第10章-影响煤矿生产的地质因素.ppt

2024/5/22 周三1第第1010章章 影响煤矿生产的地质因素影响煤矿生产的地质因素u 矿井地质构造矿井地质构造u 煤层厚度煤层厚度u 矿井水矿井水u 矿井瓦斯矿井瓦斯u 岩浆侵入岩浆侵入u 岩溶陷落柱岩溶陷落柱u 煤层顶、底板煤层顶、底板u 矿山压力与冲击地压矿山压力与冲击地压u 煤尘煤尘u 煤的自燃与地温煤的自燃与地温2024/5/22 周三2第一节第一节 矿井地质构造矿井地质构造地地质质构构造造是是影影响响煤煤矿矿建建设设和和生生产产的的各各种种地地质质因因素素中中最最重重要要的的因因素素之之一一。地地质质构构造造包包括括褶褶皱皱、节节理理和和断断层层。其其中中，断断层层是是矿井地质构造的研究重点。矿井地质构造的研究重点。矿矿井井地地质质构构造造按按其其规规模模大大小小和和对对生生产产的的影影响响程程度度，可可分分为为大大、中中、小三种类型。小三种类型。大大型型构构造造：指指决决定定井井田田边边界界的的大大型型褶褶曲曲与与断断层层，这这类类构构造造在在勘勘探探阶阶段已基本查明。段已基本查明。中中型型构构造造：指指分分布布在在井井田田范范围围内内，影影响响水水平平、采采区区划划分分和和巷巷道道布布置置的次一级构造，它们对煤矿生产影响极大，是矿井地质工作的重点。的次一级构造，它们对煤矿生产影响极大，是矿井地质工作的重点。小小型型构构造造：指指那那些些在在巷巷道道或或工工作作面面中中比比较较容容易易查查明明全全貌貌的的更更次次一一级级的褶曲与断层。的褶曲与断层。2024/5/22 周三3一、褶曲构造一、褶曲构造（一）褶曲构造对煤矿生产的影响（一）褶曲构造对煤矿生产的影响1 1大型褶曲大型褶曲 大大型型褶褶曲曲在在勘勘查查段段已已经经查查明明，它它的的规规模模、方方向向和和位位置置影影响响到到井井田田的的划划分分和和矿矿井井开开拓拓方方式式及及开开拓拓系系统统的的部部署署，是是矿矿井井设设计计考虑的主要问题。考虑的主要问题。2 2中型褶曲中型褶曲 中中型型褶褶曲曲对对整整个个矿矿井井的的开开拓拓部部署署影影响响不不大大，但但对对采采区区的的布布置关系密切，影响到采区的大小和采区巷道的布置。置关系密切，影响到采区的大小和采区巷道的布置。3 3小型褶曲小型褶曲 小小型型褶褶曲曲是是在在回回采采工工作作面面准准备备过过程程中中，在在巷巷道道中中揭揭露露的的幅幅度度仅仅几几米米到到几几十十米米，长长度度为为几几米米到到几几十十米米的的褶褶曲曲。小小型型褶褶曲曲还还往往往往引引起起煤煤层层厚厚度度发发生生变变化化，使使生生产产条条件件复复杂杂化化。小小型型褶褶曲曲特特别别发育时，甚至会使煤层变为不可采。发育时，甚至会使煤层变为不可采。2024/5/22 周三4（二）煤矿生产中褶曲构造的研究（二）煤矿生产中褶曲构造的研究1 1褶曲的判断褶曲的判断 判判断断井井下下褶褶曲曲的的存存在在，主主要要是是根根据据煤煤、岩岩层层产产状状的的规规则则变变化和岩层层序的对称重复出现这两大标志。化和岩层层序的对称重复出现这两大标志。在在褶褶曲曲发发育育地地区区，褶褶曲曲轴轴的的位位置置与与采采区区的的划划分分和和采采区区巷巷道道布布置置关关系系密密切切。一一般般经经常常把把回回采采运运输输巷巷布布置置在在向向斜斜轴轴部部，而而把把通通风风巷巷布布置置在在背背斜斜轴轴部部。因因此此，判判断断和和查查明明褶褶曲曲轴轴的的位位置置，延延展展方方向向，轴轴的的长长度度，轴轴的的倾倾斜斜和和起起伏伏情情况况，标标高高值值等等是是矿矿井井地地质工作的一项重要任务。质工作的一项重要任务。一、褶曲构造一、褶曲构造2024/5/22 周三5（二）煤矿生产中褶曲构造的研究（二）煤矿生产中褶曲构造的研究1 1褶曲的判断褶曲的判断判断褶曲轴的方法有两点：判断褶曲轴的方法有两点：（1 1）根根据据上上部部资资料料推推断断。对对于于下下部部新新开开拓拓的的煤煤层层，可可用用上上部部已已揭揭露露查查明明的的资资料料下下延延推推测测褶褶曲曲轴轴的的位位置置和和方方向向。但但在在不不对对称称褶褶曲曲中中，不不同同煤煤层层的的褶褶曲曲轴轴在在平平面面上上的的投投影影位位置置是是不不同同的的，必必须须在在查查明明轴轴面面产产状状的的基基础础上上再再结结合合煤煤层层的的层层间间距距推推断断轴轴的的位位置置。（2 2）根根据据区区域域构构造造线线方方向向推推断断。在在新新区区资资料料较较少少的的情情况况下下，根根据据个个别别点点上上的的褶褶曲曲轴轴的的资资料料，结结合合区区域域构构造造轴轴的的方方向向来来推推断断褶褶曲轴的延展方向。曲轴的延展方向。