煤礦地質(zhì)安全

1、2013年7月煤礦地質(zhì)安全洛陽龍門煤業(yè)常村煤礦1提綱第一節(jié)、地質(zhì)構(gòu)造與含煤地層第二節(jié)、影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素第三節(jié)、礦井水文地質(zhì)與防治水2第一節(jié)、地質(zhì)構(gòu)造與含煤地層一、含煤巖系：指一套含有煤層并且在成因上有聯(lián)系的沉積巖系，也指含煤地層、含煤構(gòu)造。煤層煤層是沉積巖中炭質(zhì)成分的可燃性巖層。根據(jù)煤層的厚度可分為三類薄煤層煤層厚度在1.3m以下。中厚煤層煤層厚度為1.33.5m。厚煤層煤層厚度在3.5m以上。頂?shù)装迕簩禹數(shù)装鍘r石分類：頂板：偽頂-直接覆蓋在煤層之上極易垮塌的薄層巖層，常隨采隨落，厚度不大，巖性多為炭質(zhì)泥巖。 直接頂能隨回柱放頂垮落的巖層。巖性為粉砂巖和泥巖 基本頂（老頂）巖性抗彎剛度大

2、，較難垮落的巖層或巖層組合。底板：直接底煤層之下與煤層直接接觸的巖層。 基本底（老底）位于直接底之下的巖層。3第一節(jié)、地質(zhì)構(gòu)造與含煤地層二、礦物與巖石、礦物礦物是天然產(chǎn)出,具有一定的化學(xué)成分和有序的原子排列,通常由無機(jī)作用所形成的均勻固體。、巖石巖石是天然產(chǎn)出的集合體，具有一定的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征是地質(zhì)作用的產(chǎn)物 。巖石按其成因可分為三大類：巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖、常見的沉積巖碎屑巖：有機(jī)物沉積和火山噴發(fā)出的各種碎屑物沉積下來后經(jīng)壓固、膠結(jié)而形 成的巖石。根據(jù)物質(zhì)來源不同可分為火山碎屑巖和正常沉積碎屑巖兩類 粘土巖：由50以上顆粒直徑小于0.01mm的粘土礦物組成的巖石。 化學(xué)巖及生物化學(xué)巖：母巖

3、風(fēng)化產(chǎn)物中的溶解物呈膠體溶液或真溶液狀態(tài)被搬運到湖泊或海盆地中以化學(xué)方式沉淀而形成的巖石。 4第一節(jié)、地質(zhì)構(gòu)造與含煤地層三、地質(zhì)構(gòu)造 在地殼運動過程中，巖層改變了原始的埋藏狀態(tài)，產(chǎn)生一定的變形或變位，形成新的結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為地質(zhì)構(gòu)造。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 。、單斜構(gòu)造單斜構(gòu)造是指一系列巖層大致向同一個方向傾斜的構(gòu)造形態(tài)。煤(巖)層產(chǎn)狀通常用煤(巖)層的走向、傾向和傾角來表示 5第一節(jié)、地質(zhì)構(gòu)造與含煤地層、褶皺構(gòu)造巖層受到水平力的擠壓而發(fā)生波狀彎曲但仍保持巖層的連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)稱作褶皺構(gòu)造 。褶皺構(gòu)造中每一彎曲為褶曲。褶曲是褶皺構(gòu)造的基本單位，它分為向斜和背斜

4、兩種形態(tài)。 背斜：巖層在剖面上表現(xiàn)為層面突起的彎曲；在水平切面圖上表現(xiàn)為核部是老巖層兩翼是新巖層。向斜：巖層在剖面圖上表現(xiàn)為層面下凹的彎曲；在水平切面圖上表現(xiàn)為核部是新地層兩翼是老巖層。6、斷裂構(gòu)造巖層受力后遭到破壞，失去了連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)稱為斷裂構(gòu)造。斷裂后，斷面兩側(cè)巖層沒有發(fā)生顯著位移，稱為節(jié)理（裂隙）。如發(fā)生明顯錯斷則為斷層，斷層就是巖層沿斷裂面發(fā)生顯著位移的斷裂構(gòu)造。斷層要素：斷層面、斷層線、交面線、斷盤和斷距等 斷層的分類：根據(jù)上下盤相對位移分為：正斷層、逆斷層 、平移斷層根據(jù)斷層走向與巖層走向的關(guān)系分為：走向斷層、傾向斷層、斜交斷層第一節(jié)、地質(zhì)構(gòu)造與含煤地層7斷層的標(biāo)志與斷

