《通防地质培训》PPT课件.ppt

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1、,地质基础讲座淮北矿业地测处张传龙,2023/8/6,1,地质学：广义讲，采用调查、物化等手段，以地球地为研究对象，以地球上部物质物性与结构为研究内容的一门科学。与煤矿地质相关有：瓦斯地质、地温地质、水文地质、工程地质、普通地质、第四纪地貌、地质构造、岩石学、矿物学、地质勘查等。第一部分 地质基本概念-地层第二部分 地质构造（断层）基本理论第三部分 矿井地质构造研究方法第四部分 矿图,第一部分 地质基本概念地层单位和地层系统地层的划分对比地层单位和地层系统,2023/8/6,3,地层划分：根据岩层具有的不同特征或属性把 岩层 组织成不同的单位。地层对比：根据不同地区或不同剖面地层的各种属性的比

2、较，确定地层单位的地层时代或 地层层位的对应关系。,一、地层划分的依据 1.岩石学特征：地层的岩石学特征是认识地层的最重要内容和划分地层的最重要基础。它包括组成地层的岩石的颜色、矿物组分或结构组分和沉积构造等。在岩石地层划分中，首要考虑的是组成地层的岩石特征。岩性相同或大致相同的连续岩层可以划分为一个岩石地层单位，岩性不同的地层体应该划分为不同的岩石地层单位。,2.生物学特征 主要包括地层中所含的生物化石组分(类别)，以及生物化石的含量、生物化石的保存状态等。地层中所含的生物化石在认识地层和地层划分对比中至少具有两方面的意义:一是年代学的意义，地层中所含的生物化石类别不同，可以反映地层形成的时

3、代不同;二是环境学的意义，地层中所含的生物化石类别、含量、保存状态及相互关系的变化可以反映它们形成环境的差别。,3.地层结构 地层结构是近年来地层学的一个新概念。它是指组成地层时岩层在时空上的组构方式。大量的研究工作表明，大多数地层是由有限的岩层类型构成的，这些岩层通常又以规律的组合方式组构在一起。因此，根据岩层的组构方式划分地层的结构类型可作为地层划分的依据。,均一式结构是指地层是由一种单一的岩层类型组成的，结构、组构和沉积构造相同或相似，颜色和层厚相近等。互层式结构是指地层由两种岩层类型规则或不规则交互而成的，如砂岩和页岩的交互、灰岩和白云岩的交互等。夹层式结构是指组成地层的岩层以一种岩层

4、类型为主，间夹另一种岩层类型，如地层总体为泥岩岩层，内夹有少量砂岩岩层等。,4.地层的厚度和体态 地层的厚度和体态也是地层学研究的重要内容。它包括组成地层的岩层的厚度和体态，一个地层单位应有一定的厚度、厚度过小不足以建立一个地层单位。地层单位的厚度要求一般根据地质填图的比例尺确定 地层的体态是指岩层或地层体空间形态和分布状态。地层的形态一般是层状的，但也不乏非层状的，如楔状、透镜状、丘状等。,5地层的接触关系 地层的接触关系是地层的重要物质属性之一。它在识别地层结构、划分地层单位中具有重要作用。整合 假整合(平行不整合)角度不整合,整合：新老地层产状一致，岩性变化及古生物演化渐变而连续，新老地

5、层时代连续，其间没有地层 缺失。地层形成的过程中基本保持稳定的沉积环境，构造运动主要是地壳缓缓下降，即使有上升，也未使沉积层面上升到水平面之上遭受到剥蚀。整合表示：,连续不间断的接受沉积整合接触,假整合（平行不整合）：新老地层产状一致，岩性及古生物演化突变，地层时代不连续，有地层 缺失。新地层之下常有底砾岩（下部时代较老的地层遭到剥蚀后形成的岩石碎块，重新胶结成岩，保留在新地层之下)。老地层沉积后地壳有明显的均衡上升（水平抬升），遭受剥蚀后，地壳又均衡下降，接受新地层的沉积，虽然有部分地层缺失掉，但新老地层产状没变，假整合的表示：-,假整合（平行不整合）接触,不整合（角度不整合）:新老地层产状

