煤矿常见地质构造
煤矿常见地质构造.
陷落柱编号
• 1、陷字第一个字X加序号，如：X1、X2、 X3....... • 2、
三、褶皱构造
• 1、背斜
• 2、向斜
背斜
向斜
褶皱构造中的一个弯曲—褶曲。 向上的弯曲—背斜，向下的弯曲—向斜。 背斜核心的岩层较老，外围的岩层 较新。向斜核心的岩层较新，外围的 岩层较老。
褶曲形态
水平岩层 1.水平岩层：基本保持水平状态的沉积岩层（倾角﹤50 ） 。 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。
F20：
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。
其中： 1、F20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、箭头所指方向代表断层面的倾向； 6、短线代表断层下降盘所在的一侧。
• 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。
94303正断层
F85
破顶区 石灰岩 泥岩 破底区 砂质泥岩
开始过断层示意图
94303正断层
F85
进风巷
9号煤
泥岩
破底区 9号煤
后期过断层示意图
逆断层
IX2224巷逆断层
砂质泥岩
H=2m 泥岩
0.7m
94307机采面切眼逆断层
掘进方向 F83 H=1.3m 2.0m
探测煤层
切眼左帮示意图
92311工作面逆断层
（二）、按断层两盘相对运动分类
1．正断层：上盘下降、下盘上升的断层； 下盘上升 断层面 断层面
闫家沟煤矿地质概况
第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置闫家沟鑫东煤矿位于鄂尔多斯市准格尔旗西部，位于东胜煤田四道柳找煤区范围之内，距鄂尔多斯市东胜区27km。
该矿向北200m与神～公公路相接，神～公公路为柏油路面的运煤专线。
经神～公公路到109国道、包府公路仅15km。
煤矿距包～神铁路沙圪台集装站20km左右，交通较为方便。
闫家沟鑫东煤矿行政隶属准格尔旗神山镇管辖。
地理坐标为：东经：110°18′15″～110°21′08″北纬：39°40′46″～39°42′14″闫家沟鑫东煤矿交通位置见图1-1-1。
二、地形地貌井田位于鄂尔多斯高原东北部，鄂尔多斯高原为内蒙古高原主体部分之一。
受黄河支流勃牛川的影响，井田内地形切割甚剧，“V”字型冲沟十分发育，呈树枝状分布，形成沟壑纵横，支离破碎的地形特点，属典型的侵蚀性丘陵地貌类型。
井田位于勃牛川上游西侧的峁梁之上，由于勃牛川支沟的切割，地形十分复杂。
峁梁总体上呈东西向横贯井田，井田北部的贾明沟和井田南侧的公沟地形相对较低，最高点位于井田西部的峁顶上，海拔标高为1424.30m，最低点位于井田东缘的勃牛川西畔，海拔标高1275m，比高149.30m。
一般地形标高1350～1300m，相对高差50m左右。
三、河流分布及范围井田位于东胜煤田区域性分水岭“东胜梁”南侧的勃牛川流域。
井田北部为贾明沟，南侧为公沟，二沟谷呈NE向展布，均为勃牛川的支流，井田西侧为哈拉庆沟，大致呈南北向展布，由北向南汇入束会川。
束会川在东胜煤田南部汇入勃牛川。
以上所述沟谷均为间歇性河谷，旱季干涸无水，丰雨时形成短暂的洪流，通过勃牛川向南流入陕西省境内的窟野河，最终注入黄河。
四、气象及地震井田内气候特征属于半干旱的大陆性高原气候，夏季温热、冬季寒冷，春季干燥多风，秋季凉爽多雨。
全年降水量小且集中，每年7、8、9三个月为雨季。
年蒸发量是年降水量的7～10倍。
露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性分析
露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性分析一、研究背景和意义随着全球经济的快速发展，能源需求不断增长，煤炭作为主要能源来源之一，其在能源结构中的地位日益重要。
煤炭开采过程中产生的环境问题也日益凸显，其中露天煤矿的开采对生态环境造成的影响尤为严重。
露天煤矿作为一种非传统的采矿方式，其开采过程中的边坡稳定性问题尤为关键。
由于地质条件的变化和开采条件的限制，露天煤矿含断层顺倾边坡的渗流与稳定性问题越来越受到关注。
露天煤矿顺倾边坡的渗流与稳定性问题涉及到地质、工程、环境等多个领域，对于保障矿山安全生产、保护生态环境具有重要意义。
顺倾边坡的渗流与稳定性问题直接影响到矿山的生产效率和经济效益。
边坡失稳可能导致矿井生产中断，甚至引发严重的安全事故，给企业带来巨大的经济损失。
顺倾边坡的渗流与稳定性问题对周边生态环境产生影响，边坡失稳可能导致土壤侵蚀、水土流失等环境问题，破坏生态平衡，影响人民生活质量。
