地質基本入門知識必備

地質基本入門知識必備

常用公式

（1）真傾角、垂巷角、順巷角之間的關係

tan2真傾角=tan2垂巷角+tan2順巷角

（2）偽傾角與真之間的關係

tan偽傾角=tan真傾角×cos真傾與偽傾之間夾角

由上式，真傾角與垂巷角、順巷角之間的關係

cos垂巷方向與真傾方向之間夾角=tan垂巷角tan真傾角

cos順巷方向與真傾方向之間夾角=tan順巷角tan真傾角

（3）孔斜計算方法

①均角全距法：是以上、下兩測點測得的數據的平均值，控製兩點之間的孔段。







式中：

X0，Y0，Z0 孔口坐標；

L 測斜間距；

θi 天頂角；

αi 方位角；

i 測點號；

n 測點數；

②原角半距法：是用某測點所測得的數據，控製該測點上、下各半的距離。







③原角全距法：是用每一測起始點所測得的數據作為控製整個孔段的數據。









打鑽中揭露煤層時煤層真厚的計算公式：

煤層真厚=斜長×SIN（鑽孔傾角與煤層傾角之間的夾角）

將9號煤底板等高線改為8號煤底板等高線的方法：

1）斷層的修改

斷層線向下盤方向移動距離：

煤層間距×COS斷層傾角SIN斷層傾角與煤層傾角之間的夾角

2）等高線的修改

底板等高線向煤層傾向移動距離：間距SIN煤層傾角

3)煤層露頭線的修改（其原理與斷層線原理相同）

煤層露頭線向深部（東部）移動距離：

煤層間距×COS衝積層傾角SIN衝積層傾角與煤層傾角之間的夾角

在衝積層傾角較小的情況下，直接用公式：

煤層間距SIN煤層傾角

4）風化帶、氧化帶的修改

？我礦風化帶、氧化帶的形成、含義



煤層穩定性有關參數的計算方法

1、煤層的可采性指數Km=n'n

式中：

n—井田內參與煤厚評價的內煤點總數（要求分布均一，有代表性）；

n’—其中煤厚大於或等於可采厚度的見煤點數

2、煤層厚度變異係數γ=

S=

式中：

Mi—每個見煤點的實測厚度；

—礦井（或分區）的平均煤厚；

n—參與評價的見煤點數；

S—均方差值。



評價煤層穩定性的主、輔指標

分煤層 穩定煤層 較穩定煤層 不穩定煤層 極不穩定煤層

主要

指標 輔助

指標 主要

指標 輔助

指標 主要

指標 輔助

指標 主要

指標 輔助

指標

薄煤層(<1.3m) Km≥0.95 γ≤25% 0.95≥

Km≥0.8 25%<γ≤35% 0.8≥

Km≥0.6 35%<γ≤55% Km<0.6 γ>55%

厚(3.5~8m)和中厚(1.3~3.5m)煤層 γ≤25% Km≥0.95 25%<γ≤40% 0.95≥

Km≥0.8 40%<γ≤65% 0.8≥

Km≥0.65 γ>65% Km<0.65

特厚煤層(>8m) γ≤30% Km≥0.95 30%<γ≤50% 0.95≥

Km≥0.85 50%<γ≤75% 0.85≥

Km≥0.70 γ>75% Km<0.70

碎屑岩的名稱及粒度分級標準

級　　別 碎屑大小(mm) 岩石名稱

滾圓的 未滾圓的

礫 粗礫 >100 粗礫岩 粗角礫岩

礫 >10~≤100 礫　岩 角 礫 岩

細礫 >2~≤10 細礫岩 細角礫岩

砂 粗砂 >0.5~≤2 粗砂岩

中砂 >0.25~≤0.5 中砂岩

細砂 >0.1~≤0.25 細砂岩

粉砂 >0.01~≤0.1 粉砂岩

粘土 <0.01 粘土岩

煤層觀測點間距

煤層穩定性 穩定煤層 較穩定煤層 不穩定煤層 極不穩定煤層

觀測點間距(m) >50~≤100 >25~≤50 >10~≤25 ≤10

1 水的硬度

水的硬度是指除了鉀、鈉離子之外，水中溶解的全部金屬離子濃度的總和。由於鈣、鎂等鹽類在自然界分布較廣，因而鈣、鎂鹽是硬度的主要組成部分。所以水的總硬度就是指水裏含鈣、鎂離子濃度的總和。