5、失翼尋找:8斷層的標(biāo)志與斷失翼尋找:9斷層的標(biāo)志與斷失翼尋找:10提綱第一節(jié)、地質(zhì)構(gòu)造與含煤地層第二節(jié)、影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素第三節(jié)、礦井水文地質(zhì)與防治水11第二節(jié)、影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素一、煤層厚度變化對安全生產(chǎn)的影響、煤層厚度變化對煤礦生產(chǎn)的影響1、影響采掘部暑 ：2、影響計劃生產(chǎn)： 3、增高掘進(jìn)率：4、降低回采率：、煤層厚度變化的處理1、掘進(jìn)中的處理方法：兩層煤跟主層煤掘進(jìn)；薄煤層挑頂破底掘進(jìn)；無煤另開巷道2、采煤工作中的處理方法 ：小變薄區(qū)直接推面；大變薄區(qū)開探巷、跳面或縮面12第二節(jié)、影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素二、地質(zhì)構(gòu)造對安全生產(chǎn)的影響、褶曲大型褶曲影響井田劃分和礦井開拓方式中型褶曲影

6、響采區(qū)劃分和布置小型褶曲影響掘進(jìn)和工作面長度 褶曲的處理：1、以大褶曲的軸線作為井田邊界；井筒最好不要布置在向斜軸部附近 。 2、中型褶曲的軸線通常作為采區(qū)中心布置采區(qū)上(下)山，也可以作為采區(qū)的邊界對于寬緩褶曲，工作面還可以直接推過去。3、小型褶曲發(fā)育的地區(qū)，煤層會突然增厚或變薄，甚至不可采，使工作面無法通過，需要重新開掘切眼進(jìn)行生產(chǎn)。 13第二節(jié)、影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素、斷裂構(gòu)造1、節(jié)理(裂隙)對煤礦生產(chǎn)的影響及處理 容易卡釬子，爆破效果差炮眼方向應(yīng)盡量垂直節(jié)理面布置。容易發(fā)生冒頂事故工作面布置與主要節(jié)理組方向有一定交角或垂直。易片幫回采面煤壁盡量與主要節(jié)理組方向有一定交角瓦斯的良好通道工

7、作面采前要進(jìn)行瓦斯抽放 2、斷層對煤礦生產(chǎn)的影響及處理 按規(guī)模分類：H50m為特大斷層；H= 5020 m為大型斷層 ；H=205m為中型斷層；H5m為小斷層影響井田劃分影響開拓方式影響采區(qū)和工作面布置增加煤炭損失量影響安全生產(chǎn)增加巷道掘進(jìn)量影響煤礦綜合效益14第二節(jié)、影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素2、斷層的處理 開拓階段：落差大于50 m的特大型斷層可作為井田邊界；留設(shè)防水煤柱；中型斷層作為采區(qū)邊界；立井井筒布置在傾角較大的大斷層下盤；井底車場的位置要避開斷層帶 。 掘進(jìn)階段：當(dāng)煤層平巷遇斷層后耍保持巷道坡度，采用改變巷道方向過斷層；上(下)山等傾斜巷道遇到斷層后，采用改變巷道坡度或掘石門 15第二

8、節(jié)、影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素回采階段：采用強(qiáng)行通過的方法 ；重開切眼跳面的方法 ；改造工作面縮面或延面。16第二節(jié)、影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素三、巖漿巖對安全生產(chǎn)的影響、對煤層生產(chǎn)的影響減少煤炭儲量，縮短礦井服務(wù)年限；使煤質(zhì)變差，灰分增高，揮發(fā)分顯著降低，粘結(jié)性遭到破壞；破壞煤層的連續(xù)性，給巷道掘進(jìn)、采面回采帶來困難，影響采面合理布置。、巖漿巖侵入煤層的處理 掘進(jìn)時直接穿過；改變方向；停止掘進(jìn)回采時直接推過繼續(xù)回采；重開切眼；改造工作面可分成上、下兩個小工作面回采。17第二節(jié)、影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素四、陷落柱對安全生產(chǎn)的影響、陷落柱對煤礦生產(chǎn)的影響 使可采煤層遭到不同程度的破壞減少煤炭儲量；影響正規(guī)

