淮南煤田口孜集勘查区深部煤层顶_底板工程地质特征研究.pdf7
口孜集勘查区位于淮南煤田的西部，行政区划属阜阳市所辖，西距阜阳市30km 。其范围为：东起
F 12断层，西至勘查区勘查登记西界，北起1煤层露头线，南至F 1断层、阜凤断层或13-1煤层-1200m
水平，走向长16.5km ，倾向宽2.6～6.5km ，面积约
68.3km 2。
1研究区地质概况
1.1地层
本区为全隐蔽的华北型石炭—二叠系煤田，煤系以中、下奥陶统为基底，沉积了石炭系上统太原组，二叠系下统山西组和下石盒子组二叠系上统上石盒子组地层，其上被古近系及第四系地层覆盖。勘查区主要含煤地层为二叠系的上、下石盒子组和
山西组，主要可采煤层为1、5、8、11-2、13-1共5层，平均总厚21.79m ，占可采总厚的78.8%。
1.2构造
勘查区处于淮南复向斜中的次级褶曲陈桥背斜的南翼西段，总体为一向斜构造，南翼被阜凤断层切割。向斜轴向总体为北西向，南翼平缓，地层倾角5°
～10°，北翼倾角20°左右。区内多以正断层为主，逆
断层极少，按断层展布方向大致可分成三组，以北东向为主，北西向和近东西向次之(图1)。
2主要煤层顶底板工程地质特征
2.1岩性特征
主要煤层的直接顶板大多以泥岩、砂质泥岩为主，少数为砂岩，平均厚度2.07～2.82m 。直接底板大多为泥岩、砂质泥岩，岩质软弱，稳定性差。砂岩胶结性好，坚硬，抗压强度高，抗风化能力强，工程地质条件良好，粉砂岩次之，泥岩和砂质泥岩的岩石力学指标相对较低。断裂构造带及基岩风化带，岩心不完
作者简介：周士荣（1959—），男，江苏金湖人，工程师，主要从事煤田
水文地质及工程地质工作。
收稿日期：2008-11-26责任编辑：樊小舟
淮南煤田口孜集勘查区深部煤层顶、底板工程地质特征研究
周士荣1，邵军战1，张耐1，孟怀安2
(1.安徽省煤田地质局勘查研究院，安徽合肥230088；2.安徽省煤田地质局水文队，安徽宿州234000)
摘要：口孜集勘查区矿井目前正处于开发阶段,深部煤层顶、底板的稳定性对煤层开采方法具有很大的影响。在分析煤层顶、底板岩性在平面上变化规律的基础上，结合岩石物理力学性质，对影响煤层顶底板稳定性的因素进行了研究。依据本区顶板岩石的单轴抗压强度，结合钻孔工程地质编录RQD 值和煤层开采的采高比，对主采煤层进行了工程地质分类，其中13-1煤层顶板在东北部及中部以周期来压顶板为主，而8煤在东南及西北部也以周期来压为主。另外，对该区深部开采的工程地质问题进行了预测，根据预测结果提出了相应的预防措施。关键词：深部煤层；顶、底板；工程地质；稳定性评价中图分类号：P642；TD823.84
文献标识码：A
A Study on Deep Part Coal Roof and Floor Engineering Geological Features
in Kouziji Exploration Area,Huainan Coalfield Zhou Shirong 1，Shao Junzhan 1,Zhang Nai 1and Meng Huaian 2
(1.Anhui Bureau of Coal Geological Exploration,Hefei,Anhui 230088;
2.The Hydrogeological Exploration Team,Anhui Bureau of Coal Geological Exploration,Suzhou,Anhui 234000)
Abstract:Coalmine in the Kouziji exploration area is at development stage currently,stability of coal roof and floor in the deep part has major impact on coal mining method.Based on coal roof and floor planar lithological variation analysis combined with rock physical and mechanical properties,studied the factors which impacted coal roof and floor stability.Judging by uniaxial compressive strength of roof rock in the area,combined with borehole engineering geological recorded RQD value and mining height ratio,then carried out main coal seam engineering geological classification.Thereinto,the No.13-1coal roof in northeastern and middle parts come under mainly periodic roof pressure,while the No.8coal roof in southeastern and northwestern parts the same.In addition,the study has predicted the area's deep part mining engineering geological issues,and corresponding prevention measures put forward.Keywords:deep part coal seam;roof and floor;engineering geology;stability assessment
文章编号：1674－1803（2009）03－0042－03
中国煤炭地质
COAL GEOLOGY OF CHINA
Vol．21No．3Mar ．2009
第21卷3期2009年3月
3期
整，破碎，岩石力学指标很低，均属软岩和较弱结构面，工程地质条件不良（表1、2）。
2.2钻孔工程地质编录RQD 值
钻孔工程地质编录统计的RQD 值的结
果表明，砂岩、粉砂岩的岩石质量中等—好，泥岩、破碎带的岩石质量劣等（表3）。
2.3岩石物理力学性质指标
勘查区内有29个钻孔，对13-1、11-2、8、5、1煤层顶板上30m 至底板下20m 采
取泥岩、粉砂岩、砂岩岩样进行物理力学指标测试，测试结果表明砂岩的抗压强度最大，粉砂岩次之，泥
岩最低（表4）。
3煤层顶底板稳定性评价
3.1顶底板稳定性分区
依据煤田勘探期间对岩心的观察、测试所获取的第一手资料，对煤层顶底板进行了分类。本分类方法的特点是以钻孔岩心所获取的资料作为分类的依据，反映矿压显现规律，顶板压力大小等特点。其分类原则见表5。
根据上述分类原则，采用每个孔的直接顶的厚
度及单轴抗压强度，对13-1煤及8煤进行了分类。
13-1煤层在勘查区的东北部及中部属周期
来压强烈顶板，而8煤则在勘查区的东南部及西北部为周期来压强烈顶板（图2、图
3、表6）。
3.2影响煤层顶底板稳定的其它因素
影响煤层顶底板的稳定性不仅仅与上述的岩层的力学性质有关，而且还与岩层的其它因素如岩层的结构面特征及胶结物成份、断裂破碎带及软弱夹层、主构造应力的方向等有关，简单介绍如下。
①本区岩石多为泥质胶结，主要可采
煤层直接顶底板均以泥岩和砂质泥岩为主，其次为粉砂岩和砂岩。泥岩厚度0.2～
20.50m ，平均2.16m ，单轴抗压强度3.50～97.46MPa ，抗拉强度0.19～5.74MPa ，顶板岩
石不稳定—中等，易坍塌垮落，且泥岩中的粘土矿物多为蒙脱石和伊利石，吸水膨胀性强，遇水极易软化，开采后受地下水的浸蚀，顶板极易冒落。
②研究区断裂较发育，共查出断层202
条，且多为正断层，断层带岩性以泥岩、粉砂岩为主，含砂岩碎块。岩心受构造挤压破碎，呈碎粒状和鳞片状，岩石多破碎，巷道通过时需采用特殊支护，否则将产生巷道