6、不一致，岩性及古生物变化突变，有地层缺失，新老地层之间有广泛的剥蚀面。新地层之下常见底砾岩。老地层形成之后有强烈的构造运动，形成褶皱、断裂，同时长期遭受风化剥蚀，而后又下降接受新地层的沉积。不整合的表示：,二、地层对比的原则和方法 地层对比是在空间上延伸一个地层单位的重要手段。它在古地理、古构造及矿产资源调查和勘探中具有重要意义，因此它是沉积地质和沉积矿产研究的重要基础性工作。一是地层的物质属性相当的原则。二是不同类型或不同地层单位的地层对比不一致的原则。,时间属性进行的地层对比才具有时间对比意义,1、岩石学的方法:以地层的岩石学特征进行的地层对.常用标志层法标志层是指那些厚度不大、岩性稳定、

7、特征突出、易于识别、分布广泛的特殊岩层，标志层通常可以用于地层对比。,地层对比方法：,2生物学的方法 生物层序律：“含有相同化石的地层的时代相同，不同时代的地层所含的化石不同”。标准化石法：标准化石是指那些演化快、地理分布广、数量丰富、特征明显、易于识别的化石。利用这些化石不仅可以鉴定地层的时代，也可以用于地层的年代对比。但标准化石法通常受诸多因素影响而受到限制，如用作标准化石的生物对环境的宽容度较小，生态环境相对局限,生物组合法：化石组合是指在一定的地层层位中所共生的所有化石的综合。根据化石组合所限定的界线不仅可以进行地层划分和建立地层单位，也可以进行地层对比。,3.构造运动面的对比 利用地

8、层中的不整合面进行地层对比是一种常用的方法。由于不整合界面代表一次区域性的地壳运动，所以有较大的分布范围，因此可以用来作为地层对比的界线。如果不同地区的地层为连续可追索的不整合界面所限定，这些地层是可以对比的。不整合界面可以作为一个等时面，但紧邻该面上下的地层是不等时的。,4.同位素年龄测定与地层对比同位素年龄测定是根据放射性同位素衰变原理进行的。用于地层年龄测量的同位素方法主要有U-Pb法、Th-pb法、Rb-Sr法、K-Ar法、Sm-Nd法等。同一地区的地层的同位素年龄可以用于地层年龄的确定，不同地区的地层的同位素年龄可以用于地层对比。,2023/8/6,23,5.磁性地层对比 在地层记录

9、中，通常可以保存沉积物沉积或成岩期的磁性特征，这种磁性称为“剩余磁性”。,三、地层单位和地层系统一是以建立局部地层系统为目的，主要以区域性特征为依据的岩石地层单位系统，以及为改善、补充和验证该地层系统的其他地层学分支所提供的地层单位(如地震地层单位、构造地层单位、化学地层单位及生态地层单位等)，所有这些地层单位之间的界面一般是穿时的;二是以建立全球性年代地层系统为目的的年代地层单位系统，以及为完善和验证该系统服务的生物地层单位和磁性地层单位，这些地层单位之间的界面是等时的。,1、岩石地层单位和地层系统组：组是岩石地层单位系统的基本单位，是具有相对一致的岩性和具有一定结构类型的地层体。群：群为比

10、组高一级的地层单位，为组的联合。其联合的原则是:岩性的相近;成因的相关;结构类型的相似等。段：段为比组低一级的地层单位，为组的再分。分段的原则主要包括:组内岩性的差别;组内结构的差别;地层成因的不同等。也即依据组内地层的岩性、结构、成因的差别划分段。层：层是最小的岩石地层单位。层有两种类型:一是岩性相同或相近的岩层组合，或相同结构的基本层序的组合，其可以用于野外剖面研究时的分层。二是岩性特殊、标志明显的岩层或矿层，其可以作为标志层或区域地质填图的特殊层。,2、年代地层单位和地层系统（全球性统一的地层单位）宇：宇是最大的年代地层单位，它是与时间“宙”对应的年代地层单位。它是根据生物演化最大的阶段

