1、1第六章 矿井地质编录教 案课程名称 矿井地质学 专业名称 地理信息系统授课教师/ 职称 胡宝林/ 教授 授课方式（合、小班） 小班授课题目（章、节） 第五章 瓦斯地质教材及参考书目教材： 龙荣生编,矿井地质学。1990 参考书目：1、淮南煤炭学院主编，矿井地质及矿井水文地质；19792、赵明鹏 矿井地质工作方法及其新进展； 19963、袁崇孚， 矿井地质制图，1990教学目的与要求： 1、了解矿井地质编录基本要求2、掌握矿井编录方法3、掌握矿井地质三大图鉴的编制方法与步骤4、了解矿井地质报告的编制内容内容和时间安排、教学方法： 1内容和时间安排：内容参见教案；安排 6 学时。2教学方法：课堂
2、讲授，课堂实例分析。教学重点和难点： 1重点：掌握矿井地质三大图鉴的编制方法与步骤2难点：煤层底板等高线中断煤交线的编制。复习思考题、作业题： 作业题： 1、2第八章 矿井地质编录矿井地质编录分为原始地质编录与综合地质编录两类。原始地质编录是指全面收集和系统整理原始地质资料的工作。原始地质资料虽然比较军碎和分散，但它是认识总体地质情况的基础。综合地质编录是指编制各种综合地质资料的工作。包括编制反映地质条件总体情况、相互关系和变化规律的各种综合地质困件，以及各类地质说明书、地质报告、地质总结和地质预报等。综合地质资料是矿井技术管理不可缺少的技术基础资料。 一一一 井巷地质编录一、井巷地质编录基本
3、要求1）经常及时 及时收集、整理和填绘井巷原始地质资料，不失时机地掌握井下地质2)准确全面 井巷原始地质资料要求真实可靠、齐全完整，客观反映井下地质情况。3)系统统一 统一地层划分标准，统一岩石命名原则和描述内容，统一图例、比例尺和图表格式，统一地质勘探工程和采掘工程的名称和编号，统一团幅和坐标，统一编录方法和要求。4)重点突出 影响煤矿生产建设的主要地质问题，有异常地质变化的地段和重要巷道是井巷地质编录的重点。 二、穿层巷道地质编录1、竖井地质编录 竖井一般开凿在井田中央，它是最先用大断面揭露煤系的井巷工程。竖井编录精度要求较高。竖井编录有三种方式，即展开图式、拄状剖面图式和水平切面图式，每
4、种编录方式的适用条件和基本原理简述于下。1）井筒开展图式编录 圆形井筒应编录其内接正方柱面，并将四个柱面展开成平面(图 61)。为此，在井口周围选定四个基准点，它们与井筒中心的这线方位分别为3N45E、N 45W、S 45E、S45W。在该四点上设置井简边垂线，即内接正方柱的四条菱边，用来测定地质界面深度，绘出地质界面与内接正方柱面的交迹。井简展开图式编录适用于地质条件复杂、岩层产状平缓的地区。2)井筒柱状剖面图式编录 在垂直地层走向的井简直径两端，设置基准点和井简边垂线，以此丈量地质界面深度，绘出井筒柱状剖面图(图 63)。柱状剖面图式编录适用于地质条件简单或中等、岩层产状平缓的地区。它是竖
5、井最常采用的编录方式。3)井底水平切面图式编录 每隔一定深度编录井底水平切面图，并根据各水平切面图编制井简柱状剖面图(图 63)。为了便于对照各水平切面图的方位，水平切面图上应准确标定指北线和剖面线位置。井底水平切面图式编录适用于岩层产状较陡的地区。2、石门地质编录石门编录资料是分析构造、对比煤层、采区设计和巷道施工的主要依据。因此，全部石门都要细致地进行编录。石门编录有两种方式，即展开图式和一壁剖面图式。1)石门展开图式编录 在构造非常复杂、煤层极不稳定、岩浆侵入煤层等条件下，巷道两壁地质现象很不一致，为了反映地质现象的真实面貌，需要编录巷道展开图。巷道展开图的层开方式可归纳为以下四种：(1
