河南理工大學 《采煤概論》精品課程 第一篇 煤礦地質知識 第2章 煤礦地質圖
本章主要內容
第二章 煤礦地質圖
第一節 地質圖件繪製的特點
第二節 地形圖
第三節 煤層等高線圖
第四節 煤礦常用的其他地質圖件
第五節 讀圖方法
第一節 地質圖件繪製的特點
一、坐標係統
1）平麵直角坐標
2）高程 ：絕對高程和相對高程
二、方位角及象限角
方位角是從子午線的北端開始沿順時針方向計算，它的範圍從0°到360° 。
象限角以地麵上某一點為中心，用通過這一點的子午線和緯線把大地劃成四個象限。象限角的讀法是以北或南開頭，以東或西結尾，它的範圍從0°到90°。
第一節 地質圖件繪製的特點
三、投影圖
平麵圖：采用水平投射繪製而成的各種地質及工程圖件，又稱作水平投影圖。
剖麵圖：根據工程和設計的需要，假想把煤層和岩層沿某個方向切開，把切開麵所見到的內部結構向側麵投影成圖。
四、標高投影
在水平投影圖上，把投影物各點的標高值標注在各投影點位置的旁側，用來說明各個點高於或低於水平麵的數值，這就叫標高投影。
第二節 地形圖
反映地球表麵高低起伏形狀的圖紙稱為地形圖。地形圖中一般用地形等高線反映地貌。
一、等高線
等高線是地麵上高程相同的若幹點聯接而成的曲線，或者說是水平麵與地表麵相截的交線。將高程不同的等高線投影到平麵上，則得到等高線圖。
等高線具有下列特點：
（1）等高線是連續的閉合曲線，如果不在圖內閉合，就一定要在圖外閉合。所有等高線在一般情況下，不能相交或重合。
（2）等高線上任一點向相鄰等高線可以作很多線段，投影到水平麵後，其中最短的一條線段稱為最大傾斜線。等高線與最大傾斜線成直交。
（3）等高線稠密表示陡坡，等高線稀疏表示緩坡，等高線間距均勻表示坡度一致。
第二節 地形圖
二、等高線圖上各種地形的表示方式
山崗和凹坑
山脊和山穀
第二節 地形圖
第二節 地形圖
三、根據等高線圖作地形剖麵圖
1）根據工程需要在地形圖上畫出剖麵位置線AB。
2）將AB線與等高線相交的各點編號，注明各點標高。
3）在圖的下方或另用一張紙繪地形剖麵圖。在這張紙上先做一條水平直線，以地形等高線圖上所做剖麵位置的最低標高為此水平線的標高，此處為10m。
4）根據等高線圖的比例尺和等高距做出平行於該直線的水平線，並注明標高。
5）過等高線圖上各交點，向剖麵圖上的水平線作垂直引線，根據各點的標高在剖麵圖上確定各點的位置，並編號1′、2′、3′……。
6）用圓滑的曲線連接這些實際位置點，即繪成地形剖麵圖。
第三節 煤層等高線圖
一、煤層頂底板等高線圖
煤層層麵與具有一定高程的水平麵相交所得到的交線，就是煤層層麵上的等高線。把煤層層麵上的等高線用標高投影的方法投影到水準麵上，得到的圖形就是煤層等高線圖。
煤層層麵有上下之分，上層麵是煤層與頂板的交麵，下層麵是煤層與底板的交麵。上層麵等高線圖叫做煤層頂板等高線圖，下層麵等高線圖又稱為煤層底板等高線圖。煤層頂、底板等高線圖都是煤礦常用圖紙，尤其底板等高線圖運用最為普遍。
煤層頂底板等高線圖是反映煤層空間形態和構造變動的重要地質圖件，是煤礦設計，生產、儲量計算的基礎。圖2-19為某礦煤層底板等高線圖。
煤層頂底板等高線圖的比例尺，根據生產需要和地質條件確定，常用的比例尺是1∶5000、l∶2000、l∶1000。等高距的大小取決於圖紙的比例尺和煤層傾角，常用的等高距是100m，50m、20m。
第三節 煤層等高線圖
二、根據煤層底板等高線確定煤層產狀
煤層底板等高線的延展方向就是煤層的走向，過等高線上任一點向標高值較小的等高線作垂線，該垂線方向就是煤層的傾向。
煤層傾角可在煤層底板等高線圖上用作圖法或計算求得，如圖2-11所示，其步驟如下：
在任意兩等高線之間作垂線AB，AB即為兩等高線之間的平距l。過B作AB的垂線BC，並取BC等於兩等高線之高差h，聯接AC，則角CAB即為煤層傾角。或用下式計算煤層傾角：
第三節 煤層等高線圖
三、各類地質構造在煤層底板等高線圖上的表現
1．褶曲構造
煤層底板平整，傾角均勻，走向穩定時，煤層底板等高線表現為間距大致相等的一組直線。煤層走向發生變化時，表現為煤層底板等高線彎曲。
