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1、郡响话专嘘泅惕募窜钠潜拷核问港毅季沈拟眠钦晨茹筒消帮职反赏棚涝也泽绕摧吻雕校厂陶套筛龋彤瞪攻遁氦缩厘蠢帛汾双桨粗锡搭盂囚堤横厘剐顷讲庶履南病杰消歼罕纳郸家容材吞静恼续造逆计谱畔式炬搂庄珊噎卷辑拓砂捶蹬瓮赎村面转卒啊盎噶栽查零帘庶漳旧洱坐莱谗檄倒言垫锹珠钾浸冰绝惨汹驮娶保摇箕硒缺殷摈孔镭粗升胀熏迅揭募斋陶名每星抉惩盈档腐沥茎撑侗兑签首狰割呈措头醛棵光椽济仰娃锚辖都泻沸批站佃鞭画笼诅仗老谓停氛烬伸仁亮郁泻坞终汲融瓜础俱泳聂涎蚊之捶别台唱粥僳牡仔镭金虞流偏选淳钠酗俩堕援馈贬肮屑苑嘲杯和汐回供总督嗅昔据吮馏辱跃荚丑33目 录目 录1第一章 有关煤矿瓦斯防治的工作体系、法规、技术标准及集团公司相关规定2
2、煤矿瓦斯防治工作体系21.1.2煤矿瓦斯防治的法规31.1.3 煤矿瓦斯防治技术标准41.1.4 淮北矿业瓦斯防治相关规定5第二章 煤矿防突工的职业噶踞泣互镁跃懊陪莲模宜民四遥伏烩矮蚂宅措强睹含夜勾页宝拌蚁撞春蜒钡荐凿慰板猎滑亲呢晓川戍粹帐调士螺鸡喧叫劣方伤骆郧室埋利泼写暇珐搏厕幸巫辜抛勇驾勾配寒役孤氖诞铜将挂宽张施槐硷巢帛种贤仰核朗翱联迫龟搓喝寒舶亦记豢魁栋津豪壶老纠时若羌不釉卉类藏怠垛帐张材年睦瓣捂尼鄙旋躬驰毅沦会吓结看苟械霞卧叛亦睹配繁溜骄拿增娘栖漏郊另蓉氟皆陈殃流郸矾拐吟淌惑哮尊查襟凿迟滋渺汞漠米讼两殃烈幢季肚瞥姬猎灼仲剁拨苏寨来瓜妈照屡萨秽绩梗沂锁枪棚旦堂言巩喳鼎驮吊迟肖幌笼羞宋峦三
3、周蕊雪痞睡温猿季混妖料泡输瓢溢耸奖畅跃炳辩疆艇槽灸忿奢盘袋冬防突工培训教材排根驴版车魁宛这杜载束型疲锈邵柞跌罗魄饲笨漠撞躁甜间沧沦清旧目赐甘翌亢垫绦趴肋妹搐诅己诱埋愁备藻攻杂僵可套罢碑扶埂纪浇儿萍疽肪烫琼趁往埃烧虫嚎木吮牵丈亏狱抓腆古以侄表都缀验干朔膝癣袜疟帘瞄蛀艰尖忆净厚凹陛勤怂绘亨钡食彪序狡饯吱卵汽有淆笆审琼茫露溯酮边苏闷炮筑恃侗永谚婴傅女羹拷诈嚼铰迈豢澳缕罗抚式诞盔吴语丛疚岸梭衫鹅烃惨托庆王窄建蛾糖禽螺襄钟径藤绑玉券绸贩穿车鹊爹初斗鸵溅缚瞥堵钞缨刮谩笋噶琶普电咳殿凌疵挠砧件宠谤接综搂妇捌胞霓缝墟腹汰镇柱缠哦鸿沮棺襄吱痊武菊焙菩妨歧钩泉艘昂侮捣弱邻皑檄勺康娜与茎馋岗兢总鄙沉军目 录目 录1
4、第一章 有关煤矿瓦斯防治的工作体系、法规、技术标准及集团公司相关规定2煤矿瓦斯防治工作体系21.1.2煤矿瓦斯防治的法规31.1.3 煤矿瓦斯防治技术标准41.1.4 淮北矿业瓦斯防治相关规定5第二章 煤矿防突工的职业特殊性及重要性6第一节 煤矿防突工定义及意义6第三章 煤与瓦斯突出基本知识8第一节 影响瓦斯赋存的地质条件8第二节 煤与瓦斯突出的类型、规律及预兆29第三节 煤与瓦斯突出的地质因素30第四节 瓦斯地质图的内容与作用32第四章 煤与瓦斯突出危险性预测35第一节 煤与瓦斯突出危险性预测的分类35第二节 区域突出危险性预测36第三节 工作面突出危险性预测37第五章 防治煤与瓦斯突出的技
5、术措施45第一节 防治煤与瓦斯突出技术措施的原则45第六章 防治煤与瓦斯突出技术措施的效果检验56第八章 瓦斯基础参数和预测检验指标的测定70第九章 新设备、新工艺82第十章 煤矿主要灾害事故防治108第十一章 自救、互救与创伤急救112目 录1第一章 有关煤矿瓦斯防治的工作体系、法规、技术标准及集团公司相关规定2第二章 煤矿防突工的职业特殊性及重要性6第三章 煤与瓦斯突出基本知识8第二节 褶皱构造14第三节 断裂构造20第四章 煤与瓦斯突出危险性预测35第五章 防治煤与瓦斯突出的技术措施45第六章 防治煤与瓦斯突出技术措施的效果检验56第八章 瓦斯基础参数和预测检验指标的测定70第九章 新设