研究露天煤矿含断层顺倾边坡的渗流与稳定性问题，对于提高矿山安全生产水平、促进绿色发展具有重要的理论和实践价值。
1.1 研究背景随着煤炭资源的日益减少，露天煤矿作为一种重要的煤炭开采方式，在我国得到了广泛的应用。
露天煤矿在开采过程中往往伴随着地质条件的复杂性，如断层、顺倾边坡等。
这些地质条件对露天煤矿的稳定性和安全性产生了很大的影响。
研究露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性问题，对于提高露天煤矿的开采效率和降低安全事故发生率具有重要意义。
随着我国经济的快速发展，煤炭需求量持续增长，煤炭开采行业面临着巨大的压力。
为了满足能源需求，我国不断加大对煤炭开采的投入，露天煤矿作为一种重要的煤炭开采方式得到了广泛应用。
露天煤矿在开采过程中往往伴随着地质条件的复杂性，如断层、顺倾边坡等。
这些地质条件对露天煤矿的稳定性和安全性产生了很大的影响。
研究露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性问题，对于提高露天煤矿的开采效率和降低安全事故发生率具有重要意义。
煤矿地质基本知识
走向地层还表现为地层重复或缺失。
化开采更为困难。
煤层的空间形态及展布方向用产状要素
二、地质构造
• 原始沉积的煤（岩）层，由于后来地质变迁、地壳运动而造成岩层空 间形态个产状发生变化，形成新的结构称为地质构造。
• 地质构造可归纳为三种基本类型，即单斜构造、褶曲构造、断裂构造。 • 单斜构造 • 在一定范围内（通常一个井田）岩层向一个方向倾斜的构造形态叫单
2）煤层的底板。
• 煤层的底板岩石可分为直接底和老底两种， 如图2－1b所示。
• a－煤层顶板；b－煤层底板 • 1－中粒砂岩；2－砂质页岩；3－炭质页
岩；4－煤；5－粘土岩；6－粉砂岩
• （1）直接底――以富含炭质的粘土岩最为常见， 厚度一般几十厘米。如果直接底的岩性是遇水后 膨胀粘土岩，则可造成巷道底板隆起（底鼓）现 象，轻者影响巷道运输于支护，重者使巷道遭受 破坏。
着一个面，而是沿着一个破碎带发生时，这个带称为断层破碎带。②断层线。 断层面与地面的交线，即断层面在地面的出露线。它大致反映断层的延伸方 向。 • ③交面线。断层面与煤层底板面的交线。 • ④断盘。被断层面分开的两侧岩块。若断层面是倾斜面的，根据岩块与断层 面的相对关系，分为上盘和下盘。上盘位于断层面上方；下盘位于断层面下 方。 • ⑤断距。断层两盘相对移动的距离。未错开前的某点，错动后分裂为两点， 分别在两个盘上，测得两点的实际距离称总断距。 • ⑥落差。断层两盘上对应点的铅直断距，如图2－7所示。
煤矿地质学4地质构造-3断裂构造
2、根据断层走向与两盘岩层走向的关系分类：
1）走向断层：断层走向与岩层走向基本一致。
2）倾向断层：断层走向与岩层走向近于直交,与倾向平行。
3）斜交断层：断层走向与岩层走向斜交。
3、根据断层走向与褶曲轴向的关系分类：
1）纵断层：断层走向与褶曲轴向近于平行。
2）横断层：断层走向与褶曲轴向近于直交。
3）斜断层：断层走向与褶曲轴向斜交。
A：花岗质糜棱岩 受后期脆性断裂作用
成为花岗质角砾岩－
郯庐断裂 A B：大理岩质角砾岩
B
－郯庐断裂
• 3）牵引现象
断层两盘沿断层面相对错移时产生的摩擦力，拖动断层附近的 岩层，使之弯曲而形成的褶曲。 岩层因牵引而变薄的尖端指示了对盘运动方向。
（五）断层类型的确定 主要指正断层、逆断层和平移断层的确定，常用的方法有： 1、经验类推法： 根据以往研究成果，若某矿以正断层为主，那么所遇新断 层， 就可以根据这种规律判断其类型为正断层。 2、小断层类比法： 大断层附近常伴生一系列小断层。在 巷道掘进中若遇到一系列小断层，可判断 前方有大地层存在，且性质与小断层相同。 小断层类比
（1）走向断层，落差大于2米，且分布较大，用双工作面。
（2）斜交断层，双工作面渡过影响区。
（3）工作面小型倾向或斜交断层 ，H>2米重开切眼，H<2米
工作面推过，要注意使工作面与断层延展方向有一个较大 的交角，避免因冲击地压造成工作面的危险。
方向.该分类方案首先将断层分成三大类：
• • • • 1）正断层 上盘下降、下盘上升 断面倾角较大，常为70~80度，规模一般较小 断面挤压现象不明显
• 2）逆断层
• 上盘上升、下盘下降 • 断面倾角小于45度称为逆断层，小于30度为逆掩断层， 倾角平缓时称为推覆构造 • 3）平移断层 • 两盘平行断面走向运动 • 断面倾角较陡，断面平直且延伸距离长 • 断面挤压现象较强烈 • 可分为左行平移断层和右行平移断层
煤矿地质——褶皱构造
第二节褶皱构造一、褶皱的基本概念（一）褶皱的定义岩层或岩体在地应力长期作用下形成的波状弯曲称为褶皱，褶皱在地壳中分布广泛，形态各异，规模大小相差悬殊，大者延伸几十至几百公里，小者可在手标本上见到，甚至表现为显微构造。