严重变形。
③该区煤系上覆松散层厚500～700m ，
属大地静
图213-1煤工程地质分类示意图
Figure 2A schematic diagram of No.13-1coal engineering geological classification
图1勘查区构造示意图
Figure 1Exploration area structural outline
map
表1主要可采煤层直接顶板岩性统计表
Table 1Statistics of main mineable coal seam immediate roof lithology
煤层名称泥岩、砂质泥岩
粉砂岩
砂岩
点数/个百分率/%
厚度/m
最小～最大
平均
点数/个百分率/%厚度/m
最小～最大
平均
点数/个百分
率/%
厚度/m 最小～最大平均
13-148870.20～14.25470.65～9.2536 1.55～1.8511-250900.35～13.202.5535 2.00～4.303.1535 3.90～4.504.13835740.25～20.252.82613 1.70～10.405.46613 3.50～13.158.46539780.20～16.3536 1.23～7.65816 2.60～26.951
31
67
0.20～7.651.98
5
11
0.80～10.104.73
10
22
3.35～25.738.56
煤层名称泥岩、砂质泥岩
粉砂岩
砂岩
点数/个百分率/%
厚度/m
最小～最大
平均
点数/个百分率/%厚度/m
最小～最大
平均
点数/个百分
率/%
厚度/m 最小～最大平均
13-129520.20～10.956110.85～9.0020360.75～5.2511-229520.30～20250.998140.90～4.101.9319340.50～12.003.08835760.35～12.802.5648 2.25～6.004.268160.70～19.004.37515300.55～6.752.431020 1.15～5.102.802550 1.10～30.3011.031
7
15
0.80～7.802.72
6
13
0.45～6.401.96
33
72
1.80～30.3011.03
表2主要煤层间接顶板岩性统计表
Table 2Statistics of main mineable coal seam main roof lithology 周士荣，等：淮南煤田口孜集勘查区深部煤层顶、底板工程地质特征研究
43
第21卷
中国煤炭地质
力场型，最大主应力为垂直方向的上覆岩体自重应力的矿区。通过研究，位于同一矿区的潘二矿水平构造应力不大，最大主应力方向近垂直，大小接近上覆岩体的自重应力。井下石门中出现大量的剪切变形是在自重应力大于水平应力的条件下所形成。
4深部开采工程地质问题预测
首先，随着开采深度（第一水平：-970m ）的增
加，地质条件恶化，破碎岩体增多，地应力增大，水头压力（近10MPa ）和涌水量加大，地温升高（-970m 达43℃），导致深部围岩的稳定性与支护的难度加大，但最根本的是深部与浅部的围岩所处的应力环境的差
别，进而导致围岩强度
和变形性质的明显差异。在浅部可能十分普通的岩石，在深部可能表现为软岩的特征：易变性、蠕变性增强。在浅部原岩大多处于弹性状态，而深部则处于潜塑性甚至于塑性状态。
（下转第65页）
图38煤工程地质分类示意图
Figure 3A schematic diagram of No.8coal engineering geology
classification
煤层号顶底板
岩性等级
RQD 平均值/%
岩石质量
1
顶
泥岩Ⅳ51劣粉砂岩Ⅲ70中等砂岩Ⅳ32劣底
泥岩
Ⅲ55中等粉砂岩Ⅲ74中等砂岩Ⅲ73中等5
顶
泥岩
Ⅳ52劣粉砂岩Ⅳ40劣砂岩Ⅲ67中等底
泥岩
Ⅲ56中等粉砂岩Ⅲ74中等砂岩Ⅲ61中等8
顶
泥岩
Ⅲ62中等粉砂岩Ⅱ78好砂岩Ⅲ66中等底
泥岩
Ⅲ68中等粉砂岩Ⅱ80好砂岩Ⅱ85好11-2
顶
泥岩
Ⅲ65中等粉砂岩Ⅲ68中等砂岩Ⅲ74中等底
泥岩
Ⅲ68中等粉砂岩Ⅱ81好砂岩Ⅱ80好13-1
顶
泥岩
Ⅲ58中等粉砂岩Ⅱ85好砂岩Ⅲ69中等底
泥岩
Ⅲ74中等粉砂岩Ⅱ80好砂岩
Ⅲ
72
中等
表3岩石质量指标（RQD ）等级表
Table 3Rock Quality Index (RQD)scale
表5煤层顶板工程地质分类方案（建议）
Table 5Coal roof engineering geological classification scheme (proposed)
顶板分类
R C /MPa 无周期来压顶板/K M
有周期来压顶板/K M
周期来压强烈顶板/K M
分
类依据<20>2=0.4～2<0.4=20～30>3=0.8～3<0.8=30～40>4=1.2～4<1.2>40
>5
=1.6～5
<1.6
注：R C —直接顶岩石单轴抗压强度；K M —直接顶厚度∑h 与采高H （一般可取2～3m ）的比值，即K M =∑h /H 。
表4主采煤层岩石物理力学性质试验成果汇总表
Table 4Summary statement of main mining coal seam rock
physical and mechanical property testing results 岩性
抗压强度/MPa 抗拉强度/MPa 声波速度υp/m ·s -1
顶板
泥岩
3.50～97.46
28.200.19～4.432.472900～3300粉砂岩14.20～64.5039.38 1.18～5.973.043700～4050砂岩10～132.6066.620.70～8.953.994500～5200底板泥岩8.20～91.3033.420.76～5.742.46煤层2750粉砂岩
28～152.8 1.80～5.54石英砂岩5600
砂岩17.40～140.90
59.60 2.42～11.135.02风化带
泥岩 5.70～163.300.24～13.03粉砂岩9.60～75.3634.500.34～6.672.729砂岩
5～144.000.19～9.57表6煤层顶板工程地质特征
Table 6Coal roof engineering geological characteristics
顶板分类工程地质特征
支护建议有周期来压顶板直接顶较薄，冒落岩石不能填满采空空间，老顶发生周期性断裂，形成周期来压现象。支撑式
自移支架周期来压强烈顶板直接顶很薄，回采煤层后的周期来压表现的更加强烈。
支撑掩护式自移支架
44
3期
如对一般的浅部巷道，由于垂直应力量值不大，因而即使不采取支护措施，也能确保底板稳定，不至于发生大量底鼓量，但对深部巷道，情况则不同，由于上覆岩体自重和构造应力共同作用，围岩体内垂直应力很高，在其作用下，巷道底部岩体很容易破裂失稳，产生大的底鼓。为此，可以采用高强锚杆支护，辅助以高强度且具有一定韧性的混凝土喷层，来提高岩体自身强度，维护围岩长期稳定。
其次，随着采深增加，地下水渗透压力相应增大，致使围岩应力超过其强度近而发生破坏失稳。当巷道掘进开挖过程中遇有明显渗水时，应立即停止掘进，采用渗透性好，固化快，固结强度高的注浆材料进行工作面超前注浆，对一定深度的围岩进行固结处理，以堵死水流通道，同时提高围岩的完整性和整体强度。
第三，随着开采深度的增加，地温升高，由于通风在距表面一定深度的围岩内，产生了较大的温度梯度和附加应力，使围岩产生离层，这也将对围岩稳定带来不利影响。为此，在进行巷道支护设计时须考虑由温度引起的附加荷载，相应增加锚固深度和锚杆强度。
4结语
①本文在总结勘查区的地质成果基础上，结合
未来深部开采可能出现的工程地质问题对主采煤层的顶、底板进了分类。此分类方法不同于以往的顶板分类方法，主要是依据钻孔岩心资料，可以直接应用于煤田勘探，为煤矿设计提供依据。