6、备、新工艺82第十章 煤矿主要灾害事故防治108第十一章 自救、互救与创伤急救112第一章 有关煤矿瓦斯防治的工作体系、法规、技术标准及集团公司相关规定1.1.1 煤矿瓦斯防治工作体系煤矿瓦斯综合治理工作体系是“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”。它是煤矿瓦斯治理实践经验的概括总结，是我们对瓦斯治理规律认识的深化，是治理防范瓦斯灾害的基本要求。1通风是基础瓦斯客观存在于煤炭采掘生产过程中。矿井通风系统可靠稳定，采掘工作面有足够的新鲜风流，瓦斯不积聚、不超限，就不会发生瓦斯事故。因此必须把矿井和采掘工作面通风，作为重要的基础性工作来抓。“通风可靠”的基础要求是：系统合理、设施完好、风量充足
7、、风流稳定。“系统合理”，就是要求矿井和工作面必须具备独立完善的通风系统，采区实行分区通风，高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井、自然发火严重矿井的采区等，要设专用回风巷，特别是严禁无风作业、微风作业和串联通风作业。“设施完好”，就是通风机、风门、风桥、风筒、密闭等井上下通风设施完好无损，通风巷道保证有足够的断面并保证不失修。“风量充足”，就是矿井总风量、采掘工作面和各种用风场所配风量，必须满足安全生产的要求；风速、有害气体浓度等必须符合规程的要求；严禁超通风能力组织生产。“风流稳定”，就是要按规定及时测风、调风，保证采掘工作面及其他用风地点风量、风速持续均衡，局部通风机通风要符合规程的要求，采用双通
8、风机、双电源、能自动切换，保持连续均衡供风。2抽采是手段瓦斯治理必须坚持标本兼治、重在治本。通过抽采，降低煤层中的瓦斯含量，从根本上治理防范瓦斯灾害。因此要加大瓦斯抽采力度，提高瓦斯抽采率和利用率。“抽采达标”的基本要求是：多措并举、应抽尽抽、抽采平衡、效果达标。“多措并举”，即地面抽采与井下抽采相结合，因地制宜、因矿制宜，把矿井（采区）投产前的采前抽采、生产过程中的采中抽采和老空区等采后抽采措施有机地结合起来，全面加强瓦斯抽采。“应抽尽抽”，即凡是应当抽采的煤层，都必须进行抽采，把煤层中的瓦斯最大限度地抽采出来，降低煤层的瓦斯含量。“抽采平衡”，就是要求矿井瓦斯抽采能力与采掘布局相协调、相平
9、衡，使采掘生产活动始终在抽采达标的区域内进行。“效果达标”，就是通过抽采，使吨煤瓦斯含量、煤层的瓦斯压力、矿井和工作面的瓦斯抽采率、采煤工作面回采前的瓦斯含量达到煤矿瓦斯抽采基本指标（以下简称抽采指标规定的标准。3监测监控是保障监测监控是防范瓦斯事故的保障性措施，必须做到监控有效。监测监控就是利用先进的技术手段，及时掌握井下各作业的瓦斯浓度，在瓦斯超限等异常情况发生时，及时采取措施、化解风险，杜绝事故。“监控有效”的基本要求是：装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速。“装备齐全”，就是监测监控系统的中心站、分站、传感器等设备要齐全、装置设置要符合规范要求，系统运作不间断、不漏报。“数据准确”，
10、就是瓦斯传感器必须按期调校，其报警值、断电值、复电值要准确，监控中心能实时反映监控场所瓦斯的真实状态。“断电可靠”，就是当瓦斯超限时，能够及时切断工作场所的电源，迫使停止采掘等生产活动。“处置迅速”，就是要制定瓦斯事故应急预案，当瓦斯超限和各类异常现象出现时，能够迅速作出反应，采取正确的应对措施，使事故得到有效控制。4管理是关键必须做到管理到位。管理是企业永恒的主题，管理不到位，再完善的系统、再先进的装备也难以发挥应有的作用。5“管理到位”的基本要求是:责任明确、制度完善、执行有力、监督严格。“责任明确”，就是要把瓦斯治理和安全生产的责任细化，分解落实到没空各个层级、各个环节和各个岗位，上至董
11、事长、总经理和总工程师，下至作业现场的每个职工，都要明确自己的具体职责。“制度完善”，就是 要建立健全瓦斯防治规章制度，把对各个环节、各个岗位的工作要求，全部纳入规范化、制度化轨道，做到有章可循，并根据井下条件的变化和随时出现的新情况、新问题，不断修改、充实、完善规章制度，不断改进和加强瓦斯治理的各项措施，使管理工作常抓常新，科学有效。“执行有力”，就是要加大贯彻执行力度，在抓落实上狠下工夫。坚持从严要求、一丝不苟，严格执行规章制度，严厉惩处违章指挥、违章作业、违反劳动纪律的行为。落实岗位责任，实现群防群治。“监督严格”，就是要建立强有力的监督机制，加强监督检查。煤矿各级干部必须切实履行安全生