一、褶曲构造一、褶曲构造2024/5/22 周三6（二）煤矿生产中褶曲构造的研究（二）煤矿生产中褶曲构造的研究2 2褶曲的观测褶曲的观测（1 1）对对在在巷巷道道中中能能看看到到全全貌貌的的小小褶褶曲曲，应应系系统统观观测测褶褶曲曲轴轴的的位位置置、方方向向、产产状状。对对中中型型褶褶曲曲，在在一一条条巷巷道道中中不不能能观观测测到到全全貌貌时时，应应准准确确鉴鉴定定观观测测点点处处的的煤煤层层，岩岩层层层层位位及及其其顶顶底底面面顺顺序序，岩岩层层产产状状、煤煤厚厚变变化化，以以及及与与其其伴伴生生的的次次一一级级小小构构造造等等，然然后后将将所所观观测测到到的的资资料料投投绘绘到到平平面面图图和和剖剖面面图图上上，在在图图上上综综合合分分析析，确定褶曲轴的位置延展方向。确定褶曲轴的位置延展方向。（2 2）观观测测描描述述褶褶曲曲两两翼翼的的岩岩层层产产状状，褶褶曲曲宽宽度度和和幅幅度度，褶褶曲曲的的延展变化及向深部的延伸趋势。延展变化及向深部的延伸趋势。一、褶曲构造一、褶曲构造2024/5/22 周三7（二）煤矿生产中褶曲构造的研究（二）煤矿生产中褶曲构造的研究3 3褶曲的探测褶曲的探测 根根据据已已有有资资料料判判断断褶褶曲曲轴轴的的位位置置、方方向向和和展展布布，常常带带有有推推断断性性。这这种种推推断断，常常不不能能作作为为指指导导生生产产的的依依据据，因因此此有有必必要要进进行行探探测测。对对褶褶曲曲的的探探测测，应应尽尽可可能能地地利利用用已已揭揭露露的的各各种种资资料料，通通过过作作图图分分析析，初初步步判判断断其其类类型型和和分分布布范范围围。当当有有些些部部位位的的构构造造形形态态不不清清楚楚时时，最最好好采采用用将将来来能能用用于于生生产产的的探探巷巷加加以以查查明明。对对复复杂杂构构造造，控控制制很很少少的的褶褶曲曲，则则应应在在井井下下邻邻近近巷巷道道用用钻钻探探查查明。明。一、褶曲构造一、褶曲构造2024/5/22 周三8（三）褶曲的处理（三）褶曲的处理 通通过过对对褶褶曲曲的的判判断断、观观测测、探探测测，已已基基本本查查明明它它的的位位置置、方向及产状变化。在此基础上可对褶曲采取如下措施进行处理。方向及产状变化。在此基础上可对褶曲采取如下措施进行处理。1 1大型褶曲大型褶曲（1 1）褶褶曲曲轴轴线线作作为为井井田田边边界界。有有些些大大型型向向斜斜，由由于于轴轴部部埋埋藏藏较较深深，开开采采困困难难，多多作作为为井井田田边边界界，其其两两翼翼分分别别由由两两个个或或几几个个井井田田开开采采。有有些些大大型型宽宽缓缓背背斜斜，两两翼翼煤煤层层距距离离较较远远，井井下下难难以以形形成成统统一一的的生生产产系系统统，可可以以褶褶曲曲轴轴为为界界，两两翼翼分分别别有有两两个个井井田田开开采。采。一、褶曲构造一、褶曲构造2024/5/22 周三9（三）褶曲的处理（三）褶曲的处理 （2 2）大大型型褶褶曲曲在在井井田田开开拓拓部部署署中中的的处处理理方方法法。不不是是所所有有的的大大型型褶褶曲曲轴轴都都必必须须作作为为井井田田边边界界，在在有有的的井井田田内内也也可可以以有有大大型型褶褶曲曲存存在在。若若在在井井田田内内有有大大型型背背斜斜构构造造，开开拓拓系系统统中中常常把把总总回回风风道道布布置置在在背背斜斜轴轴附附近近，两两翼翼煤煤层层均均可可利利用用。有有些些位位于于向向斜斜构构造造的的矿矿井井，常常把把运运输输巷巷道道布布置置在在向向斜斜轴轴部部附附近近，用用一一条条运运输输巷巷解决向斜两翼的运输问题解决向斜两翼的运输问题。如如果果利利用用立立井井或或斜斜井井开开拓拓，井井筒筒位位置置最最好好不不要要布布置置在在向向斜斜轴轴部部附附近近，因因为为这这种种井井筒筒布布置置须须留留较较大大的的保保护护井井筒筒煤煤柱柱，损损失失煤煤炭炭资资源源。大大型型向向斜斜轴轴部部的的煤煤层层顶顶板板压压力力常常有有增增大大现现象象，必必须须加加强强支支护护，否否则则极极易易发发生生垮垮塌塌事事故故。在在高高瓦瓦斯斯矿矿井井中中，若若岩岩层层透气性差，背斜轴部常是瓦斯突出危险区，应引起足够重视。透气性差，背斜轴部常是瓦斯突出危险区，应引起足够重视。一、褶曲构造一、褶曲构造2024/5/22 周三10（三）褶曲的处理（三）褶曲的处理 2 2中型褶曲中型褶曲（1 1）以以褶褶曲曲轴轴线线作作为为采采区区中中心心布布置置采采区区上上山山或或下下山山。对对开开阔阔的的平平缓缓褶褶曲曲，以以向向斜斜轴轴作作为为采采区区中中心心，向向两两翼翼布布置置回回采采工工作作面面，采区走向长可达采区走向长可达1000m1000m以上。以上。