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摘要:在煤矿开采和开采过程中,经常会遇到小型地质构造。毫无疑问,小的地质构造对煤矿安全构成了极大的威胁。”“煤矿顶板事故”是由于对小地质构造处理不及时造成的。所谓“煤矿顶板事故”,实际上是指在煤矿开采过程中,因煤层顶板突然坍塌而中断正常生产,造成井下设备损坏或人员伤亡。煤矿顶板事故不仅危害大,而且是突发性的。因此,研究地质小构造对煤矿采掘具有重要意义。本文在此基础上探讨了煤炭开采对矿井地质结构的影响及对策。
关键词:应对措施;小地质构造;煤矿掘进;采煤;影响;
地质构造是由于地壳运动造成的内部挤压而产生的,在不同作用力影响下,地质构造也会呈现出不同形态。形态各异的地质构造对于煤矿资源采集工作影响比较大,且在紧急情况下会引发一些安全事故。虽然在近年来煤矿采集中,人们予以了较大重视,并始终将安全生产放在首要位置,但对于小地质构造的预防及甄别能力仍有待加强,只有从意识上进行转变,才能将各种措施付诸实践,从而降低这些客观因素对采煤的影响。
一、小地质构造的主要类型
1.1小褶皱
小褶皱的现象主要出现在向斜和背斜的结构中,在矿井开采工程中,煤层顶板的挠曲构造形式比较普遍。可知,煤层的顶板挠曲构造具有较强的不规则形,而且其规模相对较大,小褶皱很容易对巷道的支护环境产生严重的破坏,周边的煤岩层也存在着严重的塑性变形的可能,严重的还会造成不可预知的后果。
1.2小断层
小断层在矿井作业过程中经常会遇到,其主要标志有四个:一是,煤层的底板出现位移,或是顶板位移,现象较为明显;二是煤层厚度随着巷道的延伸越来越大,极有可能诱发岩石楔子问题;三是,煤层厚度越来越低,尖灭现象的发展趋势较明显;四是,煤层逐渐消失,取而代之的是岩层,煤层的上下端板岩性变化趋势明显;如果在矿井作业过程中,岩石带出现揉皱现象,则表明矿井裂隙处的岩壁存在位移现象。这些都是断层现象较为常见的预兆。落差值不超过4.5m,即为小断层,在煤矿采集与掘进作业过程中,常常会发生逆断层、小断层或是小裂缝现象。上盘下降或是下盘上升是正断层较为显著的特征,相较于其他断层的结构而言,正断层具有良好的平整度与稳定性。逆断层的结构特征为倾斜角极大,逆断层结构中,小褶皱现象非常严重。
1.3复合顶板
煤层顶板的类型主要有三种,老顶、直接顶以及伪顶等等。很多煤层的顶板中存在着电影的煤线,煤线结构往往出现在直接顶和伪顶之间。通常情况下,复合顶板的主要构成部分是薄岩层和多层煤线两个部分。这种结构形式往往对巷道支护的稳定性产生较大的不利。
二、小地质构造对于煤矿掘进与采煤的影响
2.1钻机作业速率提高
即便只是小地质构造,但是在实际的掘进过程中,并未出现顶板或者是煤层异常的情况,还有大部分顶板是平整的,不存在小地质结构的特征。当相关工作人员开展打顶板的锚索与锚杆作业的过程中,可以了解到的是钻机工作速率不断提高,且效率要远远超过正常状态。通过以上分析能够判断,煤层顶板的内部存在小地质结构,而且十分隐蔽,但是所存在的危险性却要更高。如果隐藏性不大,那么地质结构则会出现冒顶的情况。基于此,工作人员在发现具有隐藏性的小地质构造,必须要及时地采取具有针对性的处理手段。
2.2局部冒顶问题
煤矿矿井所处地形结构如果是小地质构造,那么在回采的过程中,会受到围岩压力和应力的同时作用,导致矿井顶板以及煤层受到严重破坏,比较典型的就是巷道变形与局部破碎的问题,最终致使矿井的局部区域存在冒顶的情况。
