第七章井下其它灾害防治.doc

第七章 井下其它灾害防治 第一节 顶板灾害防治及装备 一、影响矿山压力显现基本因素分析 根据矿井地质报告，各煤层的顶底板岩性如下： 煤层顶底板力学性质 顶、底板岩性：本井田可采煤层32、62、63、81、82、1l2、顶板以泥岩为主，其次粉砂岩，局部细、中砂岩。底板以泥岩为主，其次粉、细砂岩。对井田内各见煤钻孔进行统计，可采煤层直接顶、底板岩性厚度见表7—1—1。 顶、底板岩石工程地质特征：煤系地层大多胶结良好，主要可采煤层(81、82)顶板泥岩抗压强度11.3—25.6Mpa，岩石力学强度较低，变形模量小，遇水易泥化膨胀、崩解，煤层顶板极易坍塌、冒落，开采过程中容易放顶。细、中砂岩抗压强度39.0～159.0Mpa，抗拉强度1.59～4.04Mpa，岩石较坚硬致密，抗压强度高，顶板不易坍塌。 8煤层底板泥岩抗压强度9.7～35.6Mpa，抗拉强度0.68～3.40Mpa，力学强度低，岩石受压易破碎，局部可能产生底鼓。粉砂岩抗压强度为34.1～63.2Mpa，细砂岩抗压强度55.2～81.0Mpa，岩石坚硬完整，不易发生底鼓现象。 根据井田内煤层顶、底板岩石力学指标、水理性质和厚度等参数，按煤炭部试用煤层顶、底板工程地质分类方案(建议)，可将本井田煤层顶板分为二类，底板分为一类，见表7—1—2、7—1—3。 巷道围岩工程地质特征：该井田矿井初步设计方案：回风水平为-460m，在8煤层上部，第一水平(-640m)，运输大巷在8煤层下部，根据8个钻孔回风巷、运输大巷孔的取芯和系统采样测试成果资料。回风水平以上主要工程地质岩组有风化岩组、泥岩组、砂岩组。运输大巷附近主要工程地质岩组有：泥岩组、砂岩组。 在煤矿建井、开拓和生产中，巷道围岩常有黑色泥岩；炭质泥岩、砂泥岩互层等软弱岩体，是井田内主要软岩，这些软岩易风化、破碎，力学强度低，而且遇水崩解、泥化，是造成巷道、石门围岩失稳、支护困难。对矿井开拓和生产会产生一定影响，并将成为煤矿主要工程地质问题之一。 矿床工程地质类型：矿床是以碎屑岩组为主的坚硬～半坚硬层状岩类矿床。煤层顶、底板泥岩抗压强度低，多属软岩，稳定性差。粉砂岩属中等坚硬岩类，细砂岩胶结良好，坚硬致密，岩石抗压强度高，稳定性好，工程地质条件良好。矿床浅部基岩风化带岩体质 主要煤层顶、底板岩性厚度统计表 表7—1—1 岩性 煤层 泥岩 粉砂岩 细砂岩 中砂岩 统计点总数 最小～最大 平均（点数） 最小～最大 平均（点数） 最小～最大 平均（点数） 最小～最大 平均（点数） 32 顶板 1.04～～～～～～～～～ 6.77（1） 98 底板 0.33～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～ 无周期来压顶板 20～30 ＞2 回采后，冒落矸石将会全部填满空间，老顶受到冒落岩石的支撑，便不会产生突然折断现象 112 81、82、32、112 普通底板 底板岩石单轴抗压强度大于10 Mpa，厚度大于0.40m 注：Rc——直接顶岩石单轴抗压强度。 Km——直接顶厚度∑h与采高m的比值。  （一）、影响矿山压力显现的地质因素 1、断层 断层破坏了煤层和顶板的完整性，而且在断层两侧形成破碎带，容易发生局部冒顶或垮面，致使初步来压与周期来压步距改变，增加顶板管理的复杂性。 工作面遇断层时顶板冒顶的危险程度与断层走向和工作面交角有关。交角越小越不利。倾斜断层要比走向断层危险。 工作面由断层下盘向上盘推进遇到倾斜断层时，过断层之前容易发生冒顶。当工作面由断层上盘向下盘推进时，在工作面过断层后一段距离内，也易发生冒顶。 工作面遇走向断层时，通常也是断层面下方为冒顶危险区。 2、褶曲 从煤矿生产实践来看，大褶曲构造只是使煤层倾角发生变化，对工作面顶板压力的影响不是很明显。对工作面生产有影响的是小褶曲。小褶曲可能使顶板局部破碎，易于发生局部冒顶。当褶曲倾向和工作面推进方向一致时，工作面忽而采上坡，忽而采下坡，也会造成顶板管理困难。在采下坡时，采空区垮落岩石可能冲向工作面，撞倒支架，引起冒顶；此时必须打斜撑加强支护。 3、挤压 这是指煤层受挤压作用局部变厚或变薄的地带，挤压在平面图上成圆形或椭圆形，面积有十几平方米到百余平方米不等。 工作面通过煤层变薄带，由于顶板岩层下压极易离层和破断，并可能发生顶板短时急剧下沉现象，这些都是造成冒顶的地质因素。 4、破碎带 这里是岩石和煤层突然变得破碎的地带。破碎往往与挤压因素有关，也可自然生成。工作面经过破碎带将给顶板管理带来许多困难。 5、冲刷 冲刷是成煤后水流侵蚀了岩层或煤体，而后又充填了被侵蚀的地方。冲刷对矿压的影响很大。有些顶板本来是页岩，由于冲刷作用，页岩被坚硬的砂岩所代替，岩性发生了变化，本来容易放