（2 2）以以褶褶曲曲轴轴作作为为采采区区边边界界。在在较较紧紧闭闭的的褶褶曲曲轴轴部部，次次一一级级构构造往往发育，因此常以褶曲轴作为采区边界。造往往发育，因此常以褶曲轴作为采区边界。（3 3）工工作作面面直直接接推推过过褶褶曲曲轴轴。当当褶褶曲曲较较宽宽缓缓，而而规规模模不不太太大大时时，可布置单翼采区，工作面直接推过褶曲轴部。可布置单翼采区，工作面直接推过褶曲轴部。一、褶曲构造一、褶曲构造2024/5/22 周三11（三）褶曲的处理（三）褶曲的处理 3 3小型褶曲小型褶曲（1 1）采采面面重重开开切切眼眼生生产产。在在小小型型褶褶曲曲发发育育地地区区，常常见见到到煤煤层层突突然然增增厚厚或或变变薄薄，甚甚至至不不可可采采，使使工工作作面面无无法法通通过过，需需要要重重新新开开掘切眼进行生产。掘切眼进行生产。（2 2）采采面面运运输输巷巷改改造造取取直直。煤煤矿矿要要求求运运输输巷巷在在60m60m内内不不能能有有大大的的弯弯曲曲，弯弯曲曲过过多多无无法法使使用用。由由于于小小褶褶曲曲存存在在，使使煤煤层层平平巷巷弯弯弯曲曲，为满足生产要求，巷道需要改造取直。弯曲曲，为满足生产要求，巷道需要改造取直。一、褶曲构造一、褶曲构造2024/5/22 周三12二、断裂构造二、断裂构造（一）节理（裂隙）对煤矿生产的影响及处理（一）节理（裂隙）对煤矿生产的影响及处理1 1影响钻眼爆破效果影响钻眼爆破效果 当当岩岩石石中中节节理理发发育育时时，炮炮眼眼方方向向如如与与主主要要节节理理组组平平行行，不不仅仅容容易易卡卡钎钎子子（尤尤其其是是用用“一一”字字型型钻钻头头），而而且且在在爆爆破破时时沿沿裂裂隙隙面面漏漏气气，爆爆破破效效果果大大大大降降低低。所所以以，炮炮眼眼方方向向应应尽尽量量垂垂直直主要节理面布置。主要节理面布置。2 2影响开采效率影响开采效率 在在回回采采高高变变质质和和低低变变质质煤煤层层时时，根根据据节节理理面面的的方方向向和和发发育育程程度度，合合理理布布置置回回采采工工作作面面，可可以以提提高高生生产产效效率率。煤煤层层中中发发育育两两组组节节理理，一一组组倾倾向向西西，倾倾角角50505555，较较发发育育；另另一一组组与与之之垂垂直直，不不太太发发育育。若若工工作作面面由由东东向向西西推推进进，煤煤块块容容易易顺顺发发育育的的节节理理面面采采落落，生生产产效效率率高高，工工作作面面推推进进快快。相相反反则则生生产产效效率率低，进度慢。低，进度慢。2024/5/22 周三13（一）节理（裂隙）对煤矿生产的影响及处理（一）节理（裂隙）对煤矿生产的影响及处理3.3.影响顶板控制方法影响顶板控制方法 煤煤层层顶顶板板岩岩石石节节理理发发育育时时,工工作作面面顶顶板板支支护护一一般般不不能能用用顶顶柱柱,而而要要采采用用顶顶梁梁,并并且且顶顶梁梁不不能能平平行行主主要要裂裂隙隙组组方方向向，应应与与主要裂隙组有一定交角主要裂隙组有一定交角,以防止顶板沿裂隙面冒落。以防止顶板沿裂隙面冒落。4 4影响工作面布置影响工作面布置 当当煤煤层层顶顶板板节节理理发发育育时时，回回采采工工作作面面布布置置要要考考虑虑节节理理的的方方向向，以以利利于于顶顶板板支支护护。如如果果工工作作面面平平行行主主要要裂裂隙隙组组方方向向，容容易易发发生生冒冒顶顶事事故故。因因此此工工作作面面布布置置最最好好与与主主要要节节理理组组方方向向有有一一定交角或接近垂直定交角或接近垂直 。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三14（一）节理（裂隙）对煤矿生产的影响及处理（一）节理（裂隙）对煤矿生产的影响及处理5 5对其它方面的影响对其它方面的影响 节理发育的地段，是地下水和矿井瓦斯的良好通道。如果节理发育的地段，是地下水和矿井瓦斯的良好通道。如果工作面采前要进行瓦斯抽放，一般应使回采准备巷道与主要节工作面采前要进行瓦斯抽放，一般应使回采准备巷道与主要节理组方向成一定角度。为保证回采的安全，应在采前查明节理理组方向成一定角度。为保证回采的安全，应在采前查明节理的发育程度及其与水源的导通情况。的发育程度及其与水源的导通情况。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三15（二）断层对煤矿生产的影响（二）断层对煤矿生产的影响 断断层层破破坏坏了了煤煤层层的的连连续续性性和和完完整整性性，对对煤煤矿矿生生产产造造成成了了很很大大影影响响。断断层层规规模模不不同同，对对生生产产的的影影响响程程度度不不同同。目目前前对对断断层层规规模模等等级级的的划划分分标标准准尚尚不不统统一一。