6、) 两壁一顶展开图。巷顶下落，两壁向外展开成平面，所绘地质现象相当于从巷道外侧观察的结果。(2) 两壁一底展开图。巷底保持不动，两壁向外展开成平面。(3) 掘进头两壁展开图。巷道掘进头保持不动，两壁水平展开成平面。4(4) 掘进头两壁一底展开图。巷底保持不动，两壁和掘进头向外展开成平面2)石门一壁剖面图式编录一壁剖面图是石门编录的基本方式，即测绘巷道一壁的地质素描图。当巷道个别地段地质条件特别复杂时，也可以一壁剖面图团为主，辅以局部展开图。三、顺层巷道地质编录顺层巷道包括顺层斜井、运输大巷、总回风巷、上下山，以及沿煤层开掘的所有淮备和回来巷道。这类巷道不论是顺煤层或岩层走定向掘进的水平巷道，或
7、是沿倾斜、伪倾斜掘进的倾斜巷道，都是顺着同一层位开凿的，是研究煤层及其顶底板的主要巷道。1平巷地质编录煤层平巷在矿井中数量最多。煤层平巷地质编录能够取得煤层厚度、产状、结构、顶底板岩性及其变化资料，查明各种倾向或斜向断层，了解煤层中岩浆侵入体和岩溶陷落柱的分布，预测回采工作面内可能出现的地质情况，是编制采掘设计的重要地质资料。根据地质条件不同，煤层平巷可分别采用观测点、剖面图、断面图、水平切面图等编录方式。1)平巷观测点式编录 适用于构造简单、煤层稳定的地区。编录时勿需连续测绘巷壁剖面，仅在某些点上观测煤层厚度、产状、结构及顶底板岩性，在遇构造的地点，观测构造的性质、产状和规模，将上述观测资料
8、按位置准确地填绘在煤层采掘工程平面图上。2)平巷一壁剖面图式编录 是绍倾斜煤层、倾斜煤层平巷编录的基本形式。在巷道能够揭露煤层全厚的条件下，通过巷壁连续观测，绘制巷道一壁剖面团；在巷道不能揭露煤层全厚的条件下，应根据煤层的稳定程度，布置钻孔探测煤层全厚，绘制沿巷道方向的垂直剖面团(图 611)。2倾斜巷道地质编录倾斜煤巷在矿井中的数量仅次于煤层平巷。倾斜煤巷地质编录能够取得煤层厚度、结构、产状、顶底板岩性及其变化资料，查明各种走向或斜交断层，了解煤层中岩浆侵入体和岩溶陷落柱的分布，预测采掘过程中可能出现的地质情况，它是编制采掘设计的主要地质资料。51)斜巷观测点式编录 适用条件和编录要求均与乎
9、巷相同，只是在平面图上标定观测点位置时，需要根据巷道坡角资料距换算为平距。2)斜巷剖面图式编录 对于缓倾斜和倾斜的煤层，当巷道能够揭露煤层全厚时，要求编录巷道一壁剖面图，当巷道不能揭露煤层全厚时，应根据巷壁揭露资料和探煤钻孔资科，编绘沿巷道方向的垂直剖面图。四、井巷地质编录步骤及方法(一)熟悉巷道 预想地质剖面或邻近勘探线剖图下井编录前，耍熟悉巷道预想地质剖面、邻近巷道的分布及其地质倩况，编录时心中有数。(二)确定编录 壁及编录高度与勘探线一致的巷道，编录壁应与勘探线剖面图对应，统一看图方向，以便利用巷道编录资料修改、补充勘探线剖面团。平巷一般编录煤、岩层倾斜的上壁。采准巷道编录紧靠它所服务的
10、采区和回来工作面的一壁。巷道编录高度一般是上到棚牙口，下至轨道面。(三)对编录巷道进行全面概略观察到达编录巷道，不要急于描述和绘图。应先对编录巷道全面巡视一遍，了解测量点位置，查明巷道揭露的地质现象。观察不仅限于编录的那一壁，而应全面地观察两壁及巷顶。(四)标定编录起点位置利用测量点或已知巷道标定编录起点位置，丈量并记录起点距测量点或已知巷道的距离和方向。(五)在编录巷壁上挂观测基线观测基线是编录过程中在并壁上挂的一条基准线，用它来控制巷道起伏、地质界线的位置和形态，是编录巷道剖面图的基础。为此，基线的起点与终点应与测量点取得联系，以便校核基线的距离和高程；基线的各种数据(距巷顶和巷底的距离、