②讨论了深部开采可能产生的煤矿工程地质问
题。煤矿深部开采所面临的一系列问题将是我国当前和今后煤矿安全生产中的重大问题，必须加强深部地质工作，充分了解复杂多变的煤岩体特征、断层的空间组合、围岩稳定状态及井巷工程之间的相互关系，从而为采取有效方案或技术途径提供基础条件，加大科技创新力度，采用先进的技术装备，降低和防范深部开采所带来的风险。参考文献：
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小，特别有利于城市基础工程施工，具有环保价值；三是有利于地质灾害防治，在处理应急矿难，挽救人民生命财产方面有其独特功效，具有社会价值。参考文献：
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图3郑村区块11口井钻效对比图
Figure 3Contrast diagram of drilling efficiency of
11boreholes in Zhengcun
block
表1郑村区块11口井平均钻效对比表
Table 1Contrast table of average drilling efficiency of
11boreholes in Zhengcun block
钻机类型井号空气潜孔锤钻进效率水钻效率平均效率
T685
ZC-0926.5325.47
ZC-11
24.10ZC-1328.67ZC-2424.87ZC-25
23.18
TSJ-2000ZC-72 2.81 2.76ZC-73 2.71
T685
ZC-1419.97 3.8711.639.67TSJ-2000ZC-44
16.09 2.3813.65ZC-63
17.47 1.777.21ZC-68
17.01
2.14
6.18
∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥
（上接第44页）
刘景辉，等：空气潜孔锤钻进是提高钻进效率的有效途径
65
影响岩石工程地质性质的因素
影响岩石工程地质性质的因素 矿物成分、结构、构造、水、风化作用 1．矿物成分 岩石是由矿物组成的，岩石的矿物成分对岩石的物理力学性质产生直接的影响。 例如，石英岩的抗压强度比大理岩的要高得多，这是因为石英的强度比方解石的强度高的缘故，由此可见，尽管岩类相同，结构和构造也相同，如果矿物成分不同，岩石的物理力学性质会有明显的差别。 对岩石的工程地质性质进行分析和评价时,更应该注意那些可能降低岩石强度的因素。 例如，花岗岩中的黑云母含量过高，石灰岩、砂岩中粘土类矿物的含量过高会直接降低岩石的强度和稳定性。 2．结构 结晶联结是由岩浆或溶液结晶或重结晶形成的。矿物的结晶颗粒靠直接接触产生的力牢固地联结在一起，结合力强，空隙度小，比胶结联结的岩石具有更高的强度和稳定性。 联结是矿物碎屑由胶结物联结在一起的，胶结联结的岩石，其强度和稳定性主要取决于胶结物的成分和胶结的形式，同时也受碎屑成分的影响，变化很大。 例如：粗粒花岗岩的抗压强度一般在120～140Mpa之间，而细粒花岗岩则可达200～250Mpa。 大理岩的抗压强度一般在100～120MPa之间，而坚固的石灰岩则可达250MPa 。 3．构造 构造对岩石物理力学性质的影响，主要是由矿物成分在岩石中分布的不均匀性和岩石结构的不连续性所决定的。 某些岩石具有的片状构造、板状构造、千枚状构造、片麻状构造以及流纹构造等，岩石的这些构造，使矿物成分在岩石中的分布极不均匀。一些强度低、易风化的矿物，多沿一定方向富集，或成条带状分布，或形成局部聚集体，从而使岩石的物理力学性质在局部发生很大变化。 4．水 实验证明，岩石饱水后强度降低。当岩石受到水的作用时，水就沿着岩石中可见和不可见的孔隙、裂隙侵入，浸湿岩石自由表面上的矿物颗粒，并继续沿着矿物颗粒间的接触面向深部侵入，削弱矿物颗粒间的联结，使岩石的强度受到影响。 如石灰岩和砂岩被水饱和后，其极限抗压强度会降低25％～45％左右。 5．风化 风化作用过程能使岩石的结构、构造和整体性遭到破坏，空隙度增大、容重减小，吸水性和透水性显著增高，强度和稳定性大为降低。随着化学过程的加强，则会使岩石中的某些矿物发生次生变化，从根本上改变岩石原有的工程地质性质。
煤田地质勘探技术及特点分析
煤田地质勘探技术及特点分析 发表时间：2017-06-27T15:05:23.963Z 来源：《基层建设》2017年6期作者：李蒙召[导读] 摘要：煤田地质勘探技术，是在煤炭开发前利用多技术手段精确了解煤层厚度和深度的一种技术方式，可以说，它是设计开采方案、建立矿井和开采实施的基本依据。新疆煤田地质局一六一煤田地质勘探队新疆乌鲁木齐 830000 摘要：煤田地质勘探技术，是在煤炭开发前利用多技术手段精确了解煤层厚度和深度的一种技术方式，可以说，它是设计开采方案、建立矿井和开采实施的基本依据。在数字化和电子化飞速发展的新时期，我国煤炭开采工作在不断摸索和对实际新技术理念的广泛吸收之 后，形成了具有中国特色的煤田地质勘探学科的理论和勘探方法。随着新型科技技术的问世，我国煤田地质勘探技术发展将再上新台阶。本文就煤田地质勘探技术及特点进行了分析，以供参考。关键词：煤田地质；勘探技术；特点引言 我国地大物博，各种矿产资源丰富，煤炭的储藏量位居世界第三位!，但随着经济的发展和人民整体素质的提高，环保意识不断增强，对煤炭能源的需求也越来越高，需要一整套更加完善的技术来支撑，首当其冲的就是在煤炭开采前的勘探技术。虽然经过几十年的发展，我国煤炭的勘探技术不断发展，已近国际先进水平，但是已然跟不上时代发展的速度。为此，本文就目前煤炭勘探技术的特点进行分析总结，找到弱点，改善不足，同时探讨未来技术的发展方向，不断创新勘探技术，确保后续工作正常展开。 1 煤田地质勘探技术 1.1 地面地震勘查技术的应用在勘探实践中，高分辨二维地震、三维地震和多波多分量地震是最为常用的三种方法。应用该方法，需在采区设计前注意以下两方面问题：第一，搞清煤层赋存情况，底板的起伏形态，及断层法律规律，以此为依据圈定煤层分叉合并区。第二，客观评价对可能会给开采工作带来影响的含水层富水性，找准可采煤层的波及范围和各陷落柱的具体位置，根据评价结果制定相应的防水害预案。当地表条件适当时，实践工作中通常会选用三维高分辨率地震勘探技术进行勘探。 1.2 遥感技术的应用煤炭遥感技术是一种空间遥感新技术，由于这种技术具有实时性强!探测速度快!结果精准、整体性强等优势，因此，在探测、煤田地质和煤炭工业领域被广泛应用。随着计算机网络的飞速发展，煤炭遥感科学体系逐步完善，在煤田自燃环境监测，煤矿区环境监测，煤矿区水资源调查，煤炭资源调查，中小比例尺填图和区域地质研究的应用中成果显著，近年来它开始和物探!钻探仪器一起，被并称为煤田资源勘探的三大利器，随着煤田遥感技术与GIS及GPS等的深入结合应用，相继出现了中国煤田地质和煤炭资源调查信息系统。中国北方煤田自燃环境监测信息系统!中国煤矿区环境监测信息系统，煤矿区水资源调查信息系统!煤炭生产控制与土地复垦监测信息系统，一方面提升了各信息系统的智能化和半自动化水平，提高了探测的精准度和实时性。另一方面也实现了各信息系统的网络化、可视化和社会化，这一进步将为煤炭工业的可持续发展奠定坚实的基础。 1.3 测井勘查技术的应用主要是通过物理手段得到相关的物理参数对矿井进行实地勘察的一项技术，能够准确取得煤层的厚度和深度，也可以对没有煤层的地质进行勘察，根据地质特点进行分析，免做无用功。在地质调查过程中，地球物理测井技术主要是用来测量在矿区建设了矿区的地表温度，在施工开始前对表面温度区调查首次启动参数，在每个区域的表面温度分布和煤矿煤田详查温度值在工程勘察煤田的重要环节。用测井方法研究和检测的水文地质，从测井曲线，此方法可对一般分布和水的价值层面看，有一个大致的了解，所以在水文地质工作在修建性详细规划开始，其次在水文地质工作可以直接把水文测井方法。