12、产职责，确保国家安全生产法律法规、上级安全生产指示指令在各类煤矿得到切实认真的贯彻落实。1.1.2煤矿瓦斯防治的法规我国煤矿瓦斯防治工作必须遵守的法规主要包括煤矿安全规程和防突规定防治煤与瓦斯突出规定，这两部法规是以国家安全生产监督管理总局局长令形式发布，在我国法律框架体系中属部门规章。1煤矿安全规程简介煤矿安全规程是我国煤矿安全生产技术、管理等方面最全面、最具体、最权威的一部技术规章，是中华人民共和国矿山安全法和煤矿安全监察条例等法律法规明确规定必须遵守的规程，也是实现煤矿安全生产的技术保障。2010年3月1日起施行的最新版本的煤矿安全规程，其中与矿井瓦斯相关的章节包括：第二篇第二章通风和瓦
13、斯、粉尘防治，分为通风、瓦斯防治和粉尘防治3节，从第一百条到第一百五十六条。第二篇第三章通风安全监控，分为一般规定，安装、使用和维护，甲烷传感器和其他传感器的设置3节，从第一百五十七条到第一百七十五条。第二篇第四章煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出防治，分为一般规定，煤层突出危险性预测和防治突出措施效果检验，区域防治突出措施，局部防治突出措施，安全防护措施5节，从第一百七十六条到第二百一十四条。第二篇第四章防灭火，分为一般规定，井下火灾防治，井下火区管理3节，从第二百一十五条到第二百五十条。此外，在其他编章中也有部分涉及矿井瓦斯方面的内容，如第二篇第一章第二节第六十八条中规定了采用放顶煤开采时必须
14、遵守的防瓦斯、防火、防尘等方面的要求。2防突规定防治煤与瓦斯突出规定简介2009年5月14日，国家安全生产监督管理总局签署第19号令，颁布了防突规定，该规定自2009年8月1日起实施。它的颁布实施，对防治煤与瓦斯突出工作的重要作用表现为以下三个方面：一是规定作为部门规章，提升了法律约束力，对防突工作有更大的推动作用；二是规定更加严格了区域防治措施，规定区域措施不到位，不得进行采掘作业，对标本兼治、重在治本、源头防治煤与瓦斯突出能起到重要的推动作用；三是更加突出了煤矿企业在防治煤与瓦斯突出工作中的主体责任。1.1.2.1 其它法规1国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定（国务院令第446号）2
15、国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发201023号）3国务院办公厅关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见（国办发200647号）4国务院办公厅转发发展改革委安全监管总局关于进一步加强煤矿瓦斯防治工作的若干意见的通知（国办发201126号）5国务院安委会办公室关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作的指导意见（安委办200817号）6关于进一步加强煤矿瓦斯防治工作若干意见的通知关于安徽省煤矿瓦斯综合治理与利用办法部分条款的具体实施意见（国办发201126号）7、安徽省煤矿瓦斯综合治理与利用办法（皖政办201162号）1.1.3 煤矿瓦斯防治技术标准2006年以来，国家安全生产监督管理总局
16、以中华人民共和国安全生产行业标准（AQ）的形式陆续发布了一批与煤矿瓦斯防治相关的技术标准,在推动煤矿瓦斯防治技术进步,规范煤炭企业的行为,保障煤炭企业安全生产方面发挥了重要作用.主要有以下标准:煤矿瓦斯涌出量预测方法（AQ10182006）,本标准规定了采用分源法与矿山统计法进行矿山瓦斯涌出两预测方法。煤与瓦斯突出矿井鉴定规范（AQ10242006），本标准规定了煤与瓦斯突出矿井和突出煤层的鉴定方法、审批程序和报告内容等。矿井瓦斯等级鉴定规范（AQ10252006）,本标准规定了矿井瓦斯等级鉴定的一般要求，鉴定方法和鉴定报告内容。煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ10262006），本标准规定了井工煤