11、性，即生命物质的存在及方式划分的。界：界是第二级年代地层单位，它是与时间“代”对应的年代地层单位，是根据生物界发展的总体面貌以及地壳演化的阶段性划分的。系：系是低于界的年代地层单位，它对应于地质间单位“纪”。纪的划分主要是依据生物界演化的阶段性。统：统是系内的次级地层单位，与地质年代单位“世”相对应。一般一个纪可以依据生物界面貌划分为两到三个世，通常称之为早、中、晚世，与之对应的年代地层单位则为下、中、上统。阶：阶是年代地层单位的最基本单位，对应于地质时间单位“期”。期的划分主要是根据科、属级的生物演化特征划分的。只能应用于一定的区域,3、生物地层单位,1.延限带,2.顶峰带,3.组合带,全球

12、二叠系三叠系界线层型剖面和点（GSSP）(induan),浙江省长兴煤山,4、年代地层表和地质年代表 年代地层表与地质年代表是两个不同的概念年代地层表是由地层组成的物质单位地质年代单位则是地质时间单位它们是相互严格对应的关系。年代地层单位包括从太古宙到第四纪的整个地质历史时间内形成的全部地层。,2008 国际地层年表,2023/8/6,31,2023/8/6,33,2023/8/6,34,2023/8/6,35,第二部分 地质构造（断层）基本理论,2023/8/6,36,断 层,断层的分类,2023/8/6,37,断层,一、断层的几何要素和位移1.断层几何要素包括断层面、断盘。,上盘,下盘,上

13、升盘,下降盘,2023/8/6,38,断 层 描 术 语,断层面和断层线断层面是岩层或岩体被断开后发生错动位移的不连续面。它是面状构造的一种，可以用走向、倾向和倾角确定其产状。断层面往往不是一个产状稳定的平直面，沿走向和倾向都会发生变化以致形成曲面。断层线是断层面与地面的交线，即断层在地面的出露线。断层线的弯曲形态遵循“V”字形法则。断盘断盘是断层面两侧发生位移的岩块。如果断层面是倾斜的，位于断层面上侧的一盘为上盘，位于断层面下侧的一盘为下盘。如果断层面直立，按断盘相对于断层走向的方位描述，如东盘、西盘或南盘、北盘。在断层错动过程中，断层两盘的位移是相对。两盘可能是同时错动，也可能是其中一盘相

14、对于另一盘运动。凡沿断层面上升的一盘称为上升盘，沿断层面相对下降的一盘称为下降盘。,2023/8/6,39,二、断层相对位移,断层位移包括直移运动、旋转运动。,2023/8/6,40,断 层,ab-总滑距；ac-走向滑距；cb-倾斜滑距；am-水平滑距；ho-地层断距；ho-视地层断距；hg=hg-铅直地层断距；hf-水平地层断距；hf-视水平地层断距；-岩层视倾角；-岩层倾角,h,落差：d-x 之间的 标高差,x,2023/8/6,41,断 层,断层位移断层两盘的相对运动可分为直移运动和旋转运动。在直移运动中两盘相对平直滑动而无转动，两断盘上未错动前的平行直线，运动后仍然平行。在旋转运动中两

15、盘以断层面法线为轴相对转动滑移，断盘上未错动前的平行直线运动后不再平行。多数断层常兼具有两种运动。测定断层位移的途径主要有两种，一是利用相当点，即断层面上断层发生之前的一个点，断层位移后变为两个点，此点称为相当点（或称撕裂点）；二是利用相当层，即断层位移前一个层，断层位移后变为两个层，这两个层称为相当层。,2023/8/6,42,断 层,描述断层位移常用术语：1.滑距总滑距:断层两盘相当点之间移动的距离称总滑距 走向滑距:总滑距在断层面走向线上的分量称为走向滑距 倾斜滑距:总滑距在断层面倾斜线上的分量称为倾向滑距 水平滑距:总滑距在水平面上的投影长度称为水平滑距 2.断距1）在垂直岩层走向的剖