根根据据煤煤矿矿工工作作实实践践，建建议议采采用用下下列列划划分分标标准准：落落差差大大于于50m50m为为特特大大型型断断层层，落落差差505020m20m为为大大型断层，落差型断层，落差20205m5m为中型断层，落差小于为中型断层，落差小于5m5m为小型断层。为小型断层。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三16（二）断层对煤矿生产的影响（二）断层对煤矿生产的影响 断层对煤矿生产的影响主要表现在以下七个方面：断层对煤矿生产的影响主要表现在以下七个方面：1.1.影响井田划分影响井田划分 断断层层是是井井田田划划分分的的主主要要依依据据之之一一。在在井井田田划划分分时时，若若井井田田内内存存在在着着大大断断层层，必必然然会会增增加加岩岩石石巷巷道道掘掘进进量量，并并给给掘掘进进、运运输、巷道维护、矿井水和矿井瓦斯防治等带来困难。输、巷道维护、矿井水和矿井瓦斯防治等带来困难。2.2.影响井田开拓方式影响井田开拓方式 若若井井田田内内存存在在大大型型断断层层，煤煤层层必必然然被被截截割割成成若若干干不不连连续续的的块块段段，断断层层附附近近煤煤层层倾倾角角加加大大，井井田田内内煤煤层层产产状状变变化化复复杂杂，开开拓方式的选择受到限制。拓方式的选择受到限制。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三17（二）断层对煤矿生产的影响（二）断层对煤矿生产的影响3.3.影响采区和工作面布置影响采区和工作面布置 井井田田内内不不同同类类型型中中、小小型型断断层层的的存存在在，会会给给回回采采、运运输输、顶顶板板管管理理和和正正规规作作业业循循环环等等造造成成困困难难，使使煤煤矿矿生生产产水水平平划划分分、采区划分和工作面布置受到不同程度的影响。采区划分和工作面布置受到不同程度的影响。4.4.影响安全生产影响安全生产 由由于于断断层层带带岩岩石石破破碎碎，岩岩石石强强度度降降低低，容容易易聚聚集集瓦瓦斯斯、导导通地表水和地下水，引发矿井突水、瓦斯突出和坍塌冒顶事故。通地表水和地下水，引发矿井突水、瓦斯突出和坍塌冒顶事故。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三18（二）断层对煤矿生产的影响（二）断层对煤矿生产的影响5.5.增加煤炭损失量增加煤炭损失量 断层两侧需留有一定宽度的断层煤柱，形成煤炭损失，断断层两侧需留有一定宽度的断层煤柱，形成煤炭损失，断层越多，断层煤柱损失量越大。层越多，断层煤柱损失量越大。6.6.增加巷道掘进量增加巷道掘进量 在巷道掘进中遇断层，可能会引起生产设计方案调整和寻在巷道掘进中遇断层，可能会引起生产设计方案调整和寻找断失煤层，导致巷道掘进量增加，甚至会形成大量废巷。找断失煤层，导致巷道掘进量增加，甚至会形成大量废巷。7.7.影响煤矿综合经济效益影响煤矿综合经济效益 煤层内断层的破坏程度与煤矿劳动生产率，吨煤成本、千煤层内断层的破坏程度与煤矿劳动生产率，吨煤成本、千吨掘进率、煤损失率和机械化开采水平等有着密切的关系，直吨掘进率、煤损失率和机械化开采水平等有着密切的关系，直接影响着煤矿生产的经济效益。接影响着煤矿生产的经济效益。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三19二、断裂构造二、断裂构造（三）煤矿生产中断层的研究（三）煤矿生产中断层的研究1.1.断层的判断断层的判断 断断层层的的出出现现不不是是孤孤立立的的，常常在在断断层层附附近近的的煤煤、岩岩层层中中伴伴生生一一些些与与正正常常情情况况不不同同的的地地质质现现象象，这这些些现现象象预预示示者者前前方方可可能能有有断断层层存存在在，应应作作好好过过断断层层的的准准备备工工作作。在在断断层层出出现现前前，可可能能遇遇到到的的征征兆兆，主要有以下几种现象：主要有以下几种现象：2024/5/22 周三（1 1）煤煤层层、岩岩层层的的产产状状发发生生显显著著的的变变化化时时，可可能能有有断断层层存存在在；（2 2）煤煤层层厚厚度度发发生生变变化化，煤煤层层顶顶底底板板出出现现不不平平行行现现象象时时，可可能能有断层存在；有断层存在；1.1.断层的判断断层的判断二、断裂构造二、断裂构造202024/5/22 周三（3 3）掘掘进进巷巷道道中中经经常常出出现现明明显显的的小小褶褶曲曲（如如开开滦滦唐唐山山煤煤矿矿），或或煤煤层层常常发发生生强强烈烈揉揉皱皱，滑滑面面增增多多或或变变为为鳞鳞片片状状碎碎煤煤（如如淄淄博博龙泉矿）等现象时，可能有断层存在。