由於鈣、鎂碳酸氫鹽煮沸可生成碳酸鈣、碳酸鎂沉澱，並放出CO2，所以把鈣、鎂碳酸氫鹽構成的硬度稱為暫時硬度。而鈣、鎂氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽所構成的硬度稱為永久硬度。通常把暫時硬度與永久硬度之和稱為總硬度。含鉀、鈉氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽稱為負硬度，其性質與總硬度相反。

硬度的表示方法

一:表示方法:

在我國使用的硬度表示法大致有以下兩種：

1．度:1升水中含10毫克的CaO稱為1度。亦稱1德國度。

2．毫克／升:1升水中含有1毫克的CaCO3稱1毫克/升，也就是以CaCO3計的ppm值。

我國衛生部門把飲用水的硬度標準規定為25度

我國的水質按硬度分類為：水的類型 硬度(毫克/升) 硬度(度)

極軟水 <75 <4.2

軟水 75-150 4.2-8.4

硬水 300-450 16.8-25.2

高硬水 >450 25.2-40

二:水的硬度對生產和生活的影響:

水的硬度對工農業生產和人們身體健康均有直接影響。工業生產需要一定硬度標準的水，如紡織和印染工業用水要求的硬度在0.56度以下，超過這個硬度，漿洗紡織物時，水中的鈣、鎂鹽類就會和肥皂起作用，生成難溶於水的脂肪酸鈣、鎂等物質；這些物質會粘附在紡織物的纖維表麵，使產品出現斑點，色彩暗淡，潔白度下降。

一般鍋爐用水要求水的硬度在1度以下，如果使用硬水就會形成水垢。水垢的主要化學成分有CaCO3,MgCO3,CaSO4,CaSiO3等沉澱.水垢的導熱能力比鍋爐鐵壁要小30～50倍。因而大大增加燃料消耗，亦使鍋爐的壽命大大降低。另外，水垢中的碳酸鹽在高溫時易發生熱分解並放出大量CO2氣，會使水垢局部炸裂和脫落，當爐壁處於高溫情況下，如果有水從水垢裂縫中滲入，爐壁驟冷即發生炸裂。

使用硬度過高的水易使土壤發生鹽漬化。飲用水硬度過高也可以影響人體健康。

硬水的軟化方法

水的軟化原理是降低或接近全部去掉水中的鈣鎂離子含量。暫時硬水在加熱煮沸過程中便分解產生CaCO3、MgCO3等沉澱而軟化。

Ca(HCO3)20CaCO3+H2O+CO2

2Mg(HCO3)2 Mg2(OH)2CO3+3CO2+H2O

永久硬水的軟化方法有下述幾種:

1．石灰純堿法

在已知硬度的水中加入適量石灰和純堿作為基本軟化劑，以少量磷酸鈉作輔助軟化劑，同時加熱，可發生如下反應：

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 2CaCO3+2H2O

Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2 2CaCO3+Mg(OH)2+2H2O

CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4

4MgSO4+4Na2CO3+H2O Mg4(OH)2(CO3)3+CO2+4Na2SO4

3CaSO4+2Na3PO4 Ca3(PO4)2+3Na2SO4

3Ca(HCO3)2+2Na3PO4 Ca3(PO4)2+6NaHCO3

這樣使水中形成硬度的物質成沉澱析出。此法得到的軟水硬度可達1～2度.