16、面上地层断距:断距是指断层两盘上对应层之间的相对距离。铅直地层断距:断层两盘上对应层之间的垂直距离 水平地层断距:断层两盘上对应层之间的水平距离 三者之间存在直角三角函数关系。2）在垂直于断层走向的剖面上,2023/8/6,43,断层,三、断层的基本类型（一）按断层走向与岩层走向的关系分类走向断层:断层走向与岩层走向基本一致的断层。倾向断层:断层走向与岩层走向基本直交的断层。斜向断层:断层走向与岩层走向斜交的断层。顺层断层:断层面与岩层层理等原生地质界面基本一致的断层（二）按断层走向与褶皱轴向间的关系分类纵断层:断层走向与褶皱枢纽方向一致或与区域构造线方向一致的断层。横断层:断层走向与褶皱枢纽

17、方向直交或与区域构造线基本直交的断层。斜断层:断层走向与褶皱枢纽方向斜交或与区域构造线斜交的断层。,2023/8/6,44,断 层,（三）按断层两盘的相对运动方向分类,正断层,逆断层,平移断层,逆-平移断层,正-平移断层,2023/8/6,45,1.正断层2.逆断层3.平移断层,断 层,2023/8/6,46,正断层,上盘下降,2023/8/6,47,逆断层,上盘上升,2023/8/6,48,平移断层,水平错动,2023/8/6,49,斜向运动断层,断 层,2023/8/6,50,斜向运动1逆平移断层,上盘斜向上升,2023/8/6,51,斜向运动2正平移断层,上盘斜向下降,2023/8/6,

18、52,断 层,1.正断层：上盘相对向下、下盘相对向上运动。,2023/8/6,53,断 层,2.逆断层：上盘相对向上、下盘相对向下运动。,1)高角度逆断层,2)低角度逆断层,逆冲断层,逆掩断层辗掩构造推覆构造,2023/8/6,54,断 层,2023/8/6,55,断 层,逆冲断层形成后，岩层经强烈侵蚀，可能形成飞来峰（图4-5）和构造窗。逆冲断层特征:倾角 km 常形成构造窗飞来峰,2023/8/6,56,断 层,2023/8/6,57,断 层,3.平移断层：两盘沿断层面走向产生相对运动。进一步分为左行、右行平移断层。4.顺层断层典型正、逆、平移断层并不多，两盘位移常与断层面斜交，既有倾斜分

19、量，又有走向分量。于是有：平移逆断层逆平移断层平移正断层平移逆断层以上组合命名中，后者为主要位移分量。,2023/8/6,58,断 层,四、断层的组合形式(一)正断层的组合形式1.阶梯状断层,2023/8/6,59,断 层,2.地堑和地垒,地堑,地垒,2023/8/6,60,断 层,3环状断层和放射状断层,环状断层,放射状断层,成因：往往是隆拱作用引起平面拉伸结果，与穹窿构造、火山作用有密切关联。,2023/8/6,61,断 层,4雁列式断层和块断型断层(二)逆断层的组合形式 1.叠瓦式逆断层 2对冲式和背冲式断层,单冲叠瓦式逆冲断层系,背冲式逆冲断层,2023/8/6,62,断 层,2023

20、/8/6,63,断 层,3 楔冲式断层,2023/8/6,64,断层的组合类型 1.阶梯状断层 2.叠瓦状断层 3.地堑 4.地垒,阶梯状断层,叠瓦状断层,地垒,地堑,断 层,2023/8/6,65,断 层,第二节 断层的识别和断层岩确定断层两盘相对运动方向的方法1.两盘地层的新老关系 2.根据牵引褶皱 3.擦痕和阶步 4.羽状张节理 5.断层角砾 6.根据标志层的错动,2023/8/6,66,一、断层识别(一)地貌标志 1.断层崖和断层三角面2.山脊错断和水系改向3.串珠状湖泊和洼地与带状分布的泉水,2023/8/6,67,断 层,2023/8/6,68,断 层,2023/8/6,69,断

21、层,(二)构造标志 1.构造线、地质体的不连续分布,2.构造强化带,2023/8/6,70,(三)地层重复与缺失,此图为走向断层造成地层重复、缺失的情况,断倾与地倾反,断、地倾同，断角大,断、地倾同，断角小,D、F地层重复,地层缺失,A、B、C为正断层,D、E、F为逆断层,2023/8/6,71,断 层,2.断层造成的地层重复与褶皱造成的地层重复之区别：前者为不对称重复；后者为对称重复。另外，观察剖面上地层分布情况知：正断层一般上盘新、下盘老；逆断层一般下盘新、上盘老；仅C、F反之。出现断、地倾同，断层倾角小于地层倾角的情况较少，属特殊情况。,2023/8/6,72,断 层,2023/8/6,

