礦山地質(zhì)構(gòu)造在煤層頂板事故的影響范文

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摘要:近年來，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越快，對(duì)煤炭資源的需求量也持續(xù)增加，這就對(duì)煤礦開采提出了更高的要求。在煤礦開采過程中，一方面需要保證煤礦開采效率，另一方面還需要保證煤礦開采活動(dòng)的安全、穩(wěn)定。而相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，在煤礦安全事故中，煤層頂板事故的發(fā)生率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他事故，在實(shí)際中為了有效地防范煤層頂板事故發(fā)生，需要充分了解地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層頂板事故帶來的影響，并制定相應(yīng)的防范策略，從而確保煤礦開采活動(dòng)的安全。

關(guān)鍵詞:礦山地質(zhì)構(gòu)造;煤層;頂板事故;影響

煤炭資源是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，不可缺少的寶貴資源，隨著經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，我國(guó)煤礦開采活動(dòng)也持續(xù)深入。近年來，隨著人們安全意識(shí)、健康意識(shí)的提升，社會(huì)各界對(duì)煤礦開采活動(dòng)的安全要求也越來越高，因此，在煤礦開采中，要特別注重安全生產(chǎn)管理。煤層頂板事故是比較常見的煤礦生產(chǎn)安全事故之一，其發(fā)生與礦山地質(zhì)構(gòu)造有十分緊密的關(guān)聯(lián)，對(duì)此，要全面分析礦山地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層頂板事故的影響，并制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，從而更好的保證煤礦生產(chǎn)安全。

1煤層頂板的分類

煤層頂板可以分成以下幾種情況:(1)偽頂，與煤層緊密相貼，屬于垮落度比較薄的煤巖層，炭質(zhì)頁(yè)巖等軟弱巖層是構(gòu)成偽頂?shù)闹饕獛r石，其厚度在0．5m左右，隨著采煤作業(yè)的進(jìn)行，偽頂會(huì)逐漸垮落。(2)直接頂，主要是在偽頂上方一層、多層的巖層，泥質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖、砂質(zhì)巖等是構(gòu)成直接頂?shù)闹饕獛r石，其具有很強(qiáng)的不穩(wěn)定性，會(huì)隨著煤層的開采而垮落。在直接頂中，其厚度主要是采空區(qū)自由垮落巖層厚度，與巖性、巖組等有一定的關(guān)聯(lián)。(3)老頂，主要是指處于直接頂上面的巖層，由砂巖、砂礫巖等巖層構(gòu)成，其厚度一般會(huì)超過2m，具有很強(qiáng)的抗壓能力，同時(shí)老頂具有整體性強(qiáng)、自然分層大、巖石節(jié)理不發(fā)育等特征，采空后很能可能出現(xiàn)大面積懸漏現(xiàn)象。(4)直接底頂板，對(duì)于直接底頂板，主要是指位于煤層開采層下方的巖層，在開采過程中，如果直接底頂板巖層比較堅(jiān)硬，在開采過程中，可以直接將其看作是開采場(chǎng)地支柱地墊;如果直接底板巖層比較松軟，在開采過程中，就有可能引起支柱底鼓松動(dòng);如果直接底是急傾斜煤層，還會(huì)引起滑動(dòng)，使得支柱喪失原有的支撐作用，從而引起安全事故。

2地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層頂板事故的影響

2．1內(nèi)部構(gòu)造對(duì)煤層頂板事故的影響在地質(zhì)構(gòu)造中，其內(nèi)部巖層會(huì)在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響下，出現(xiàn)不同構(gòu)造形態(tài)的改變，從而造成斷層現(xiàn)象，并引起相應(yīng)的斷裂，斷裂引發(fā)的縫隙會(huì)伴隨著地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步擴(kuò)大，造成兩側(cè)巖層相互疏遠(yuǎn)，這樣就會(huì)對(duì)整個(gè)巖層的結(jié)構(gòu)、走向帶來影響，巖層之間的移動(dòng)會(huì)造成不同形態(tài)錯(cuò)位，使得煤層所處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步復(fù)雜，從而對(duì)煤礦開采作業(yè)帶來了極大的威脅，加劇了煤層頂板事故發(fā)生率。

