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1、煤矿地质学,4亿年发生岩浆侵入事件，形成了一套斑状花岗岩；同时火山岩发生变质。而后，发生沉积作用；,2.3亿年花岗岩侵入；粘土岩（砂岩）变质成低变质的千枚岩；,2.3亿年后，发生了构造作用，地层发生变形（褶皱）；发生变形（褶皱）后，地壳抬升，地层发生剥蚀，沉积发生间断后，地壳又发生下降，上面沉积了一套砂岩；,地壳发生抬升，地层剥蚀，沉积间断后，地壳下降，又发生沉积作用，形成了一套含煤地层；后又发生沉积间断，沉积间断后沉积了一套红层；,发生岩浆侵入作用，形成玄武玢岩。,4亿年前为一套火山岩；,课程主要内容,第一章 地球的概述 第二章 地质作用 第三章 地壳的物质组成 第四章 地质构造 第五章 地
2、史的基本知识 第六章 煤田地质 第七章 矿井水文地质与工程地质 第八章 地质资料的获得与利用 第九章 煤矿常用地质图件 第十章 影响煤矿生产地质因素的判断与处理 第十一章 煤炭储量及矿井储量管理,第八章 地质资料的获得与利用,第一节 煤炭资源地质勘探 第二节 煤矿建井时期的地质工作 第三节 煤矿生产时期的地质工作,第八章 地质资料的获得与利用,第一节 煤炭资源地质勘探 第二节 煤矿建井时期的地质工作 第三节 煤矿生产时期的地质工作,建井时期的地质工作，是指从建井准备开始直到矿井建成投产这一过程中的地质工作。,1、详细研究井田的地质特点，进行井田的地质调查，收集邻近生产矿井的有关资料，认真做好建
3、井补充勘探工作；,2、研究矿井初步设计，核查矿井的主要基本建设工程设计的地质依据，提出合理化建议；,3、系统收集和及时编录井巷工程所揭露的地质资料，并进行综合分析，找出地质变化规律，及时解决矿井建设中遇到的地质问题；,4、总结建井过程中积累的可靠的地质资料，修改原有的地质图件和矿井设计；重新计算矿井储量，分析储量变动原因；,5、编制建井地质报告和移交煤矿生产使用的全部地质资料。,一、建井阶段的地质工作,1、建井开工前的地质工作,建井开工前的地质工作包括：熟悉井田勘探最终地质报告，掌握井田地质特征及其与区域地质的关系；核实地质勘探提交地质资料的可靠程度；复查井筒检查孔资料；了解矿井设计，并提供地
4、质资料；随施工的进程及时提交主要井巷工程预想地质资料；为矿井初步设计提出合理化建议。,一、建井阶段的地质工作,2、建井施工中的地质工作,建井施工中的地质工作包括：进行日常的地质工作及水文地质工作，也就是系统的观测、编录揭露的地质现象；采集必要的岩层、标志层、化石的标本和煤样，并把取得的各种原始资料妥善保管，作为建井竣工后编写建井地质报告的基础资料。,建井施工过程中，如发现影响施工的不利地质因素时，应及时采取必要的措施，提出补充勘探计划，及时进行补充勘探工作；同时进行地面水文地质补充调查，建立井上、下水文地质观测网，进行矿井充水因素分析和涌水量预测，提出地面、井筒及井下的防排水措施，还要进行水质
5、取样化验，确定水源井的位置，确保工业用水和民用水的供给；在地热偏高的井田，还应进行专门的地热补充勘探和地下原始岩温的观测，绘制等温线图，为矿井降温设计提供所需地质资料。,建井施工中的地质工作还包括：及时预报和处理影响井巷施工的各种地质问题，保证井巷施工的安全、顺利地进行。,井底车场是在井筒与石门连接处所开凿的巷道与硐室的总称。它是转送人员、矿岩、设备、材料的场所，也是井下排水和动力供应的转换中心。根据开拓方法的不同，分为竖井井底车场和斜井井底车场。,与地面不直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层直交或斜交的岩石平巷称为石门，为开采水平服务的石门称为主要石门，为采区服务的石门称为采区石门；在厚煤层内
