| 河南理工大學 《采煤概論》精品課程 第一篇 煤礦地質(zhì)知識 第2章 煤礦地質(zhì)圖
本章主要內(nèi)容
第二章 煤礦地質(zhì)圖
第一節(jié) 地質(zhì)圖件繪制的特點
第二節(jié) 地形圖
第三節(jié) 煤層等高線圖
第四節(jié) 煤礦常用的其他地質(zhì)圖件
第五節(jié) 讀圖方法
第一節(jié) 地質(zhì)圖件繪制的特點
一、坐標系統(tǒng)
1）平面直角坐標
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，它的范圍從0°到360° 。
象限角以地面上某一點為中心，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(jié)尾，它的范圍從0°到90°。
第一節(jié) 地質(zhì)圖件繪制的特點
三、投影圖
平面圖：采用水平投射繪制而成的各種地質(zhì)及工程圖件，又稱作水平投影圖。
剖面圖：根據(jù)工程和設計的需要，假想把煤層和巖層沿某個方向切開，把切開面所見到的內(nèi)部結(jié)構向側(cè)面投影成圖。
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(cè)，用來說明各個點高于或低于水平面的數(shù)值，這就叫標高投影。
第二節(jié) 地形圖
反映地球表面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
等高線是地面上高程相同的若干點聯(lián)接而成的曲線，或者說是水平面與地表面相截的交線。將高程不同的等高線投影到平面上，則得到等高線圖。
等高線具有下列特點：
（1）等高線是連續(xù)的閉合曲線，如果不在圖內(nèi)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，投影到水平面后，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(jié) 地形圖
二、等高線圖上各種地形的表示方式
山崗和凹坑
山脊和山谷
第二節(jié) 地形圖
第二節(jié) 地形圖
三、根據(jù)等高線圖作地形剖面圖
1）根據(jù)工程需要在地形圖上畫出剖面位置線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面圖。在這張紙上先做一條水平直線，以地形等高線圖上所做剖面位置的最低標高為此水平線的標高，此處為10m。
4）根據(jù)等高線圖的比例尺和等高距做出平行于該直線的水平線，并注明標高。
5）過等高線圖上各交點，向剖面圖上的水平線作垂直引線，根據(jù)各點的標高在剖面圖上確定各點的位置，并編號1′、2′、3′……。
6）用圓滑的曲線連接這些實際位置點，即繪成地形剖面圖。
第三節(jié) 煤層等高線圖
一、煤層頂?shù)装宓雀呔€圖
煤層層面與具有一定高程的水平面相交所得到的交線，就是煤層層面上的等高線。把煤層層面上的等高線用標高投影的方法投影到水準面上，得到的圖形就是煤層等高線圖。
煤層層面有上下之分，上層面是煤層與頂板的交面，下層面是煤層與底板的交面。上層面等高線圖叫做煤層頂板等高線圖，下層面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?shù)装宓雀呔€圖是反映煤層空間形態(tài)和構造變動的重要地質(zhì)圖件，是煤礦設計，生產(chǎn)、儲量計算的基礎。圖2-19為某礦煤層底板等高線圖。
煤層頂?shù)装宓雀呔€圖的比例尺，根據(jù)生產(chǎn)需要和地質(zhì)條件確定，常用的比例尺是1∶5000、l∶2000、l∶1000。等高距的大小取決于圖紙的比例尺和煤層傾角，常用的等高距是100m，50m、20m。
第三節(jié) 煤層等高線圖
二、根據(jù)煤層底板等高線確定煤層產(chǎn)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(xiāng)。過B作AB的垂線BC，并取BC等于兩等高線之高差h，聯(lián)接AC，則角CAB即為煤層傾角?；蛴孟率接嬎忝簩觾A角：
第三節(jié) 煤層等高線圖
三、各類地質(zhì)構造在煤層底板等高線圖上的表現(xiàn)
1．褶曲構造
煤層底板平整，傾角均勻，走向穩(wěn)定時，煤層底板等高線表現(xiàn)為間距大致相等的一組直線。煤層走向發(fā)生變化時，表現(xiàn)為煤層底板等高線彎曲。
