论地质构造对矿山煤层顶板事故的影响

[摘 要]造成矿山煤层顶板事故的主要原因多数是由于地质构造不清而引起的，所以准确掌握矿山开采范围内的地质构造对预防顶板事故的发生具有极为重要的作用。本文通过简单阐述地质构造对煤层顶板的一些影响及相应的管理办法，希望对同业人员在实际工作过程中有一些启发。

[关键词]地质构造；顶板；事故

中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0371-01

1.造成顶板事故的因素

1.1 构造

地层受力发生断裂，沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的构造。在较大断层附近一般都会伴生着一些较小的断层及裂隙，其断层性质基本与大断层相同，这N情况在顶底板都是厚砂岩层时最为常见。这些小断层及裂隙虽然落差小，不能影响煤矿工作面的正常开采，但是它将使煤层的顶底板产生破碎，如果这些小断层及裂隙较多，将对煤层工作面的顶板产生更大的危害，容易造成顶板事故的发生。

1.2 褶皱

岩层在构造运动作用下，因受力而发生弯曲，一个弯曲称褶曲，如果发生的是一系列波状的弯曲变形，就叫褶皱。褶皱的基本单位是褶曲。褶曲是发生了褶皱变形的岩层中的一个弯曲，通常在地层受水平挤压力或者受水平挤压剪切力时产生。煤矿开采的煤层在受各种构造应力的作用下，会产生各种各样的裂隙、节理等煤层内小构造。尤其在褶曲的轴部，这种地质表现尤为明显，煤岩层的破坏程度也更大，当煤层在开采、掘进等生产过程中被揭漏就会更易产生脱落现象，甚至是发生片帮和冒顶等事故。

1.3 断裂

在断层的作用下，将煤岩层分割开，两盘发生相对位移，使煤岩层不再具有岩层的连续性与完整性。断层产生于各种不同构造中，在构造环境较复杂的煤矿矿区，伴随断层所产生的破碎带及其对顶板的破坏程度都较构造环境简单的矿区严重，因为破碎带的大小与破碎程度是煤矿顶板事故的一个主要影响因素，所以这类矿区更易发生顶板事故。

在构造应力作用下断层两盘容易出现牵引褶曲、破碎、挤压和揉皱等地质现象，且会改变煤层厚度，在煤矿生产过程中这些煤层在揭露后经常是发生顶板事故的地点，另外有些顶板断裂而底板不断裂或者底板断裂而顶板不断裂的构造部位，因为构造应力的影响，顶板容易发生冒落，一般冒落范围都较大，且都不发生明显先兆，这也是容易发生顶板事故的原因。

1.4 煤岩组合

煤层顶底板的岩性、强度、厚度及其存在的构造是煤矿生产过程中选择支护方式和处理采空区方式的根据，也是顶板事故的主要诱发因素。由于煤层顶底板因为地层应力和构造影响，地层产生形变，导致顶板破碎，煤层变形。在实际煤矿生产中也证实，一般容易引起顶板事故的煤岩组合情况为：①煤层伪顶不连续，强度不够，如果支护不及时，或者支护方式支护手段不能适应顶板变化，也容易发生顶板事故。②煤岩组合复杂的煤层中通常具有较多夹矸层，生产过程中容易发生分层砸落伤人；③主要成分是沼泽泥和泥炭沼泽泥的煤岩组合，在原始沉积时部分沉积物的表层可能发生风化，高岭土化作用显著，容易发生顶板事故；④顶板节理和劈理发育地段，在生产过程中容易导致顶板事故，在顶板上方存在积水情况下，积水沿构造导入，使顶板事故的发生几率增大；⑤煤层厚度急剧变化地段造成顶板稳定性差，容易产生顶板事故；⑥如果煤层倾角较大，当某处发生顶板冒落时，将使煤层顶板沿倾角下移，有可能顶板冒顶事故的面积变大。

1.5 岩浆侵入

岩浆侵人会分割煤层，破坏煤层的完整与连续。一般情况下，岩浆岩体形状都不规则，岩浆岩体与煤岩体接触部分常常伴随特殊褶皱及旋窝状褶曲等小构造。在生产过程中这些地质情况不易掌握，且不易支护，是容易发生顶板事故的一个因素。