6、，与煤层走向直交或斜交的水平巷道，称为煤门。,一、建井阶段的地质工作,3、矿井竣工移交生产之前的地质工作,新建矿井竣工移交生产之前的地质工作包括：核算井田煤炭储量，并以储量变动对比表形式反映储量的成果；编制移交生产的建井地质报告，有的单位称矿井地质鉴定书。此外，还要做储量变动原因的说明，具体分析储量增减的原因。,二、井筒检查钻孔的布置与要求,定义：从井口到井底的筒状四壁或空间；采矿、修建长隧道和地下铁道时开凿的联系地面和地下巷道的通道。,根据井田开拓方式的不同，井筒分为立井、斜井和平硐；立井井筒按其用途又分为主井、副井、混合井和风井。,主井是专门用作提升煤炭的井筒， 在大、中型矿井中，提升煤炭
7、的容器多采用箕斗，所以主井又常称作箕斗井。,风井尽管有时也安设有提升设备，该井筒仍然按其主要用途命名为风井。,副井是用作升降人员、材料、设备和提升矸石的井筒，并常兼作入风井，由于副井采用的提升容器是罐笼，所以副井又称为罐笼井。,在同一个井筒内安设有箕斗和罐笼两种提升容器时，该井筒称为混合井，它主要用于小型矿井和老矿井改扩建的延深井。,二、井筒检查钻孔的布置与要求,为了避免在建井过程中因地质情况不清而造成井筒设计不切合实际或造成施工困难等各种事故，在井筒施工前，一般均应打井筒检查孔。,井筒检查孔功能：可以查明井筒通过的地质剖面的煤层和岩（土）层的厚度及其物理力学性质、煤层的瓦斯含量、各主要含水层
8、和基岩风化裂隙带的厚度和埋藏深度及其特征，是否有破碎带，以及开凿井筒的水文地质条件等地质情况，从而为设计井壁结构，制定施工方案和作业规程等提供必要的地质资料。,二、井筒检查钻孔的布置与要求,1、井筒检查钻孔的布置：主要根据矿井的开拓方式、井筒的数目和井筒的间距，以及水文地质条件等因素的不同来考虑。,2、井筒检查钻孔的取样和样品试验：为了取得全面可靠的资料，井筒检查钻孔的采取率在砂层中不少于50%，在土层和基岩中不少于70%；同时，要求终孔后进行物探测井。,3、井筒检查钻孔的水文地质观测和抽水试验：为了进一步查明井田水文地质情况，应对检查孔进行简易水文地质观测。对检查钻孔所见的各主要含水层（组）
9、要求分层进行抽水试验，以了解其渗透系数K值和涌水量。,二、井筒检查钻孔的布置与要求,4、井筒检查钻孔的钻进和封闭钻孔的要求：井筒检查钻孔的钻进，要求穿过松散地层的孔径必须满足抽水试验的要求，即不小于127mm；终孔的直径不小于89mm。 井筒检查孔的终孔深度：立井的检查孔的孔深，最小应大于井筒的深度，并应尽可能钻进到未来井筒延伸的深度；斜井的检查孔深度，最小应深于井筒的底板；平硐的检查孔钻孔深度，最小应达到平硐的水平标高。 检查钻孔的偏斜率要求控制在1.5%以内，同时应注意钻孔施工到达设计检查钻孔的深度的位置与井筒井壁的水平距离不得小于5m。,三、建井地质说明书的编制,在建井施工之前，为保证井
10、巷等基建工程有预见性地顺利进行，必须编制建井地质说明书（基建工程地质说明书），提交建井部门作为选择施工方案，编制井筒和井底车场施工组织设计，制定作业规程和指导井巷施工的地质依据。,建井地质说明书是根据井田地质勘探资料和井筒检查钻孔所获得的资料，按照建井设计与施工的要求，经过分析整理后编制而成。,四、建井时期常用的几种图件,煤矿建井时期常用的地质图件是选择井巷掘砌方法和进行施工组织设计的重要依据，有的还可以反映工程进度，是矿井施工管理的主要图件。,1、井筒预想柱状图：主要根据井筒检查钻孔获得的地质资料编制而成，它是设计井筒的井壁结构和组织施工的重要依据资料。,2、井筒预想剖面图：通常在采用斜井或
