地质罗盘的构造及使用.doc

地质罗盘的构造及使用 P74 在井下使用罗盘时，注意不要靠近带有磁性的金属（如金属支架或电缆），以免吸引磁针，造成测量不准。 地质构造 1、 地质构造变动由地壳运动而造成的岩层或岩体的原始产状和原始形态的改变。发生构造变动的岩层或岩体，形成了各式各样的构造形态（如褶皱、裂隙、断层等）称为地质构造。 2、 地质构造的形成过程地质构造是地壳运动的结果。原始岩层受到水平挤压力作用，产生塑性变形使岩层发生弯曲，并在弯曲凸侧伴随出现楔形裂开，其长度缩小；当继续受力作用而达到一定强度时，破坏了岩层的连续完整性，而发生了断裂，沿着断裂面两侧的岩层产生显著位移形成断层，使岩层长度又缩短。 3、 地质构造分类 1 构造变动由于地壳运动而使岩层发生的变动（单斜构造、褶皱构造、断裂构造等）。 2 非构造变动由于重力作用、地下水作用、风化作用、冰川作用等，使岩层或岩体发生的局部变动。如山崩、地滑、岩溶陷落柱等。 一、单斜构造 1、 单斜构造在一定范围内，一系列岩层大致向同一方向倾斜。在较大的区域内，单斜构造往往是某种构造形态的一部分，如褶曲的一翼，或断层的一盘。 2、 岩层产状岩层在地壳中的空间位置和产出状态。岩层的产状，是以岩层层面在空间的方位及其与水平面的关系来确定的。通常，是用岩层的走向、倾向及倾角等产状三要素来表示。详见图1、图2。 1 走向倾斜岩层的层面与水平面的交线，称为走向线。走向线上各点的高程都相等。走向线两端的延伸方向，称为岩层的走向。走向是表示倾斜岩层在水平面上的延伸方向。 当岩层是个平面时，其走向线为一条直线，各点走向不变；当岩层面为曲面时，其走向线为一条曲线，各点走向发生变化。 2 倾向岩层层面上垂直于走向线，并沿层面倾斜向下引出的直线AD叫真倾斜线。真倾斜线在水平面上的投影OD所指岩层向下倾斜的方向，就是岩层的倾向，又称真倾向。在层面上，斜交岩层走向所引的任一条直线AB或AC，称为视倾斜线。 3 倾角真倾斜线AD与其在水平面上投影线的夹角α，称为岩层的倾角，又称真倾角。即倾斜岩层面与水平面所夹的最大锐角。视倾斜线与其在水平面上的投影线的夹角，称为视倾角，又称伪倾角，如β。视倾角永远小于真倾角。 真倾角与视倾角的应用 （1）有的矿区煤层倾角较陡，为了满足运输上的需要，可沿煤层作伪斜上山。沿煤层作伪斜上山时，要确定伪斜上山的地点位置和方向，这时应根据煤层的真倾角α、伪倾斜上山的设计坡度角β，即可由公式计算出角ω。 （2）在实际工作中，经常遇到剖面线方向与地层走向斜交，或断层走向与剖面线方向斜交，此时就需要把岩层真倾角换算成视倾角，或断层真倾角换算成视倾角。 二、褶皱构造 1、 褶皱构造当岩层在水平方向挤压力的长期作用下，发生塑性变形而形成波状弯曲。褶皱构造中岩层的一个弯曲，称为褶曲。它是褶皱构造的基本单位。 2、 褶曲基本形态分为背斜和向斜。 1 背斜岩层向上弯拱的褶曲，核心部位是老岩层，两侧是新岩层，新岩层呈对称重复出现，两翼岩层倾向相背。 2 向斜岩层向下的弯曲，核心部位是新岩层，两侧是老岩层，老岩层呈对称重复出现，两翼岩层倾斜相向。 3、 褶曲构造与煤矿生产的关系 1 大型褶曲是井田划分和矿井开拓系统布置的依据。有些大型褶曲，两翼煤层距离较远，很难形成统一的生产系统，往往以褶曲轴为界，分两个井田或几个井田开采。 在确定井筒位置时，最好不要布置在向斜轴部，避免留设过多的保护煤柱。 大型褶曲对煤矿生产有一定的影响。如褶曲轴部顶板压力增大、岩石破碎，容易发生垮塌，必须加强支护。此外，褶曲轴部次一级构造比较发育，是瓦斯较集中的地区，在强大的瓦斯压力和顶板压力的作用下，往往容易瓦斯突出（向斜轴处）。 2 中型褶曲往往是大型褶曲构造的次一级伴生构造。中型构造是采区布置考虑的主要依据。 ① 中型褶曲轴是选择采区中心、采区上山及下山的依据。利用褶曲轴为采区中心，两翼布置工作面。 ② 褶曲轴可作为采区边界线。禁闭褶曲轴部福建次一级褶曲和断裂发育时，可将其作为采区边界线。 3 小型褶曲准备回采过程中，巷道中所见到的小型褶曲对生产也有一定的影响。 ① 小型褶曲可使煤层厚度产生变化。有的地方煤层突然增厚，有的地方变薄甚至不可采，使工作面无法继续采煤，需要重新掘开切眼。 ② 褶曲使煤层产状经常发生变化。 ③ 小型褶曲使工作面长度经常变化。 三、断裂构造 1、 断裂构造岩层受力后产生变形，当作用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，则在岩层的一定部位和一定方向上产生断裂，沿断裂面两侧岩块未发生显著位移或发生显著相对位移的构造。 