煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造分析與頂板支護

楊連福

摘 要：工業(yè)是國家發(fā)展的重要基礎，新時期以來我國加快了工業(yè)發(fā)展的步伐并通過改革創(chuàng)新調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)使得我國的工業(yè)煥發(fā)出了新的活力，礦業(yè)是工業(yè)發(fā)展的重要基礎，做好礦業(yè)開采尤其是煤炭的開采，對于確保我國的能源供應有著極為重要的意義。井下開采會面臨著復雜的地質(zhì)狀況，尤其是在煤礦井下掘進的過程中由于地層的影響使得礦井的頂板容易產(chǎn)生破碎脫落的問題，從而影響煤礦井下的正常開采。造成煤礦井下出現(xiàn)頂板脫落的問題多是由于未能對煤礦井下的地質(zhì)構(gòu)造掌握清除所造成的。因此在煤礦井下開采的過程中需要積極做好煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造的勘測工作，做好對于煤礦井下開采的指導確保煤礦井下開采安全、高效的進行。

關鍵詞：煤礦井下開采；地質(zhì)構(gòu)造；安全開采

中圖分類號：TD327 文獻標志碼：A

0 前言

煤礦井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，在煤礦井下開采之初應當積極采用物探、鉆探等的多種手段來做好煤礦井下的地質(zhì)勘測，從而為煤礦井下開采指明方向。做好煤礦井下開采地質(zhì)勘測是十分重要且必要的，如未能做好煤礦井下開采的地質(zhì)勘測將極易導致煤礦井下支護頂板因地質(zhì)構(gòu)造而導致掉落等的問題，進而影響到煤礦井下的正常開采。當前應當積極做好煤礦井下開采面的地質(zhì)勘測工作，采用多種手段來做好對于井下地質(zhì)工作的動態(tài)管理，用以實現(xiàn)對于煤礦井下綜采面提供可靠的地質(zhì)數(shù)據(jù)和地質(zhì)保障，保障煤礦井下開采的安全、高效的進行。

1 地質(zhì)構(gòu)造對煤礦井下開采造成的影響

煤礦井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，在煤礦井下開采的過程中需要積極做好地質(zhì)勘測工作，用以避免地質(zhì)構(gòu)造對煤礦井下開采造成影響。煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造中，在一些大斷層兩側(cè)往往分布著一些中、小型的斷層和裂縫，這些裂縫和斷層密集的分布在主斷層周邊與主斷層的走向相似，這些斷層多分布在厚層砂巖的地質(zhì)條件下。這些斷層的存在會導致綜采面存在著一定的落差，較小的落差對綜采面的布置和煤礦井下開采工作的影響較小，但是這些斷層區(qū)域容易在井下的頂板巖層中產(chǎn)生薄弱面，尤其是在一些密布小斷層的區(qū)域，多條不同走向的小斷層將容易導致綜采面出現(xiàn)不規(guī)則的巖塊，從而對煤礦井下開采支護產(chǎn)生極為嚴重的影響。尤其是當煤礦井下的綜采開采反向與井下地質(zhì)斷層傾向相同時將使得巷道的頂板存在著較強的不穩(wěn)定性，容易導致巖塊離層下落從而導致綜采面受到影響，嚴重的甚至會造成冒頂事故。除了斷層區(qū)域外，在煤礦井下開采面還容易受到褶皺地質(zhì)構(gòu)造的影響，褶皺地質(zhì)構(gòu)造是巖煤層在地質(zhì)力的作用下所形成的波狀彎曲或是斷續(xù)的構(gòu)造形態(tài)，褶皺構(gòu)造在形成的過程中會受到水平擠壓或是剪切力的作用，因此在褶皺構(gòu)構(gòu)造區(qū)域?qū)⑹艿綇碗s地質(zhì)力的影響。尤其是在褶皺構(gòu)造的軸部區(qū)域發(fā)生裂隙、破碎、斷層的概率極大，將會對煤礦井下開采產(chǎn)生極為不利的影響。在煤礦井下開采的過程中需要積極做好煤礦井下的地質(zhì)勘測工作，在危險地層區(qū)域需要采取合理的煤礦井下開采措施，做好各類安全防護確保煤礦井下開采的安全、高效的進行。煤礦井下開采的過程中，巖漿侵入也是一種較為嚴重的地質(zhì)災害，巖漿的侵入將會對煤礦井下煤層的連續(xù)性和完整性造成較為嚴重的影響，同時巖漿侵入煤層將會導致煤層的地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生變形，同時在煤層中所形成的巖體其邊緣所形成的不規(guī)則形狀將會對煤礦井下開采產(chǎn)生較大的影響。巖漿在侵入井下煤層中將會形成特殊揉皺現(xiàn)象，進而導致煤層形成絮亂、漩渦狀的褶曲等的地層構(gòu)造，這些構(gòu)造的存在將極大地提高煤礦井下地層的復雜性，在煤礦井下開采的過程中需要結(jié)合煤礦井下地層結(jié)構(gòu)的實際情況做好綜采面的支護，避免因支護不當而導致冒頂?shù)仁鹿实陌l(fā)生。