22、73,2023/8/6,74,断 层,(二)其他标志1岩浆活动和矿化作用2岩相或厚度变化二、断层面产状的确定1.直接测量2.运用“V”形法则3.三点法三、断层岩1.断层角砾岩2.碎粒岩、碎斑岩3.碎粉岩4.玻化岩5.断层泥,2023/8/6,75,断 层,第三节 断层位移方向确定一、断层效应主要指走向与地层走向直交、斜交的断层位移时引起的视错动。(一)正、逆断层,注意：上升盘地质界线水平面上向岩层倾斜方向移动。,2023/8/6,76,断 层,(二)平移断层在剖面上引起的正、逆断层效应,2023/8/6,77,断 层,(二)平移正（逆）断层或正（逆）平移断层的断层效应,1）在断层面上，滑移线与

23、岩层面相平行，如图4-28，在剖面、平面上均不显示岩层错移。,2023/8/6,78,断 层,2）滑移方向向岩层面下侧，剖面上表现为正断层，平面上表现为平移断层。,2023/8/6,79,断 层,3）滑移方向向岩层面上侧，剖面上表现为逆断层，平面上表现为平移断层。,2023/8/6,80,断 层,(四)横断层错断褶皱引起的效应一是褶皱核部宽度变化，另一是褶皱核部错移。1.平移断层：只引起核部错移，不产生宽窄变化。2.正、逆断层：对背斜，上升盘核部变宽，下降盘核部变窄；对向斜，上升盘核部变窄，下降盘核部变宽。,2023/8/6,81,断 层,3.断层既有走向断距、又有倾斜滑距走向断层、纵断层：不

24、存在明显的断层效应。斜、斜向断层：间于二者之间，地质界线错移的规律与上述相同，但视错动量会小一些。分析起来更复杂。二、断层两盘相对位移方向的确定(一)依据两盘地层新、老关系(二)依据断层面（带）的构造特征1.擦痕,2023/8/6,82,断 层,2.阶步:分正阶步、反阶步两种。,3牵引构造：主要见于逆、平移断层。,牵引构造的弧形弯曲突出方向指向本盘运动方向,2023/8/6,83,断 层,4反牵引构造：见于正断层。,2023/8/6,84,断 层,5羽状节理和两侧小褶皱,张节理与断层面的锐夹角指示本盘运动方向；S1、S2产状不太稳定，常被断层两盘相对错动破坏，不宜用来判断两盘相对运动方向。小褶

25、皱与断层面所成锐夹角指示对盘运动方向。,2023/8/6,85,断 层,6 断层角砾岩1）断层切断并错碎某一标志性层位，有时可根据断层破碎带中角砾的成分判断两盘相对位移方向。2）当角砾呈定向排列，其压扁面与断层面所成锐夹角的尖端指向对盘运动方向。第四节 断层作用的时间性一、断层活动时间的确定 1.依据是否切割其他地质体2.依据断层与褶皱相互关系另外，可通过同位素年龄测定确定岩浆岩体等的形成时代。若断层延伸为岩体终止，则断层形成在前；若错断岩体，则断层形成在后。,2023/8/6,86,断 层,二、断层长期活动三、同沉积断层（生长断层）主要发育于沉积盆地的边缘，亦见于盆地内部。基本特征：1.以上

26、陡下缓的铲形走向正断层为主；2.若断层两侧都有同一时代地层沉积，则下降盘地层常明显增厚；3.见图，断距随深度增大，两侧老地层的错移断距比新地层大；4.上盘有时形成逆牵引背斜构造。,一、断层出现前的可能征兆。,第三部分 矿井地质构造研究方法,1、煤、岩层产状发生显著变化，伴生、派生褶皱发育由于断层发生、发展过程中的挤压与拖曳作用，断层附近煤、岩层产状，特别是倾角往往发生显著变化或明显的牵引褶皱。,2、煤层顶、底板出现不平行现象。由于煤层比较松软，或者顶、底扳岩石力学性质差异较大，在受到断层的挤压和揉搓时，不同部位的变形性质和变形程度都存在差异，从而造成顶、底板岩层产状不一致。,(3)煤层出现厚度

