《煤礦開采地質(zhì)條》課件

《煤礦開采地質(zhì)條件》課程大綱概念介紹煤礦開采地質(zhì)條件的概念、重要性和研究意義煤層地質(zhì)特征煤層產(chǎn)狀、厚度、穩(wěn)定性、賦存深度、瓦斯含量和水文地質(zhì)條件采礦工程地質(zhì)頂板和底板狀況、采動(dòng)力學(xué)特性、地應(yīng)力分布、溫度場(chǎng)、滲透性開采方案設(shè)計(jì)煤礦開拓方案設(shè)計(jì)、采礦工藝選擇、開采技術(shù)配套措施煤礦開采地質(zhì)條件的概念地質(zhì)因素指的是影響煤礦開采的各種地質(zhì)因素，包括煤層厚度、產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)、巖性、瓦斯含量、水文地質(zhì)條件等。安全開采煤礦開采地質(zhì)條件直接影響礦井的安全生產(chǎn)，因此需要進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探，分析地質(zhì)條件，制定安全合理的開采方案。開采效率煤礦開采地質(zhì)條件也影響開采效率和經(jīng)濟(jì)效益，例如煤層厚度、產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)等因素會(huì)影響采礦方法的選擇和開采成本。煤礦開采地質(zhì)條件的特點(diǎn)復(fù)雜性地質(zhì)條件影響著開采難度，涉及構(gòu)造、地層、水文、氣體等因素。變異性煤層厚度、質(zhì)量、瓦斯含量等參數(shù)在空間上存在變化。動(dòng)態(tài)性開采過(guò)程中的應(yīng)力、水壓變化會(huì)影響地質(zhì)條件，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。煤層地質(zhì)構(gòu)造煤層地質(zhì)構(gòu)造是指煤層在形成和演化過(guò)程中受到地殼運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、沉積環(huán)境等因素的影響而形成的各種地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)。煤層地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦開采影響很大，會(huì)影響煤層的產(chǎn)狀、厚度、穩(wěn)定性、瓦斯含量等，從而影響煤礦的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。常見的煤層地質(zhì)構(gòu)造有褶皺、斷層、節(jié)理、裂隙等。煤層產(chǎn)狀1走向煤層延伸方向2傾向煤層傾斜方向3傾角煤層與水平面的夾角煤層厚度不同煤礦的煤層厚度會(huì)有所差異，影響采礦成本和效率。煤層穩(wěn)定性巖性煤層自身的巖性是影響煤層穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一，例如，脆性較強(qiáng)的煤層更易于發(fā)生斷裂和破碎。結(jié)構(gòu)煤層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，如裂隙、節(jié)理等，也會(huì)影響其穩(wěn)定性。裂隙和節(jié)理的存在會(huì)降低煤層的強(qiáng)度，使其更容易發(fā)生破壞。應(yīng)力狀態(tài)地應(yīng)力的大小和方向也會(huì)對(duì)煤層穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。高應(yīng)力狀態(tài)會(huì)使煤層更容易發(fā)生斷裂和垮塌。煤層賦存深度淺部煤層深度小于200米中深部煤層深度在200-1000米之間深部煤層深度大于1000米煤層熱值4000卡路里典型煤層熱值1000焦炭低熱值煤層7000發(fā)電高熱值煤層煤層瓦斯含量不同煤層的瓦斯含量差異很大，需要采取不同的瓦斯防治措施。煤層水文地質(zhì)條件地下水類型包括大氣降水、地表水滲入形成的潛水，以及深部地質(zhì)構(gòu)造作用形成的承壓水等水文地質(zhì)特征包括含水層分布、水位變化、水質(zhì)狀況等水文地質(zhì)問(wèn)題可能導(dǎo)致礦井涌水、突水、瓦斯突出等安全問(wèn)題煤層頂板和底板狀況煤層頂板和底板的巖性、厚度、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性等因素直接影響著煤礦開采的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。頂板巖性主要影響采空區(qū)垮落過(guò)程，底板巖性則影響采礦工作面的穩(wěn)定性。頂板和底板的厚度、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性會(huì)影響采空區(qū)管理、支護(hù)強(qiáng)度、地面沉降等方面。煤層采動(dòng)力學(xué)特性應(yīng)力狀態(tài)煤層開采過(guò)程中，應(yīng)力狀態(tài)變化影響開采工作面的穩(wěn)定性。巖體強(qiáng)度煤層和圍巖的強(qiáng)度決定了開采過(guò)程中的變形和破壞模式。巖石力學(xué)性質(zhì)煤層和圍巖的巖石力學(xué)性質(zhì)影響采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)和采空區(qū)穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)破壞和頂板失穩(wěn)1頂板垮落斷裂和破碎的頂板巖石2巖層彎曲巖層壓力導(dǎo)致的變形3裂隙發(fā)育頂板巖石中的裂縫和裂隙地應(yīng)力分布規(guī)律水平應(yīng)力垂直應(yīng)力最大水平應(yīng)力方向地表重力作用受地質(zhì)構(gòu)造影響隨深度增加而增大影響采礦工程影響礦山安全煤層溫度場(chǎng)30℃平均地溫梯度20℃深部煤層溫度10m每增加深度煤層富水性地下水類型主要包括大氣降水、地表水滲入形成的潛水和承壓水，以及深部地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)形成的深層地下水。