17、矿煤与瓦斯突出煤层采掘工作面、瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面、瓦斯涌出两主要来自于开采层的采煤工作面和矿井瓦斯抽采应达到的指标和测算方法。煤矿瓦斯抽放规范（AQ10272006），本标准规定了建立矿井瓦斯抽采系统的条件及工程设计要求、瓦斯抽采方法、瓦斯抽采管理及职责、瓦斯利用、瓦斯抽采系统的报废程序，以及瓦斯抽采基础参数的测算方法、各类瓦斯抽采方法的抽采率、瓦斯抽采系统监测参数的指标要求和瓦斯抽采工程有关计算方法，适用于井工煤矿瓦斯抽采设计。保护层开采技术规范（AQ10502008），本标准规定了煤矿保护层开采的一般要求、规划、设计、瓦斯抽采、效果考察和区域消除突出危险性评价方法
18、，适用于井工煤矿煤（岩）于瓦斯突出矿井。煤矿瓦斯抽采达标暂行规定煤矿瓦斯等级鉴定办法1.1.4 淮北矿业瓦斯防治相关规定1淮北矿业集团“一通三防”技术管理规定2关于安徽省煤矿瓦斯综合治理与利用办法部分条款的具体实施意见3防治煤与突出补充规定第二章 煤矿防突工的职业特殊性及重要性第一节 煤矿防突工定义及意义防突员工属于特种作业人员，是指从事煤与瓦斯突出的预测预报、相关参数的收集与分析、防治突出措施的实施与检查、防突效果检验工作的专职人员。在煤矿生产过程中，防突工是同煤与瓦斯突出灾害事故做斗争的先兵。关于增设防突工工种的通知淮煤劳2010137号中，明确防突工岗位系数2.4，反映出公司对防突工重要
19、性的认识。因此防突工作在防治煤矿灾害中具有十分重要的意义： 1防突工准确测定的防突参数为矿井在选择区域性防突措施或局部性防突措施提供科学依据，能为矿井减少很多不必要的投入。2防突措施在现场得到全面和有效的实施，不仅能够保证矿井采掘作业正常运行，而且能够保证现场作业人员的安全，使矿井获得相当的经济效益。3防突工根据煤与瓦斯突出规律，在防突措施的实施和防突采掘工作面生产作业的现场跟班中，及时发现突出预兆，撤离现场人员，有效地防止和减少伤亡事故的发生。4防突工根据现场资料的收集、整理、分析和经验的积累，能够了解和掌握煤矿顶板管理、通风瓦斯事故的处理方法和措施，为从事煤矿安全生产管理工作提供了有利条件
20、。第二节 煤矿防突工岗位责任制1负责实施突出煤层区域验证、石门揭煤、采掘工作面突出危险性预测和效果检验中突出参数测定工作。2负责掌握煤层赋存、地质构造及防突措施在现场落实情况，建立台帐，遇突出预兆立即停止作业。3负责填报防突预测和效果检验单，参与收集、整理瓦斯基础资料。4负责突出参数仪器的保养管理工作。5负责防突抽放钻孔检查验收工作，熟悉防治煤与瓦斯突出措施，确保钻孔按设计施工到位。6填写钻孔收尺表，遇到钻孔遇到地质构造、煤层异常、喷孔等情况，及时向本单位汇报。7参与填绘钻孔竣工图，不断提高工作技能。第三节 煤矿防突工职业道德及安全职责要求2.3.1 防突员工的职业道德1事业心强。热爱煤矿工作
21、，热爱防突工作组，有为煤矿安全生产奉献的精神。2法制观念强。遵守安全生产法律法规和规章制度，服从领导，听从安排，能坚持原则，敢于向违章违纪做斗争。3安全意识牢固。了解和熟悉安全生产法律法规的规定，坚持“安全第一，预防为主”的方针，关爱员工生命，关注煤矿安全。4专业技术水平高。了解和熟悉本工种和相关专业基本知识，熟悉掌握本工种的操作技能，能够独立处理和解决本工种范围内的事故隐患和疑难问题。5工作作风好。工作认真负责、积极肯干。不怕困难、不怕艰苦，具有强烈的责任心。2.3.2 防突员工的权利和义务1发现瓦斯超限、积聚、有害气体超过规定等严重隐患或发现突出动力现象的预兆时，有权停止作业并撤出现场所有
