1、第三章 常见的矿井地质问题 n 第 一节 矿井构造与煤厚n 第 二节 井巷工程地质 n 第 三节 岩浆岩侵入n 第 四节 岩溶陷落柱n 第 五节 瓦斯地质 n 第 六节 地温n 2004年，大中型煤矿平均开采深度 456米。平均采深华东约 620米，东北约 530米，西南约 430米，中南约420米，华北约 360米，西北约 280米。n 采深超过 1000米的煤矿有 8处，超过 800米的有 15处。采深大于 600米的矿井产量占 28.47%。小煤矿平均采深 196米，其中采深超过 300米的小井产量占 14.51%。n 煤矿的井下气温已超过 煤矿安全规程 所规定的26 C的许可范围，成为
2、不同程度遭受热害的高温矿井。如河南平顶山八矿， 430 m水平的地温已达35 C， 经过通风之后，掘进工作面的平均气温仍为30 C左右，预计 800 m水平的地温将达 45 C。 n 井下高温、高湿的劳动环境，严重危害矿工的身体健康，致使 劳动生产率明显下降 ，甚至影响煤矿生产建设的进行。因此，矿山热害成为极待解决的煤矿环境地质问题。n 地热 是矿井空气增温的主要热源。它既是矿井热害的根源，同时又是廉价、干净和丰富的能源。n 地热异常区的热水或热气可用于发电、灌溉、医疗和生活取暖等方面。因此，可以把防治地热之害和利用地热之利结合起来。 第六节 地温 一、矿区地温基础知识 二、影响矿区地温场的主
3、要因素 一、矿区地温基础知识n 1、地温场n 地温场又称地热场。它是指地壳内各层带某一瞬间的温度分布状况。地壳内部任一点的温度是该点坐标和时间的函数。n 地热场内各点温度随时间变化而变化的，称为 非稳定地热场 。n 地热场内各点温度不随时间变化而变化的，称为 稳定地热场 。n 地热场有三维、二维和一维之分。地形和构造复杂的地区属于三维或二维地热场；地形平坦、岩层水平的地区属于一维地热场。n 一维稳定地热场的形式最简单，场内任一点的温度是该点深度的函数。n 地温场 可用 等温面 和 等温线 来表示。 n 2、大地热流n 以热传导的方式，由地球内部传递到地面的热量称为 大地热流 ，简称 热流 。它
4、是在地壳表层唯一能够直接测量到的反映地壳深部热状况的一个物理量。其物理意义是单位时间内通过岩石单位截面的热量，即 n 式中： q热流值，向地表方向为正；n k岩石热导率；n T温度；n Z深度； n 全球热流平均值为 61.53 mW/m2 ，n 古老的构造相对稳定的地区热流值低；年青的构造活动较强烈的地区热流值高。n 大地热流值是表征一个矿区地热状况的最重要参数之一。 可用来确定深部岩石的地温梯度，并进一步预测深部岩温。 n 3、地球内部热源n 目前，国内外几乎一致认为， 放射性元素衰变所释放的热量，是地球内部最主要的热源 。 放射性元素主要为铀、钍和钾。n 放射性元素衰变热的总量可提供的全球热流值约为 59.44mW/m2， 这与全球平均热流量61.53mW/m2基本接近。n 此外，其它热源还有重力分异热、潮汐摩擦热、化学反应热等，但均不占主导地位。 n 4、地壳浅部的地温分带n 由于地壳表层的吸热与散热平衡关系，因而地壳浅部地温场发生分带现象，由上而下分为 变温带、恒温带和增温带 （图 5-6）。 地温分带及其相互关系教材图 5-6