11、方向和坡角等) ，应记录清楚，并绘出草图。观测基线的布置方法有以下几种：1随着巷道起伏，与巷顶（底）平行的观测基线：适用于坡度较大，并且坡度不一致的巷道。观6测基线一般与巷道腰线一致；或者以巷道轨面为准，向上量一定距离，平行巷底布置；或者以巷道顶梁上的测量点为准，向下量一定距离，平行巷顶布置。2、固定标高的观测基线：适用于水平的或坡度较小的巷道。为了便于绘图，水平基线的标高最好取一整数。当水平基线与巷顶（底）接近时，可将水平基线垂直向下降低或向上提高一定标高。3既不平行巷道也不水平的观测基线：当巷道在短距离内起伏很大时，采用这种布置方式（如图 8-7)。(六)观测、记录和描绘巷壁地质现象1地质
12、观测点的选定和描述地质观测点应选在地质特征清楚和地质变化显著的地点。对具有代表性和典型性的地质观测点必须重点观测描述。2地质界线的实测地质界线用地质观测点及附加的控制点来控制。具体方法可概括为以下三种： 1)实测地质界面控制点法 每一地质界面应实测两个以上的控制点，每个点均需要测出距基线起点的距离和距基线的垂距。控制点应选得地质界面与巷顶、巷底和基线的交点，或褶皱枢纽和断煤交线与巷壁的交点。以控制点为基础，按实际情况即可连接地质界线。该法适于编录岩层起伏较大的石门、平巷和穿层斜井。2)实测地质界面控制点与视倾角法 每一地质界面只测一个控制点，即地质界面与基线的交点，并用罗盘或测角仪量出地质界面
13、的视倾角，即可绘出地质界线。该法适于编录岩层倾角较大，产状与厚度稳定的石门和穿层斜井。3)实测小柱状控制地质界面法 每隔适当距离作一小柱状图或迎头剖面图，控制地质界面。该法适于编录岩层产状乎缓、层次较多的石门、平巷和倾斜巷道。 3巷道实测剖面草图和细部素描图的绘制井巷地质编录时，不但要文字描述和记录数据，而且要现场绘制巷道剖面草图和典型地质现象的细部素描图。7第二节矿井地质制图一般矿区和矿井应具备的日常生产用图有：地形地质图或基岩地形地质图、煤系综合柱状图、煤岩层对比图、地质剖面图、开采水平切面地质图、煤层底板(或顶板)等高线图、煤层立面投影图、储量计算图等。 其中，地质剖面图、煤层底板(或顶
14、板)等高线图(急倾斜煤层为立面投影图)和开采水平切面地质图在煤矿生产中应用最广，作用量大，合称为矿井地质三大基本图件。一、矿井地质剖面图生产矿井一般是沿勘探线或主要巷道轴线方向编绘地质剖面图，用以反映煤层的构造形态及其与井巷工程的关系，它是分析地质构造、编制其它综合地质图件、进行采掘设计、确定煤柱留设和布置矿井地质勘探的基础资料。 （一） 矿井地质剖面图的主要内容包括： 1、剖面切过的地形、地物 2、剖面线上及相邻的钻孔 3、剖面切过的井巷工程：井巷和采空区 4、主要地质界线：煤层、标志层、含水层、地层分界面、断层、岩浆侵入体和岩溶陷落柱的交迹， 5、剖面上的井田边界线、采区边界线、保安煤柱界