水文地質(zhì)條件包括含水層分布、水位埋深、水量、水質(zhì)、水壓等因素，對(duì)煤礦開采安全和生產(chǎn)效率具有重要影響。富水性評(píng)價(jià)通過(guò)地質(zhì)勘探、水文地質(zhì)調(diào)查和水文測(cè)試，對(duì)煤層富水性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，確定開采過(guò)程中可能遇到的水文地質(zhì)問(wèn)題。煤層滲透性水文地質(zhì)條件滲透性影響水流運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而影響礦井涌水量和防治水難度。瓦斯含量滲透性決定瓦斯運(yùn)移速度，影響瓦斯抽采效率和防治瓦斯災(zāi)害難度。開采技術(shù)滲透性影響采區(qū)水力壓裂和瓦斯抽采技術(shù)的選擇和效果。煤層氣性甲烷含量煤層氣以甲烷為主，其他氣體成分很少。吸附性強(qiáng)煤層中氣體以吸附狀態(tài)為主，對(duì)壓力和溫度敏感。流動(dòng)性差煤層滲透性較低，氣體流動(dòng)性差，需要特殊開采技術(shù)。崩落性和膨脹性崩落性煤層頂板在開采過(guò)程中發(fā)生垮落或破碎的現(xiàn)象。膨脹性煤層在開采過(guò)程中發(fā)生體積膨脹的現(xiàn)象，導(dǎo)致采空區(qū)壓力增加。煤層工程地質(zhì)性質(zhì)結(jié)構(gòu)煤層結(jié)構(gòu)是指煤層內(nèi)部的構(gòu)造特征，如層理、裂隙、節(jié)理等。這些特征會(huì)影響煤層的力學(xué)性質(zhì)和開采難度。硬度煤層的硬度是指煤層抵抗外力破壞的能力。硬度高的煤層開采難度更大，需要使用更強(qiáng)大的采掘設(shè)備?？紫抖让簩拥目紫抖仁侵该簩又锌紫端嫉捏w積百分比?？紫抖雀叩拿簩痈子谕杆赡艽嬖谒︼L(fēng)險(xiǎn)。滲透性煤層的滲透性是指煤層允許流體通過(guò)的能力。滲透性高的煤層更易于透氣，可能存在瓦斯涌出風(fēng)險(xiǎn)。煤層地質(zhì)勘探方法鉆探獲取煤層巖心，分析煤層厚度、質(zhì)量、瓦斯含量等參數(shù)。地震勘探利用地震波探測(cè)地下地質(zhì)構(gòu)造，了解煤層埋藏深度、傾角和斷層分布。地球化學(xué)勘探分析土壤、水體和植被中的元素含量，推斷煤層的存在和分布。遙感勘探利用衛(wèi)星或飛機(jī)上的傳感器獲取地表圖像，識(shí)別地質(zhì)構(gòu)造和煤層露頭。煤層地質(zhì)建模1三維模型真實(shí)地反映煤層的地質(zhì)特征2數(shù)值模擬預(yù)測(cè)開采過(guò)程中的地質(zhì)變化3輔助決策為開采方案提供科學(xué)依據(jù)煤層地質(zhì)參數(shù)測(cè)定參數(shù)測(cè)定方法煤層厚度鉆孔取樣、地質(zhì)測(cè)繪煤層傾角地質(zhì)測(cè)繪、鉆孔測(cè)量煤層產(chǎn)狀地質(zhì)測(cè)繪、鉆孔測(cè)量煤層瓦斯含量瓦斯抽采試驗(yàn)、瓦斯地質(zhì)分析煤層頂板和底板巖石性質(zhì)鉆孔取樣、巖石力學(xué)試驗(yàn)煤層物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試煤礦開拓方案設(shè)計(jì)1地質(zhì)勘探詳細(xì)了解煤層的產(chǎn)狀、厚度、賦存深度、瓦斯含量等地質(zhì)條件。2開采方式選擇根據(jù)煤層厚度、埋藏深度、瓦斯含量等因素選擇合理的開采方式。3開拓方式設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)井巷布置、運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等，以確保安全、高效的開采。4方案評(píng)估對(duì)開拓方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、安全等方面的評(píng)估，確?？尚行?。采礦工藝選擇開采方法根據(jù)煤層賦存條件，可以選擇不同的開采方法，如露天開采、井工開采、斜井開采等。采掘工藝選擇合適的采掘工藝，如長(zhǎng)壁工作面、回采工作面等，以確保安全高效的開采。機(jī)械設(shè)備根據(jù)開采規(guī)模和條件，選擇合適的采掘設(shè)備，如采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等，提高開采效率。安全措施采取有效的安全措施，如瓦斯治理、防塵降噪等，保障礦工安全生產(chǎn)。開采技術(shù)配套措施1安全保障采用先進(jìn)的安全技術(shù)，例如瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，確保礦工的安全。2效率提升引入自動(dòng)化和智能化技術(shù)，例如自動(dòng)采掘設(shè)備，提高開采效率。3環(huán)境保護(hù)實(shí)施環(huán)保措施，例如廢水處理和廢氣排放控制，減少對(duì)環(huán)境的污染。煤礦安全生產(chǎn)保障安全管理體系建立健全的安全生產(chǎn)責(zé)任制，加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)，提高員工安全意識(shí)。風(fēng)險(xiǎn)防范識(shí)別和評(píng)估安全風(fēng)險(xiǎn)，制定有效的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，預(yù)防事故發(fā)生。應(yīng)急救援完善應(yīng)急預(yù)案，定期組織演練，提高應(yīng)急處置能力。技術(shù)保障