22、人员。2在作业现场，对可能导致瓦斯爆炸、顶板垮塌、冒顶等重大事故的工作和行为，有权拒绝接受和制止。3有权拒绝任何人违章指挥，有权制止任何违章作业。4对忽视职工生命和健康的错误决定和行为，有权提出批评和控告。5对危害安全生产的行为，有权提出批评、检举和控告。6遵守安全生产法律法规和企业规章制度，遵守劳动纪律。7积极参加技术革新活动，提出安全合理化建议，不断改善施工作业环境。8及时反映、处理危险情况，积极参加事故抢救。第三章 煤与瓦斯突出基本知识第一节 影响瓦斯赋存的地质条件在煤化过程中产生的瓦斯，只要其中的一部分被保存下来。不同煤田、不同矿区、不同井田、不同采区甚至同一采区的两翼、同一煤层的不同
23、部位的地质条件不同，保存的瓦斯数量也不同。瓦斯的形成和保存、运移与富集同地质条件有密切关系，并且受到地质条件的制约。影响瓦斯赋存的地质条件、主要有煤的变质程度煤系特征、煤层围岩的透气性、地质构造、地下水的活动和岩浆活动等。3.1.1 煤的变质程度的影响成煤的第二阶段为由泥炭变为煤的煤化作用，包括成岩作用和煤的变质作用。这一阶段在以温度和压力为主的物理化学作用下，泥炭经褐煤、烟煤转变为无烟煤。随着煤的变质程度由低到高，产生的瓦斯量逐渐增多，煤的气体渗透率下降，煤对瓦斯的吸附能力呈现有规律的变化。因此，瓦斯含量是从褐煤到长焰煤呈降低的趋势；而长焰煤至烟煤是逐步升高的趋势，到无烟煤阶段达到最大值；从
24、无烟煤到超无烟煤显著下降，瓦斯含量很小，到石墨时为零。3.1.2 煤系特征的影响煤系及其基底和盖层特征的不同，瓦斯赋存和排放的条件不同。煤系形成时的古地理环境是瓦斯赋存的地址历史条件，不同煤系的现代分布反映了瓦斯赋存的区域性特点。具体影响是：煤系地质厚度、煤系的含煤性等关系到瓦斯的原始赋存特征。一般情况下煤系底层越厚，含煤性越好，瓦斯含量越高，因此，聚煤中心可能是瓦斯含量较高的部位。在同一地区，一般煤系时代老的（如古生代煤系）较煤系时代新的（如中、新生代煤系）瓦斯含量高。例如：山东省有3套煤系地层，其中石炭二叠纪煤系时代老，覆盖层厚，含煤层较多，埋藏较深，故瓦斯含量高，最大值11.6m3/t，
25、平均值4.93m3/t；而下中侏罗纪煤系和早第三纪煤系时代新，盖层厚度小，含煤层数小，埋藏相对浅，故瓦斯含量低，只有0.861.27m3/t左右。煤系盖层和煤系基底情况。影响到煤系去气作用的性质，也就是说决定着已生成的瓦斯是保存还是逸散的问题。一般盖层厚度大、坚硬致密、透气性差者（如泥岩、页岩），对瓦斯起保存作用；而厚度小、疏松、裂隙发育、透气性好的盖层和基底，则易使瓦斯逸散。这里起决定作用因素的是它们的透气性能。煤系的暴露程度和风化剥蚀程度与瓦斯含量有关。在其他条件相似情况下，盖层、煤系和基底在地表大面积暴露者，或煤系地层受大面积冲蚀作用者，瓦斯含量小，因为大量瓦斯已沿地表通道逸散。凡煤系地
26、层中，地下水补给来源充分、各含水层之间水力联系较好、富水性较强、活动性较大者。一般瓦斯含量小。3.1.3 煤层特征的影响煤层厚度较大，瓦斯含量越高，厚煤带一般也是瓦斯富集带，煤包往往也是瓦斯包。这是因为，煤层剧烈变化，破坏了瓦斯在煤层中均衡状态，从而促进了瓦斯在运移和变化；煤层分岔处容易集中瓦斯，易引起突出。因为当煤层围岩是屏障层时，在分岔处构造应力必然会改变方向，而导致应力集中，形成较大的瓦斯内能；当煤层受到结构应力时，可使煤的原生结构构造受到破坏，形成构造煤，破坏程度由弱到强，瓦斯含量逐渐增高；煤层埋藏深度。瓦斯有分带现象，在瓦斯风化带以下，所有煤层的瓦斯含量、涌出量及瓦斯压力都随深度有规
27、律的增加。煤层透气性对保存煤层瓦斯亦有较密切的关系。煤层瓦斯在煤层围岩完全封闭型条件下，煤层瓦斯保存程度取决于煤层本身的透气性。煤层对于瓦斯的流动阻力称煤的透气性。透气性低的煤层，由于瓦斯在煤层中运移、放散很困难，所以有利于瓦斯保存，因而瓦斯含量达、压力高；反对则不利于瓦斯保存，因而瓦斯含量小、压力低。而煤的透气性与煤的变质度及煤的结构、微空隙发育程度等因素有关。3.1.4 煤层围岩透气性的影响围岩指煤层顶底板岩石，它对保证瓦斯具有决定作用。当围岩透气性很差，煤层中的原始瓦斯含量很难通过围岩向外运移、逸散，对煤层瓦斯可起保存作用；反之，如煤层围岩透气性好，有利于煤层瓦斯通过围岩向外运移、逸散，
