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煤矿井下地质构造分析与顶板支护

2018-03-26杨连福

中国新技术新产品 2018年5期
关键词:勘测断层顶板

杨连福

摘 要:工业是国家发展的重要基础,新时期以来我国加快了工业发展的步伐并通过改革创新调整产业结构使得我国的工业焕发出了新的活力,矿业是工业发展的重要基础,做好矿业开采尤其是煤炭的开采,对于确保我国的能源供应有着极为重要的意义。井下开采会面临着复杂的地质状况,尤其是在煤矿井下掘进的过程中由于地层的影响使得矿井的顶板容易产生破碎脱落的问题,从而影响煤矿井下的正常开采。造成煤矿井下出现顶板脱落的问题多是由于未能对煤矿井下的地质构造掌握清除所造成的。因此在煤矿井下开采的过程中需要积极做好煤矿井下地质构造的勘测工作,做好对于煤矿井下开采的指导确保煤矿井下开采安全、高效的进行。

关键词:煤矿井下开采;地质构造;安全开采

中图分类号:TD327 文献标志码:A

0 前言

煤矿井下地质结构复杂,在煤矿井下开采之初应当积极采用物探、钻探等的多种手段来做好煤矿井下的地质勘测,从而为煤矿井下开采指明方向。做好煤矿井下开采地质勘测是十分重要且必要的,如未能做好煤矿井下开采的地质勘测将极易导致煤矿井下支护顶板因地质构造而导致掉落等的问题,进而影响到煤矿井下的正常开采。当前应当积极做好煤矿井下开采面的地质勘测工作,采用多种手段来做好对于井下地质工作的动态管理,用以实现对于煤矿井下综采面提供可靠的地质数据和地质保障,保障煤矿井下开采的安全、高效的进行。

1 地质构造对煤矿井下开采造成的影响

煤矿井下地质结构复杂,在煤矿井下开采的过程中需要积极做好地质勘测工作,用以避免地质构造对煤矿井下开采造成影响。煤矿井下地质构造中,在一些大断层两侧往往分布着一些中、小型的断层和裂缝,这些裂缝和断层密集的分布在主断层周边与主断层的走向相似,这些断层多分布在厚层砂岩的地质条件下。这些断层的存在会导致综采面存在着一定的落差,较小的落差对综采面的布置和煤矿井下开采工作的影响较小,但是这些断层区域容易在井下的顶板岩层中产生薄弱面,尤其是在一些密布小断层的区域,多条不同走向的小断层将容易导致综采面出现不规则的岩块,从而对煤矿井下开采支护产生极为严重的影响。尤其是当煤矿井下的综采开采反向与井下地质断层倾向相同时将使得巷道的顶板存在着较强的不稳定性,容易导致岩块离层下落从而导致综采面受到影响,严重的甚至会造成冒顶事故。除了断层区域外,在煤矿井下开采面还容易受到褶皱地质构造的影响,褶皱地质构造是岩煤层在地质力的作用下所形成的波状弯曲或是断续的构造形态,褶皱构造在形成的过程中会受到水平挤压或是剪切力的作用,因此在褶皱构构造区域将受到复杂地质力的影响。尤其是在褶皱构造的轴部区域发生裂隙、破碎、断层的概率极大,将会对煤矿井下开采产生极为不利的影响。在煤矿井下开采的过程中需要积极做好煤矿井下的地质勘测工作,在危险地层区域需要采取合理的煤矿井下开采措施,做好各类安全防护确保煤矿井下开采的安全、高效的进行。煤矿井下开采的过程中,岩浆侵入也是一种较为严重的地质灾害,岩浆的侵入将会对煤矿井下煤层的连续性和完整性造成较为严重的影响,同时岩浆侵入煤层将会导致煤层的地质构造发生变形,同时在煤层中所形成的岩体其边缘所形成的不规则形状将会对煤矿井下开采产生较大的影响。岩浆在侵入井下煤层中将会形成特殊揉皱现象,进而导致煤层形成絮乱、漩涡状的褶曲等的地层构造,这些构造的存在将极大地提高煤矿井下地层的复杂性,在煤矿井下开采的过程中需要结合煤矿井下地层结构的实际情况做好综采面的支护,避免因支护不当而导致冒顶等事故的发生。

