地质基本入门知识必备

地质基本入门知识必备

常用公式

（1）真倾角、垂巷角、顺巷角之间的关系

tan2真倾角=tan2垂巷角+tan2顺巷角

（2）伪倾角与真之间的关系

tan伪倾角=tan真倾角×cos真倾与伪倾之间夹角

由上式，真倾角与垂巷角、顺巷角之间的关系

cos垂巷方向与真倾方向之间夹角=tan垂巷角tan真倾角

cos顺巷方向与真倾方向之间夹角=tan顺巷角tan真倾角

（3）孔斜计算方法

①均角全距法：是以上、下两测点测得的数据的平均值，控制两点之间的孔段。

 

 

 

式中：

X0，Y0，Z0 孔口坐标；

L    测斜间距；

θi    天顶角；

αi    方位角；

i    测点号；

n    测点数；

②原角半距法：是用某测点所测得的数据，控制该测点上、下各半的距离。

 

 

 

③原角全距法：是用每一测起始点所测得的数据作为控制整个孔段的数据。

 

 

 

 

打钻中揭露煤层时煤层真厚的计算公式：

煤层真厚=斜长×SIN（钻孔倾角与煤层倾角之间的夹角）

将9号煤底板等高线改为8号煤底板等高线的方法：

1）断层的修改

断层线向下盘方向移动距离：

煤层间距×COS断层倾角SIN断层倾角与煤层倾角之间的夹角

2）等高线的修改

底板等高线向煤层倾向移动距离：间距SIN煤层倾角

3)煤层露头线的修改（其原理与断层线原理相同）

煤层露头线向深部（东部）移动距离：

煤层间距×COS冲积层倾角SIN冲积层倾角与煤层倾角之间的夹角

在冲积层倾角较小的情况下，直接用公式：

煤层间距SIN煤层倾角

4）风化带、氧化带的修改

？我矿风化带、氧化带的形成、含义

 

煤层稳定性有关参数的计算方法

1、煤层的可采性指数Km=n'n

式中：

n—井田内参与煤厚评价的内煤点总数（要求分布均一，有代表性）；

n’—其中煤厚大于或等于可采厚度的见煤点数

2、煤层厚度变异系数γ=

S=

式中：

Mi—每个见煤点的实测厚度；

 —矿井（或分区）的平均煤厚；

n—参与评价的见煤点数；

S—均方差值。

 

评价煤层稳定性的主、辅指标

分煤层 稳定煤层 较稳定煤层 不稳定煤层 极不稳定煤层

 主要

指标 辅助

指标 主要

指标 辅助

指标 主要

指标 辅助

指标 主要

指标 辅助

指标

薄煤层(<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)煤层 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

特厚煤层(>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

碎屑岩的名称及粒度分级标准

级　　别 碎屑大小(mm) 岩石名称

  滚圆的 未滚圆的

砾 粗砾 >100 粗砾岩 粗角砾岩

 砾 >10~≤100 砾　岩 角 砾 岩

 细砾 >2~≤10 细砾岩 细角砾岩

砂 粗砂 >0.5~≤2 粗砂岩

 中砂 >0.25~≤0.5 中砂岩

 细砂 >0.1~≤0.25 细砂岩

粉砂 >0.01~≤0.1 粉砂岩

粘土 <0.01 粘土岩

煤层观测点间距

煤层稳定性 稳定煤层 较稳定煤层 不稳定煤层 极不稳定煤层

观测点间距(m) >50~≤100 >25~≤50 >10~≤25 ≤10

1  水的硬度

水的硬度是指除了钾、钠离子之外，水中溶解的全部金属离子浓度的总和。由于钙、镁等盐类在自然界分布较广，因而钙、镁盐是硬度的主要组成部分。所以水的总硬度就是指水里含钙、镁离子浓度的总和。

由于钙、镁碳酸氢盐煮沸可生成碳酸钙、碳酸镁沉淀，并放出CO2，所以把钙、镁碳酸氢盐构成的硬度称为暂时硬度。而钙、镁氯化物、硝酸盐、硫酸盐所构成的硬度称为永久硬度。通常把暂时硬度与永久硬度之和称为总硬度。含钾、钠氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐称为负硬度，其性质与总硬度相反。

硬度的表示方法

一:表示方法:

在我国使用的硬度表示法大致有以下两种：

1．度:1升水中含10毫克的CaO称为1度。亦称1德国度。

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

我国卫生部门把饮用水的硬度标准规定为25度

我国的水质按硬度分类为：水的类型 硬度(毫克/升) 硬度(度)

极软水 <75 <4.2

软水 75-150 4.2-8.4

硬水 300-450 16.8-25.2

高硬水 >450 25.2-40

二:水的硬度对生产和生活的影响:

水的硬度对工农业生产和人们身体健康均有直接影响。工业生产需要一定硬度标准的水，如纺织和印染工业用水要求的硬度在0.56度以下，超过这个硬度，浆洗纺织物时，水中的钙、镁盐类就会和肥皂起作用，生成难溶于水的脂肪酸钙、镁等物质；这些物质会粘附在纺织物的纤维表面，使产品出现斑点，色彩暗淡，洁白度下降。