15、线和各开采水平标高线等。 6、剖面方向、经纬线、比例尺，图签等 （二）矿井地质剖面图常见错误（用图表示） 1、两套地层穿层 2、剖面方向的错误表示 3、地层界限穿断层 4、高程线的标注错误 5、地层间距不协调 6、断层表示错误8 7、无井巷工程 8、无比例尺（三）编制矿井剖面图的一般步骤一、编制矿井地质剖面图的方法和步骤：在编制剖面图时，需要利用多种资料，编制方法也是综合性的。为了便于实际掌握，分述如下：(一）确定剖面线的方向和位置确定剖面线的方向、位置和剖面数目时应考虑：1原有勘探线：对原有勘探线尽可能保存，以利于充分利用原勘探线资料。2主要石门或主要上、下山：在原勘探线基础上增补的剖面线应
16、尽可能通过主要亡石门或主要上、下山，以便充分利用井巷资料。3：主要构造线：为了反映矿井主要构造形态、应使剖面线垂直主要构造线方向。 矿井地质剖面要统一进行编号，并按座标投绘在不同比例尺的平面图上。（二）确定比例尺矿井地质剖面图的比例尺一般是大于或等于平面图的比例尺。常采用 1:2000。剖面图要与平面图配套。（三）收集和整理编制剖面图的有关资料收集的主要资料有：1剖面线上及其邻近的钻孔（包括地面钻孔和井下钻孔）柱状图。2.采区石门、主要上、下山及剖面线切过的井巷实测剖面图。3地形地质图。4.采掘工程平面图。5.煤层等高线图、水平切面图等。为了使用方便，应对资料进行整理：1所有钻孔按其所在剖面线
17、分别汇总。2.按剖面线顺序整理钻孔台帐。3在平面图上补充填绘巷道所揭露的资料，尤其是剖面线切过的巷道和煤层的标高。4.检查不同类型平面图上的剖面线方向和位置。5.校核平面图上的各个钻孔的位置，补充填绘新钻孔。9（四）设计图面和画高程网在正式绘图前，应根据确定的比例尺、剖面线的长度、图幅宽度选裁图纸、设计图面并在图面上按设计绘出高程网。高程网即剖面图上的一组等间距的平行线，间距大小视比例尺而定。（五）投平面与剖面对应线为了使平面图上的资料能准确地投绘到剖面图中，以解决各种图件之间的对应关系，在投绘各种资料以前，应先投平、剖面对应线。矿区采用的对应线有准线和经纬线两种。准线面是人为规定的，可设想利
18、用在空间一定位置上与煤层走向大致平行的一系列的铅垂面来表示。准线面与平面相交的交线即为平面图内的准线；准线面与剖面相交的交线即为剖面图的准线（图 9-2)。图中，ABCD 面为煤层；abcd 面是准线面；efgh 面是剖面；cd 线为平面上的准线，EF 为剖面上的准线。若以经纬线作为对应线时，就将平面图上剖面线与经纬线的交点投绘到剖面图中，这点投到剖面上是一条垂直高程网的直线。为了减少误差，在剖面图上投绘各种资料如地形、钻孔、巷道等，皆应以对应线作为起点来量平距，不要以钻孔间距分段度量。（六）作地形剖面根据与剖面图同比例尺或大于剖面图比例尺的地形图或地形地质图沿剖面线方向绘制地形剖面。剖面线上
19、的钻孔以孔口标高为准。为便于开采设计考虑保安煤柱等问题，重要地物点应投绘在剖面上。（七）投绘钻孔柱状剖面线上的钻孔可直接根据平面图上钻孔中心至对应线的平距来确定。对于邻近剖面线的钻孔有两种投绘方法：一种是垂直投绘法，在平面图上过钻孔中心向剖面线作垂线，垂足即为所投绘的钻孔位置；另一种是走向投绘法，在平面图上，根据钻孔附近的煤岩层产状，过钻孔中心作平行煤、岩层走向的直线，该线与剖面线的交点即为被投绘的钻孔位置。为了确保资料的可靠性，一般均采用后一种走向投绘法。10（八）实切和投绘井巷工程剖面线所切穿的井筒、石门、上下山、煤巷等均应按其在剖面线上的位置和标高投绘到剖面图上。当剖面线切过的巷道未注明