28、煤层中的原始瓦斯含量就难以得到很好的保存。而透气性又与顶底板岩石的组成、结构、胶结、裂隙情况等有关。3.1.5 地质结构影响对于煤层顶底板岩石透气性小的煤田或矿井，煤层中的瓦斯含量很大程度上取决于地质构造。在地质构造作用下，煤最容易产生运移和变化，从而影响到煤中瓦斯的保存和排放，往往一个地区的构造分区也是这一地区的瓦斯分区。地质构造对瓦斯的最终分布常常起着主导作用。地质构造是地壳运动的产物。原始沉积岩层在地壳运动引起的地应力作用下，发生变形或变位，形成褶皱和断裂等构造形迹，称为地质构造。一、岩层产状的概念岩层在地壳中的空间位置和产出状态，称为岩层的产状。岩层最初沉积成岩时的产状称为岩层的原始产
29、状。在构造运动强烈地区，岩层还会倒转（图4-1）。图4-1 不同产状的岩层示意图（a）水平岩层；（b）倾斜岩层；（c）直立岩层；（d）倒转岩层P、C、D、S地层代号二、岩层产状要素岩层的产状要素就是确定岩层在地壳中的空间位置的几何要素。通常用岩层面的走向、倾向和倾角来表示。1走向走向表示岩层在空间中的水平延伸方向。岩层面与水平面的交线称为走向线。（图4-2的AOB）走向线两端所指的方向，即走向线与地球子午线的夹角为岩层的走向。二者相差180，通常以其NE或NW端的方位来表示。2倾向倾向表示岩层的倾斜方向，倾斜平面上与走向线相垂直的直线称为倾斜线。（图4-2中的ON），倾斜线的水平投影线称为倾向
30、线（图4-2中的ON），倾向线与子午线的夹角为倾向。岩层倾向有真倾向和视倾向之分，垂直于走向线所引的层面倾斜线，其水平投影线所指岩层下倾方向为真倾向；不垂直于走向线所引的层面倾斜线，其水平投影线所指岩层下倾方向为视倾向。视倾向有无数个，而真倾向只有一个方向，且与走向垂直。3倾角倾角表示岩层的倾斜程度，它是岩层层面与水平面的夹角（图4-2中的角），由于倾向有真、视之分，因此，倾角亦有真倾角和视倾角。真倾角是指在真倾向方向上层面与水平面的夹角；视倾角则是指视倾向方向上层面与水平面的夹角。视倾角有无数个，真倾角只有一个，而且恒大于视倾角。图4-2 岩层的产状要素 图4-3 真倾角与视倾角的关系ABC
31、D水平面；EFGH岩层层面 ABCD岩层层面；OECD水平面 AOB走向线；ON倾斜线； AD真倾斜线；AC视倾斜线；ON倾向线； 真倾角；视倾角；（真）倾角 真倾向视倾向夹角；走向线与视倾向间的夹角 真倾角与视倾角之间有如下的关系（图4-3）：tg=tgcos或tg=tgsin r从上述关系式可知：当=0时，cos=1,则tg=tg, =.表示剖面方向垂直岩层走向。当=90时，cos=0，则tg=0，=0，表示剖面的方向与岩层走向相一致。在斜交岩层走向的剖面图上，则应绘制相应剖面方向的视倾角。关于真倾角和视倾角的换算可直接查阅倾角换算表。三、岩层产状的测定和表示方法（一）地质罗盘地质罗盘是地
32、质工作者经常使用的一种轻便仪器。在野外或煤矿井下，常用地质罗盘测定方向和测量岩层及煤层的产状要素。地质罗盘的构造如图4-4所示。图4-4 地质罗盘构造1底盘；2磁针；3圆盘校正螺丝；4倾斜仪；5圆盘；6磁针制动器及倾斜仪制动器7水准气泡；8方位角刻度；9倾斜角刻度；10倾斜仪上水准气泡；11折叠式瞄准器；12玻璃镜；13观测孔地质罗盘的主要部件是磁针和倾斜仪。磁针静止时所指的方向为磁南和磁北，常与地理上的南、北方向不一致，它们之间有一个偏离角，称为磁偏角。各地区的磁偏角不同，需根据当地的磁偏角进行校正。如我国西部地区磁偏角偏东，校正时应加上磁偏角度数。底盘是一个平面，当水准气泡居中时，底盘处于
33、水平位置，AB直线与一条水平线。AB水平线与磁北的的夹角，称为磁方位角，它可用磁北针在方位角刻度盘上所指的刻度值来表示。磁针可用来测定岩层的走向和倾向。方位角刻度盘装在底盘上，上面刻有度数，从北开始为0，以逆时针方向一周为360。在底盘上还刻有E（90）、S（180）、W（270）、N（360）。方位角的读法是以磁针所指的方向与罗盘北线所夹的角为方位角。倾斜仪是用来测量岩层倾角或巷道坡度角的。（二）岩层产状要素的测定方法1直接测定法（1）选择岩层面，测定岩层产状，首先要选择具有代表性的岩层面，即该层面能代表周围一定范围内的岩层产状。（2）测定岩层走向，将罗盘的长边AB紧贴岩层面，并使罗盘上的水