可以看出，与传统的抽油作业相比，测井对地质勘探工作的重要性更为精确、操作更方便、开采成本更低。虽然每个钻孔的测井资料反映了该井的地质剖面，但各井的数据之间必然存在一定的内在联系。钻井测井数据之间的关系的研究和分析，发现煤岩的曲线相互区别的特殊标志所示的形态特征、综合测井曲线对比的一些地区，为了解决矿、断层、煤层、岩层和地质问题的变化规律。 2 煤田地质勘探技术的主要特点 2.1 针对性、局部性针对性和局部性是地质勘探工作的主要特点。多年来，随着相关技术的不断进步和改善，方法越来越优良!有些甚至只需要对局部定点勘测就可以分析出煤层的分布状况!而针对性则具体表现在，对一些煤层分布较多的重点区域的环境情况进行重点勘探，以确保施工的安全问题和开采的工作效率。 2.2 资料丰富，手段多样我国煤矿分布的地理特点多种多样，环境也不尽相同，要针对不同的地区采取相应的方法，就要求相关科技工作人员要有不同的解决方案，综合素质要高。历经多年的努力，勘探技术不断完善，已经形成了体系!对不同的情况可以采取科学的方法，对症下药。我国勘探的相关数据资料也越来越丰富，方案的设计过程中，工作人员可以通过对相似的工程情况进行比较分析，提出高效率，少预算和安全稳定的施工方法。 2.3 继承性、补充性由于我国煤炭资源的开采率不断上升，相关技术也日趋完善，一些难开发的地段也可以进行安全的施工，但是，对于一些没有办法进行高效开采的地段我们还会采取稳健的方法，先开发好的地段，减少不必要的浪费，等日后技术更加成熟时再做打算。结束语 总而言之，在实际工程中，需要根据不同的条件，采取不同的勘探方式，将各项共有有机结合起来，严格的进行工程顺序，全面的研究地质信息，提交评估报告，科学的开采!这才是一整套完整的工作流程。只有这样，才能不断完善相关方面的技术工作，保障人们生命财产安全，提高企业的经济效益。参考文献：
山东的主要地质构造特征及工程地质问题
山东的主要地质构造特征 及工程地质问题 工程地质学是研究建筑工程与地质构造关系的学科。山东的地质构造特征如何？本省主要工程地质问题有哪些？这就是这节课的主要内容。 一、山东的地质构造特征及工程地质分区 （一）山东的地质构造特征 1山东处在欧亚板块的东部活动大陆边缘 受太平洋板块向北西西扩张及印度洋～澳大利亚板块向北运移的影响，山东目前（以来）地应力：最大主应力σ1的轴向方位为70~80о、大小是; 最小主应力σ3的轴向方位为340~350o、大小是33..9 Mpa；σ1与σ3差应力值为 Mpa。 2．基岩区的地层褶皱不发育，地层多呈单斜构造；发育NNE、 NW、EW走向的主要断裂构造，其中的NNE向和NW断裂为活动断裂主要NNE向活动断裂：（1）沂沭断裂带，由四条大断层组成“两堑一垒”的构造格局；（2）聊考断裂带。 主要NW向活动断裂：（1）威海～烟台～渤海～天津断裂带；（2）诸城～益都（青州）～惠民断裂带；（3）骆马湖～微山湖断裂带。 证据：近代地震活动记录；第四纪岩土层被断裂错开、逆掩。
（二） 山东的工程地质分区 据基岩地层的出露情况、地貌特征和地壳稳定性分3个分区： 1．鲁中南中低山丘陵工程地质区： 其范围是：济南～淄博～潍坊以南、东平湖～南四湖一线东北、昌邑-大店大断层（沂沭断裂带最东侧的大断层）以西及济南～东阿～东平一线以东地区。是其北、南和西由平原环绕的以中低山丘陵为主的地区。 岩等变质岩；地壳上升，剥蚀、切割作用强烈，泰山、沂山、蒙山、俎徕山、鲁山、俎莱山等千米高程以上的中山主要分布在本区。地形地貌起伏变化大，常发育“崩滑流”（崩塌、滑坡、泥石流的简称）等不良工程地质现象”，东部～东南部是抗震、防震重点地区，该区周边发育厚度不等的黄土状地基土（湿陷等级为I 级（轻微）），临沂地区沂沭河两岸附近发育膨胀土。 σ1 σ1 σ1 σ 1 目前中国地应力方向 以东经100～105o 为界分东西两区。 强度上：西强东弱（西高东低） 方向上：西： NNE-SSW 为主，东：近E-W 。 鲁东低山丘陵工程 地质区 鲁西北平 原工程地 质区 鲁中南中 低山丘陵工程地质区 鲁西北平 原工程地 质区
软岩工程地质特性与研究
随着地下工程建设规模不断扩大，在城乡建设、水电、交通、矿山、港口以及国防军事等领域都涉及软岩问题，而国家西部大开发的战略实施，大量的交通、能源与水利工程在西部的兴建，地下工程软弱围岩的稳定性和支护方法更已成为地下工程中迫切需要解决的问题。在我国天生桥、二滩、小浪底、乌江构皮滩、瀑布沟等大型水电工程中，均存在软弱岩体的流变性及围岩的稳定性问题；许多煤矿开采时间较长，由于资源开采深度的增加，使一些生产矿井软岩巷道大变形、大地压、难支护的工程问题更加突出；在软岩地区修建的桥隧工程中，围岩的稳定性同样是工程设计和施工中的重点和难点，且常常由于围岩地质条件多变，围岩、支护结构失稳事故时有发生，给人民生命财产造成巨大损失。 1 软岩的概念及其物理力学特征 1.1 软岩的概念 关于软岩的定义，总括起来，大体上可分为描述性定义、指标化定义和工程定义3类。1984年12月在昆明召开的煤矿矿山压力名词讨论会，将软岩界定为“强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层”，并从地质岩体分类的角度指出该类岩石的常见种类多为泥岩、页岩、粉砂岩和泥质矿岩，是天然形成的复杂的地质介质。这是一种典型的描述性定义方式。而到了1990年至1993年间，国际岩石力学学会逐步将软岩明确定义为单轴抗压强度（ c）在0.5~25MPa之间的一类岩石。虽然此种包含具体指标的定义方式考虑了岩石的物理力学性质，但这种分类仍然属于从地质角度定义软岩的范畴，未考虑施工条件和使用环境的差异，将该定义用于工程实践中会出现一些矛盾。如地下硐室所处深度足够的浅，地应力水平足够的低，则单轴抗压强度小于25MPa的岩石也不会产生软岩的特征，工程实践中，采用比较经济的一般支护技术即可奏效；相反，单轴抗压强度大于25MPa的岩石，当其工程部位所处的深度足够的深、地应力水平足够的高，也可以产生软岩的大变形、大地压和难支护的现象。因此，地质软岩的定义用于工程实践时往往产生歧义。 近些年，工程软岩的概念被提了出来，它是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。如果说目前流行的软岩定义强调了软岩的软、弱、松、散等低强度的特点，那么工程软岩的定义不仅重视软岩的强度特性，而且强调软岩所承受的工程力荷载的大小，强调从软岩的强度和工程力荷载的对立统一关系中分析、把握软岩的相对性实质。 工程软岩要满足的条件是：
浅析煤田地质勘探技术与特点分析
浅析煤田地质勘探技术与特点分析 发表时间：2017-08-17T14:59:02.510Z 来源：《基层建设》2017年第12期作者：高启明顾锋杨志国[导读] 摘要：我国的矿产资源丰富，对其进行合理的开采能够为国家的发展提供能源支持，其中煤矿就是一项重要的能源。 安徽省煤田地质局物探测量队安徽宿州 234000 摘要：我国的矿产资源丰富，对其进行合理的开采能够为国家的发展提供能源支持，其中煤矿就是一项重要的能源。在开采前，需要利用一些勘探技术对煤田的位置和储量进行调查。本文对煤田的地质勘测技术进行了简单总结分析，归纳了一些勘探方法，希望能够提升煤田的勘测效率，从而促进我国的发展。 关键词：煤田；地质勘探；特点分析引言： 在当今社会中，煤矿资源仍然是主要的能源，我国丰富的储煤量为国家的经济发展提供了坚实，并且为居民提供了便利的生活。对煤矿进行开采，就需要利用地质勘探的技术寻找煤田的位置，并探知其内部的结构构造，为开采的准备工作提供参考的资料。合理科学的勘探能够为煤矿开采方法的确定提供理论依据，对开采的效率、质量以及工人的安全性都有良好的提升作用。目前，煤矿的开采行业发展迅猛，需要做好勘探工作，提升开采的科学性和安全性。因此，我们对煤田的地质勘探技术进行了简单研究总结，目前主要有以下的勘探技术。 