27、变化、揉皱和破碎现象,3、煤层出现厚度变化、揉皱和破碎现象接近断层前，煤层经常出现增厚变薄、揉皱发育、结构破坏、滑面增多等现象，煤往往搓碎呈角砾状、粉沫状、糜控状或鳞片状，光泽普遍变暗。,4、煤层及顶、底板中节理显著增加随着巷道接近断层，与断层相关的节理不断增加，密度增大，但紧靠断层附近，节理密度又有明显的下降趋势,（5）瓦斯涌出量明显增加,遇见断层前瓦斯涌出量出现驼峰现象。利用这些规律，可以帮助预见掘进前方有断层存在的可能性,(6)巷道出现滴水、淋水和涌水现象。,二、断层的观测,1)断层位置的确定 通过测定断层至附近测量点或巷道交叉口的距离和方向，确定井下断层的空间位置。如果断层成组出现，应

28、分别测定各断层面的位置，并确定出主断层面。2)断层面特征的观测 断层面的形态特征，断层面上接痕、阶步、摩擦镜面和矿物薄膜的特征 3)断层带特征的观测 断层带的宽度和内部情况,4)断层两侧岩层层位、产状、伴生和派生构造的观测 包括确定断层两盘煤、岩层的层位；测量正常地段和断层影响地段的煤、岩层产状要素及其变化；观察煤层厚度变化，牵引现象，伴生小断层，派生羽状断裂、入字型分枝构造、帚状构造及其它旋卷构造等。它们往往是确定断层性质，鉴别力学属性。5)断层产状与断煤交线的测量,6)断层的描述,巷道剖面图加注数据,巷道平面图加注数据,巷道剖面图加断面图,巷道平面加巷道剖面图,三、断失翼煤层的寻找,1层位

29、对比法层位对比法是根据巷道揭露的断层另一盘煤、岩层的层位，结合断层产状来判断断层性质和地层断距的一种方法。,矿井地质工作方法-矿井地质构造,2、牵引褶皱,羽状张节理T与断层面夹角45。左右，其与断层面所夹的锐角尖端指示本盘的运动方向。,与断层面近于宜交，因锐角象限不稳定，不能用来确定断层两盘的运动方向,与断层面夹角在15以下，它与断层面所夹的锐角尖端指示本盘的运动方向,3、羽状节理,4)擦痕和阶步,擦痕和阶步：是断层两盘发生锗动时相互摩擦而形成的痕迹。擦痕一般表现为端粗而深、另一端细而浅的一组较为均匀的平行细纹。由粗深端向细线端摸之有光滑感，反向摸之则有租桩感。有光滑感的方向指示对盘的运动方向

30、。,擦痕,5)断层泥与断层角砾,被断层搓碎并保留在断层带内的煤、岩层碎块和粉末称为断层角砾和断层泥。追踪断层带的煤角砾、标志层角砾和粉煤线，就能找到断失翼的煤层,断失翼煤层方向,根据断层带内的雁行式排列的构造透镜体，也可判断断层两盘的相对位移方向。,矿井地质工作方法-矿井地质构造,6)平行小断层,指与主断层伴生，且产状一致、性质相同的小断层。,7）规律类推8作图分析法 作因分析法是根据地质制图的原理，结合断层的各种特征，进行断层对比联接，确定断层性质和断距的一种方法。9）生产勘探a)巷探 b)井下钻探 c)井下物探,矿井地质工作方法-矿井地质构造,三、岩浆侵入体的产状特征,1、岩墙 岩墙切穿围