龙泉矿）等现象时，可能有断层存在。二、断裂构造二、断裂构造212024/5/22 周三22（4 4）煤煤层层和和顶顶、底底板板中中的的裂裂隙隙显显著著增增加加，并并有有一一定定的的规规律律性性时时，可能有断层存在；可能有断层存在；（5 5）在在大大断断层层附附近近常常伴伴生生一一系系列列小小断断层层，这这些些小小断断层层是是判判断断大大断层的重要标志；断层的重要标志；二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三（6 6）在在高高瓦瓦斯斯的的矿矿井井，在在巷巷道道中中瓦瓦斯斯涌涌出出量量常常有有明明显显变变化化地地段段，可可能能有有断断层层存存在在。如如焦焦作作矿矿务务局局焦焦西西矿矿掘掘进进巷巷道道时时，遇遇断断层层前前后后瓦瓦期期涌涌出出量量出出驼驼峰峰现现象象。利利用用这这一一规规律律，也也可可预预见见掘掘进进前前方方有断层存在。有断层存在。（7 7）充充水水性性强强的的矿矿井井，巷巷道道接接近近断断层层时时，常常出出现现滴滴水水、淋淋水水以以至涌水的现象，可能有断层存在。至涌水的现象，可能有断层存在。瓦斯增加大显驼峰瓦斯增加大显驼峰二、断裂构造二、断裂构造232024/5/22 周三24（三）煤矿生产中断层的研究（三）煤矿生产中断层的研究2.2.断层的观测断层的观测（1 1）确定断层位置确定断层位置。在井下从已知测点用皮尺丈量距离。在井下从已知测点用皮尺丈量距离,以确定断层以确定断层的位置。对于落差较大的断层，往往出现数个断裂面，要找出主要断的位置。对于落差较大的断层，往往出现数个断裂面，要找出主要断裂面的确切位置并把测量结果绘在巷道平面图或剖面图上。裂面的确切位置并把测量结果绘在巷道平面图或剖面图上。（2 2）观观察察断断层层面面特特征征。观观察察断断层层面面的的产产状状(是是平平坦坦的的、粗粗糙糙不不平平的的、还还是是舒舒缓缓波波状状的的)；断断层层面面擦擦痕痕特特征征；断断层层破破碎碎带带的的宽宽度度及及其其变变化化；破破碎碎带带充充填填物物特特征征(是是断断层层角角砾砾岩岩、糜糜棱棱岩岩还还是是断断层层泥泥)；充充填填物物的的成成分分大小大小排列及胶结情况。排列及胶结情况。（3 3）观察断层的伴生派生构造观察断层的伴生派生构造。对断层上、下两盘的煤岩层产状、。对断层上、下两盘的煤岩层产状、厚度变化、牵引现象、羽状节理、帚状构造等进行观察厚度变化、牵引现象、羽状节理、帚状构造等进行观察,为确定断层为确定断层性质和寻找断失煤层取得依据。性质和寻找断失煤层取得依据。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三25（三）煤矿生产中断层的研究（三）煤矿生产中断层的研究2.2.断层的观测断层的观测（4 4）确确定定断断层层性性质质及及断断层层力力学学性性质质。在在上上述述观观察察基基础础上上，结结合合矿矿井井构构造造规规律律，确确定定断断层层性性质质，同同时时还还应应确确定定断断层层面面的的力力学学性性质质（是是压压性性面、张性面或是扭裂面等）。面、张性面或是扭裂面等）。（5 5）测测量量断断层层面面产产状状。可可在在断断层层面面上上用用罗罗盘盘直直接接测测量量，还还可可从从巷巷道道两两帮帮断断层层面面同同标标高高两两点点拉拉皮皮尺尺，用用罗罗盘盘测测皮皮尺尺方方位位，得得到到断断层层面面走走向向。断断层层面面倾倾角角可可以以直直接接测测量量真真倾倾角角，也也可可测测量量断断层层在在巷巷道道方方向向上上的的伪伪倾倾角，然后换算出真倾角。角，然后换算出真倾角。（6 6）确确定定断断层层的的落落差差。落落差差系系指指断断层层两两盘盘同同一一层层面面断断失失点点之之间间的的标标高高差差。除除测测量量落落差差之之外外，还还要要测测量量地地层层断断距距。当当断断距距较较大大时时，根根据据断断层两盘煤岩层层位对比并结合地层柱状图，可推算出地层断距。层两盘煤岩层层位对比并结合地层柱状图，可推算出地层断距。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三26（三）煤矿生产中断层的研究（三）煤矿生产中断层的研究3 3断层的探测（断失煤层的寻找）断层的探测（断失煤层的寻找）在在掘掘进进过过程程中中遇遇到到落落差差较较大大的的断断层层时时，常常不不能能看看到到另另一一盘盘的的煤煤层层，由由此此需需寻寻找找断断失失煤煤层层。因因此此，确确定定断断层层性性质质和和断断距距已已成成为为正正确确决决定定巷巷道道掘掘进进方方向向的的重重要要问问题题。