2.预防顶板事故的相关措施

2.1 加强煤层观测工作

为更好的了解矿区地质状况，就要充分了解所采煤层的各相关特性，以保证安全生产，在生产过程中尽量减少发生顶板事故的可能性。观测内容：①结构：要查明煤层的各个分层和夹矸层，观测夹矸层的层数、厚度、岩性及其与煤层的接触关系。②煤厚：实际测量煤层的分层厚度及其总厚度，观察分析煤层厚度的变化规律。③围岩：观测围岩的岩性及其与煤层如何相接处，围岩构造的发育及其稳定性等。④煤质：观察所采煤层的物理性质、煤层结构及内在构造等特性；若因实际情况需要，可以对煤进行取样化验，以测定煤的灰份、挥发分等化学性质。⑤含水性及导水性：通过在实际生产过程中进行观察，掌握所采煤层的含水性及其导水性。⑥产状：煤层的产状包括煤层倾角、倾向及走向。这些都需要在煤层揭露后由技术人员进行观察测量。

2.2 加强地质工作

必须提高对煤矿地质的认识、加强地质勘探和地质队伍建设、推广引用地质勘探新技术、认真落实地质工作，防止顶板事故的发生。

我国煤矿在生产过程中通常使用通过打钻以及图纸分析等方法探查矿区范围内地质构造情况。要继续加强这方面的工作力度，做到在生产前掌握地质构造和顶底板特征，做好地质工作。同时，要积极引进先进的科学技术，比如物理探测方法进行地质勘查工作，结合传统的技术手段，把顶板事故的发生可能性通过加强地质工作来降低。

2.3 合理布置巷道

在煤矿巷道的设计过程中，要尽量避免在断层、节理破碎带、泥化夹层等地质构造软弱面附近布置巷道。顶板的次生应力与原岩应力和侧压系数有关，要把巷道的位置布置在顶板压力不太集中、顶板稳定性较好的地点。

2.4 加强现场管理与技术管理工作

现场管理人员要经常性的对顶板进行检查，发现问题及时处理。这对预防顶板事故来说是一项基础工作，也是最为重要的一项工作内容。而技术人员要通过观察已揭露煤岩层的活动规律，分析推测出本矿区内其它位置煤岩层的大概活动规律。详细地了解顶板情况，编制出适合本矿井或本区域的一套行之有效的预防措施。同时，也要注重对一线工作人员的培训，使一线工作人员对顶板管理有一个的科学的认识，让他们能够在生产过程中及时预防和处理可能危及他们生命安全的顶板事故问题。对检查出来的安全隐患问题，要及时整改，定人员，定措施，定时间的保证将整改落实到实处。整改后，要进行严格验收，保证合格，否则不可继续进行生产活动。

2.5 细致编写作业规程

在编制作业规程过程中，要根据具体的地质条件，编写尽可能详尽的顶板支护措施及实施细则，并严格执行所编写的规程，以保证井下工作人员的人身安全，同时，根据实际情况的变化，及时编制补充措施，以适应实际工作中遇到的地质构造变化情况。

2.6 重视防治水工作

由于煤矿的采煤工作面往往在其上段存在采空区，采空区内积水可以通过采动裂隙及断层等构造导入煤层的顶板，使其更容易发生顶板事故。所以，要加强煤矿防治水工作，尽量使采空区内的积水不能对煤层顶板产生影响，以减少顶板事故的发生。

3.结语

地质条件的不清晰是诱发顶板事故发生的主要因素。相关技术人员在实际生产工作过程中要对矿区的地质情况和顶板地质特点进行深入地调查与研究，掌握其与顶板事故的相关性，最后使用与矿区实际情况相适合的防范措施，这样才能有效预防顶板事故的发生。对顶板事故的防治工作是矿山生产过程中的重要部分，必须认真对待，充分了解其发生的各种诱因，才能做好矿山安全工作。

作者简介

高志广，男，1967年出生，1990年毕业于鹤岗矿业职业学院学校采矿专业，助理工程师，现工作于黑龙江龙煤集团鹤岗矿业公司新陆煤矿地测大队，主要从事地质工作。