31、岩层理，剖面上呈近直立的墙状(见图)，平面上呈条带状(见图)，厚度由效公分至到十米，一般在岩层中窄，在煤层中宽，长度由数米至数千米，岩墙受该区断裂控制，具有一定的方向性，并成组出现，岩墙以狭窄条带与煤层接触，对煤层的破坏和影响范围不大。,2岩床 岩床大致平行围岩层理，多沿煤层侵入，厚度较小，面积较大，倾角平缓，形态复杂多样，从中心到边缘，可由层状过渡为似层状，再过渡为树枝状、串珠状和扁豆状。,1）层状 是指煤层全部被岩浆熔蚀同化，侵入体厚度稳定，在较大面积上呈层状的侵入体；,3）树枝状：是指似层状侵入体边缘的不规则分枝。,2）似层状是指岩浆部分取代煤层，侵入体厚度变化剧烈，接触面呈波浪状，但乎

32、面分布连续且面积较大的侵入体。,4）串珠状和扁豆状：是指呈挥团状或不规则状分布于煤层中的孤立小侵入体；,岩浆侵入体的观测,一、井下观测,(一)岩浆侵入体的观测1岩浆岩性质2侵入体产状3侵入体与断裂构造的关系4岩浆侵入对煤层的破坏情况,二、岩浆侵入体的编录 根据井下观测及生产勘探所获得的资料，及时整理出反映煤层及侵入体特征的巷道剖面剖面图、煤层柱状图等原始资料。由于侵入体形态复杂，变化多端，可采用巷道展开图的形式编录。还应建立侵入区的煤层、天然焦、侵入体厚度、煤质档案，以便分析它们的相互关系。在生产地质资料积累的基础上，应编制煤层中侵入体分布图和侵入区煤厚、煤质（灰分、挥发分等)等值线图等综合图

33、件。,岩浆侵入煤层的规律,一、侵入规律(一)岩浆侵入通道断层（二)岩浆选层侵入层理面、层滑面和软弱层质（三）岩浆侵入受煤层厚度的影响 煤层厚度越大，侵入煤层中的侵入体厚度越大，分布面积越广，形态越复杂。（四）岩浆侵入受煤层结构的影响（五）岩浆侵入受煤的物理化学性质的影响（六）岩浆侵入受通道断层大小和煤层产状的影响,二、岩浆侵入分区,1)上冲区 指岩浆通道及其附近的地区。该区岩浆活动剧烈，侵入体在较大面积上呈层状、似层状，厚度大，岩墙发育，煤层几乎全部被熔蚀同化，为岩浆岩所替代，偶见少量天然焦，但混杂大量岩浆物质，煤层基本失去工业价值。2)扩散区 指岩浆离开侵入中心，向外围扩散的区域。该区岩浆的

34、熔蚀能力和变质作用锐减，各处差别较大，在扩散较弱地段，往往残留可采煤层或煤分层。3)波及区 指扩散区外围，仅受岩浆高压热气波及的地区。该区偶有少量的单个岩体，也可能仅发现天然焦，而无扩散的岩浆侵入体。,上冲区,扩散区,波及区,岩浆侵入区煤层的探测,一、岩浆侵入区煤层预测方法 1.根据侵入体的特点及岩浆活动的特征：可利用岩浆岩体的纵节理方向、矿物长轴排列方位和岩体波浪起伏延伸方向推断岩流向，再根据侵入体形态特征寻找岩浆的边缘界限和岩浆上冲通道；2.根据煤的物理化学性质变化：接触变质产生天然焦和高变质煤，煤的物理化学性质发 生显著变化；3.根据煤的发挥分数值变化：利用煤的挥发分数值的变化来预测侵入

35、体的位置和未开拓地区的煤种分布；4根据侵入区的找煤工作,二、岩浆侵入区的找煤工作 1.在厚煤层岩浆侵入区找煤：在厚煤层中沿底棉板掘进巷道，经过勘探上面仍有可能找到大片煤炭；沿厚煤层顶板掘进的巷道遇到岩浆岩侵入体，经向下钻探也有可能找到可采煤层；2.在岩体之间及边缘找煤：在第二、第三类型岩体之间可以找到可采煤层，在第四类型中除极不规则的形态之外可以找到保存较好的煤层；3.在断层一侧及其错动带找煤：一般岩浆断层带上冲顺煤层向上侵入，而在断层另一侧向倾斜的煤层中却较少出现侵入体，可以以找到正常煤层；4.根据岩性特征找煤：,岩溶陷落柱,第一节岩溶陷落柱的形态及其结构特征,一、陷落柱平面形态特征,大多呈