11、平硐开拓时，均应根据多个井筒检查孔的柱状图编制井筒预想剖面图。,四、建井时期常用的几种图件,3、井底车场预想地质切面图：是设计部门进行井底车场和硐室施工设计的重要依据。,4、井筒工程交换图：是反映矿井基建工程进度的重要图件。,五、新建矿井移交生产的地质资料,新建矿井在移交煤矿进行生产之前，应利用井田地质勘探（最终）报告，根据建井期间的井筒检查钻孔和井巷开拓过程中所获得的全部地质资料与补充勘探资料，及时进行分析，并在综合整理的基础上，编制建井地质报告，作为煤矿投产后进行矿井生产和开展矿井地质工作的基础。,第八章 地质资料的获得与利用,第一节 煤炭资源地质勘探 第二节 煤矿建井时期的地质工作 第三
12、节 煤矿生产时期的地质工作,一、煤矿生产时期地质工作的内容与任务,1、全面系统地收集矿井采掘过程中所揭露的煤层、岩层、地质构造、岩熔陷落柱、岩浆岩等地质资料；,2、为老矿井的改建和技术改造提供有关资料，参与通风安全部门的综合研究，探索瓦斯的赋存与涌出情况，以及地热、地压、煤尘、煤的自燃等影响煤矿生产因素的有关规律，并参与制订有关防治措施；同时要加强水文地质调查，分析矿井充水因素，预测矿井涌水量，对矿井水进行防治，保证安全生产。,一、煤矿生产时期地质工作的内容与任务,3、提高对开采地质条件的定量分析和综合分析，不断提高预报的质量，以适应现代化生产的要求；同时应做好矿井补充勘探工作，扩大矿井范围，
13、提高矿井储量级别，延长矿井服务年限，保证生产接替；,4、配合矿山测量人员进行储量核算和储量管理工作，及时掌握煤炭储量变动情况，提高回采率，充分回收国家的煤炭资源；,5、研究煤系和煤层中伴生的有用矿产的赋存情况和利用价值。,二、井下地质编录,井下地质编录是对井巷所揭露的地质情况进行观察、测量，并用文字、图表反映出来，这是取得煤矿原始地质资料的重要手段。,井下地质编录的基本要求是：经常及时、完整准确、系统统一、重点突出。,二、井下地质编录,（一）穿层巷道的地质编录,煤矿的井筒、暗井、石门、穿层斜井等，均是穿层掘凿的巷道。对这类井巷进行地质编录时，必须特别注意所穿见的岩、煤层的层序、岩性、厚度，以及
14、地层之间的接触关系和地质构造等。,二、井下地质编录,1、竖井井筒、暗井的地质编录,在一般情况下，竖井井筒及暗井应编录两壁互成直角的柱状剖面图，其中的主剖面应与矿井地质剖面的方向一致。当地质条件复杂是，应采用四壁展开图的方法进行编录；如果地质条件简单，则可采用一壁柱状剖面图的方法进行编录。,A,D,C,A,D,C,E,F,C,A,C,D,A,C,D,a,b,E,F,走向：CD,倾向：AE,倾角：EAF,二、井下地质编录,2、石门的地质编录,石门编录资料是分析地质构造和进行煤层对比的主要依据，又是采区设计、采区巷道施工不可缺少的资料。,二、井下地质编录,2、石门的地质编录,（1）熟悉巷道及其预想剖
15、面和邻近勘探线剖面图；,（2）对编录的巷道进行全面的概略观察，做好编录的准备工作。利用井下测量点或已知巷道标定编录起点的位置，丈量并记录编录起点到测量点或已知巷道的距离，起点要作标记。每次编录的终点也要标注记号，写上日期，便于下次进行；,（3）在编录巷道壁上挂观测基线；,（4）测量、记录及描绘巷道壁上的地质情况；,地质观测点的观测与描述,实测地质分界线,绘实测巷道剖面草图和巷道局部素描图,二、井下地质编录,（二）顺层巷道的地质编录,顺层斜井、运输大巷、总回风巷、采区上（下）山及沿煤层开掘的所有准备巷道和回采巷道等，均是顺层掘凿的巷道。,二、井下地质编录,（三）巷道展开图的编录,在煤矿井下构造十