9、開采影響采掘施工；是礦井水和礦井瓦斯的良好通道，影響煤礦生產(chǎn)安全。 、陷落柱的處理設(shè)計時留設(shè)防水煤柱；掘進(jìn)時可直接穿過；也可繞過；采煤時先探明情況，然后決定處理。18第二節(jié)、影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素五、影響煤礦生產(chǎn)的其它地質(zhì)因素、礦井瓦斯、地溫、礦山壓力19提綱第一節(jié)、地質(zhì)構(gòu)造與含煤地層第二節(jié)、影響煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)因素第三節(jié)、礦井水文地質(zhì)與防治水20第三節(jié)、礦井水文地質(zhì)與防治水一、地下水的概念與分類、地下水的概念地下水是指埋藏在地表以下，儲存在巖石空隙中的水。、地下水的分類按地下水的埋藏條件分類：地表水、潛水、承壓水潛水埋藏在地表以下第一個穩(wěn)定隔水層以上，且具有自由水面的重力水稱為潛水 承壓水充滿

10、于上、下兩穩(wěn)定隔水層之間的含水層中的重力水稱為承壓水 按含水層孔隙性質(zhì)分類 ：孔隙水、裂隙水、巖溶水儲存予疏松巖層孔隙中的水稱為孔隙水 埋藏于基巖裂隙中的地下水稱為裂隙水。埋藏于溶洞、裂隙中的重力水稱為喀斯特水，亦稱為巖溶水 21第三節(jié)、礦井水文地質(zhì)與防治水二、礦井充水條件、礦井充水水源大氣降水；地表水；地下水；老空水、礦井充水通道構(gòu)造斷裂帶；冒落裂隙帶；含水層露頭區(qū)；煤層底板采動破壞帶；封閉不良鉆孔；導(dǎo)水陷落柱；地表塌陷22第三節(jié)、礦井水文地質(zhì)與防治水三、礦井水災(zāi)防治與處理、做好礦井水文地質(zhì)工作、地面防治水1、在礦區(qū)外圍修筑防洪泄水渠道，在采空區(qū)外圍挖溝排(截)洪2、在河流(含沖溝、小溪、渠

11、道)的漏水、滲水段鋪底，修人工河床、渡槽或河流部分地段改道等3、填堵渠道(指對巖溶地面塌陷及采空區(qū)塌陷的處理)4、建閘設(shè)站，排除塌陷區(qū)積水或防止河水倒灌、煤礦井下防治水1、合理進(jìn)行開拓與開采 ；2、留設(shè)防水煤柱 ；3、井下疏干排水；4、井下探放水 ；5、井下截水與堵水；6、含水層改造與隔水層加固；7、設(shè)置防水閘門及防水閘墻23第三節(jié)、礦井水文地質(zhì)與防治水、透水事故的應(yīng)急措施1、透水事故預(yù)兆一般預(yù)兆：（1）煤層變潮濕、松軟；煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象，且淋水可由小變大；有時煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡；（2）工作面氣溫降低，或出現(xiàn)霧氣及硫化氫氣味；（3）有時可聞到水的“嘶嘶”聲；（4）礦壓增大，發(fā)生片幫冒頂及

12、底臌。工作面底板灰?guī)r含水層突水預(yù)兆：（1）工作面壓力增大，底板臌起，底臌量可達(dá)500mm以上；（2）工作面底板產(chǎn)生裂隙，并逐漸增大；（3）沿裂隙或煤幫向外滲水，隨著裂隙的增大，水量增加，當(dāng)?shù)装鍧B水量增大到一定程度時，煤幫滲水可能停止，此時水色時清時濁，底板活動時水變渾濁、底板穩(wěn)定時水色變清；（4）底板破裂，沿裂縫有高壓水噴出，并有“嘶嘶” 或刺耳水聲；（5）底板發(fā)生“底爆”，伴有巨響，水大量涌出，水色乳白或呈黃色。 24第三節(jié)、礦井水文地質(zhì)與防治水沖積層水的突水預(yù)兆：（1）突水部位發(fā)潮、滴水，滴水逐漸增大，仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)水中有少量細(xì)砂；（2）發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流砂，流砂常呈間歇性，水色時清時混，總的趨勢是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出；（3）頂板發(fā)生潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可能影響到地表，致使地表出現(xiàn)塌陷坑。2、透水事故的應(yīng)急措施現(xiàn)場人員除立即報告礦調(diào)度室；行動原則：判斷事故的地點和災(zāi)害程度 盡可能就地取材，堵住出水點 避開壓力水頭，迅速撒退安全地點 。 搶救措施：清點人員立即通知泵房人員排水查明水情檢查維護(hù)所有排水設(shè)施和輸電線路 檢查防水閘門是否靈活、嚴(yán)密、并派專人看守做好準(zhǔn)備，待命關(guān)閉 采取上述應(yīng)急措施仍不能阻擋淹井時，煤礦井下人員應(yīng)向高處撤退迅速向安全出口轉(zhuǎn)移安全上井 。2