2．2褶皺對(duì)煤層頂板事故的影響在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)下，會(huì)引起各個(gè)巖層帶的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)錯(cuò)位、偏移，內(nèi)部巖層會(huì)在相互擠壓、摩擦等作用下，使得部分巖層斷裂帶出現(xiàn)褶皺。褶皺出現(xiàn)后，就會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)巖層結(jié)構(gòu)的破壞，褶皺越顯著，在巖層結(jié)構(gòu)中，裂縫就會(huì)越多，這也就加劇了煤層扭曲形態(tài)的變化率。由于褶皺結(jié)構(gòu)本身處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在煤層開采作業(yè)中，很容易造成頂板區(qū)域事故發(fā)生。

2．3斷裂及巖漿入侵對(duì)煤層頂板事故的影響在煤礦開采過程中，良好的地質(zhì)環(huán)境主要是煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，并且走向單一，沒有明顯的變化、起伏。但是在實(shí)際中，斷層的發(fā)育使得巖層的正常走向被阻斷，這也就造成了煤層斷裂，引起巖層與煤層相互分離，導(dǎo)致在開展地質(zhì)勘探活動(dòng)是，很難判斷出整個(gè)礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)的具體特征、完整表現(xiàn)。在實(shí)施煤礦開采活動(dòng)時(shí)，斷裂帶橫行，就會(huì)進(jìn)一步加劇煤層頂板事故的發(fā)生，影響到煤礦開采安全性。此外，在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的作用下，地底巖漿也會(huì)受到一定影響，會(huì)透過構(gòu)造作用引起的斷裂、縫隙部位進(jìn)入巖層，從而對(duì)巖層中的煤層帶來極大的破壞，阻斷了煤層的正常發(fā)育、走向，進(jìn)一步加劇了地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜性，使得煤礦開采活動(dòng)中，頂板事故的發(fā)生率加大。

2．4煤巖組合對(duì)煤層頂板事故的影響煤層的存在與煤層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、所處巖層結(jié)構(gòu)情況有十分緊密的關(guān)聯(lián)，在煤礦開采中，煤巖組合極其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，可以使得頂板位置處于安全狀態(tài)，但是不同的組合模式、復(fù)雜結(jié)構(gòu)則會(huì)加劇頂板事故的發(fā)生。煤巖組合結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移、斷裂后，會(huì)引起頂板所處巖層缺陷、斷裂，如頂板位置巖層帶結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂后，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性就會(huì)降低，這樣就會(huì)降低頂板的支撐力，在煤礦開采中，使用機(jī)械掘進(jìn)時(shí)，會(huì)進(jìn)一步破壞頂板巖層，這就會(huì)極大的加大頂板事故發(fā)生。即便是沒有出現(xiàn)頂板事故，但是頂板巖層的下陷、斷裂，依然會(huì)對(duì)煤礦開采工作的順利進(jìn)行帶來極大影響。另外，在巖層組織中，有很多巖層是由泥炭等物質(zhì)構(gòu)成的，這部分巖層在沉積下降前，其內(nèi)部有機(jī)質(zhì)、水分就有可能在長(zhǎng)期風(fēng)化中所消失，使得巖層本身十分脆弱，在外力的作用下，很有可能出現(xiàn)塌陷事故，對(duì)煤礦開采活動(dòng)的順利進(jìn)行造成極大影響。

3防范煤層頂板事故的措施

3．1全面加強(qiáng)地質(zhì)工作為有效地防范煤層頂板事故的發(fā)生，必須提高對(duì)煤礦地質(zhì)工作的認(rèn)識(shí)，要全面加強(qiáng)地質(zhì)勘探工作，建立高質(zhì)量的地質(zhì)勘探隊(duì)伍，并積極地推行現(xiàn)代化地質(zhì)勘探技術(shù)，認(rèn)真、規(guī)范地做好地質(zhì)勘查工作。在以往的煤礦開采中，經(jīng)常會(huì)通過圖紙分析、打轉(zhuǎn)等方式，對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行探查，在新環(huán)境下，需要在此基礎(chǔ)上，注重現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，如物理、化學(xué)探測(cè)方法，全面掌握礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造，了解頂?shù)装逄卣鳎Y(jié)合具體情況，采用合理的支柱方式，從而有效降低煤層頂?shù)装迨鹿拾l(fā)生。