36、椭园形其次为圆形，少量为不规则图形，直径大小不等 一般是几十米至几百米以上，目前揭露的最大直径达300米。,二、陷落柱剖面形态特征,沿陷落柱中心点相连的轴线，垂直切开主体的形状有四类：园锥体，筒状，上下大小相近；斜塔状；不规则状。岩层含泥质较少易形成圆锥状、如含泥质较高岩层松软易形成筒体状;在岩层起伏较大地区,沿顺岩层倾向方向塌陷,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱,三、陷落柱剖面形态特征,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱,二、陷落柱剖面形态特征,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱,四、陷落柱的塌陷高度,指溶洞到柱体顶端的距离 小者仅几米一般是百余米，大者300400m，最大可达500600m。它与溶洞的大小

37、，地下水的排泄条件，岩层的物理力学性质，以及裂隙的发育程度有密切关系。,五、陷落柱内部结构特征及陷落深度,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱,陷落深度处指与同岩层相比下陷的距离，一般为几米或几十米，个别达300多米。柱内岩层杂乱无章，层位秩序无法确定，有的可见到层状结构，但产状不一，极度倾斜，形成相互错开的大碎块。其成分是由上部岩层及煤层的碎块、粉末及粘土组成,六、陷落柱的中心轴,它是指陷落柱各平面形态的中心点的联线。通常，中心轴垂直于所穿过的岩层层面。由于陷落柱穿过的各岩层的产状、岩石性质和裂隙发育程度常有变化，因此，中心轴大多不是垂立的，而是歪斜的，甚至呈扭转状态。,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱

38、,七、陷落柱的柱面特征,陷落柱的柱面是指陷落柱与周围正常岩层的接触面。它受岩层的岩石性质和结构构造的控制。,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱,八、陷落柱周围煤层和岩性结构特征,1)煤层层理和岩层有向陷落柱中心倾斜的现象 2)陷落柱周围的煤层和岩层，产生大量的张性节理甚至山现小的断层错动 3)陷落柱周围几米范围内发生不同程度的氧化，煤层裂隙面上有棕色铁锈膜，煤层中的夹矸表现最明显。,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱,九、陷落柱的分布特征,1、成群集中分布,2成带状定向分布,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱,第二节陷落柱的观测与探测,一、井下陷落柱出现前的预兆,1、煤、岩层产状发生变化2、裂隙和小断层增多3、

39、煤出现风氧化现象4、煤层中挤入破碎岩块5、地下水涌出量增大6、地温异常,无论在地表或井下遇见陷落柱，都应进行详细的观测和编录。根据生产矿井对陷落柱观测和判断的基本要可归结为五查、五看和五定的工作方法。,二、陷落柱的观测,五查包括：,查陷落柱周围煤、岩层中裂隙的发育情况和充填物性质；查陷落柱周围煤质的变化范围和风化程度；查临近陷落柱处水和瓦斯的变化情况；查陷落柱周围小型断层的发育情况和产状特征；查矿区内陷落柱的发育和分布规律。,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱,五看包括：,看陷落柱与煤、岩层接触面的形态；看陷落柱与煤、岩层接触带的充填物性质和特征；看陷落柱内岩块的性质、形状、大小、排列和层位时代，看陷落柱周围煤、岩层的产状变化；看陷落柱面与巷顶交线的弯曲方向和曲率。,五定包括：,定巷道理陷落柱的部位；定陷落柱的形状；定陷落柱的大小；定巷道穿避陷落柱的距离；.定处理陷落柱的措施。,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱,三、陷落柱的探测,一）钻探,二）物理探测,1、高分辨率地震探测技术（地面三维地震）,山西省阳泉矿区五矿煤层陷落柱探测,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱,1、高分辨率地震探测技术（地面三维地震）,许疃煤矿8煤层,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱,2、坑道无线电波透视法,皖北矿区某煤矿7218工作面,矿井地质工作方法-岩溶陷落柱,