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矿井地质

/mining geology/
条目作者曹代勇陶继文
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曹代勇

陶继文

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最后更新 2022-01-20
浏览 192
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从矿井开始建设到采矿结束期间的全部地质工作。又称煤矿地质。

英文名称
mining geology
又名
煤矿地质
所属学科
地质学/地质资源与地质工程

矿井地质工作的目的是研究和解决矿井生产建设中的各种地质问题,为建井和采掘设计提供地质依据,为矿井连续生产和安全生产提供地质保障,尽力增加矿井煤炭可采储量,提升资源/储量级别,确保矿井建设和生产正常进行及煤炭资源的合理开发和利用。

矿井地质与矿井建设和煤矿生产密切相关,是煤田勘查工作的继续。矿井地质工作的基本任务包括:①研究矿区(矿井)煤系地层、地质构造、煤层、煤质、水文地质和其他开采地质条件等的特征及其变化规律,开展地质类型划分,查明影响矿井生产的各种地质因素。②查明矿井瓦斯、矿井水、煤尘、自燃、地温等影响煤矿安全生产的各种隐蔽致灾地质因素,以及煤矿建设和生产中造成环境污染的地质因素,做好相应的预测预报工作。③进行煤矿地质补充调查与勘探、地质观测、资料编录和综合分析,提供煤矿建设和生产各个阶段所需要的地质资料,解决煤矿安全生产中的各种地质问题。④定期估算和核实煤矿煤炭资源/储量以及煤矿瓦斯(煤层气)资源/储量,掌握资源/储量动态,及时提出合理开采和利用煤炭资源的意见。⑤调查、研究煤系共伴生矿产的赋存情况和利用价值。

矿井地质包括建井阶段地质工作、煤矿生产阶段地质工作、煤矿闭坑阶段地质工作等3个阶段。①建井阶段的地质工作。从建井准备开始直到矿井建成投产整个过程中的地质工作。主要任务是系统收集编录煤矿建设阶段工程所揭露的一切地质资料,及时预测预报并研究解决施工过程中出现的地质问题,编制建矿地质报告并全面移交给生产单位。②煤矿生产阶段地质工作。主要任务是根据煤矿生产的需要,系统收集、编录所揭露井巷工程的地质资料,开展地质预测预报工作,及时编写各种地质报告、地质说明书等相关地质资料,保障安全生产。③煤矿闭坑阶段地质工作。煤矿闭坑前开展的地质工作,主要任务是对煤矿生产地质资料进行全面总结,提交闭坑地质报告。

井工煤矿应根据地质构造复杂程度、煤层稳定程度、瓦斯类型、水文地质类型和其他开采地质条件进行类型划分。井工煤矿地质类型分为简单、中等、复杂和极复杂4种类型(表1)。露天煤矿应根据地质构造复杂程度、煤层稳定程度、工程地质条件和水文地质条件进行类型划分。露天煤矿地质类型分为简单、中等和复杂3种类型(表2)。

表1 井工煤矿地质类型

划分依据

类  型

简单

中等

复杂

极复杂

地质构造复杂程度

简单

中等

复杂

极复杂

煤层稳定程度

稳定和较稳定煤层的资源/储量占全矿井资源/储量的80%及以上,其中稳定煤层资源/储量所占比例不小于40%

稳定和较稳定煤层的资源/储量占全矿井资源/储量的60%~80%(含60%)

稳定和较稳定煤层的资源/储量占全矿井资源/储量的 40%~60%(含40%)

不稳定和极不稳定煤层的资源/储量占全矿井资源/储量的60%及以上

瓦斯类型

煤层瓦斯含量小于4立方米/吨 

煤层瓦斯含量大于或等于4立方米/吨,且小于8立方米/吨

煤层瓦斯含量大于或等于8立方米/吨

煤与瓦斯突出矿井或按照煤与瓦斯突出矿井管理

水文地质类型

简单

中等

复杂

极复杂

其他

开采

地质

条件

顶底

 板

顶底板平整,顶板完整性好,裂隙不发育

顶底板较平整,局部凹凸不平,顶板较完整、裂隙不很发育

顶底板凹凸不平,顶板裂隙比较发育,岩性比较松软破碎

顶底板凹凸不平,顶板岩性松软、破碎,裂隙发育

倾角

8°以下

8°~25°

(含8°)

25°~45°

(含25°)

45°及以上

其他特殊地质因素

一般不出现陷落柱、冲击地压、地热和天窗等地质危害

偶有陷落柱、冲击地压、地热和天窗等地质危害

常有较多陷落柱、冲击地压、地热和天窗等地质危害

煤层大面积遭受陷落柱、冲击地压、地热和天窗等地质危害


表2 露天煤矿地质类型

划分依据

类   型

简单

中等

复杂

地质构造复杂程度

简单

中等

复杂、极复杂

煤层稳定程度

稳定

较稳定

不稳定、极不稳定

工程

地质条件

以坚硬岩层为主,软弱结构层(面)不发育,有很少的软弱结构层(面)或层间距大于30米,含水性差,不影响边坡稳定

坚硬岩与软岩互层,软弱结构层(面)发育,软弱结构层(面)多或层间距为15~30米,含水性中等,对边坡稳定有一定影响

坚硬岩与软岩互层,软弱结构层(面)极发育,软弱结构层(面)很多或层间距小于15米,含水性强或有井工煤矿开采破坏边坡现象等,严重影响边坡稳定

水文

地质条件

地形有利于地表水的自然排泄,露天煤矿附近无地表水体或距地表水体很远,地表水与地下水无水力联系;地质构造简单,构造断裂对露天煤矿的充水作用甚微;含水层不发育,不需要疏干;边坡岩层岩性坚硬,软弱夹层不发育,地表水、地下水对边坡稳定基本无影响

地形不利于地表水的自然排泄,露天煤矿附近有地表水体,但距地表水体较远,地表水与地下水联系不密切,含水层补给条件较差;地质构造中等,煤层上部无松散含水层或松散含水层厚度不大;含水层虽较发育,但易于疏干;边坡岩层软弱夹层较发育,地表水、地下水对边坡稳定有一定影响

地形不利于地表水的自然排泄,露天煤矿附近有地表水体,地表水与地下水有水力联系;地质构造复杂,或煤层上部被较厚的松散含水层覆盖;含水层发育,不易疏干;边坡岩层软弱夹层发育,地表水、地下水对露天开采和边坡稳定有很大影响

矿井地质是煤矿建设和安全生产的一项重要技术基础工作,矿井的一切采掘工程都必须以可靠的地质资料为依据。必须加强矿井地质工作,以更好地研究与解决煤矿建设和安全生产的各种地质问题。随着煤矿综合机械化水平和安全生产要求的不断提高,矿井地质工作的重要性更加突显。矿井地质工作应当坚持“综合勘查、科学分析、预测预报、保障安全”的原则,根据矿井不同地质条件,按照生产建设各个阶段的特点和要求进行。矿井地质不应局限于地下巷道或露天矿坑的地质观测,必须结合地面地质、井田区域地质进行研究,还应依据矿山开采结果与同一地段的勘探资料验证对比和评价,为改进煤矿地质勘探提供依据。

  • 李增学.矿井地质学.北京:煤炭工业出版社,2009.

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