一、遥感地质勘探 这一技术是通过遥感技术对地质进行勘测，得到相关的影像资料，再经过分析，得到煤田的具体信息：煤矿的分布位置、储量、质量等信息。它可以利用一些设备获得地质物质散发的信号，从而获取相关的图像信息；也可以发射信号，再获得探测区域反射的信号，进行相关的影像分析。这一技术一般被运用在水工环勘测中较多。 这一技术获得的信息比较客观，人为分析过程较少，能够表现一定深度的地质分布。另外，它对其他层面的干扰抵抗能力较强，对地质的勘探是一种连续的线型，构成了平面，从而得到了观测区域的煤矿分布。遥感地质勘探技术具有效果好、速度快、花费少的特点[1]。 二、地质填图 这一技术对煤田在地下的分布情况勘探时，运用较多。它深入全面的运用了地质学的相关知识，对勘测区域的地表浅层进行了分析，进一步获得较深区域的地质分布。这一方式可以对地质的分层进行剖面图的绘制，为开采方案提供了参考资料。另外，对GPS技术的运用，使得勘测的数据更全面、精确，提升了勘测的准确性。通过对地质进行相关图形的绘制，这一勘探技术能够产生较大的实际运用价值，可以为实际的开采工作提供指导。而且通过这一技术，能够为进一步的勘探进行侧重点的区分，提升了整体勘探的效率。根据勘探地区的实际情况不同，和勘探的精度要求不同，一般在勘探的初步阶段采用1：10000或1：5000的比例。当进一步的勘探时，一般都采用1：5000的比例[2]。 这一技术对理论知识的要求较高，需要工作人员根据地表的一些地质分布规律推测出一些深层的地质分布。它是最基本的勘探方法，在煤田的勘探时，运用最多。它不需要较大的设备，提升了勘探的效率，有利于煤矿资源的普查工作开展。这一技术勘探效率高，但勘探的精度不高，一般用在寻找煤矿上。 三、地球物理勘探 这一技术的简称就是“物探”，它是通过采集地表或岩石的物理性质，并进行相应的分析，来获取地质勘探的信息。目前主要有以下的几种“物探”。 （一）电法勘探这一技术是通过向勘探区域施加电压，或者测量地质本身的电磁波，来探寻地下物质的导电性能变化或一些电化学反应变化，从而探知地质结构的分层变化，它能够获得地质的剖面图，具有较好的运用价值。这一技术具有运用场景广泛、勘测方法灵活多变以及运用领域广的特点[3]。 （二）地震勘探这一技术是通过改变地质结构的受力情况，引发人为因素造成的“地震”，然后探测大地对这些受力改变的反应，从而推断出地质结构中的岩层分布等情况。这一技术的主要原理是：地下物质的密度不同，弹性性能不同，对受力改变的反应也不同。这一技术能够进行单方向的地震，得到二维图；也可以进行立体的地震，得到三维图，对地质中的断层分布勘探效果十分明显，对岩浆、汽油等勘探效果也较好。这一技术的运用领域不多，且成本较高，一般在特殊的环境中才使用这一技术。 （三）重力勘探这一技术的勘探对象是地表以下较深位置的物质，主要测量密度变化引起的单位体积重力变化，从而分析得到物质的密度分布，再分析其矿物质的含量。这一技术的成本较低，需要的设备较便宜，且操作方法简单，而且勘探的信息在垂直分布上具有一定的深度，运用较多[4]。 （四）磁法勘探这一技术是通过获得地质物质的磁性差异，获得其分布情况。具体的方法是，先设定一些相互之间距离分布均匀且平行的勘测线，然后在这些线下面设定勘测的点，测量这些点的磁性，在通过绘图得到整个区域的磁性分布，从而获取矿物的分布情况。一般相邻测线之间的距离与相邻测量点之间的距离比值在10到1之间。这一技术的测量过程不方便，成本也较高，但测量效果较好，能够得到较为清晰的地质分布。 （五）测井勘探这一技术是通过在地表上往下打一口较深的井，在这一方向上测量周围的物质属性变化，从而获得其垂直方向上的地质分布，再经过多地测量，获得立体的地质分布。这一方法的精确性极高，能够为煤矿的实际开采提供重要的信息，运用极多。 总之，地球物理勘探方法是运用物质的一种属性变化，测量其不同位置的属性表现情况，来获取物质的分布。它有以下特点：第一，要经过测量值和所需值的转换，经过分析获得地质分布；第二，它通过一些数据的变化规律，利用图纸进行分析，为煤矿实际生产提供了重要的参考。
土的工程地质特征
土的工程地质特征 土是第四纪以来地壳表层的最新沉积物，未经胶结成岩，常称为松散土 一、土的分类 土的颗粒分组：《铁路工程岩石分类标准》 按颗粒级配，土分为碎石类土、砂类土、粉土、粘性土 按土的成因，土分为残积土、坡积土、冲积土、淤积土、风积土、崩积土等 特殊土是具有特殊的成分、状态、结构特征，而且具有特殊工程性质的土。 特殊土分为黄土、膨胀土、软土、冻土、红粘土、盐渍土、填土。 二、特殊土的工程性质 （一）黄土：是在干旱、半干旱气候条件下形成的第四纪的一种松散的特殊土。 黄土的特征： I. 颜色为淡黄、褐色或灰黄色； II. 粒度成分以粉土为主，约占有60%~70%，一般不含＞0.25mm的颗粒； III. 含各种可溶盐，富含碳酸盐（CaCO3），可形成钙质结核（姜结石）； IV. 孔隙多且大，结构疏松； V. 无层理，但有垂直节理和柱状节理。天然条件下能保持近于垂直的边坡； VI. 具有湿陷性。 具有(Ⅰ～Ⅴ)项特征的为标准黄土，只有其中部分特征的黄土叫黄土状土或黄土质土。 具有湿陷性的黄土为湿陷性黄土。 黄土的分布：黄土在世界上的分布面积达1300万km2，我国的黄土面积是世界上最大的，达64万km2，比法国和瑞士的面积总和还要大。黄土最厚处约410m左右，在兰州市七里河区西津村。在我国，西北、中原、华北、华东、东北等地均有分布，但主要集中在黄河的中游——陕、甘、宁、青及山西、河南一带，其厚度各不相同。陕甘地区多厚100～200m，薄处仅几公分。 黄土的分类： 1.按生成年代分类 老黄土下更新世Q1 （午城黄土） 中更新世Q2 （离石黄土） 新黄土上更新世Q3 （马兰黄土） 全新世Q41 、 新近堆积的黄土：全新世Q42 2.按生成过程分类：风积、坡积、残积、洪积、冲积等 3.按塑性指数IP分类 黄土质粘土IP＞17 黄土质砂粘土7＜IP≤17 黄土质粘砂土1＜IP≤7 黄土质砂土IP≤1 4.按湿陷性分类 （1）湿陷性：自重湿陷性非自重湿陷性 （2）非湿陷性 划分自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，对工程建设有明显的现实意义。 在自重湿陷性黄土地区 修筑的渠道与渠道平行的裂缝；管道漏水后管道断裂； 路基受水后局部严重坍塌；地基土很大的裂缝或倾斜
煤矿顶板、老顶的划分及标准
根据顶底板岩层相对煤层的位置和垮落性能，强度等特征的不同，从上至下顶板划分为基本顶（老顶）、直接顶、伪顶三个部分；底板分为伪底、直接底及老底三个部分。不过，对于某个特定的煤层来说，其顶底板的这六个组成部分不一定发育俱全。可能缺失某一个或几个组成部分的岩层。 1.1煤层的顶板 1.1.1伪顶：是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.3～0.5m，多由页岩、炭质页岩等组成。 1.1.2直接顶：是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1～2m，多由泥岩、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。 1.1.3基本顶：又叫老顶，是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。 1.2煤层底板 1.2.1伪底：直接位于煤层之下的薄层软弱岩层，多为炭质页岩或泥岩，厚度一般为0.2～ 0.3m。 1.2.2直接底：直接位于煤层之下硬度较低的岩层，厚度一般由几十厘米到1米左右，通常由泥岩、页岩或粘土岩。若直接底为粘土岩，则遇水后易膨胀，可能造成巷道底鼓与支架插底现象，轻者影响巷道运输与工作面支护，重者可使巷道遭受严重破坏。 1.2.3老底：指位于直接底之下，比较坚硬的岩层，多为砂层，石灰岩等。 2 采煤工作面顶板分类 根据工作面顶板冒落的难易程度，将顶板分为五类。 