煤層傾角的變化則表現(xiàn)為煤層底板等高線的水平距離發(fā)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(xiàn)為煤層底板等高線發(fā)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(fā)生翻轉(zhuǎn)的褶曲通常叫做倒轉(zhuǎn)，倒轉(zhuǎn)部分又稱反山，這時煤層的底板等高線表現(xiàn)為標高順序錯亂，等高線出現(xiàn)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(jié) 煤層等高線圖
第三節(jié) 煤層等高線圖
2．斷層
在煤層等高線圖上，斷層是用斷層面與煤層層面的交線的水平投影來表示，一般叫做斷層交線或交面線。因為斷層有上下兩盤，所以一條斷層有兩條交面線，上盤交面線用符號—·—表示，下盤交面線用符號——表示。斷層使煤層底板等高線失去連續(xù)性，一般情況下，正斷層表現(xiàn)為等高線中斷缺失，中斷缺失部分為無煤帶，逆斷層表現(xiàn)為煤層等高線重疊，重疊部分為煤層上下兩盤重復區(qū)，如圖2-16。
第三節(jié) 煤層等高線圖
第四節(jié) 煤礦常用的其他地質(zhì)圖件
每一種地質(zhì)圖件往往只能反映礦井地質(zhì)現(xiàn)象的一個側(cè)面，而幾種地質(zhì)圖件配合起來就能比較全面地反映礦井地質(zhì)及構造的全貌。煤礦常用的主要地質(zhì)圖件除前面已講過的地形圖，煤層頂?shù)装宓雀呔€圖、還有地質(zhì)地形圖、煤系綜合柱狀圖，地質(zhì)剖面圖，水平切面圖等。
一、地質(zhì)地形圖
地質(zhì)地形圖實際上是地形圖和地質(zhì)圖重疊繪制在一起的地質(zhì)圖件，它既反映了圖區(qū)地表的地形特征和地物分布位置，又反映了圖區(qū)煤、巖的露頭分布及地質(zhì)構造。地質(zhì)地形圖的主要內(nèi)容是地形等高線、地物分布及各種地質(zhì)界線。
二、煤系綜合柱狀圖
以統(tǒng)一的圖例及簡短的文字來說明井田內(nèi)煤層層數(shù)、煤層厚度，層間距離、標志層特征，煤層頂?shù)装鍘r性及含水層等主要內(nèi)容的地質(zhì)圖件。它可以作為煤層對比的依據(jù)，有利于礦井生產(chǎn)期間對地質(zhì)構造的判別。
三、煤巖對比圖
在一個煤田內(nèi)，煤層往往不止一層，而是幾層，多至數(shù)十層。為了正確判斷煤層層位和構造，通常利用標志層，古生物化石、層間距和煤層本身特征等來對煤系進行研究，找出判定煤層的可靠依據(jù)，通常稱為煤層對比。概括煤巖對比成果的圖紙稱為煤層對比圖。
第四節(jié) 煤礦常用的其他地質(zhì)圖件
四、地質(zhì)剖面圖
剖面圖是假設將大地切開，反映切開面上的煤層或巖層的厚度、層間距、傾角和地質(zhì)構造特征等，以及沿剖面方向的地形起伏等。剖面圖比較形象直觀，在生產(chǎn)中使用廣泛。剖面的位置可根據(jù)需要選取。
五、水平地質(zhì)切面圖
水平地質(zhì)切面圖是假設沿某一標高的水平方向?qū)⒌貙忧虚_，反映水平切開面上的煤、巖分布及地質(zhì)構造特征和巷道與煤層相對關系的圖件。水平切面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(jié) 讀圖方法
1）看圖名。不論什么地質(zhì)圖首先應該看圖名。圖名可以說明地質(zhì)圖件所在地區(qū)及圖紙的種類，從而對圖紙能反映些什么地質(zhì)現(xiàn)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系及圖紙反映的地質(zhì)現(xiàn)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(jīng)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(zhì)和構造現(xiàn)象的符號，是地質(zhì)圖件中不可缺少的部分。不知道圖例就無法看懂地質(zhì)圖件。煤礦常用的地物、地質(zhì)構造等圖例如表2-1所示。
4）分析圖中的內(nèi)容。在了解對地質(zhì)地形圖上的上述情況后，還應該了解地區(qū)地層系統(tǒng)，建立起該地區(qū)地層系統(tǒng)概念，而后看地形等高線，了解圖區(qū)內(nèi)的地形特征，并結(jié)合地質(zhì)剖面圖分析區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構造特征。
思 考 題
1．地質(zhì)圖件中采用什么表示方向？什么是等高線？各種地形在等高線圖上有什么特點？
2．試述根據(jù)等高線圖作地形剖面圖的步驟？
3.如何根據(jù)煤層底板等高線確定煤層產(chǎn)狀？
4．各類地質(zhì)構造在煤層底板等高線圖上有什么特征？
5．煤礦常用的地質(zhì)圖件主要有那些？
6．簡述讀圖的基本方法。
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