目目前前，煤煤矿矿中中判判断断断断层性质和确定断距的方法主要有以下五种：层性质和确定断距的方法主要有以下五种：（1 1）层层位位对对比比法法。根根据据巷巷道道揭揭露露的的断断层层两两盘盘煤煤岩岩层层层层位位，寻寻找找断失煤层位置。断失煤层位置。在在开开采采多多煤煤层层的的矿矿井井，由由于于断断层层常常把把不不同同煤煤层层错错接接在在一一起起，掘掘煤煤巷巷时时断断层层不不易易识识别别，容容易易漏漏掉掉断断层层。此此时时要要特特别别注注意意掌掌握握各煤层的煤岩特征和顶底板岩性，准确鉴定巷道的掘进层位。各煤层的煤岩特征和顶底板岩性，准确鉴定巷道的掘进层位。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三27（三）煤矿生产中断层的研究（三）煤矿生产中断层的研究3 3断层的探测（断失煤层的寻找）断层的探测（断失煤层的寻找）（2 2）伴伴生生派派生生构构造造判判断断法法。断断层层附附近近常常伴伴生生派派生生一一些些小小型型或或微微型型构构造造，在在成成因因上上与与断断层层有有联联系系，在在分分布布上上与与断断层层相相伴伴随随。它它们们既既可可作作为为断断层层存存在在的的标标志志，又又可可作作为为判判断断断断层层性性质质、推推测测断断失失煤煤层层位位置置的的依依据据。主主要要伴伴生生派派生生构构造造有有：牵牵引引褶褶曲曲、断断层层擦擦痕痕、伴伴生生小小断断层层、断断层层面面上上的的煤煤线线（导导脉脉）、羽羽状状裂裂隙隙和和帚帚状状构造等。构造等。（3 3）规规律律类类推推法法。随随着着矿矿井井地地质质资资料料的的积积累累，对对矿矿区区出出现现的的断断层得到某些规律性认识，并据此指导断失煤层的寻找。层得到某些规律性认识，并据此指导断失煤层的寻找。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三28（三）煤矿生产中断层的研究（三）煤矿生产中断层的研究3 3断层的探测（断失煤层的寻找）断层的探测（断失煤层的寻找）（4 4）作作图图分分析析法法。充充分分利利用用各各种种矿矿图图（包包括括矿矿井井地地质质剖剖面面图图、水水平平地地质质切切面面图图、煤煤层层底底板板等等高高线线图图等等），将将新新揭揭露露的的断断层层位位置置点点投投绘绘在在图图上上，根根据据断断层层产产状状进进行行上上下下左左右右对对比比连连接接，如如与与已已查查明明的的某某条条断断层层产产状状近近似似一一致致、特特征征相相同同，并并能能自自然然连连接接，就就认认为为新新断断层层是是已已知知断断层层的延续，由此推断新断层的性质和规模。的延续，由此推断新断层的性质和规模。（5 5）生生产产勘勘探探法法。生生产产勘勘探探的的手手段段主主要要有有钻钻探探和和巷巷探探，此此外外还还有有物物探探手手段段。一一般般在在断断层层性性质质已已经经确确定定，生生产产上上又又需需要要掘掘进进过过断断层层的的巷巷道道时时，可可采采用用巷巷探探。当当断断层层性性质质及及断断距距均均不不明明确确，生生产产上上又又需需要要先先查查明明断断层层再再确确定定掘掘进进方方向向时时，采采用用钻钻探探。钻钻探探原原则则上上采采用用井井下下钻钻探探，可可以以选用水平、倾斜、铅直和扇形群孔等方式达到勘探目的。选用水平、倾斜、铅直和扇形群孔等方式达到勘探目的。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三29（四）（四）断层的处理断层的处理1 1开拓设计阶段对断层的处理开拓设计阶段对断层的处理（1 1）井井田田边边界界和和采采区区边边界界的的确确定定。凡凡是是井井田田内内遇遇到到落落差差大大于于50m50m的特大型断层时的特大型断层时,应以该大型断层作为井田边界。应以该大型断层作为井田边界。划划分分采采区区时时，也也应应以以断断层层作作为为采采区区边边界界，但但采采区区的的走走向向长长度度应应尽尽量量与与正正常常采采区区走走向向长长度度近近似似。一一般般当当两两条条断断层层之之间间的的煤煤层层走走向向长长度度大大于于8008001000m1000m时时，可可以以这这两两条条断断层层为为界界划划为为一一个个采采区区，用用双双翼翼上上山山方方案案进进行行开开采采；当当断断层层落落差差大大于于20m20m，断断层层之之间间走走向向长长度度在在400400500m500m时时，以以断断层层为为界界划划分分采采区区，用用单单翼翼上上山山方案开采。方案开采。