在煤礦井下開采的過程中做好煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造的勘察與分析是煤礦井下開采的重要基礎，同時也是前提，同時煤礦井下地質(zhì)勘測所測得的井下煤層的頂、底板巖層的巖石性質(zhì)、厚度以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造和井下巖層的巖石強度等的地質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)將能夠作為煤礦井下綜采面支護和采空區(qū)處理的重要數(shù)據(jù)支撐。同時上述各類地質(zhì)數(shù)據(jù)以及地質(zhì)構(gòu)造也容易導致井下事故的產(chǎn)生。在煤礦井下開采的過程中，煤礦井下綜采面周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)會受到復雜的地質(zhì)作用力的影響而使得煤礦井下煤層產(chǎn)生復雜的形變，在持續(xù)的地質(zhì)力的作用下將會導致煤礦井下綜采面的圍巖破碎、頂板變形等的問題，從而對煤礦井下綜采面的支護產(chǎn)生較大的影響。通過對井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析和研究，在煤礦井下容易引發(fā)頂板事故的地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要有以下幾方面：（1）在煤礦井下圍巖節(jié)理和劈理發(fā)育地段，這一區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造較為脆弱，在周邊外力尤其是在雨季由于受到地下水的滲入和沖刷作用將極易導致冒頂事故的產(chǎn)生。（2）在煤礦井下如巖層結(jié)構(gòu)的膠結(jié)物主要以泥質(zhì)、黏土質(zhì)為主，容易產(chǎn)生頂板滑移和冒頂事故。（3）在急傾斜煤層和以沼澤相、泥炭沼澤相為主的煤巖結(jié)合等的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)將會導致煤礦井下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)進而容易產(chǎn)生冒頂事故。因此，做好煤礦井下開采面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘測與分析對于確保煤礦井下開采的安全、高效進行十分重要。

2 做好煤礦井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘測分析保障煤礦井下安全開采

地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析在煤礦井下開采中十分重要且必要。在煤礦井下開采中應當積極加強地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘測工作，通過積極引入先進的勘測技術(shù)，并通過對煤礦井下過往地質(zhì)結(jié)構(gòu)資料的分析輔助以物測、電測等多種手段來做好煤礦井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析，并借助于先進計算機建模技術(shù)，對煤礦井下開采區(qū)域周邊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)建立起系統(tǒng)化的數(shù)學模型，幫助更好地對煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造和頂?shù)装逄卣鬟M行分析掌握，通過對煤礦井下開采面的地質(zhì)構(gòu)造進行預測用以指導煤礦井下開采安全、高效的進行。良好的煤礦井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘測所提供的地質(zhì)數(shù)據(jù)還能夠幫助在煤礦井下開采的過程中建立起科學、合理的巷道布置。在煤礦井下井巷的設計過程中，需要依托煤礦井下地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)來完成綜采面的設計。在井巷設計的過程中應當盡量避免在井巷的地質(zhì)構(gòu)造線附近來設置煤礦井下開采的巷道，這是由于垂直與地質(zhì)構(gòu)造線附近的區(qū)域?qū)艿骄薮蟮牡刭|(zhì)力的作用，地質(zhì)力的作用將使得煤礦井下的巖體因巨大的地質(zhì)力而產(chǎn)生偏移、碎裂，從而導致煤礦井下巷道的頂、底板形成不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)區(qū)域，影響煤礦井下開采的安全、高效的進行。此外，在煤礦井下巷道的設計過程中還應當避免將巷道設計在斷層、節(jié)理破碎帶、泥化夾層等的軟弱的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域，這些區(qū)域因地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定，在外力的作用下巷道的頂、底板將極易在外力的作用下而發(fā)生碎裂，影響煤礦井下開采的安全。在煤礦井下開采面的設計過程中應當結(jié)合煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造的分布特定，將煤礦井下巷道的走向布設在頂板壓力較弱的區(qū)域，提高煤礦巷道頂、底板的穩(wěn)定性。為保障煤礦井下開采的安全性，在煤礦井下開采的過程中需要根據(jù)煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造的預測制定科學的開采方案，尤其是在煤礦井下的構(gòu)造帶附近進行掘進構(gòu)造時，需要結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造的特點如井下掘進面迎頭、采煤面的上下出口、切眼口、順槽三角區(qū)等進而來合理地確定煤礦井下開采時的支護，確保煤礦井下開采的安全。對于在煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造勘測中存在異常的區(qū)域應當盡量的予以避開，避免其對煤礦井下開采造成影響。

結(jié)語

煤礦井下開采風險大、危險性高，在煤礦井下開采中應當積極發(fā)揮煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造勘測的重要指導作用，積極將先進的技術(shù)引入其中并借助于多種勘測手段來查清地質(zhì)構(gòu)造，為制定合理、完善的煤礦井下開采和頂板防護提供數(shù)據(jù)支撐，保障開采安全、高效進行。

參考文獻

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