1、浅谈矿山地质构造对煤层顶板的影响摘要：通过对坑柄矿的地质条件和煤层顶板条件分析，得出了影响煤层顶板稳定性的因素及煤巷冒落的原因，阐述了煤矿生产中地质构造对煤层顶板的影响，并针对其情况提出了相关的建议。 关键词：矿山地质构造煤层顶板煤层冒落 中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号： 一、 矿井概况 坑柄煤矿位于龙岩市城区西北方位，直距约 12 公里，行政隶属龙岩市新罗区龙门镇内坂村，矿区区间经纬度坐标：东经 11647116530，北纬 250730251010，矿区面积为 3.8765Km2。矿井核定生产能力 15 万吨/年，采用平硐暗斜井开拓方式，矿井主要开采童子岩组三段煤层。
2、1.煤层顶板岩石工程地质特征 主要可采煤层顶底板岩性，煤层：直接顶板为砂质泥岩，较稳定，裂隙不甚发育，具伪顶、伪底，但不易塌落。 上煤层：顶板多为砂质泥岩，较稳定，不易塌落。三煤层：顶板多为砂质泥岩，较稳定，不易塌落。 七煤层：顶板砂质泥岩或泥质砂岩，较完整，不易塌落。 二十八煤层：直接顶板为砂质泥岩，时为细砂岩，较稳定，裂隙不甚发育，具伪顶，但不易塌落，易维护。 2.煤层顶底板类别 坑柄煤矿开采对煤层顶底板的控制对象分为：伪顶、直接顶、老顶及直接底。这是最常用的矿山煤矿顶底板分类，各类的基本含义如下： 伪顶：紧贴煤层之上，极易垮落的较薄煤岩层。它由炭质页岩软弱岩层组成，厚度小于 0.5m，其
3、特征是随采煤而垮落。 直接顶：位于伪顶或煤层之上的一层或几层不同的或相同的岩层。一般由泥质页岩、页岩、砂质页岩等不稳定岩层组成，具有随回柱放顶而垮落的特征。其厚度是指回放顶后能在采空区自行垮落的岩层厚度。 老顶：位于直接顶之上的岩层，由砂岩、砂砾岩等坚硬岩石组成，其厚度大于 2m，岩层内节理裂隙不发育，自然分层比较大，整体性较强。直接底：直接底是位于开采层下面的岩层。当它为坚硬岩石时，可作为采面支柱的良好底座；如为泥页岩等松软岩层时，则常造成底鼓和支柱插入底板等现象;在急倾斜煤层时，直接底还可能出现沿倾斜滑动的现象。 二、矿山顶板事故的地质原因分析 1.顶板岩性岩相组合导致顶板事故 由于沉积环
4、境的变化，造成顶底板岩性的不稳定，形成复合顶板。顶底板组合形成了下软上硬的岩层结构，中间夹一层松软岩层。当回采工作面支架的初撑力不够时，软岩层就容易离层，又由于原生和采动裂隙所切割，顶板软岩中形成一个多面体岩块，当多面体岩块倾斜下方冒空区或工作面按伪倾斜布置时，多面体向倾斜下方或向采空区有去路，就会发生推垮性冒落。这类事故发生前，因预兆不明显，又是在回柱时突然发生，所以灾害性特别严重。 2.地质构造导致顶板事故 在大断层两侧，往往伴生中、小断层和裂隙，其形状大致与主断层相近，落差在 1-2 米，在顶底板为厚层砂岩的工作面最常见。尽管断层落差小，不影响工作面的布置和开采，但在顶底板岩层中产生了薄
5、弱面，特别是小断层密集区段，两条不同倾向的小断层可产生离层三角岩块，对顶板管理危害极大。 3.上下岩层岩性结构差别导致顶板事故 对巷道掘进来说，围岩的岩性结构很大程度上决定了巷道的稳定性，成分单一的块状结构砂岩组成的岩体，巷道稳定性好，含有软弱黏土夹层的岩体，巷道稳定性差，容易片帮或掉块。 4.岩浆侵入导致顶板事故 岩浆侵入不但破坏了岩层的连续性和完整性，而且岩浆侵入岩层所形成的岩体，其边缘极不规则，在侵入体前缘的岩层中往往出现特殊的揉皱现象，具有漩涡状褶曲等小构造。如果没有掌握岩浆侵入体分布的特征和接触变质的规律，如果支护不当，容易发生局部冒顶现象。 三、可采煤层的顶底的特征 坑柄矿区主要可
6、采煤层的顶板以砂质泥岩为主，其次为粉砂岩和细砂岩，底板以粉砂岩为主。据物理力学测试成果，岩石的抗压强度与层位、深度、容重的关系不明显，主要与岩性有关。泥岩强度最低，砂质泥岩次低，砂岩类强度高。砂岩类中砂岩和细砂岩强度最高。 四、生产中遇到的工程地质问题及解决方法 1.复合顶板的控制问题 复合顶板又称离层型顶板，由下软上硬岩层组成，下部软岩层易于上部硬岩层离层。 坑柄矿的 3#煤层多为复合顶板，因此，直接顶难以支托住，顶板容易冒落，严重影响生产与煤质。通过多年的实践，对复合顶板的冒落规律及管理取得了许多经验，已能较好地控制复合顶板。 2.顶板砂岩体相变问题煤层顶板砂岩为网状、掌状时，砂岩分布、厚
7、度变化与原生沉积环境有较大关系，常常相变为砂质泥岩或粗粉砂岩。煤矿开采表明，顶板异常冒落往往发生在砂岩体相变的部位。通过多年研究煤层顶板砂岩岩体的分布范围，分析了岩相变化与开采矿压显示的关系，进行有效的顶板控制与管理已取得初步的成果。 五、结束语 防治矿山顶板事故是矿山开采过程中的重头戏，必须认真研究顶底特征，掌握发生顶板事故的各原因及其内在联系，做好预测工作 。广大生产技术人员必须对矿区地质构造和顶底板特性认真研究，掌握其与顶板事故的内在联系，采取符合本矿区实际的科学对策，矿山顶板事故才可以得到有效防范。 参考文献： 1.煤矿地质学 作者 杨孟达 煤炭工业出版社 2.福建省龙岩市新罗区坑柄矿区煤矿资源储量核实报告