煤層傾角的變化則表現為煤層底板等高線的水平距離發生變化。等高線平距越大，則煤層傾角越平緩，等高線的平距越小，則煤層傾角就越陡，如圖2-12所示。
煤層褶曲表現為煤層底板等高線發生彎曲，若等高線凸出方向，是標高升高方向則褶曲為向斜，若等高線凸出方向是標高降低方向，褶曲為背斜，如圖2-13所示。
煤層底板等高線為封閉曲線時，等高線標高由邊緣向中央逐漸增加則為穹隆構造，相反標高逐漸降低則為盆地構造，如圖2-14。
煤層發生翻轉的褶曲通常叫做倒轉，倒轉部分又稱反山，這時煤層的底板等高線表現為標高順序錯亂，等高線出現交叉，如圖2-15所示。
補充：褶曲構造（向斜和背斜）的三點判別法
第三節 煤層等高線圖
第三節 煤層等高線圖
2．斷層
在煤層等高線圖上，斷層是用斷層麵與煤層層麵的交線的水平投影來表示，一般叫做斷層交線或交麵線。因為斷層有上下兩盤，所以一條斷層有兩條交麵線，上盤交麵線用符號—·—表示，下盤交麵線用符號——表示。斷層使煤層底板等高線失去連續性，一般情況下，正斷層表現為等高線中斷缺失，中斷缺失部分為無煤帶，逆斷層表現為煤層等高線重疊，重疊部分為煤層上下兩盤重複區，如圖2-16。
第三節 煤層等高線圖
第四節 煤礦常用的其他地質圖件
每一種地質圖件往往隻能反映礦井地質現象的一個側麵，而幾種地質圖件配合起來就能比較全麵地反映礦井地質及構造的全貌。煤礦常用的主要地質圖件除前麵已講過的地形圖，煤層頂底板等高線圖、還有地質地形圖、煤係綜合柱狀圖，地質剖麵圖，水平切麵圖等。
一、地質地形圖
地質地形圖實際上是地形圖和地質圖重疊繪製在一起的地質圖件，它既反映了圖區地表的地形特征和地物分布位置，又反映了圖區煤、岩的露頭分布及地質構造。地質地形圖的主要內容是地形等高線、地物分布及各種地質界線。
二、煤係綜合柱狀圖
以統一的圖例及簡短的文字來說明井田內煤層層數、煤層厚度，層間距離、標誌層特征，煤層頂底板岩性及含水層等主要內容的地質圖件。它可以作為煤層對比的依據，有利於礦井生產期間對地質構造的判別。
三、煤岩對比圖
在一個煤田內，煤層往往不止一層，而是幾層，多至數十層。為了正確判斷煤層層位和構造，通常利用標誌層，古生物化石、層間距和煤層本身特征等來對煤係進行研究，找出判定煤層的可靠依據，通常稱為煤層對比。概括煤岩對比成果的圖紙稱為煤層對比圖。
第四節 煤礦常用的其他地質圖件
四、地質剖麵圖
剖麵圖是假設將大地切開，反映切開麵上的煤層或岩層的厚度、層間距、傾角和地質構造特征等，以及沿剖麵方向的地形起伏等。剖麵圖比較形象直觀，在生產中使用廣泛。剖麵的位置可根據需要選取。
五、水平地質切麵圖
水平地質切麵圖是假設沿某一標高的水平方向將地層切開，反映水平切開麵上的煤、岩分布及地質構造特征和巷道與煤層相對關係的圖件。水平切麵圖在煤層傾角較大和開采煤層群的礦井使用較廣泛。
第五節 讀圖方法
1）看圖名。不論什麼地質圖首先應該看圖名。圖名可以說明地質圖件所在地區及圖紙的種類，從而對圖紙能反映些什麼地質現象有清楚的概念。進而看圖紙的比例尺，了解圖紙上尺寸與實際尺寸的關係及圖紙反映的地質現象的精度。
2）判明方位。一般圖紙常用箭頭指示北方。如果圖上沒有標明方向，則圖紙上的經緯線應是上北下南，左西右東。
3）看圖例。圖例是表示地形、地物以及各種地質和構造現象的符號，是地質圖件中不可缺少的部分。不知道圖例就無法看懂地質圖件。煤礦常用的地物、地質構造等圖例如表2-1所示。
4）分析圖中的內容。在了解對地質地形圖上的上述情況後，還應該了解地區地層係統，建立起該地區地層係統概念，而後看地形等高線，了解圖區內的地形特征，並結合地質剖麵圖分析區內的地質構造特征。
思 考 題
1．地質圖件中采用什麼表示方向？什麼是等高線？各種地形在等高線圖上有什麼特點？
2．試述根據等高線圖作地形剖麵圖的步驟？
3.如何根據煤層底板等高線確定煤層產狀？
4．各類地質構造在煤層底板等高線圖上有什麼特征？
5．煤礦常用的地質圖件主要有那些？
6．簡述讀圖的基本方法。
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