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煤矿地质构造与顶板事故关系分析

  
评论: 更新日期:2011年04月16日

 0前言
  
  笔者通过对三明煤矿区2001~2005年各类事故情况分析,发现顶板事故所占比例大,占事故起数比例的64.8%,是本地区煤矿的主要灾害,冒顶事故对矿井安全生产危害极大。因此,从多角度和深层次剖析研究冒顶事故发生的原因,认为,冒顶事故的发生,一般与矿山地质条件、生产技术和组织管理等多方面因素有关,其中自然地质环境和恶劣的地质条件是孕育惨痛顶板事故的根源。本文通过剖析地质构造与顶板的关系,总结规律,找到一种“科学预测,超前预报,事先防范”的预防顶板事故途径,以期在实践中正确指导煤矿安全生产工作。
  
  1三明煤矿区地质构造与顶板特征
  
  1.1地质构造特征
  
  三明煤矿区地质构造复杂,区内断层、褶曲发育,伴生的小断层、小褶曲多,岩浆岩零星分布。由于地质构造的作用,使该区煤层的赋存状况极为复杂,煤层的稳定性极差,形态万千、煤厚悬殊,基本上难以见到完整稳定的煤层,多数煤层均以小煤包、藕节状、瓜藤状、鸡窝状煤层出现,煤层顶底板出现不协调起伏,围岩破碎。以上地质构造特征使顶板管理困难,在煤矿掘进和采煤过程中随时随地都有构造带出现,容易引发冒顶事故,不利于安全生产。
  
  1.2煤层顶底板特征
  
  三明煤矿区煤层顶板主要特征是:硬度与韧性为弱,伪顶以炭质泥岩为主,厚度一般为0.1-0.3m左右,直接顶基本上以泥岩和砂质泥岩和粉砂岩为主,厚度一般为3-5m左右,老顶基上以石英砂岩、粗粉砂岩少量,砂质泥岩附层为为主,厚度20~25m,暴露后易冒落,加之受复杂地质构造的影响,顶板十分破碎,容易引发冒顶事故。
  
  1.3巷道围岩特征
  
  将煤矿巷道围岩划分为5类,I类为非常稳定围岩,由较少裂隙、较少节理厚层状石英砂岩、粗粉砂岩、辉灰绿岩、石英闪长玢炭岩等组成;II类为稳定围岩,由较少裂隙、较少节理厚层状粉砂岩与砂质泥岩组成;III类为中等稳定围岩,由少裂隙,少节理粉砂岩、砂质泥岩组成;IV类为不稳定围岩,由节理、裂隙较多的泥岩与砂质泥岩组成;V类为极不稳定围岩,由节理、裂隙较发育的泥岩及松软泥岩组成。三明煤矿区巷道围岩以III类、IV类和V类为主。
  
  2煤矿地质构造与顶板事故的关系
  
  2.1褶皱构造与顶板事故。褶皱构造是岩(煤)层在地质作用力的影响下,产生变形而形成波状弯曲且未失去连续性的构造形态。从地质力学分析,褶曲一般是水平挤压力或水平挤压剪切力作用形成,煤层要发生塑性流动或滑动,岩层受构造应力的作用,不同部位会产生一系列的裂隙、小断层、节理等内部小构造。特别是在褶曲轴部往往烈隙、节理更发育、岩层破碎,煤层暴露后吸水脱落,同时其轴部产状变化急剧,煤厚发生急剧挤厚压薄现象,回采中不易支护,易发生片帮及冒顶事故。其次褶曲轴部煤厚度易突变(变厚或变薄),小眼掘进时易发生煤层跨落事故。
  
  2.2断裂构造与顶板事故。由于断层的存在,使煤、岩层断开,两侧岩块相对位移,破坏了煤层的连续性。断层广泛发育于不同构造环境中,类型很多,特别是构造复杂的矿区,其断距、破碎带大小不一,对围岩破坏程度也不同,破碎带是产生顶板事故的主要部位;另外,常在断层两侧出现牵引褶曲、揉皱、挤压和破碎等现象,煤层和顶、底板中裂隙也显著增加,且常导致煤层厚度突增或压薄,生产中该部位煤(岩)层暴露后容易产生冒顶事故;还有一些顶断底不断或底断顶不断的小断层及层间滑动构造部位,由于受到构造应力的作用,围岩易脱落,且脱落面积较大,没有预兆,也易发生顶板事故。

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