褶皱岩层中的一个弯曲称为褶曲，它是褶皱构造的基本单位（图4-8）。
（二）褶曲的基本形式褶曲的基本形式可分为两种，即背斜和向斜。
1．背斜背斜是岩层向上弯拱的褶曲，核部是老岩层，两侧是新岩层，且对称重复出现，两翼岩层一般相反倾斜（图4-9a）。
2．向斜向斜是岩层向下弯拱的褶曲，核部是新岩层，两侧是老岩层，且对称重复出现，两翼岩层一般相对倾斜（图4-9b）。
（三）褶曲要素为了描述褶曲在空间的形态和特征，将它的各个部位分别规定了一个名称。
总起来称为褶曲要素。
或者说褶曲要素是褶曲的基本组成部分及其相互关系的几何要素（图4-10）。
褶曲要素主要有下列几种：1．核部褶曲的中心部位为核部。
背斜核部是老岩层，向斜核部为新岩层。
2．翼部褶曲核部两侧的岩层为翼部。
背斜两翼较核部岩层新；向斜两翼较核部岩层老。
相邻背斜和向斜之间的一个翼为二者所共有。
3．翼角褶曲两翼岩层与水平面的夹角，即翼部岩层的倾角。
4．转折端褶曲从一翼过度到另一翼的转折部位称为转折端。
5．轴面通过褶曲核部，平分褶曲两翼的假想面称为轴面，轴面可以是平面或曲面，也可以是直立的、倾斜的、甚至是水平的。
6．轴线和轴迹褶曲轴面与水平面的交线，称为轴线。
轴线的方向表示褶曲的延伸方向。
轴线的长度表示褶曲的延伸长度。
轴面与地表面的交线称为轴迹。
只有在轴面直立和地面水平的情况下，轴迹和轴线重合为一条线。
7．枢纽枢纽指褶曲中同一岩层面与轴面的交线。
其产状可以是水平的、倾斜的，也可是波状起伏的，甚至是直立的，枢纽主要是用来表示褶曲在延伸方向上产状的变化。
8．高点及鞍部背斜隆起的最高部位称为高点。
有的背斜可以有几个高点，同一背斜相邻两高点之间的相对低洼部分称为鞍部（图4-11）。
煤矿掘进中常见中小型地质构造的识别、影响及预测
煤矿地质讲义2
山西煤炭职业技术学院地测工程系地质组
地质构造
• 基础：沉积岩原始产状是水平或近于水平 的，并在一定范围内连续分布。 • 地质构造：由于地壳运动使原始岩层产状 改变后的形态，即由地壳运动引起岩层的 变形和变位，叫地质构造。 • 地质构造的基本形态：单斜构造 褶皱构造 断裂构造
单斜构造
• 一定范围内岩层大致向同一方向倾斜，叫单 斜构造。
褶曲要素示意图
褶曲的横剖面形态分类
根据褶曲枢纽产状分类
• 1.水平褶曲 褶曲枢纽水平 • 2.倾伏褶曲 褶曲枢纽倾伏
根据褶曲平面形态分类
• 1.线形褶曲 褶曲长短轴之比大于10：1 • 2.短轴褶曲 褶曲长短轴之比小于10：1而 大于3：1 • 3.穹隆和构造盆地 褶曲长短轴之比小于3： 1的背斜叫穹隆；向斜叫构造盆地
擦痕与阶步
寻找断失煤层的方法
• 1. 岩（煤）层层位对比法
寻找断失煤层的方法
2. 断层特征法 • 擦痕、阶步 • 构造岩 • 牵引现象 • 煤线追索 • 派生节理
寻找断失煤层的方法
• • • • 3. 小断层类比法 4. 经验推断法 5. 对比分析法 6. 生产勘探法
（八）断层对煤矿生产的影响 与处理方法
断裂构造 －节理
• 岩层受力发生破裂，而裂面两侧部分没有 发生明显相对位移的断裂构造。 • 成因分类 • 1.原生裂隙 岩石形成过程中形成的裂隙。 • 2.非构造裂隙 指由外力地质作用形成的节 理。 • 3.构造裂隙 受地壳运动作用形成的裂隙。
构造节理的特征
节理类型 产状
沿走向、 裂面光滑 遇砾石切 倾向延伸 程度 割情况
岩层产状要素
岩层产状
• • • • • • • • • • （一）走向 走向线：岩层面上的水平线。如AB 走向：走向线延伸的方向。如CA→ CB→ （二）倾向 真倾斜线：岩层面上与走向线垂直的直线。如CD 倾向线：真倾斜线在水平面上的投影。CD` 视倾斜线：视倾斜线岩层面上与走向线斜交的直线。 视倾向线：在水平面上的投影。 倾向：倾向线指向岩层倾斜的方向CD` → 。 （三）倾角 岩层面与水平面的夹角。即真倾斜线和倾向线的夹角。
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侧，图中表示为箭头指向与两短线同向。
正断层
符号2
下盘断煤交线
上盘断煤交线
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。
逆断层
符号1
F2：0：
H=2m∠10°：
H=6m∠10°：
F：20：
•
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。
• （b）柱体组成特征 其由塌落岩块堆积组合而成。充填岩块
具有大小悬殊、棱角明显、形状各异、混 杂堆积，以及常为松软岩屑、煤屑和粉粒 充填黏结等特点。
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”。