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三30（四）（四）断层的处理断层的处理（2 2）井筒位置的选择。一般立井井筒要布置在倾角较大的大断）井筒位置的选择。一般立井井筒要布置在倾角较大的大断层下盘，距断层层下盘，距断层303050m50m以外的位置。以外的位置。对于倾角小的断层，立井井筒无法避开断层时，只能在对于倾角小的断层，立井井筒无法避开断层时，只能在井筒施工过程中采取必要的保安措施，选择煤层层数少的地井筒施工过程中采取必要的保安措施，选择煤层层数少的地点穿过断层，且井底车场的位置要避开断层带。斜井井筒也点穿过断层，且井底车场的位置要避开断层带。斜井井筒也要以同样的原则处理。要以同样的原则处理。（3 3）运输大巷的布置。运输大巷是需布置在较坚硬的岩层中，）运输大巷的布置。运输大巷是需布置在较坚硬的岩层中，且尽量少改变方向。但在断层错动处，断层上、下盘的煤岩且尽量少改变方向。但在断层错动处，断层上、下盘的煤岩层位移较大，甚至与另一盘的含水层相遇，因此必须考虑巷层位移较大，甚至与另一盘的含水层相遇，因此必须考虑巷道的改道问题。道的改道问题。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三31（四）（四）断层的处理断层的处理（4 4）采采区区内内块块段段划划分分。被被断断层层切切割割破破坏坏的的地地区区，要要综综合合考考虑虑断断层层的的位位置置、落落差差、被被切切割割块块段段的的大大小小和和形形态态，以以及及已已有有的的生生产产系系统统等等因因素素来来划划分分开开采采块块段段，要要尽尽可可能能地地将将较较大大断断层层留留在在各块段之间的煤柱当中。各块段之间的煤柱当中。（5 5）井井田田开开拓拓方方式式的的确确定定。选选择择井井田田开开拓拓方方式式时时，要要考考虑虑各各种种地地质质因因素素的的影影响响，其其中中断断层层占占重重要要地地位位。在在缓缓倾倾斜斜煤煤层层中中，用用斜斜井井开开拓拓较较好好，但但是是如如果果煤煤层层遭遭到到断断层层破破坏坏，产产状状发发生生变变化，就应采用立井结合主要石门的开拓方式。化，就应采用立井结合主要石门的开拓方式。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三32（四）（四）断层的处理断层的处理2 2巷道掘进阶段对断层的处理巷道掘进阶段对断层的处理 当当煤煤层层平平巷巷遇遇斜斜交交正正断断层层，如如果果断断层层带带的的压压力力不不大大并并没没有有瓦瓦斯斯及及水水的的威威胁胁时时，可可沿沿断断层层带带掘掘进进并并进进入入另另一一盘盘煤煤层层；如如果果断断层层带带岩岩石石破破碎碎、压压力力大大、又又有有瓦瓦斯斯和和水水的的威威胁胁时时，则则不不能能紧紧靠靠断断层层面面开开掘掘巷巷道道，而而应应使使巷巷道道穿穿过过断断层层后后，距距断断层层面一定距离，平行断层走向开掘石门进入另一盘煤层。面一定距离，平行断层走向开掘石门进入另一盘煤层。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三332 2巷道掘进阶段对断层的处理巷道掘进阶段对断层的处理（1 1）平平巷巷过过断断层层。平平巷巷过过断断层层分分为为穿穿过过煤煤层层顶顶板板（或或底底板板）和和顺断层面掘进两种方式。顺断层面掘进两种方式。当当煤煤层层平平巷巷遇遇断断层层后后，要要求求不不改改变变巷巷道道坡坡度度而而可可改改变变巷巷道道的的方方向向过过断断层层，其其中中有有破破顶顶板板掘掘进进和和破破底底板板掘掘进进两两种种情情况况。至至于于是是选选择择前前者者还还是是后后者者，应应根根据据岩岩性性有有利利施施工工、距距离离短短和和少丢煤等因素综合考虑。少丢煤等因素综合考虑。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三34（2 2）倾斜巷道过断层。上山、下山等倾斜巷道遇断层后，可以）倾斜巷道过断层。上山、下山等倾斜巷道遇断层后，可以根据生产的要求采取多种形式通过断层。根据生产的要求采取多种形式通过断层。当断层落差较小时，根据断失盘是上升还是下降盘分别当断层落差较小时，根据断失盘是上升还是下降盘分别采用采用挑顶挑顶、挖底挖底或或挑顶挖底挑顶挖底相结合的方式通过断层。无论选相结合的方式通过断层。无论选择什么方式，都必须使改变后的巷道坡度变化不大，有利于择什么方式，都必须使改变后的巷道坡度变化不大，有利于运输。当断层落差较大时，为防止丢煤和少掘巷道，可根据运输。