20、标高时，可根据附近测点标高进行内插估算或根据巷道实测剖面量出该巷道在剖面线上的标高。剖面图原则上只绘实切部分，如果由于分析构造或开采设计需要时，允许将剖面线附近的巷道投影到剖面图上。被投影的巷道要用虚线表示。投绘井巷工程一般采用垂直投影的方法，投影后的情况是：1与剖面线平行的巷道，投影后的巷道长度和坡度与实际情况一致，见图 9-3 中的一石门。2与剖面线斜交的平巷，投影后的巷道长度比实际长度短，见图 9-3 中的三石门。3.与剖面斜交的倾斜巷道，投影后巷道长度和坡度都有变化，一般长度缩短，坡度增大。见图 9-3 中的二上山。具体投影方法是先在平面图上从二上山中各个测点向剖面线作垂线，垂线与剖面
21、线各交点的距离便是各测点投影后的平距。根据各测点间的平距和测点的标高，把各测点投绘到剖面图中，用虚线连接起来便是该巷道在剖面图上的投影。（九）投绘煤层和构造点剖面线实切的煤层和构造点位置，可根据钻孔柱状或巷道实测剖面图等资料直接填绘。当绘制剖面图需要利用剖面线附近的断层和煤、岩层资料时，可分别采用走向延长法和辅助剖面法，将剖面线邻近巷道中的煤、岩层资料投绘到剖面图中。具体做法如下：1走向延长法：（1）将煤层和断层按实测位置和走向填绘在平面图上。11（2）在平面图上延长煤层和断层走向线，求出走向线与剖面线的交点。如图 9-3 中，一石门的 F,断层，按走向延长与剖面线交于 a 点，三石门中的凡煤
22、层按走向延长与剖面线交于 b 点。（3）分别将 a、b 两点投影到剖面图一上去，按照断层和煤层在平面图上实际揭露点标高，分别在 a、b 两点的投影上取得 a、b两点。图 9-3 中的 a点就是 F，断层按走向投影方法投影到剖面图中的一个点。该点在剖面图中的高程为一石门巷顶标高即一 110 米。b点是 B煤层按走向投影方法投影到剖面上的一个点，在剖面图中的高程为三石门的巷顶标高即一 50 米。（4）根据断层和煤层在剖面线方向的倾向和倾角（剖面线方向与走向斜交时为视倾角） ，在剖面图中绘出煤层和断层。2辅助剖面法：图 9-3 中二石门揭露的凡煤层走向与剖面线近于平行，不能采用走向延长的办法，这时可
23、通过绘制沿二石门的辅助剖面图（图 9-3 中的二石门剖面）求出几煤层在 c 点的底板标高。根据辅助剖面所求得的 c 点煤层底板标高，再把 c 点投绘到剖面图中，即 cl 点。这就是几煤层底板在剖面上的一个控制点。（十）对比、连接通过上述步骤把实际资料投绘到剖面图上，仅仅是编制剖面图的基础，而对比连接则是编图的关键。矿井地质剖面图连接的主要内容是煤层、标志层、不同时代的地层分界线、断层迹线等。连接前必须先将构造分析清楚，这是编好剖面图的重要环节。（十一）审核、清绘审核是编图后的一项重要工作。除编图人员在编图过程中和编图后进行自审外，为了对资料负责，在编图后应有专人进行审核。审核人员应对图件内容全
24、面负责并对图件质量作出评价，发现问题要与编图人员共同讨论和修改，审核后签署姓名和日期，以明责任。经审核后的图件才可清绘、上墨着色。审才 V-a 1Ai ,t a 规，汉明青仕二、根据水平切面图作剖面图。建头务、一般情况是用剖面图来作水平切面图，但是在生产矿井，由于水平切面图反映了开采水平大量实际资料，因此有时也用水平切面图来作剖面图（主要是局部剖面图） ，或者利用水平切面图的实际材料来校核修改地质剖面图。（一）根据几个不同标高水平切面图作剖面图如图 9-4，要求根据士。和一 50 米两个水平切面图，编制工一工剖面图。具体作法如下：1绘水平高程线及经线或纬线：首先在各水平切面图上画出预作剖面的剖