2.1易冒落的松软顶板。该类顶板的特点是煤层顶板是易垮落的松软岩层，回柱后顶板能立即冒落，且能填满采空区。这类顶板由于冒落比较充分，使位于裂隙带的老顶岩层，在回采过程中，很容易取得平衡，因而老顶的开裂，弯曲下沉，对工作面几乎没有什么影响，工作面来压比较缓和，无明显的周期压力，靠采空区一侧的顶板下沉量较稳定，顶板容易管理。 2.2中等冒落性的顶板。该类顶板的特点是直接顶，厚度一般小于煤层平等的6～8倍，其上部为比较坚硬的老顶，虽然回柱后直接顶随之垮落，但因厚度不大，不能填满采空区，老顶则置于悬露状态，当工作面推进一段距离后老顶才开始垮落，此时因采空区落差较大，致使工作面呈现周期来压状态，严重时可使采场切顶垮面。对于这类顶板应注意老顶的活动规律。 2.3难冒落的坚硬顶板。这类顶板的特点是老顶直接赋于煤层之上，或有一伪顶，无直接顶，由于老顶垮时采空区的落差太大，使工作面呈现明显的周期来压，工作面平时的下沉量及下沉速度较小，而当周期来压时下沉速度急剧增加，工作面顶板情况迅速恶化，应当注意及时采取措施。 2.4极难冒落的坚硬顶板。这类顶板的特点是煤层板为极其坚硬的整体性厚岩层，在采空区能悬露上万平方米而不垮落，当垮落时则能形成暴风，致使工作面造成垮面和严重破坏。 2.5可塑性弯曲的顶板。该类顶板的特点是直接顶，虽是具有一定厚度的坚硬岩层（如
煤田地质勘探及其主要技术手段分析
煤田地质勘探及其主要技术手段分析 摘要:我国地质资源丰富，煤田储量巨大，所以煤田地质勘探问题受到人们的关注。本文作者首先阐述了煤田地质勘探的情况，接着分析了勘探技术在煤田地质勘探中的作用，最后介绍了主要勘探技术方法，可为煤矿设计以及生产建设提供详细资料，保证煤炭资源的合理与安全开采。 关键词:煤田地质勘探，遥感，填图，钻探，巷探，物探 引言：通过煤田地质勘探，可查明矿床范围，煤炭的分布特征，排列情况，埋藏深度以及矿体之间的联系；查明矿体的地质构造及其特征；查明矿体的空间分布及其形态变化情况；查明煤质情况包括含煤的物质成分，结构构造特征，其他成分的含量，不同类型煤炭资源的划分和它们的空间分布情况；还可根据探测信息计算出煤炭资源储量；了解矿区经济自然条件，以及矿区地质和水文地质条件的具体情况，进而得出矿床开采所需要的技术条件。 1、煤田地质勘探概述 煤田地质勘探主要是研究煤层的形成、煤层分布状态、含煤层的地质条件、煤层在地下赋存情况和煤层变化特征等，是一种研究煤层最有效的勘查理论与方法。主要有普查和勘探。煤田普查是在已探测到的矿点地质、物探等异常的情况下，为进一步了解矿点的开发价值而进行的勘查工作。而煤田勘探是在煤田普查的基础上进行的，对已确定有开发价值的矿床，在煤矿设计建设之前，以及开采过程中，为准确查明煤层的工业价值、储量和开发难易程度，保证矿山的持续生产，而进行的地质、经济与技术调查研究。为煤矿的设计与建设、煤矿的生产，提供所需要的煤炭储量和地质、经济与技术的基础性资料。 2、勘探技术在煤田地质勘探中的作用 煤田地质的勘探工作中，勘探技术是煤炭勘探成功的关键，能否选择合适的勘探技术关系着煤田的开发成败，对储量、地层、地质等多种因素的综合情况考虑是否到位会影响到后期的煤田开采以及利用效果，想要让煤系发挥更好的经济价值，必须认清煤岩体赋存的状态以及物质的发展规律，并且将勘探技术同施工方法进行科学的融合，通过以上一系列的工作才能完成不同勘探阶段的目标和任务，达到勘探的精度需求。传统的勘探技术中，多采用钻探工程、坑探工程结合物理勘探和地球化学勘察。近年来，随着科学技术的日新月异，勘探技术的飞速发展，当今的煤田地质勘探已经由过去的传统勘探发展成为当今的多工作混合勘探，其中包括多种专业、行业的综合勘探。主要有钻探、物探、水纹地质、岩矿以及古生物的鉴定、工程地质、煤质化验、航空测量、遥感地质等。但是当前的煤田地质勘探中存在一些有待处理的问题，如，地质条件的复杂性、水源缺乏、勘探程度低等等系列问题，当地的新勘探技术往往需要借助于实践经验与科学技术，并逐渐形成一整套完整的煤田地质勘探论述以及勘探体系。我认为主要可以从以下几方面提高勘探技术程度:加强现代化设备的运用率，加强资料收集、整理、分析、处理，运用各种软件进行综合解释和解析，尤其注重方法理论研究等
煤田地质勘探技术的探析
煤田地质勘探技术的探析 煤炭资源是人们生产和生活的重要保障，尤其是在国家重工业的发展中，煤炭资源是重要的能源基础。新时代国内经济技术的高速发展，对煤炭需求越来越高，同时对煤田地质勘探技术也提出越来越高的要求。因此，在长期的实践和研究中，针对我国煤田地质状况以及煤炭开采情况，广大煤炭地质工作者积极探索，研究并实施多种煤炭地质勘探技术和方法，对煤炭工业的发展做出重要贡献。本文通过对煤田地质勘探中存在的问题进行分析入手，重点论述了煤炭地质勘探的主要技术，对煤田地质勘探技术发展的提出了具体建议。 标签：煤田地质勘探问题技术技术发展 煤田地质勘探主要是研究煤层变化特征、煤层形成与分布，主要包括预查、普查、详查及勘探等几个勘察方式。煤田勘探是在煤田详查的基础上，为了保证在矿山设计建设前、或在开采的过程中，确切查明具有工业远景的矿床是否具有持续生产出工业价值的煤田所进行的经济调查研究、地质与技术的勘察工作。 1煤田地质勘探应解决的问题 1.1矿井的开采破坏地质平衡的问题 矿井在开采过程中发生的事故如瓦斯爆炸、冒顶、透水等矿山灾害，都是由于在煤炭的开采过程中破坏了原来的自然环境，使原有的地质平衡受到了破坏，从而导致了各种事故的发生。通过研究这些现象形成的地质机理，事先测定出采掘阶段岩体应力随时空的动态变化，就有可能预测上述动力地质现象是否会形成，确定并采取消除或减弱这些灾害的措施。 1.2我国煤田资源采掘面临的水害防治问题 近年随着煤矿开拓范围不断扩大，开采深度向下延深，矿区的水文地质条件日益复杂，突水事故经常出现，突水量也日益增大，同时面临底部岩溶水的威胁。我国煤矿水害防治技术的发展趋势在于：深入研究矿区深部岩溶水形成与运移特征，深部矿井底板岩溶水突出机理，开发突水预测预报技术。 1.3煤矿开采对当地环境的污染问题 随着社会经济的发展和工业化进程的提速，虽然环境污染和矿难事故受到人们的重视，但到目前为止，煤炭企业的一系列的环境安全问题还在我们的生活中时有发生，煤矿环境安全问题是影响煤炭工业持续发展的关键因素，加强煤矿矿区环境评价与治理将成为今后重要的工作内容。 1.4煤矿及煤炭业可持续发展的问题
煤及煤层顶底板的孔隙结构特征_张井
煤及煤层顶底板的孔隙结构特征* 张 井 韩宝平 唐家祥 冯启言 (中国矿业大学资环学院 徐州 221008) 摘要 使用9310型微孔结构分析仪,对煤和煤层顶、底板岩石的孔隙特征作了系统研究,取得下列结论:煤的孔隙发育主要受煤的变质程度、煤岩组分及成煤植物和后期构造破坏等因素的综合控制;碎屑岩的孔隙发育主要受岩石粒度和充填胶结程度控制;灰岩孔隙发育特征主要受溶蚀作用强度控制。 关键词 孔隙度 测量 煤 岩石 中国图书资料分类法分类号 P 583 作者简介 张 井 男 46岁 工程师 煤油气地质 1 引言 煤及其顶、底板岩石的孔隙是煤层气和地下水 储集运移的场所。它们的结构特征和连通程度,对瓦斯突出、瓦斯抽放和顶、底板突水起着重要作用,本文利用美国9310型微孔结构分析仪,系统地研究了一些矿区的煤层及其顶、底板岩石的孔隙特征及其控制因素。2 测试仪器与方法 9310型微孔结构分析仪(又称压汞仪),系美国佐治亚州Micro merities 仪器公司产品,工作压力范围0.0M Pa ～207M Pa,低压分辨率为±0.001M Pa, *煤炭基金资助项目 高压分辨率为±0.01M Pa ,测定孔径范围为0.006～360μm 。根据不同压力下汞液进入煤和岩石中的数量可求出岩石的孔隙度及各种直径的孔隙在总孔隙所占的比例。 测定方法:首先将试样置于70～80℃的烘箱内烘干10h,然后装入膨胀计中抽真空,当真空度达到50μm 汞柱以下时,将汞液注入膨胀计中。