在煤矿井下开采的过程中做好煤矿井下地质构造的勘察与分析是煤矿井下开采的重要基础,同时也是前提,同时煤矿井下地质勘测所测得的井下煤层的顶、底板岩层的岩石性质、厚度以及结构构造和井下岩层的岩石强度等的地质结构数据将能够作为煤矿井下综采面支护和采空区处理的重要数据支撑。同时上述各类地质数据以及地质构造也容易导致井下事故的产生。在煤矿井下开采的过程中,煤矿井下综采面周边地质结构会受到复杂的地质作用力的影响而使得煤矿井下煤层产生复杂的形变,在持续的地质力的作用下将会导致煤礦井下综采面的围岩破碎、顶板变形等的问题,从而对煤矿井下综采面的支护产生较大的影响。通过对井下地质结构的分析和研究,在煤矿井下容易引发顶板事故的地质结构主要有以下几方面:(1)在煤矿井下围岩节理和劈理发育地段,这一区域的地质构造较为脆弱,在周边外力尤其是在雨季由于受到地下水的渗入和冲刷作用将极易导致冒顶事故的产生。(2)在煤矿井下如岩层结构的胶结物主要以泥质、黏土质为主,容易产生顶板滑移和冒顶事故。(3)在急倾斜煤层和以沼泽相、泥炭沼泽相为主的煤岩结合等的地质构造区将会导致煤矿井下的地质结构不稳进而容易产生冒顶事故。因此,做好煤矿井下开采面的地质结构勘测与分析对于确保煤矿井下开采的安全、高效进行十分重要。

2 做好煤矿井下地质结构的勘测分析保障煤矿井下安全开采

地质结构分析在煤矿井下开采中十分重要且必要。在煤矿井下开采中应当积极加强地质结构的勘测工作,通过积极引入先进的勘测技术,并通过对煤矿井下过往地质结构资料的分析辅助以物测、电测等多种手段来做好煤矿井下地质结构的分析,并借助于先进计算机建模技术,对煤矿井下开采区域周边的地质结构建立起系统化的数学模型,帮助更好地对煤矿井下地质构造和顶底板特征进行分析掌握,通过对煤矿井下开采面的地质构造进行预测用以指导煤矿井下开采安全、高效的进行。良好的煤矿井下地质结构勘测所提供的地质数据还能够帮助在煤矿井下开采的过程中建立起科学、合理的巷道布置。在煤矿井下井巷的设计过程中,需要依托煤矿井下地质勘测数据来完成综采面的设计。在井巷设计的过程中应当尽量避免在井巷的地质构造线附近来设置煤矿井下开采的巷道,这是由于垂直与地质构造线附近的区域将会受到巨大的地质力的作用,地质力的作用将使得煤矿井下的岩体因巨大的地质力而产生偏移、碎裂,从而导致煤矿井下巷道的顶、底板形成不稳定的结构区域,影响煤矿井下开采的安全、高效的进行。此外,在煤矿井下巷道的设计过程中还应当避免将巷道设计在断层、节理破碎带、泥化夹层等的软弱的地质构造区域,这些区域因地质构造不稳定,在外力的作用下巷道的顶、底板将极易在外力的作用下而发生碎裂,影响煤矿井下开采的安全。在煤矿井下开采面的设计过程中应当结合煤矿井下地质构造的分布特定,将煤矿井下巷道的走向布设在顶板压力较弱的区域,提高煤矿巷道顶、底板的稳定性。为保障煤矿井下开采的安全性,在煤矿井下开采的过程中需要根据煤矿井下地质构造的预测制定科学的开采方案,尤其是在煤矿井下的构造带附近进行掘进构造时,需要结合地质构造的特点如井下掘进面迎头、采煤面的上下出口、切眼口、顺槽三角区等进而来合理地确定煤矿井下开采时的支护,确保煤矿井下开采的安全。对于在煤矿井下地质构造勘测中存在异常的区域应当尽量的予以避开,避免其对煤矿井下开采造成影响。

结语

煤矿井下开采风险大、危险性高,在煤矿井下开采中应当积极发挥煤矿井下地质构造勘测的重要指导作用,积极将先进的技术引入其中并借助于多种勘测手段来查清地质构造,为制定合理、完善的煤矿井下开采和顶板防护提供数据支撑,保障开采安全、高效进行。

参考文献

[1]康红普,吴志刚,高富强,等.煤矿井下地质构造对地应力分布的影响[J].岩石力学与工程学报,2012,31 (a01):2674-2680.

[2]王胜本,张晓.煤矿井下地质构造与地应力的关系[J].煤炭学报,2008,33 (7):738-742.

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