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谈谈如何搞好工作面过断层等地质构造带的管理工作

谈谈如何搞好工作面过断层等地质构造带的管理工作
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谈谈如何搞好工作面过断层等地质构造带的管理工作

(芦付松、刘坡)

 

 

 

 

 

第一章  影响煤矿安全生产的自然地质因素
 一、褶曲构造
( 一 ) 褶曲的基本形态
岩层受力后被挤成弯弯曲曲,但仍保持岩层的连续性和完整性的构造形态叫褶皱构造。

岩层褶皱色造中的每一个弯曲叫褶曲。褶曲的基本形态有背斜和向斜两种。岩层层面凸起的褶曲叫背斜,岩层层面凹下的褶曲叫向斜。在自然地层中,背斜和向斜往往是彼此相连的。


( 二 ) 褶曲对煤矿安全生产的影响
1 、大型向斜轴部顶板压力常有增大的现象,必须加强支护,否则容易发生冒板、切面等事故,给顶板带来很大的困难。
2 、有沼气突出的矿井,向斜轴部是沼气突出危险区。由于向斜轴部顶板压力大,再加上强大的沼气压力,向斜轴部极容易发生沼气突出,这种规律性在四川南桐矿得到了证实。
二、断裂构造
岩层受力后,失去连续性和完整性的构造形态叫断裂构造。断裂面两侧的岩层没有发生明显位移的叫裂隙或节理。当断裂面两侧的岩层产生了明显位移时,称为断层。断层对煤矿生产影响很大。
( 一 ) 断层的分类
根据断层两盘相对运动的方向,断层可分为以下几种基本类型,
正断层 上盘相对下降,下盘相对上升;逆断层 上盘相对上升,下盘相对下降;
平推断层 断层是煤矿生产中最常见的。在地质构造复杂的地带,断层经常成组合形成出现,成为阶梯断层、地堑或地垒。
按照断层走向与岩层走向的相对位置关系,可将断层分为走向断层、倾向断层和斜交断层。
走向断层 是断层走向与岩层走向一致的断层。
倾向断层 是断层走向与岩层走向垂直的断层。
斜交断层 是断层走向与岩层走向 ( 或倾向 ) 斜交的断层。

( 二 ) 断裂构造对煤矿安全生产的影响
1 、节理对煤矿安全生产的影响
(1) 巷道和回采工作面应尽可能与主要节理面形成一个锐角,以减少片帮事故,有利于安全生产。
(2) 煤层顶板岩石的节理发育时,工作面支架一般不宜用点柱,而应采用棚子。同时,棚子的顶梁最好按垂直主要节理面的方向布置,从而防止顶板沿节理冒落,保证工作面安全生产。
(3) 节理破碎带是水和沼气的良好通道,所以破碎带发育地区的涌水量常会增加,有时还可引起井下水患。在沼气矿井中,节理破碎带的沼气涌出量往往会突然增加。
2 、断层对煤矿安全生产的影响。断层带的岩石是十分破碎的。地表水和含水层中的水能沿着断层带流入井下,有时还可能发生突然透水事故。在沼气含量较大的煤层中,常常在断层破碎带集聚很多沼气。井巷通过破碎带时,必须注意防止发生沼气事故。井巷通过断层时,还要预防发生冒顶等事故。
第二章  采煤工作面过地质构造的管理
一、采煤工作面过断层
(一)采煤工作面遇断层前的预兆
采煤工作面遇断层前,往往有如下预兆:岩(煤)层的走向、倾向发生明显变化,节理面增多,并有擦痕的现象,顶、底扳的完整程度破坏严重;煤层煤质变软,厚度变薄或变厚,光泽变暗,煤层揉皱,层理不清、往往有滴水和瓦斯涌出量增多的现象。
( 二 ) 过断层的方法
l 绕过断层
绕过断层的方法用于断层落差大的采煤工作面,断层落差大,影响范围广 ( 走向长、破碎带宽 ) ,要利用探巷探明断层范围。绕过断层即在新断层影响范围之外,重掘开切眼。在安全得到保证的前提下,尽可能提高资源采出率。当工作面推进到断层影响范围时,工作面停采,搬入新掘切眼内进行回采。
2 、硬过断层
硬过断层的方法用于断层落差较小的采煤工作面。由于断层揭露处往往出现顶板破碎、煤质变软、淋水加大等现象,最容易发生冒顶事故, 因此,应采取必要的管理措施,防止冒顶事故发生。
( 三 ) 单体支柱工作面硬过断层时的措施
(1)过断层时,先要把工作面煤壁与断层走向的交角弄清楚,如断层走向与煤壁夹角太小,则断层破碎带暴露范围大,顶板维护困难。条件允许时可以提前调整工作面煤壁与断层走向的夹角,使其保持在:顶板中等稳定时为20度~30 度,顶板不稳定时为 30 度~45 度,以减少断层在工作面煤壁揭露的长度。过断层后,再把工作面方向调整过来。
(2) 断层落差不超过工作面采高的 1/4 ~ 1/3 ,断层附近顶板比较完整时,过断层不需采取特殊方法。倾斜分层开采时,可以调整分层采高通过断层。
(3) 硬过断层时,如断层附近煤层较薄,难于铺设输送机,行人或通过采煤机的滚筒困难时,就要根据顶底板的强度、断层赋存的具体情况,进行挑顶或卧底,既要安全,又要处理量小,使工作面的底板坡度能平缓变化。
(4) 过小断层时常用的支护方式有以下几种:
①带帽点柱和戗柱。适于断层落差较小,顶底板或断层面较平整,断层带基本不破碎的情况下。
②横板棚子。断层附近的顶板如比较破碎,可以采用一梁两柱或一梁三柱的走向 ( 横板 ) 棚子。棚距一般不大于 0.8m ,棚梁规格可根据循环进度而定。压力大时,采用横板连锁棚子。
③ 木垛。断层揭露处岩石破碎、顶板压力大时,多采用木垛配合基本支架支护。木垛架设在断层揭露处及其两侧影响范围内的工作面老控制区内。
(5) 卧底过断层如丢顶煤,留顶煤处要刹紧背严。如顶煤松软不住,可采取先打超前托梁,然后在托梁上,由下向上打好木垛。过断层时要采取打浅眼、少装药、放小炮的办法处理,断层附近严禁放大炮。

