度是其顶、底面的标高差；,D.,岩层出露宽度取决于岩层厚度和地面坡度。,第,69,页,/,共,78,页,倾斜岩层,：与水平面有一定交角的岩层（,5,0,倾角,85,0,）。,形成原因：,A.,原始沉积地形影响；,B.,地壳构造运动影响。,第,70,页,/,共,78,页,谢谢,大家！,祝,大家周末愉快！,第,71,页,/,共,78,页,（一）、正断层,上盘下降、下盘上升的断层。,断层面一般倾角较大，在,45,度以上。,上盘下降,下盘上升,第,72,页,/,共,78,页,逆断层对生产的影响,1、造成煤层不连续；,2、断层面附近岩层破碎，容易冒顶，不易主动支护；使用坑木量增多，主要用于勾顶和加强维护。,3、出矸增多，煤质变差；,4、支护方式改变，掘进（回采）效率降低；有时还需放炮通过或炮采，人工支护。,5、煤体受力变的酥软，瓦斯涌水增大。,6、15号煤巷道涌水增大。,7、容易造成事故。等等。,第,73,页,/,共,78,页,91312回风巷正断层,正断层,第,74,页,/,共,78,页,由,下,盘进入,上,盘：,（1）直接通过，并沿一定坡度破底板上山掘进，直至进入煤层；,（2）破顶通过，并沿一定坡度上山掘进，直至进入煤层。,当然当顶底板岩层硬度一样时，可根据现场决定如何通过。,（二）掘进工作面通过,逆断层,措施,第,75,页,/,共,78,页,92311工作面逆断层,第,76,页,/,共,78,页,陷落柱的特征,（,3,）,陷落柱的高度,它是指从溶洞底到塌陷顶的垂直距离。它与溶洞的大小，地下水的排泄条件，岩层的物理力学性质，以及裂隙的发育程度有密切关系。一般高度由几十米到,100-200m,，但也有高达几百米的巨型陷落和仅数米的小型坍塌。,第,77,页,/,共,78,页,上图左下角的陷落柱位于皮带巷与切眼交汇处，采用开斜切眼，回采时摆尾式开采，将工作面调整到正常位置。,对工作面中部的陷落柱，如果面积不大，采用强行硬割的办法通过陷落柱；如果面积较大，则需要预先开掘新切眼，当工作面推进到陷落柱左侧时，倒面搬家，跳过陷落柱继续回采。,当陷落柱位于回风巷附近时，采用缩短工作面长度的办法避开陷落柱,。,第,78,页,/,共,78,页,