2．離子交換法

需用軟水量較大的硬水處理可采用離子交換法。其簡單過程是：使硬水通過陽離子交換劑，使水中的鈣、鎂離子與交換劑中陽離子(如H+、Na+…)交換，流出來的水便為軟化水。一般水軟化用的交換劑有沸石、磺化煤和離子交換樹脂。簡述如下：

（l）沸石交換劑：沸石有天然及人工合成兩種。沸石中間有很多孔隙，在它的分子骨架上布滿了鈉離子.如人造沸石的主要成分為：Na2O•Al2O3•2SiO2•nH2O。其組成可表示為NaR。其軟化原理是：

2NaR+Ca2+ CaR2+2Na+

2NaR+Mg2+ MgR2+2Na+

如沸石中的Na+交換完了，可用食鹽水使它還原，這叫做沸石的再生。

CaR2+2NaCl 2NaR+CaCl2

MgR2+2NaCl 2NaR+MgCl2

（2）磺化煤：磺化煤是用碎的焦炭經發煙硫酸加熱處理製成的,為黑色無光澤顆粒。一般磺化煤表示為HR，稱氫離子型磺化煤。常用NaCl使氫型轉化為鈉型磺化煤NaR。

HR+NaCl NaR+HCl

軟化過程和沸石交換劑一樣，磺化煤中Na+交換完了，亦可用食鹽水還原再生。

（3）離子交換樹脂：為了製取高純水，可采用陰陽離子交換樹脂將水中各種雜質離子全部除去。交換反應表示為：

2ROH+SO42- R2SO4+2OH-

（陰離子交換樹脂）

Mg2++2HR MgR2+2H+

（陽離子交換樹脂）

樹脂上交換下來的H+與OH-結合生成水。

將陰、陽兩種離子交換樹脂分別放入不同的交換容器中，然後串聯起來，原水連續通過陽離子交換容器和陰離子交換容器可得到高純水。

3．電滲析法

天然水中溶解了許多雜質離子，在外加直流電場(水中插入二個正負電極)的作用下，原來處於無規則運動的離子就會作定向遷移，陰離子通過陰離子交換膜向陽極遷移，陽離子通過陽離子交換膜向陰極遷移，由於陰、陽離子分別移向陽、陰極，形成濃水區，從而使一部分水淡化。電滲析法可使軟化水硬度達到0.9度以下。此法耗電量大，3噸原水可獲得一噸軟水。

4．磁化法

磁化法是使水流過一個磁場(永磁或電磁)，受磁場外力作用後，進入鍋爐內水中的鈣、鎂鹽類不形成堅硬的水垢(化學成分並不改變)，而生成鬆散的水垢或泥渣，容易排出。

2 礦化度

地下水中所含各種離子、分子與化合物的總量稱為總礦化度（總溶解固體），以每公升中所含克數（g/L）表示。為了便於比較不同地下水的礦化程度，習慣上以105-110℃時將水蒸幹所得的幹涸殘餘物總量來表征總礦化度。也可心將分析所得陰陽離子含量相加，求得理論幹涸殘餘物值。因為在蒸幹時有將近一半的HCO3—分解成CO2及H2O而逸失。所以，陰陽離子相加時，HCO3—隻取重量的半數。



礦井湧水量預計：

1、開采上部煤層礦井湧水量的預計

開采上部煤層時涉及到的含水層主要為2號煤層頂板砂岩含水層和開鑿在野青灰岩層位中的巷道。這兩個含水層在采掘過程中，多次揭露，靜、動儲量均較弱，因此，在本次修編報告中選用雙麵廊道公式和比擬法公式來預計今後礦井的湧水量。

A、雙麵進水廊道公式

Q=2BKM•smaxR1+R2

式中：

Q：預計巷道或采麵的湧水量（m3/分）

B：最深巷道或采麵沿走向控製長度（m）

K：相應層位選用的滲透係數（m/晝夜）

M：相應層位的含水層厚度（m）

Smax：相應層位的水位最大降深值（m）

R1：淺部一側補給半徑（m）

R2：淺部一側的補給半徑（m）

參數選擇見雙麵進水廊道公式各項參數表：

參數

層位 B（m） K（m/晝夜） M（m） Smax

（m） R1（m） R2（m）

北翼 1900 0.471

南翼 3500

北翼 1500

南翼 2750

備注

CAD經驗：

1、使用複雜線型加入文字時，切記文字不占用線長度，隻要調整好文字位置即可。