一般锅炉用水要求水的硬度在1度以下，如果使用硬水就会形成水垢。水垢的主要化学成分有CaCO3,MgCO3,CaSO4,CaSiO3等沉淀.水垢的导热能力比锅炉铁壁要小30～50倍。因而大大增加燃料消耗，亦使锅炉的寿命大大降低。另外，水垢中的碳酸盐在高温时易发生热分解并放出大量CO2气，会使水垢局部炸裂和脱落，当炉壁处于高温情况下，如果有水从水垢裂缝中渗入，炉壁骤冷即发生炸裂。

使用硬度过高的水易使土壤发生盐渍化。饮用水硬度过高也可以影响人体健康。

硬水的软化方法

水的软化原理是降低或接近全部去掉水中的钙镁离子含量。暂时硬水在加热煮沸过程中便分解产生CaCO3、MgCO3等沉淀而软化。

Ca(HCO3)20CaCO3+H2O+CO2

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

永久硬水的软化方法有下述几种:

1．石灰纯碱法

在已知硬度的水中加入适量石灰和纯碱作为基本软化剂，以少量磷酸钠作辅助软化剂，同时加热，可发生如下反应：

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

这样使水中形成硬度的物质成沉淀析出。此法得到的软水硬度可达1～2度.

2．离子交换法

需用软水量较大的硬水处理可采用离子交换法。其简单过程是：使硬水通过阳离子交换剂，使水中的钙、镁离子与交换剂中阳离子(如H+、Na+…)交换，流出来的水便为软化水。一般水软化用的交换剂有沸石、磺化煤和离子交换树脂。简述如下：

（l）沸石交换剂：沸石有天然及人工合成两种。沸石中间有很多孔隙，在它的分子骨架上布满了钠离子.如人造沸石的主要成分为：Na2O•Al2O3•2SiO2•nH2O。其组成可表示为NaR。其软化原理是：

2NaR+Ca2+ CaR2+2Na+

2NaR+Mg2+ MgR2+2Na+

如沸石中的Na+交换完了，可用食盐水使它还原，这叫做沸石的再生。

CaR2+2NaCl 2NaR+CaCl2

MgR2+2NaCl 2NaR+MgCl2

（2）磺化煤：磺化煤是用碎的焦炭经发烟硫酸加热处理制成的,为黑色无光泽颗粒。一般磺化煤表示为HR，称氢离子型磺化煤。常用NaCl使氢型转化为钠型磺化煤NaR。

HR+NaCl NaR+HCl

软化过程和沸石交换剂一样，磺化煤中Na+交换完了，亦可用食盐水还原再生。

（3）离子交换树脂：为了制取高纯水，可采用阴阳离子交换树脂将水中各种杂质离子全部除去。交换反应表示为：

2ROH+SO42- R2SO4+2OH-

（阴离子交换树脂）

Mg2++2HR MgR2+2H+

（阳离子交换树脂）

树脂上交换下来的H+与OH-结合生成水。

将阴、阳两种离子交换树脂分别放入不同的交换容器中，然后串联起来，原水连续通过阳离子交换容器和阴离子交换容器可得到高纯水。

3．电渗析法

天然水中溶解了许多杂质离子，在外加直流电场(水中插入二个正负电极)的作用下，原来处于无规则运动的离子就会作定向迁移，阴离子通过阴离子交换膜向阳极迁移，阳离子通过阳离子交换膜向阴极迁移，由于阴、阳离子分别移向阳、阴极，形成浓水区，从而使一部分水淡化。电渗析法可使软化水硬度达到0.9度以下。此法耗电量大，3吨原水可获得一吨软水。

4．磁化法

磁化法是使水流过一个磁场(永磁或电磁)，受磁场外力作用后，进入锅炉内水中的钙、镁盐类不形成坚硬的水垢(化学成分并不改变)，而生成松散的水垢或泥渣，容易排出。

2  矿化度

地下水中所含各种离子、分子与化合物的总量称为总矿化度（总溶解固体），以每公升中所含克数（g/L）表示。为了便于比较不同地下水的矿化程度，习惯上以105-110℃时将水蒸干所得的干涸残余物总量来表征总矿化度。也可心将分析所得阴阳离子含量相加，求得理论干涸残余物值。因为在蒸干时有将近一半的HCO3—分解成CO2及H2O而逸失。所以，阴阳离子相加时，HCO3—只取重量的半数。

 

矿井涌水量预计：

1、开采上部煤层矿井涌水量的预计

开采上部煤层时涉及到的含水层主要为2号煤层顶板砂岩含水层和开凿在野青灰岩层位中的巷道。这两个含水层在采掘过程中，多次揭露，静、动储量均较弱，因此，在本次修编报告中选用双面廊道公式和比拟法公式来预计今后矿井的涌水量。

A、双面进水廊道公式

Q=2BKM•smaxR1+R2

式中：

Q：预计巷道或采面的涌水量（m3/分）

B：最深巷道或采面沿走向控制长度（m）

K：相应层位选用的渗透系数（m/昼夜）

M：相应层位的含水层厚度（m）

Smax：相应层位的水位最大降深值（m）

R1：浅部一侧补给半径（m）

R2：浅部一侧的补给半径（m）

参数选择见双面进水廊道公式各项参数表：

参数

层位 B（m） K（m/昼夜） M（m） Smax

（m） R1（m） R2（m）

北翼 1900 0.471    

南翼 3500     

北翼 1500     

南翼 2750     

备注 

 

CAD经验：

1、使用复杂线型加入文字时，切记文字不占用线长度，只要调整好文字位置即可。