当断层落差较大时，为防止丢煤和少掘巷道，可根据巷道用途（运输巷或回风巷）、断层面和煤层面产状（同向巷道用途（运输巷或回风巷）、断层面和煤层面产状（同向或反向）、断层性质等采用改变巷道坡度或掘石门的办法通或反向）、断层性质等采用改变巷道坡度或掘石门的办法通过断层。过断层。（四）（四）断层的处理断层的处理2 2巷道掘进阶段对断层的处理巷道掘进阶段对断层的处理二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三353 3回采阶段对断层的处理回采阶段对断层的处理（1 1）采用强行通过的方法。当断层落差较小，并满足下列情况）采用强行通过的方法。当断层落差较小，并满足下列情况之一者，可以采用强行通过断层的方法。之一者，可以采用强行通过断层的方法。在普采及炮采工作面内，断层落差小于煤厚时；在普采及炮采工作面内，断层落差小于煤厚时；在综采工作面内，当断层两盘对接部分的煤厚大于液压支架在综采工作面内，当断层两盘对接部分的煤厚大于液压支架的最小支撑高度时；的最小支撑高度时；在综采工作面内，当断层两盘对接部分的煤厚小于液压支架在综采工作面内，当断层两盘对接部分的煤厚小于液压支架最小支撑高度，但煤层顶底板岩性较软，采煤机能切割时。最小支撑高度，但煤层顶底板岩性较软，采煤机能切割时。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三363 3回采阶段对断层的处理回采阶段对断层的处理（2 2）采用重开切眼的方法。当断层落差大于煤厚时，对于倾向）采用重开切眼的方法。当断层落差大于煤厚时，对于倾向断层或斜交断层可采用重开切眼的方法，即提前在断层另一断层或斜交断层可采用重开切眼的方法，即提前在断层另一盘重新开掘切眼，待工作面推进到断层处，停止回采，工作盘重新开掘切眼，待工作面推进到断层处，停止回采，工作面搬家到新切眼内继续开采。面搬家到新切眼内继续开采。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三362024/5/22 周三37（3 3）采用划小工作面的方法。当断层落差大于煤厚时，对于走）采用划小工作面的方法。当断层落差大于煤厚时，对于走向断层，可在断层两侧补掘中间平巷，把原来一个采面划分向断层，可在断层两侧补掘中间平巷，把原来一个采面划分为两个采面分别回采。对于落差一端大、一端小的斜交断层，为两个采面分别回采。对于落差一端大、一端小的斜交断层，可采用合采与分采相结合的方法，把断层上、下盘煤层结合可采用合采与分采相结合的方法，把断层上、下盘煤层结合起来开采。起来开采。二、断裂构造二、断裂构造2024/5/22 周三38第二节第二节 煤层厚度煤层厚度 煤煤层层厚厚度度变变化化是是影影响响煤煤矿矿生生产产的的主主要要地地质质因因素素之之一一。煤煤层层发发生生分分叉叉、变变薄薄、尖尖灭灭等等厚厚度度变变化化，直直接接影影响响煤煤矿矿正常生产。正常生产。一、煤层厚度变化的原因及变化特征一、煤层厚度变化的原因及变化特征 煤煤层层厚厚度度变变化化是是多多种种多多样样的的，但但就就其其成成因因来来说说，可可分为分为原生变化原生变化和和后生变化后生变化两大类。两大类。2024/5/22 周三39第二节第二节 煤层厚度煤层厚度（一）煤层厚度的原生变化（一）煤层厚度的原生变化 煤煤层层厚厚度度的的原原生生变变化化是是指指泥泥岩岩层层堆堆积积过过程程中中，在在形形成成煤煤层层顶顶板板岩岩层层的的沉沉积积物物覆覆盖盖以以前前，由由于于地地壳壳活活动动，沉沉积积环环境境变变迁迁等等各各种种地地质质因因素素的的影影响响而而引引起起的的煤煤层层形形态态和和厚厚度度变变化化。原原生生变变化化主主要要包包括括地地壳壳不不均均衡衡沉沉降降引引起起的的煤煤层层分分叉叉、变变薄薄、尖尖灭灭、泥泥炭炭沼沼泽泽古古地地形形对对煤煤层层形形态态和和煤煤厚的影响、厚的影响、河流同生冲蚀河流同生冲蚀、海水同生冲蚀海水同生冲蚀等四种原因。等四种原因。2024/5/22 周三40第二节第二节 煤层厚度煤层厚度（二）煤层厚度的后生变化（二）煤层厚度的后生变化 煤煤层层厚厚度度的的后后生生变变化化是是指指煤煤层层被被沉沉积积物物覆覆盖盖以以后后，或或煤煤系系形形成成以以后后，由由于于河河流流剥剥蚀蚀、构构造造变变动动、岩岩浆浆侵侵入入、岩岩溶溶陷陷落落等等各各种种地地质质因因素素的的影影响响而而引引起起煤煤层层形形态态和和厚厚度度变化。变化。2024/5/22 周三41第二节第二节 煤层厚度煤层厚度二、煤层厚度变化对生产的影响 1.影响采掘布置 原分层开采的厚煤层，由于煤厚变薄，只能改为单层开采。原一次采全厚的煤层，由于煤层增厚，