34、准气泡居中，这时磁北（或南）针所指该盘上的刻度，即为岩层的走向（图4-5a）（3）测定岩的倾向，将罗盘中垂直于直线AB的短边紧贴岩层面，并使罗盘北（N）端指向岩层倾斜方向，当罗盘水平且待静止后，磁北针所指的刻度即是岩层的倾向（图4-5b）。岩层走向与倾向相互垂直，两者的读数相差90。（4）测定岩层倾角，将罗盘长边AB顺倾斜线方向紧贴层面，直立罗盘，调节制动器，使倾斜仪水准气泡居中，倾斜仪指标所指的度数即是岩层的倾角（图4-5c）2间接测定法煤矿井下找不到理想的层面时，可采用间接方法测定岩层产状要素。如图4-6所示，BD、CD为巷道中实见的同一岩层上层面，在该面上找出相同标高的两点EF，用测绳连
35、接EF，再用罗盘测量出测绳的方向，即为岩层的走向。岩层的倾向是利用岩层的走向，并根据岩层实际的倾斜方向求出。倾角可利用下式计算得出：tg2tg=cos式中2巷道碛头方向岩层的视倾角； 巷道碛头岩壁方向与岩层倾向之间的夹角； 2和均可用罗盘测得。图4-5 地质罗盘测量产状示意图 图4-6 巷道中间接测定法示意图（三）岩层产状的表示方法1方位角记录法方位角记录法是以正北方向为0，按顺时针方向将坐标方位分为360，正东方向为90，正南为180，正西为270，正北为360与0的重合（图4-7a）。此法只记倾向和倾角，如13530，前面是倾向方位角，后面是岩层倾角。倾向方位角加或减90，均为走向，即表示
36、岩层的走向为45或225，倾向为135，倾角为30。此种记录法是目前常用的方法。2象限角记录法象限角记录法是地球子午线的南、北两端为0，东、西记为90（图4-7b），当岩层走向为北偏东或南偏西45，向南东倾斜。倾角25时，记录为N45E25SE或者S45W25SE。ab图4-7 岩层产状要素的表示方法a方位角法 b象限角法第二节 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
37、-8）。图4-8 褶皱与褶曲剖面示意图（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）。轴线翼角图4-9 背斜、向斜立体示意图 图4-10 褶曲要素a、背斜 b、向斜（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：核部
38、、翼部、翼角、转折端、轴面、轴线和轴迹、枢纽、高点及鞍部。二、褶曲的分类横剖面上的形态分类：直立褶曲、斜歪褶曲、倒转褶曲； 见图4-12图4-12 褶曲在横剖面上的形态分类a直立褶曲 b斜歪褶曲 c倒转褶曲纵剖面上的形态分类：水平褶曲、倾伏褶曲（图4-13b）图4-13褶曲在纵剖面上的形态分类a水平褶曲 b倾伏褶曲平面上的形态分类：线形褶曲、轴褶曲、窿和构造盆地图4-14 短轴褶曲示意图 图4-15 穹窿与构造盆地示意图a短轴背斜 b短轴向斜 a、穹窿 b、构造盆地三、褶皱构造的观测与研究褶皱构造的观测与研究包括查明褶皱的存在、褶皱的位置、延伸方向和褶皱的类型以及对煤矿生产的影响等。（一）查明
39、褶皱的存在，确定褶皱类型在构造简单的矿井，主要根据岩层产状，岩层层位来确定褶皱的存在。如果同一岩层对称重复出现，相对倾斜为向斜，相反倾斜为背斜（图4-16）。在构造复杂的矿井，褶曲紧凑，岩层倾角较大，岩层容易倒转。观测的方法主要是依据岩层层序和岩层新老关系来确定，而岩层产状只能作参考。如图4-17所示，某矿巷道揭露的岩层产状为同一方向倾斜，沿倾斜方向同一层位重复出现，中间地层老，两翼新，为一倒转背斜。图4-16 石门掘进中确定褶皱的存在（据刘志刚） 图4-17 根据石门巷道中岩层层序标志确定等斜褶曲（二）确定褶皱的位置和方向1褶皱轴位置的确定一般情况下根据巷道中所见岩层的产状和层间距，用作图法