(四)综采工作面硬过断层时应采取的措施
当工作面遇到断层时,可根据断层的实际情况,制定液压支架过断层顶板管理与组织生产的措施。
(1)  根据工作面的情况,进行工作面调斜,其要求与单体支柱工作面过断层的要求相同。
(2)  工作面过断层,必须解决顶板坡度变化问题,要用打眼放炮的方法预先挑顶或卧底。打眼放炮时要浅打眼、少装药、放小炮。打眼时,要选择好位置和角度。放炮时,要采取保护措施防止崩坏支柱、千斤顶、各部的液压阀和液压管。
(4)  支架过断层时,若顶板破碎,可分别采用带压移架法;挑顺山梁;铺金属网;架走向棚的方法维护顶板,保证安全生产。
(5)  当工作面接近断层时,如果煤层断块在工作面前进方向的上方,应逐步割顶和抬高支架,使底板与水平线形成不大于10度的上坡通过断层;如果煤层断块在工作面前方的下方,则可采用同样的办法卧底,但尽量不挑顶,避免破坏断层面以下的顶板。由于进断层进顶板比较破碎,应适当带压移架,减小顶板的活动。
[案例3—1]1997 年 10 月 20 日,某矿综采工作面已15-13171 采面遇断层,落差为 1.2m ,按措施规定,放炮挑直接顶 500mm 进行支护。当输送机移致此处进,职工孙某打掉戗柱,违章空顶作业,被落下的悬矸砸伤头部,抢救无效死亡。
 (五)、采煤工作面过节理和裂隙
节理和裂隙是在地质应力作用下产生的。开采后,在支承压力的作用下,顶板岩层节理和裂隙又进一步张开和扩大,造成了岩层的软弱面,这样节理和裂隙就把煤、岩层分割成不同的形状,有的矿区称为劈口或劈理。节理和裂隙处最容易发生局部冒顶,对工人的生命和正常生产影响很大,要认真对待,切不可疏忽大意。
节理和裂隙造成的冒顶预兆很不明显,一般都采用敲帮问顶的方法和用眼观察。节理和裂隙张开和扩大,会使顶板失去连续性和完整性,有时有掉渣现象。因此针对不同的节理和裂隙 ( 劈理 ) 应采取不同的顶板管理措施。
(1) 对层理发育的顶板,落煤后要立即支护,支柱的初撑力要高,以减少离层程度。单体支柱要用连锁式布置,棚梁之间加打撑子,以防止推倒支架。
(2) 对节理发育的顶板,要使工作面对着主节理的方向推进,如果顺着主节理方向推进,当顶板出现张开裂隙或台阶下沉时,要采用连锁支架,加密支护,加打木垛,适当加大控顶距。打眼放炮时,应少装药,少放炮,放闷炮。对节理发育地点回柱放顶要制订安全措施,并要首先回撤该段,然后再分段回撤张开裂隙或台阶下沉以外的支柱。要避免各段同时回柱,以免大面积集中垮落,造成冒顶。
(3) 对顶板中的节理、裂隙和滑动面,由于自然组合或受采动影响形成的局部劈理,要及时敲帮问顶、挑落活矸和及时支护,并根据不同的劈理形状,采取不同的防冒顶措施。
①对两组节理或裂隙交成的“人字劈”,四个方向的裂隙或节理切割顶板成锅状的“锅底劈”等劈理,由于劈理面严密,其白色结晶痕迹不易发现。
当层面上薄皮矸连续掉落时,说明劈理已有移动,要用悬臂梁提前探出顶梁支护,并用连锁支架管理,交班时不能缺棚少柱。要禁止工作人员在此类无支扩的空顶区操作。
②裂隙或节理多而紊乱,面积不大的“乱叉劈”,使顶板破碎不易维护,常发生漏顶。发现后要及时支护,棚梁上多插小板,必要时铺笆片背紧。如果己漏开口,要及时在棚梁上支小木垛插紧背实。
③ 工作面上下平巷出口一帮出现的“领帮劈”, 所示,不仅片帮严重,而且片帮后可能推倒上、下出口支架,因此要先架棚支撑口边缘,插严背实。为防止回柱时推倒支架,必要时要留一排柱子暂不回收,待压力稳定后再回收动。

文档信息
  • 文档上传人:admin
  • 文档格式:Doc
  • 上传日期:2015年03月24日
  • 文档星级:★★★★★
  • 需要煤安币:5个
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