•·
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
二、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：
根据现场决定如何通过。Leabharlann （三）回采工作面通过正断层措施
• （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（F85）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。
（四）回采工作面通过逆断层措施
THANK YOU
2019/6/13
92311工作面逆断层
9煤
86 85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 75
石灰岩
砂质泥岩
H=2m 9煤
预计9 煤
工作面构造示意图
陷落柱
• 1、陷落柱的形成与特征 • 2、对生产的影响 • 3、掘进、回采工作面的识别与通过措施 • 4、陷落柱影响范围内的顶帮支护
煤矿常见地质构造
地质测量部 高林
一、断层 二、陷落柱
三、褶皱构造
断层
• 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
断层的分类：
（一）、按断层走向与岩层走向的关系分类
• （1）走向断层：断层走向与岩层走向基本 一致。
• （2）倾向断层：断层走向与岩层走向直交。 • （3）斜向断层：断层走向与岩层走向斜交。 • （4）顺层断层：断层面与岩层面基本一致。
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。
94303正断层
F85
泥岩 破底区
破顶区 砂质泥岩
石灰岩
开始过断层示意图
94303正断层
F85
进风巷
9号煤
泥岩
破底区
9号煤
后期过断层示意图
逆断层
IX2224巷逆断层
砂质泥岩 0.7m
H=2m
泥岩
94307机采面切眼逆断层
掘进方向 2.0m
F83 H=1.3m
探测煤层
切眼左帮示意图
SUCCESS
• （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
• 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
逆断层
符号2
上盘断煤交线
下盘断煤交线
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。
三、断层对生产的影响
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。
• （1）平面形态：一般呈椭圆形，也可呈圆形、长 条形和不规则形等。
陷落柱的特征
陷落柱的特征
• 2、陷落柱的井下特征 • （a）柱面特征：柱面即陷落柱与周边正常
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。
陷落柱的特征
锯齿状柱面
滑坡状柱面
陷落柱的特征
（二）、按断层两盘相对运动分类
1．正断层：上盘下降、下盘上升的断层；
下盘上升
断层断层面面 上盘下降
2．逆断层：上盘上升、下盘下降的断层；
下盘下降
上盘上升
断层面
3．平移断层：断层两盘顺断层面走向相对 滑动的断层
水平错动
规模巨大的平移断层称为走向滑动断层。
二、断层的表示符号
正断层
符号1
H=3m∠33°：
• （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。
正断层
92312工作面断层
117# 116#
115#
114# 113#
112#
F63 111#
9 #煤
H=1.8m
泥岩
回风巷
9 #煤
砂岩
工作面构造示意图
F20：
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。
其中： 1、F20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、箭头所指方向代表断层面的倾向； 6、短线代表断层下降盘所在的一侧。
•
即：正断层的倾向与下降盘在同一
• 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。
（二）掘进工作面通过逆断层措施
• 由上盘进入下盘：
• （1）直接破顶，下山掘进通过，直至进入 煤层；
四、掘进及回采工作面通过措施
（一）掘进工作面通过正断层措施
• 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