25、面线，并严12格作到剖面线位置在各水平切面图上重合。同时按比例尺另作士 0 和一 50 米两条水平高程线。剖面线与经纬线的交点 0：和 0：必须在一条铅直线上，并以此铅直线作为投绘剖面图的控制线。2投绘煤层、构造点：将每一张水平切面图上煤层、断层和剖面线的交点，按它们到控制线的距离，分别投到剖面图中相应的水平高程线上去。如士 0 水平切面图上煤层与剖面线的交点 1 和 2 必须投绘到剖面图中土 0 水平线上，同时剖面图上1至 O，的距离应等于水平切面图上 1 至 O；的距离。按同样的方法可以将两个水平切面图中剖面线上的断层和煤层点投到剖面图中。31 一连接断层和煤层：在剖面图中，将同一断层的了
26、；和了 z点连接就是剖面图上的断层线。将断层同一盘（下盘）的相同煤层点 2和 3点连接，并将其延长至断层面，便是下盘煤层。剖面线与上盘煤层只有士 0 一个交点，说明该剖面的上盘煤层还未到一 50 米水平就断掉了，因此，只能用推断的方法作出上盘煤层。其方法是：过 1点作下盘煤层的平行线或者过 1点根据已知倾向和视倾角作出上盘煤层。（二）根据一个水平切面图作剖面图用一个水平切面图来作剖面图可能会遇到多种情况，这里只介绍当剖面线未切到煤层时剖面图的绘制。如图 9-5 所示，要求根据士 0 水平切面图作工一工剖面图。剖面图只切到断层线，而没有切到煤层，其作法和步骤如下：川一1.求煤层走向延长线与剖面线
27、的交点：在水平切面图上，用虚线把煤层沿走向延长，求得煤层走向延长线与剖面线的交点。图 9-5 中，断层上盘煤层延长后，它与剖面线的交点为 1和 2，下盘煤层延长后的交点为 3 和 4。2将各交点投到剖面图上：将煤层走向延长线与剖面线的交点 1、2、3、4 和断13层交点 f 投到剖面图中士。水平高程线上，即得 1% 2% 3/, 4ftfro3.绘断层线：按断层倾向和视倾角作剖面图中断层线，图中断层倾向正西，视倾角为40“54（剖面线和断层线夹角 30“；断层真倾角 600，查表求得） ，过厂点作 40054的倾斜线，便是断层线。4绘煤层线：从煤层延长线与剖面线的交点，向所在断层的那一盘，按倾
28、向和视倾角绘出煤层。如 1、2 两点是断层上盘煤层沿走向延展以后与剖面线的交点，因此，在剖面图上过 1、2点按倾角（因工一工剖面基本上垂直煤层走向）作煤层时，必须用虚线先延到断层线，再自断层线用实线作出上盘煤层。同样 3、4 两点是下盘煤层沿走向延展以后与剖面的交点，因此，通过剖面图上 3、4，两点就能作出下盘煤层。关于为什么当剖面线未切过煤层时，可以通过走向延长的方法来作剖面图，可用图9-6 来说明。图 9-6。 ，为士。水平切面图，图 9-6 b 是才庵渗图 9-6。所作的断层面等高线和媒层等高线。因为煤层和断层的三个不同标高的等高线，实际上也可以看作是三个水平切面的重叠，根据前面介绍的投点方法，将水平切面图上剖面线与断层的交点 fl, f2, fs 投到剖面图（图 9-6 c）上得了， 、刀、刀三个点，连接此三点即为断层线。同样可根据水平切面图上剖面线与煤层不同标高相交的 B、C 两点投影到剖面上得 B、cl 两点。连接此两点14并延长与断层相交得下盘煤层。这样连接以后，可以看出：根据士 0 水平切面图上煤层沿走向延长与剖面线相交的 A 点投到剖面图上所得的 A，点也是 BC 延长线上的一个点。因此，当只有一个水平切面图，而剖面线又不切过煤层时，便可借助煤层走向的延长线与剖面线的交点的投影，作出断层两盘煤层来。这种方法称为走向延长法。