通过逐步加压,使汞液进入所测样品的孔隙中,压入孔隙中汞的体积由露出汞液面的铂电阻丝的变化求出。孔隙度可通过下式求出: 最大累计进汞体积/岩样体积×100%。3 煤的孔隙特征 煤岩中既有在沉积成煤过程中形成的原生孔隙,又有成煤后受构造破坏所形成的次生孔隙。其孔 C ONTROL FACTORS ON THE OCCURRENCE OF C OALBE D METHA NE I N NI NGWU C OAL FIELD ,S HANXI PROVINC E Guo Wumei Wu Yuxiu (The Ninth petroleum Brig ade o f the Petro leum Geo logical Bureau in No rth China ) Abstract In Ningw u coa l -bea ring r eaio n ,the streng ths of str uctura l stress suffer ed by v arious str uc tur e positio ns and coal seams are distinct unde r the tr ansfo rma tio ns of Indosinia n and Yansha nia n mov ements.T he tra nsfo rmed deg rees are also differ ent ,ther efo r e,the main facto rs co nt rolling the o ccur rence of coa lbed methane a re o bvio usly no t alike. Keywords co albed methane;cont rol facto r;fractur e;ga s-bea ring pro per ty;Ningw u coalfield · 28·CO A L GEO LO G Y &EX P LO R AT IO N Apr.1998
煤田地质勘探技术及特点分析 陈俊辉
煤田地质勘探技术及特点分析陈俊辉 摘要：随着国家的不断发展，由于我国资源的不断开采，不可再生资源变得越 来越紧缺，所以，要想我国实现经济的可持续发展，就必须改进与加强煤田地质 勘探的技术，合理开采煤矿，防止出现资源浪费的现象。本文就主要对于煤田地 质勘探的技术以及特点进行了分析。 关键词：煤田；地质勘探；技术；特点；分析 1 目前我国在煤田地质勘探中存在的问题 1.1细节处理不到位。我国如今的煤田勘探技术在对于细节处理的部分存在有很大的问题，在进行勘探时，勘探人员对于细节部分的忽视，往往会对后期的开 采工作带来很多的麻烦，并且在施工时存在有很大的安全隐患。 1.2人为地质灾害较多。在煤田进行施工时，不可避免的会发生一些地质灾害，在这些地质灾害中，有些是由于自然环境引起的，但是还有一些是由于一些人为 因素而引起的。在煤田作业时，发生灾害会造成巨大的经济损失以及人员伤亡。 所以，在进行煤矿的开采前要尽可能的避免灾害的发生，对于容易发生的地质灾 害要提前探明，并作出相应预防地质灾害的准备，尽可能的降低人员伤亡率以及 经济的损失。 1.3矿井水防治能力较弱。勘探人员在进行勘探时，往往会忽视矿井水的影响，在进行勘探工作时，如果没有对于矿井水进行有效地防治，就会影响后期对于煤 矿的开采，并且矿井水还会影响水的质量以及煤矿的产量。 2 我国煤田地质勘探主要技术 2.1遥感技术。遥感技术主要是利用卫星的微波、红外及其他可见光对于地面进行遥感测试，通过遥感测试得到需要的数据以及信息。现如今，遥感技术在日 常生活中得到了广泛的应用，起初的遥感技术主要是被应用于航天技术上，之后 随着遥感技术的不断发展，也被应用于地质勘探之中去。在煤田地质勘探技术中，遥感技术有着检测效率高、检测速度快以及检测精确度高的优点，可以比较准确 的测得煤田的大小。遥感技术在煤田地质勘探方面的应用可以有效的提高勘探的 效率，并且能极大地保证勘探的准确度，使得煤田开采工作能够顺利的进行。 2.2地面地震勘探技术。地面地震勘探技术在所有的地质勘探技术之中属于比较先进的一种，主要是使用二维地震以及三维地震方法来探测断层的落差，进一 步的了解到断层变化对于岩浆岩所造成的影响。地面地震勘探技术有助于相关技 术人员在进行煤田开采之前对于实地环境进行合理的分析，并找出影响煤田开采 的相关因素，避免对以后的开采工作造成不必要的影响。地面地震勘探技术在煤 田地质勘探技术中有着高分辨率、勘察准确、探测精准的优点，并且随着我国科 学技术的不断发展，现在地面地震勘探技术已经得到了广泛的应用，并且还在不 断地发展与成熟，为煤田地质勘探提供了保障。 2.3钻探勘查技术。钻探勘查技术在煤田地质勘探之中有着广泛的应用，钻探勘查技术可以准确地获得煤田的地质信息，例如煤田的位置、岩层等信息都可以 通过钻探勘查技术准确的获得。并且，通过钻探勘测技术所提取的煤样也为之后 的煤田开采以及资源的开发奠定了基础，有助于后续工作科学、合理的进行。在 进行钻探勘查技术之前，需要相关技术人员对于当地的地理环境进行一个详细勘察，对于钻探的位置、选择的机械设备等都需要进行一个合理、科学的选择。 2.4测井勘查技术。测井勘查技术是将多个物理参数如电、气、核等，进行了一个科学合理的整合，以实现对于煤田的实时、全面、详细的勘查，提高了煤田
煤层底板等高线的绘制
煤层底板等高线的绘制 煤层底板等高线图是矿井生产的最基本地质图件之一，它为采区设计、工作面开拓布置、矿井提升运输、供排水等提供了最基本依据，因此掌握煤层底板等高线的绘制及其应用有重要意义。 1煤层底板等高线的绘制 1.1、绘制依据及数据来源 绘制煤层底板等高线主要依据钻孔资料中煤层底板标高、采掘过程中实测的导线点高程。除此之外，还要掌握井田内地质构造情况。 钻孔资料、井田地质构造情况，可在《生产矿井地质报告》中获得，采掘工程导线点高程由矿山测量部门实测所得，是生产矿井施工与回采中必不可少的数据。 1.2、煤层底板等高线的特性及绘制规则 ①一条等高线不能分成两条，不同高程的等高线不能相交或合并成一条。 ②等高线是一条连续、光滑的闭合曲线，不会中断（在断层附近断开）。由于图幅所限，如在本图幅内不闭合，则在相邻图幅内仍自成闭合。 ③同一条等高线上的各点高程相等。 ④等高线越密（即等高线之间的平距越小），煤层倾角越大，反之，煤层倾角越小。 1.3、绘制方法 ①解析法
如图1中，A、B两点相距51mm，高差25.5m，计算每米高差的平距，即51mm/25.5m=2 mm/m。A点与-380m等高线高差为5.5m，则-380m等高线与A点平距5.5x2=11 mm，沿A-B线从A点开始量取11mm即为-380m等高线位置点。同理可得C-D线上-380m等高线。依次类推，得出-370m、-360m等高线。 此方法应用的前提条件是假定A-B、C-D点之间煤层倾角相等。而在实际绘制中，常常采用“目测法”进行内插勾绘等高线。 ②图解法 用一张透明纸，绘出一组等间距的平行线，如图2所示，平行线两端注上0～10数字，将透明纸蒙在A-B连线上，使A点置于8-9线间5.5单位处，然后绕A点旋转透明纸使B点位于6线上，在A-B 连线上，将平行线6、7、8线与连线的交点，用针刺于图上，即得到
第4章各类土的工程地质特征
第四章各类土的工程地质特征 1、下列关于冻土的叙述，不正确的是( )。 A. 冻土包括多年冻土和季节性冻土 B. 冻土不具有流变性 C. 冻土为四相体 D.冻土具有融陷性 2、吸水膨胀，失水收缩的特殊粘性土是( )。 A.黄土 B.红土 C.膨胀土 D.冻土 3、下列关于膨胀土叙述不正确的是( )。 A. 天然状态下的膨胀土，多呈硬塑到坚硬状态 B. 膨胀土失水收缩 C. 膨胀土遇水膨胀 D. 膨胀土的胀缩不可逆 4、下列关于红粘土的叙述不正确的是( )。 A. 粘土是由碳酸盐类岩石经一系列地质作用形成的 B. 自地表以下，红粘土逐渐由坚硬过渡到软塑状态 C. 红粘土是由变质作用形成的 D. 红粘土中的裂隙发育 5、淤泥质土是由( )地质作用形成的。 A. 河流的地质作用 B.湖泊的地质作用 C. 洪流地质作用 D.风化作用 6、黄土经冲刷、搬运、沉积等地质作用形成的夹有砂、砾石并具层理的黄色土状沉积物称为( )。 A. 膨胀土 B.黄土状土 C. 非湿陷性黄土 D.湿陷性黄土 7、泥炭及淤泥质土是( )形成的。 A.河流的地质作用 B.湖泊的地质作用 C. 海洋地质作用 D.风化作用