根据岩层断裂后沿断裂面两侧岩块有无明显位移，可将断裂构造分为裂隙、断层两种基本类型。 2、 裂隙又称节理。岩层断裂后，两侧岩块未发生显著位移的断裂构造。 裂隙与煤矿生产的关系 1 裂隙与钻眼、爆破的关系岩石裂隙发育时，炮眼不能沿主要裂隙面布置，以免卡钎子，在使用一字形钎头时更要注意；爆破时，容易沿裂隙面漏气，使爆破效果大大降低。因此，炮眼布置应尽量垂直主要裂隙面。在裂隙发育的煤层中爆破时，炮眼的间距可大些。 2 利用裂隙提高回采率根据裂隙的组数、方向和发育程度，合理布置回采工作。使工作面推进方向与发育明显的裂隙方向相同，煤易沿明显的裂隙面脱落，工作面效率高；反之，当工作面推进方向与裂隙发育方向相反时，煤不易脱落，给采煤工作带来困难，影响工作效率。 3 裂隙与采煤工作面的支护和顶板管理的关系 煤层顶板岩层裂隙发育时，工作面支架一般不能用顶柱，应采用棚子支护，且支架要加密些。棚子的顶粱不要平行主要裂隙方向布置，以防止顶板沿裂隙冒落，保证安全生产。 在煤层顶板岩石裂隙发育情况下采用长壁采煤方法时，放顶距离应小些。当煤层倾角小于15度时，回顶、放顶方向需根据顶板岩石的主要裂隙方向来确定，应使顶板岩石顺裂隙面以不大的块度冒落，保证回柱放顶工作的安全。 4 裂隙与掘进、回采工作面布置的关系 为了获得较好的爆破效果，加快掘进和回采工作面的推进速度，防止冒顶、片帮等事故发生，因此在布置巷道和回采工作面时必须考虑裂隙方向。 a在掘进过程中，若裂隙的走向与掘进方向平行时，岩石的主要压力将集中到支柱上，容易造成顶板塌落；若工作面平行主要裂隙方向布置时，不仅容易冒顶，还容易发生片帮时光，影响安全生产。所以，在布置掘进巷道和回采工作面时，最好与主要裂隙方向成一锐角或垂直。 b瓦斯突出的矿井，更应注意裂隙的方向。当平巷与主要裂隙的走向垂直或斜交情况下进行采煤时，工作面上不会又大量瓦斯突出；反之，平巷的掘进方向平行于裂隙的方向时，则瓦斯不能向平巷散放，致使回采中瓦斯集聚。 5 裂隙与矿井水的关系裂隙破碎带是地下水的良好通道。 3、 断层岩层受地应力的作用而发生变形，当应力超过岩层的强度极限时，岩层发生断裂，在力的继续作用下，两侧岩块沿断裂面发生显著相对位移的断裂构造。 1 断层要素 a断层面当岩层断开，两侧岩块沿断裂面发生相对位移，此断裂面称为断层面。当位移不沿一个面而沿着一个破碎带发生时，这个带称为断层破碎带。断层面产状同样用走向、倾向和倾角来表示。 b断层线断层面在地表面的出露线称为断层线，也就是断层面与地面的交线。断层线的方向反映了断层延伸方向。 c断盘断层面两侧相对移动的岩块。相对上升的岩块，成为上升盘；相对下降的岩块，称为下降盘。当断层面倾斜时，位于断层面上方的岩块称上盘，位于断层面下方的岩块称下盘；当断层面直立时，则无上、下盘之分，可根据断层走向称东盘或西盘、南盘或北盘。 断层面与岩层面的交线称交面线。断层面与煤层面的交线称为煤层交面线，又称断煤交线。 2 断距断层两盘同一岩层面相对位移的距离。其可反映断层规模大小。 真断距岩块上某点，在发生位移后错开为两点，此两点分别位于断层面的两个盘上。这两点相对滑动的实际距离，就是真断距或总断距。真断距在实际工作中很难确定，在煤矿生产中也没有什么实用意义。通常，断层的断距都是根据不同方向剖面上岩层或煤层被错开的相对位置来计算的。包括地层断距、铅直地层断距（落差）、水平地层断距等，其都有很重要的实用意义。 3 4、 断层分类 1） 根据断层两盘相对位移的方向分类 （1） 正断层上盘相对下降，下盘相对上升。 （2） 逆断层上盘相对上升，下盘相对下降。 （3） 平移断层两盘岩块沿断层面作水平方向相对移动。 2） 根据断层走向与岩层走向关系分类 1 走向断层断层走向（断层线）与岩层走向平行或基本平行。 2 倾向断层断层走向与岩层走向垂直或基本垂直。 3 斜交断层断层走向与岩层走向斜交。 3） 断层的组合形式 1 地堑和地垒通常，它们都是由两条以上的正断层组成。由相邻两条相向倾斜的正断层组成，中间的岩块下降、两侧岩块相对上升的组合型式为地堑；相邻两条正断层倾向相背，中间岩块上升，两侧岩块相对下降的组合型式为地垒。 2 叠瓦状构造又数条产状大致相同的逆断层组成，其上盘在剖面上呈叠瓦状向同一方向依次上推，组合成叠瓦状构造。叠瓦状构造常在褶皱较剧烈的地区出现，断层线与褶曲方向大体一带，表示了该区曾经经历了较强的水平挤压运动。 3 阶梯状构造 5、