16、分复杂和存在岩浆侵入体的地段，巷道两壁的地质情况变化较大，很不一致，为了如实全面地反映客观存在的地质情况，在进行巷道地质编录时需要编绘巷道展开图。巷道展开图的形式主要有两种：两壁一顶展开图和两壁一底展开图,二、井下地质编录,（四）回采工作面的地质编录,回采工作面地质编录的基本任务：查明工作面的地质变化及其发展趋势，指导回采工作的正常进行；进行煤厚测量，计算回采率，监督煤量的充分回采，同时还为煤厚层开采的合理分层提供地质依据。,回采率一般是指矿产被开采过之后进行第二次开采时所时占总矿产的比例，意思是可采的矿产被开采过第二次开采时占总矿产的比例。由于设备的改进，开采率不断的扩大，回采率也就逐渐在下
17、降。比如一个洞采矿，在洞采之后又进行露天开采(露天开采回采率比较高，风险要比洞采小)它的回采率就要小很多，这就叫回采率。,三、矿井地质勘探,矿井地质勘探是继煤炭资源地质勘探之后，由矿井建设开始到开采结束期间所进行的一切勘探工作。,（1）矿井地质勘探是在现有煤矿生产的基础上进行的，它有丰富的第一手资料;,（2）矿井地质勘探直接为煤炭的采掘生产建设服务，在确定勘探时间和进行勘探工程布置时，必须考虑到生产的接替和采掘工程的设计与施工；,三、矿井地质勘探,（3）矿井地质勘探任务一般是为了解决影响煤矿生产建设的某一专门地质问题而进行的，勘探的成果资料直接提交煤矿生产使用，所提交的地质报告一般也较精炼;,
18、（4）勘探工程除布置在地面之外，还可充分利用矿井的有利条件采用井下钻探、巷探和井下物探，以符合多、快、好、省的原则。,矿井地质勘探按照勘探范围和目的的不同，具体分为矿井资源勘探、矿井补充勘探、矿井生产勘探、矿井工程勘探和老区找煤。,1、矿井资源勘探：实质是煤炭资源勘探的后继工作，应根据所存在的地质问题和矿井延深开拓的采掘工程设计的需要而进行。勘探所要遵循的原则和必须达到的标准，大致与煤炭资源井田精查地质勘探相同。对落差大于30m以上的断层，必须有两个以上的钻孔控制；瓦斯含量与井下地温（开采深部煤层者）应有两条剖面线以上的钻孔实测资料作出评价。,2、矿井补充勘探：属于煤炭资源勘探的补充工程，其目
19、的是为了提高矿井（井田）范围内接续的新水平、新采区的勘探研究程度。通过补充勘探，进一步探明原勘探报告中遗漏的地质问题，主要是满足矿井改建、扩建和开拓、延深工程设计等需要；或为了提高延深水平高级储量比例，满足设计需要和规定的延深水平高级储量的比例标准；或对需要重新评定的可采煤层，为提高其储量级别或落实新增储量等。,3、矿井生产勘探：主要解决采区的开拓、掘进、工作面回采各个环节所出现的影响煤矿生产的地质问题而组织的临时的地质勘探工作。它贯穿在矿井开采的整个过程中，是矿井地质工作的一项经常性工作，有的称为生产地质勘探。 矿井生产勘探应针对采区范围内存在的不同地质、水文地质问题而进行的。其勘探成果必须
20、满足生产和安全的要求。,4、矿井工程勘探：是指矿井生产建设中根据专项工程的要求而进行的勘探工作。,5、老区找煤：一些矿井由于开采方法落后，回采率很低，为了最大限度地开发煤炭资源，有必要对这些已开采过的老矿井进行找煤和复采工作。,四、矿井的综合地质编录,矿井综合地质编录是将矿井原始地质资料，去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的综合分析整理，总结出整个矿井的煤层赋存状态和构造特征等地质条件的规律性及其内在联系，并反映到矿井的各种综合地质图件中去，同时用文字予以说明。,五、地质说明书,矿井综合地质编录是将矿井原始地质资料，去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的综合分析整理，总结出整个矿井的煤层赋存状态和构造特征等地质条件的规律性及其内在联系，并反映到矿井的各种综合地质图件中去，同时用文字予以说明。,