3．2加強(qiáng)煤層觀測(cè)在煤礦開采活動(dòng)中，為了有效降低頂板事故發(fā)生率，需要充分掌握煤層的相關(guān)特性，對(duì)此，要全面加強(qiáng)對(duì)煤層的觀測(cè)，觀測(cè)內(nèi)容主要有:(1)結(jié)構(gòu)，掌握煤層的分層、夾矸層，并對(duì)夾矸層的厚度、層數(shù)、巖性、與煤層接觸關(guān)系等進(jìn)行全面觀測(cè);(2)煤層厚度，要對(duì)煤層的分層厚度、總厚度進(jìn)行全方位測(cè)量，并對(duì)煤層厚度的變化規(guī)律進(jìn)行觀察分析;(3)圍巖，對(duì)圍巖的巖性進(jìn)行全面觀察，了解其與煤層接觸情況，并分析圍巖構(gòu)造的發(fā)育、穩(wěn)定性;(4)煤質(zhì)，對(duì)采煤層的物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、內(nèi)在構(gòu)造等進(jìn)行全面觀測(cè)，在條件允許的情況下，可以適時(shí)取煤化驗(yàn)，從而對(duì)煤的灰份、揮發(fā)份等化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行有效測(cè)定;(5)產(chǎn)狀，對(duì)煤層的傾角、傾向、走向等產(chǎn)狀進(jìn)行全面觀測(cè)。工作人員在編寫作業(yè)流程時(shí)，需要結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)條件，盡可能的詳細(xì)編寫頂板支護(hù)措施、實(shí)施細(xì)則，同時(shí)要結(jié)合實(shí)際變化情況，對(duì)編制內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充、完善，從而滿足地質(zhì)構(gòu)造變化需求，為井下工作人員的生命安全提供保障。

3．3合理布置巷道位置在煤礦巷道設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡可能避免將巷道布置在節(jié)理破碎帶、斷層、泥化夾層等比較軟弱的地質(zhì)構(gòu)造面。由于頂板的次生應(yīng)力、原巖應(yīng)力與側(cè)壓系數(shù)有一定的關(guān)聯(lián)，所以要盡可能將巷道設(shè)置在頂板穩(wěn)定性好、壓力不太集中的位置。

3．4加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)管理人員，需要不定期的對(duì)頂板進(jìn)行檢查、管理，發(fā)現(xiàn)存在的問題后，要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行分析處理，對(duì)于檢查處理的安全隱患，要及時(shí)進(jìn)行整改，并保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)整改完成，同時(shí)還需要對(duì)整改后的情況進(jìn)行驗(yàn)收管理，這也是預(yù)防頂板事故的最基礎(chǔ)工作。在日常工作中，相關(guān)技術(shù)人員還需要對(duì)揭露煤巖層的活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析，推測(cè)本礦區(qū)其他位置煤巖層的活動(dòng)情況，并對(duì)頂板情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，編制出合理的防范手段。此外，還需要全面加強(qiáng)對(duì)一線生產(chǎn)人員的管理培訓(xùn)，引導(dǎo)一線生產(chǎn)人員對(duì)頂板有更加全面的認(rèn)知，使其能掌握相應(yīng)的頂板事故處理能力。

4總結(jié)

綜上所述，在煤礦生產(chǎn)過程中，加強(qiáng)煤層頂板事故防范是十分重要的，因此，在實(shí)際中，必須充分了解引起煤層頂板事故的原因，并做好防范工作。一般情況下，礦山地質(zhì)構(gòu)造惡劣，很容易引起頂板事故，對(duì)此，相關(guān)人員需要對(duì)礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行全面探查，并細(xì)致分析地質(zhì)情況與煤層頂板特性，掌握兩者內(nèi)在關(guān)聯(lián)，結(jié)合實(shí)際制定預(yù)防策略，有效降低煤層頂板事故發(fā)生。

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作者;藍(lán)龍斌 單位：貴州省煤田地質(zhì)局一一三隊(duì)