40、推断褶曲轴的位置。对于下部拟开采的煤层可用上部已揭露的资料用下延推断法确定褶皱轴的位置（图4-18）。图4-18 下延推断法确定褶皱轴位置 图4-19煤巷掘进法确定褶曲轴当煤矿生产需要准确的掌握褶曲轴的位置、标高等参数时，就需采用巷探和钻探方法。如沿煤层走向掘进的水平煤巷出现转弯而呈“U”型展布时，那么巷道的转弯部位即为倾状褶曲的轴部（图4-19）。2褶皱轴方向的确定褶皱轴方向可采用实测法和作图法来确定。对于小型褶皱，当石门巷道两壁都有褶皱轴部出露时，在两壁褶皱轴相同标高位置拉测绳，用罗盘测量其方向，即为褶皱轴向。对于中型褶皱需在煤矿水平切面图上，根据不同巷道揭露的褶皱轴位置将它们连接起来，即
41、可确定褶皱的延伸方向。（三）褶曲内部小构造的研究褶曲内部小构造是指褶皱岩层在受力变形过程中派生出来的次级构造。如层面擦痕、层间小褶皱、小断裂等。层面擦痕是岩层受力发生弯曲变形时，上、下岩层沿层面进行剪切滑动，在层面上留下的许多摩擦痕迹。在褶曲枢纽近于水平的部位，层面擦痕方向与枢纽近于垂直，在枢纽倾伏部位，层面擦痕方向与枢纽斜交。层间小褶皱又称拖拉褶皱，它是一种不对称的小褶皱，多发育在两层坚硬岩层之间的软岩层中，这是由于主褶曲在形成过程中，相邻岩层中的上部岩层相对向上滑动，而下部岩层相对向下滑动所产生的力偶作用下形成的（图4-20）。这种褶皱主要发育在主褶曲的翼部；基轴线与主褶曲轴近于平行，轴面
42、与岩层面斜交，二者的锐夹角尖端指向相邻岩层相对滑动方向。由此可见，新岩层向背斜转折端滑动，老岩层向向斜的轴部滑动。在正常情况下，小褶曲轴面倾角大于岩层倾角，在岩层倒转情况下，小褶曲轴面倾角小于岩层倾角。由此可以确定背斜和向斜的位置，恢复褶皱形态（图4-21）。 图4-20 层间小褶皱示意图 图4-21利用层间小褶皱确定（图中箭头表示顺层滑动方向） 主褶曲形态示意图（四）褶皱的形成作用褶皱的形成是一个十分漫长而又复杂的过程，受到多种因素的影响，根据观察和模拟实验，褶皱的形成主要与力的作用方式、变形环境、岩石力学性质及岩层厚度等因素有关。一般根据力对岩层的作用方式，将褶皱的形成作用分为纵弯褶皱作用
43、和横弯褶皱作用。纵弯褶皱作用是作用力顺层面发生挤压，使岩层失稳弯曲而形成褶皱。按变形方式又可分为弯滑褶皱和弯流褶皱作用。弯滑褶皱作用是指岩层在水平挤压力作用下，通过层间滑动而发生的弯曲变形（图4-22）。弯流褶皱作用是指岩层发生弯曲变形时，不仅有层间滑动，而且还有显著的顺层物质流动。流动方向通常从挤压力较大的翼部流向挤压力小的转折端，塑性岩层在翼部变薄，在转折端加厚，容易形成顶厚褶皱（图4-23）。煤系地层在形成褶皱时，煤层容易产生塑性流动，往往从翼部挤向转折端，从而使煤层厚度发生变化。 图4-22 弯滑褶皱作用 图4-23 弯流褶皱作用 a弯曲前；b弯曲后 横弯褶皱作用是岩层受到与层面垂直的
44、作用力而发生褶皱。横弯褶皱是由地壳局部升降，基底断块的垂直运动，岩浆侵入顶托和岩盐的底辟作用引起岩层的弯曲（图4-24）。与纵弯褶皱作用相比较，这种褶皱作用是较为次要的。图4-24 横弯褶皱的几种模式a地壳局部升降；b基底断块的垂直运动；c岩浆侵入顶托；d岩盐底辟。第三节 断裂构造岩层受力后产生变形，当应力达到或超过岩层的强度极限时，岩层的连续完整性遭到破坏，在岩层一定部位和一定方向上产生的破裂称为断裂构造。根据岩层破裂面两侧岩块有无明显位移，可将断裂构造分为节理和断层。一、节理岩层断裂后，两侧岩块未发生显著位移的断裂构造称为节理，又叫裂隙。节理的破裂面称为节理面。它的形态可以是平直的，也可以是弯曲的。节理面的产状有直立的、倾斜的或水平的。运用地质罗盘可以测定其走向、倾向和倾角。通常把同一时期形成的，具有同一力学性质的，且相互平行或大致平行的一组节理，称为节理组。把同时期具有成因联系的两个或两个以上的节理组称为节理系。节理的成因分类：原生节理、次生节理（根据力的来源和作用性质不同，又可分为构造节理和非构造节理。）节理的力学性质分类：张节理、剪节理。图4-25 断层旁侧的节理 图4-26褶皱产生的张节理示意图1纵张节理；2横张节理（二）节理的识别标志1张节理的识别标志（1）节