8、盐渍土不具有( )。 A. 溶陷形 B.膨胀型 C. 腐蚀性 D.崩解性 9、盐渍土在浸水后强度明显( )。 A．提高 B．降低 C.不一定 D.一般 10、黄土的( )是黄土地区浸水后产生大量沉陷的重要原因。 A. 湿陷性 B. 崩解性 C. 潜蚀性 D. 易冲刷性 11、风成黄土是一种( )。 A.原生黄土 B.次生黄土 C.残积黄土 D.由风化作用形成的黄土 12、具有承载力低,沉降量大的土是( )。 A.黄土 B.软土 C.膨胀土 D.冻土 13、膨胀土遇水后膨胀,是因为膨胀土中含有较多的( )。 A.蒙脱石 B.高岭石 C.白云石 D.长石 14、多年冻土主要分布在我国的( )。 A.长江中下游 B.高纬度和高海拔地区 C.云贵高原 D.湖沼地带 15、冻土的冻胀融沉性是因为冻土中含有较多的( )。 A.易溶盐 B.水 C.孔隙 D.有机质
各类土的工程地质特性
第四章各类土的工程地质特性 一、一般土的工程地质特性 一般土按粒度成分特点，常分为巨粒土、粗粒土及细粒土三大类。 巨粒土和粗粒土为无粘性土，细粒土为粘性土。 粗粒土又分为砾类土和砂类土。 巨粒土和粗粒土的工程地质性质主要取决于粒度成分和土粒排列的松密情况，这些成分和结构特性直接决定着土的孔隙性、透水性、和力学性质。 细粒土的性质取决于粒间连结特性（稠度状态）和密实度，这些都与土中粘粒含量、矿物亲水性及水和土粒相互作用有关。 砾类土和砂类土为单粒结构；细粒土为团聚结构。 二、几种特殊土的工程地质特征 1、淤泥类土 淤泥类土是指在静水或水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用的条件形成的，含较多有机质，疏松软弱（天然孔隙比大于1，含水率大于液限）的细粒土。孔隙比大于1.5的称为淤泥，小于1.5大于1的称为淤泥质土。 工程地质性质的基本特点： ①高孔隙比，高含水率，含水率大于液限 ②透水性极若 ③高压缩性 ④抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关。由于这类土饱水而结构疏松，所以 在振动等强烈扰动下其强度也会剧烈降低，甚至液化变为悬液。这种现象称为触变性。 同时还具有蠕变性。
淤泥类土的成分和结构是决定其工程地质性质的根本因素。有机物和粘粒含量越多，土的亲水性越强，则压缩性越高；孔隙比越大，含水率越高，压缩性越高，强度越低，灵敏度越大，性质越差。 2、黄土 黄土是一种特殊的第四纪陆相松散堆积物。颜色多呈黄色、淡黄色或褐黄色，颗粒组成以粉粒为主，粒度大小较均匀。天然剖面上垂直节理发育。被水浸润后显著沉陷（湿陷性）。 一般工程地质性质： ①密度小，孔隙率大 ②含水较少 ③塑性较弱 ④透水性较强 ⑤抗水性弱 ⑥压缩性中等，抗剪强度较高。 ⑦具有湿陷性（自重湿陷和非自重湿陷） 湿陷系数，自重湿陷系数 3、膨胀土 又称胀缩土，系指随含水量的增加而膨胀，随含水量的减少而收缩，具有明显膨胀和收缩特性的细粒土。 成分和结构特征： 粘粒含量高，一般35%以上。矿物成分以蒙脱石和伊利石为主，高岭石含量较少。 土体表层常出现各种纵横交错的裂隙和龟裂的现象，使土的完整性破坏，强度降低。
煤层工作面顶板的分类、冒顶发生的机理及处理措施
编号：SM-ZD-79551 煤层工作面顶板的分类、冒顶发生的机理及处理措 施 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
煤层工作面顶板的分类、冒顶发生 的机理及处理措施 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1 煤层的顶底板 煤层的顶底板是指煤系中位于煤层上下一定距离的岩层，按照沉积顺序，在正常情况下，位于煤层之下，先于煤层生成的岩层是底板；位于煤层之上，在煤层形成之后的岩层叫顶板。由于沉积物质和沉积环境的差异，顶底板岩层性和厚度各不相同，在开采过程中破碎，冒落的情况也就不同，了解这些岩层的岩性特征、厚度、层理及节理发育程度，强度及含水性等，对确定顶板管理和巷道支护方式均有重要意义。 根据顶底板岩层相对煤层的位置和垮落性能，强度等特征的不同，从上至下顶板划分为基本顶（老顶）、直接顶、伪顶三个部分；底板分为伪底、直接底及老底三个部分。不过，对于某个特定的煤层来说，其顶底板的这六个组成部分不一
工程地质作业答案
工程地质形成性考核册参考答案 工程地质作业1 一、选择题1C 2A 3D 4C 5A 6A 7B 8B 9A 10D 11A 12C 13A 14A 15A 二、判断题1 √ 2 × 3 × 4 ×5× 6 √7×8 ×9 ×10 √ 三、简答题 1、简述工程地质学及其内容。 工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的一门学科，是地质学的一个分支。它把地质科学的基础理论应用于土木工程实践，通过工程地质调查、勘探等方法，弄清建筑物的地质条件（环境），为土木工程建筑的规划、设计、施工提供可靠的地质资料，并预测和论证工程建筑和地质环境的相互作用，进而提出防治措施。 2、什么是工程地质条件 工程地质条件是指与工程建设有关的地质条件的总和，它包括土和岩石的工程性质、地质构造、地貌、水文地质、地质作用、自然地质现象和天然建筑材料等方面。 3、岩石坚硬程度分类的依据是什么？ 岩石坚硬程度类型有哪些？岩石坚硬程度分类的依据是岩石的饱和单轴抗压强度岩石坚硬程度类型有：坚硬岩、软硬岩、较软岩、软岩和极软岩。 4、什么是地质作用？内外地质作用是怎么改造地球的？ 在自然界中所发生的一切可以改变地球的物质组成、构造和地表形态的作用称为地质作用。内力地质作用通过地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用改造地球；外力地质作用通过风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用改造地球。 5、什么是变质岩？变质岩有哪些主要矿物、结构和构造？ 常见变质岩的鉴别特征是什么？由变质作用形成的岩石称为变质岩。变质岩的矿物有两部分，一部分为岩浆岩和沉积岩所共有：石英、长石、云母等；另一部分为变质作用后所产生的特有变质矿物：红柱石、矽线石、蓝晶石等。变质岩的结构可分为变余结构、变晶结构和碎裂结构。变质岩的构造主要包括变余构造和变成构造。常见变质岩的鉴别特征是特有的变质矿物。 四、论述题 1、影响岩石工程地质的因素岩石工程地质性质的因素是多方面的，但归纳起来，主要有两个方面；一是岩石的地质特征，如岩石的矿物成分、结构、构造及成因等；另一个是岩石形成后所受外部因素的影响，如水的作用及风化作用等。 工程地质作业 2 一、选择题1B 2D 3D 4A 5C 6D 7A 8A 9B 10 A 11B 12B 13A 14A 15D 二、判断题1 √ 2 √ 3 × 4 ×5√ 6 ×7 ×8 √ 9 × 10 × 三、简答题 1．叙述张节理的主要特征。 答：张节理的主要特征是产状不很稳定，在平面上和剖面上的延展均不远；节理面粗糙不平，擦痕不发育，节理两壁裂开距离较大，且裂缝的宽度变化也较大，节理内常充填有呈脉状的方解石、石英，以及松散工已胶结的粘性土和岩屑等；张节理一般发育稀疏，节理间的距离较大，分布不均匀。 2.在野外如何测定岩石的产状？ 答：岩石的产状要素用地质罗盘在岩层层面上直接测量。测量走向时，使罗盘的长边