浅谈地质条件对煤层顶板稳定程度的影响.docx

浅谈地质条件对煤层顶板稳定程度的影响【摘要】本篇文章对一个案例煤矿的地质条件以及煤层顶板条件进行了深入的分析从而得出了能够影响煤矿内部煤层顶板稳定性因素以及煤巷脱落的原因详细的阐述了煤矿在进行生产过程中的地质结构构造对于煤层顶板所造成的影响并且针对这现象提出了科学合理的建议。【关键词】矿山地质构造；煤层顶板；煤层脱落引言目前我国的矿山在采掘过程中面顶板所造成的伤亡比重达到了45%作用而顶板所造成的伤亡事故比重达到了5%。因此对矿山的地质条件和顶板事故这两者之间的影响进行研究是能够最大限度减少顶板事故发生的以及实施现代化安全管理的一个重要任务。本文在基于这样的目的之下在进行顶板事故发生的条件、发生过程的基础之上全面详细的论述了矿山地质条件能够与顶板事故造成的影响同时提出了相应的预防措施。1、地质概况本文中的案例煤矿是设计年产超过400万吨的现代化特大型的矿井在2005年就进行了开工建设在2007年的8月正式开始投入生产。为能使得该煤矿能够充分的满足高效矿井、安全高产的需求案例煤矿决定使用更为先进的计算机技术来实现对煤矿矿井的现代化管理方式从而使得煤矿的地质测量成果能够完全达到高效率、高质量为矿井生产过程中提供优良的服务。1.1煤层顶底板岩石工程地质特征主要可采煤层顶底板岩性：13-1煤层顶板以粘土岩为主次为砂质粘土岩个别为砂岩底板一般为粘土岩；11—2煤层顶底板为粘土岩及砂质粘土岩十西线十一东线顶板常见砂岩；8煤层顶板七—八线—十二东线基本为砂岩其它部分为粘土岩及砂质粘土岩底板以粘土岩为主。砂质粘土岩次之；4—1煤层顶底板九线以东粘土岩、砂质粘土岩为主次为粉砂岩九线以西粉细砂岩或砂页岩互层为主砂质粘土岩、粘土岩次之底板为粘土岩及砂质粘土岩偶见粉细砂岩1煤层顶底板为粘土岩和砂质粘土岩。粘土岩及砂质粘土岩的一般特征为致密性脆受力易碎呈碎块状砂质粘土岩比粘土岩稍好；砂岩一般以石英为主次为长石含少量暗色矿物或菱铁泥硅质胶结较坚硬局部裂隙比较发育。受构造影响的部分岩芯破碎；粉砂岩、粉细砂岩、砂页岩互层坚硬程度及破碎情况介于两者之间。1.2煤层顶底板类别煤矿开采对煤层顶底板的控制对象分为伪顶、直接顶、老顶及直接底。这是最常用的矿山煤层顶底板分类各类的基本含义如下：1.2.1伪顶：紧贴煤层之上极易垮落的较薄煤岩层。它由炭质页岩等软弱岩层组成厚度小于0.5m其特征是随采煤而垮落。1.2.2直接顶：位于伪顶或煤层之上的一层或几层相同或不同的岩层。一般由泥质页岩、页岩、砂质页岩等不稳定岩层组成具有随回柱放顶而垮落的特征。1.2.3老顶：位于直接顶之上的岩层由砂岩、砂砾岩等坚硬岩石所组成其厚度大于2m岩层内节理裂隙不发育自然分层比较大整体性较强。1.2.4直接底：直接底是位于开采层下面的岩层。当它为坚硬岩石时可作为采场支柱的良好底座。2、矿山顶板事故的地质原因分析2.1顶板岩性岩相组合导致顶板事故造成顶底板的岩性出现不稳定的主要原因是岩石沉积环境的变化形成了符合的顶板。顶底板通过组合之后形成了下软上硬的岩层结构并且在岩层的中间还夹了一层较为松软的岩层。当煤矿在进行回采工作的过程中工作面的支架初始支撑力不足时软岩层就极易出现离层的现象又由于岩石原生或者采动造成的裂缝殷切的岂可使得顶层的软岩层形成了一个多面体的岩块而多面体岩块如果不断向下方的冒空区或者工作面按照伪伪仰斜布置的时候其多面体的岩块就会下方倾斜或者挡住采空区的去路这个时候就会发生垮塌性的脱落这类安全事故在发生之前几乎完全没有预兆或者说预兆并不明显并且又是在回柱时突然发生的脱落因此这类情况所造成的危害极为严重。2.2地质构造导致顶板事故在大断层两侧往往伴生中、小断层和裂隙其形状大致与主断层相近落差在1—2m在顶底板为厚层砂岩的工作面最常见。尽管断层落差小不影响工作面的布置和开采但在顶底板岩层中产生了薄弱面特别是小断层密集区段两条不同倾向的小断层可产生离层三角岩块对顶板管理危害极大。断层倾向与工作面推进方向对顶板控制和冒顶事故也有影响例如当工作面推进方向与断层倾向相同时顶板较难控制冒顶事故多而两者相反时冒顶事故就较少。因为同向断层下盘岩块的重量直接作用在支柱上岩块易离层下落砸人或推垮工作面。2.3可采煤层的顶底板的特征案例矿区主要可采煤层的顶板已泥岩、砂质泥岩为主其次为粉砂岩和细砂岩；底板以泥岩、砂质泥岩为主。据物理力学测试成果岩石的抗压强度与层位、深度、容重的关系不明显主要与岩性有关。泥岩强度最低砂质泥岩次低砂岩类强度高。3、生产中遇到的工程地质问题及解决方法