而在回采放顶煤的时候,还会导致矿井顶板和煤层荷载压力随之扩大,严重损坏岩煤。在这种情况下,碎块会沿架前煤壁而碎纸坠落,进而使得煤层顶板形成特定控制,为滑坡现象的发生提供了条件。基于此,煤层支架的上部则会呈现出悬空的状态,严重降低其稳定性,增加了支架倒架的几率。在对操作设备造成破坏的基础上,同样会对工作人员生命健康与安全产生不利的影响,制约煤矿掘进和采集工作的安全生产。
2.3瓦斯积聚和水涌问题
当掘进工作面通过地质构造以后,其顶板就会呈现出台阶状,而在掘进工作面回风经过阶梯的时候,会在阶梯角落位置形成气旋,严重影响瓦斯排出的效果,进而使其出现集聚的状态。而瓦斯压力梯度和煤壁之间的距离是呈正相关关系的,如果同巷帮的距离不超过6m,那么会导致瓦斯压力变化幅度增加,使得瓦斯爆炸几率也随之提高。另外,在煤矿掘进的时候,同样会破坏矿井含水层,引发水涌的现象。要想保证工程项目的顺利开展,确保施工工作人员的安全,有必要仔细地勘测工程项目的地质条件,并且通过对勘测数据结果的合理运用,科学合理地指导挖掘作业,保证施工工作人员对工程状况予以准确地把握,规避安全事故的发生。
三、防小地质构造对煤矿掘进及采煤工作影响的措施
任何事故出现都是由多种原因引起的,所以需工作人员有针对性地进行意识上的转变,并不断加强自身知识累积,这样才能在工作中发挥出自身综合能力,为企业及个人价值的实现打下坚实基础。对于小地质构造造成的影响也要非常客观地分析,从而确保掘进、采煤工作顺利进行。
3.1关于隐蔽式小地质构造的预防措施
打顶板锚杆和锚索时,感觉出锚杆钻进速度明显要比平时速度要快,打好锚杆和锚索后,如果出现渗水且速度逐渐加快等不利现象,需及时进行相应措施的处理。及时进行各种应急机制的制定,做好详细数据记载及分析,也要及时进行必要的支护工作,从而实现其预防工作的有效性。
3.2采煤工作中冒顶现象的预防措施
冒顶现象出现之前,工作人员可通过观察周边变化来进行察觉。裂缝、掉渣等现象都是非常明显的标志,可通过控制采煤深度来进行有效缓解,同时加强支护工作实用性,在相应设备移动过程中及时进行后续支护工作,以此来确保顶板稳定性及安全性。要根据作业需求来进行支护技术的选择,对于一些作用力较大的区域或设备频繁移动的区域需重点进行关注,需技术人员根据自身经验和科学分析来进行支护技术及密度的控制,以此降低冒顶现象出现的几率。
3.3掘进过程中局部冒顶现象的预防措施
通过对当前掘进工作中安全事故的分析,工作人员发现,顶板缝隙逐渐扩大且逐渐延伸、敲击时声响异常等都是冒顶现象出现的前兆,且随着时间推移,掉碴现象逐渐增多,开始出现渗水等不利现象,此时需马上进行必要的人员转移。在这些现象恶化前,可通过有效预防措施来实现掘进工作的顺利进行。在掘进过程中,支护工作必须同时进行,通过边掘进边支护的方式来增强煤矿稳定性及工作安全性,综合性能较强的支护器械及材料都是十分重要的因素,需经过严格审核才能投入使用。严格按照工作要求进行规范化作业,施工过程中的数据记载及分析也需有计划进行,每向前掘进一段距离需进行压力等数据的检测,并依据数据变化规律来进行后续工作安排。一旦出现掘进面积过大或过高的象,需及时采取支护技术进行稳定,以便于提高工作安全性。
结语:
造成顶板事故的原因,既有对客观规律认识不足的原因,也有煤矿管理人员和施工人员自身的疏忽大意。在实际操作过程中,往往会给实际操作带来不可估量的损失,这是无法估量的。
参考文献:
[1]郭广华.小地质构造对煤矿掘进和采煤的影响与应对措施[J].能源与节能,2018(03):12-13.
[2]韩敬.如何应对小地质构造对煤矿掘进和采煤的影响[J].煤矿现代化,2015(06):118-119.