权台矿北翼采区9煤层煤岩节理发育规律浅析.pdf

能 源 技 术 与 管 理 2 0 1 0年第 6期 d o i l O 3 9 6 9 0 is s n 1 6 7 2 9 9 4 3 2 0 1 0 0 6 0 2 6 权台矿北翼采区9煤层煤岩节理发育规律浅析 邵元春 周东生 徐州矿务集团 权 台煤矿 江苏 徐州 2 2 1 1 5 3 摘要 通过对权 台煤矿北翼 9煤煤层节理的形成及裂隙分布情况的分析和煤岩层地质资 料 的收集 分析判断 研究裂隙的发育规律 及时给矿井生产提供可靠地质资料和 合理化建议 保障矿井的安全生产 关键词 节理的成因 力学性质 分布规律 危害 中图分类号 T D1 6 3 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 2 9 9 4 3 2 0 1 0 0 6 O 0 6 0 2 O引 言 煤岩层节理又称裂隙 是指煤岩层破裂面两 侧没有发生明显相对位移的断裂构造 其破裂面 称为裂隙面 节理面和岩层一样 其产状同样也用 走向 倾向和倾角三要素表示 1 节理的分类 1 1 按节理的成因分类 根据节理的形成原因 可将节理分为原生节 理和次生节理 1 1 1 原生节理 指在岩石形成过程中产生的节理 如岩浆冷 却形成岩石过程中 在岩体 中产生的各种节理 沉 积岩在成岩过程中形成的节理 沉积岩层中的原 生节理仅发育在一定岩层 内部 本身不具有穿层 性 1 1 2 次生节理 指煤 岩层 体 形成后产生的节理 根据力的 来源及作用性质不同 又可分为非构造节理和构 造节理 非构造节理 指由外力 的地质作用形成 的节理 如风化 爆破及煤层开采后地压造成的节 理等 此种节理一般规模不大 分布范围有限且组 合没有规律 权台煤矿 3 9煤采空区范围较大 受 其影响次生节理发育 应定性其分布于整个矿井 井 田范围 影响面应为很大 构造节理 是由地 壳运动产生的地应力对岩层作用形成的节理 这 种节理分布范围广 方 向性强 并与其他地质构造 存在一定的成因联系和空间组合关系 无论从地 质构造研究 的理论意义还是从对煤矿的影响方 面 构造节理都是节理研究的重要对象 构造节理 常成群出现 排列有一定规律性 将具有成因联系 的 相互平行 的若干节理 称为一个节理组 具有 成因联系的两个或两个以上的节理组 称为一个 节理 系 1 2 按节理的力学性质分类 构造节理按形成时裂面力学性质的不同 可 分为张节理和剪节理 1 2 1 张节理 是 由构造运动产生的张应力作用形成的节 理 一般张节理裂口微微张开并常有岩脉充填 节 理面粗糙不平 沿走 向 倾向延伸不远即消失 张 节理一般发育稀疏 节理面间距较大 很少密集成 带 张节理一般在褶曲的转折端 比较发育 并且与 岩层面垂直 1 2 2 剪节理 是 由构造产生的剪应力作用形成的节理 其 特征是裂隙紧闭 节理面平直光滑 产状稳定 沿 走向 倾 向延伸较远 剪节理常成组 出现 间距较 小 并常见两组交叉 造成 x性共轭剪节理系 1 3 按节理的产状分类 根据节理走 向和岩层走向关系 节理可分为 走 向节理 倾向节理和斜交节理 走向节理 节理走向和岩层走向一直或大致 平行 倾向节理 节理走向和岩层走向垂直或近似 垂直 斜交节理 节理走 向与岩层走向相交 2 权 台矿北翼 9煤节理分布规律 权台煤矿北翼 9煤层 由于均采至第 5水平 一 1 0 0 0m以下 同时采区两侧受控于瓦 断层 和 F支 逆冲断层之间 中部受权 台向斜轴影响 其地理环境造成在该区域范围内形成裂隙分布密 集等现象 直接或间接的影响该区域的安全生产 因此 认真研究裂隙发育的规律是十分必要 2 0 1 0年第 6期 邵元春 等权 台矿北翼采区 9煤层煤岩节理发育规律浅析 6 1 由于北翼采区处于两侧受控于瓦 断层和 F 逆 冲断层之间 中部受权 台向斜轴影响 形成两侧 地应力集 中呈 硬力型 中部 向斜轴呈 软力型 其特殊地质环境 造成该 区域范围内形成节理分 布密集 且走 向多在 N E 8 0 S E 4 5 之间 走 向延 展长度 2 7 m 节理宽度 1 1 5 m m 同时小断层 附近节理条数 也随断层落差的大小而递增 故存 在极高派生性 也有条带性型展布 如图 1 所示 北 Flf1 图 1 北翼采区平面示意图 3 节理对矿井安全生产的影响及建议 3 1 节理影响及危害 掘进施工中 节理的存在通常被忽视 其主要 原因 无断距 显像痕迹范围小等 掘进巷道前期 正常支护 由于无法超前考虑 故巷道局部顶板发 生开裂面增宽 严重 的可导致 冒落 巷道需重复加 强支护处理 极大制约掘进工作安全 的开展 尤其 像权 台煤矿这样 的衰老矿井 老空范围由于其同 层 重叠层较广 其危害性的等级理论上是很高 的 通常以小范围冒落 巷道变形量大 的形式出 现 导致支护成本异常增加 严重时可造成采掘工 作面难 以维持 打乱整个生产布局接续和安全等 级 3 2建议 根据实际地质情况 采 掘等施工 中应充分考 虑次生节理影响 及 时采取有效措施 合理调整施 工支护工艺 提高工程施工质量 充分考虑节理较 密集带的导水因素 做好防治水工作 合理规划采 掘范围 工作面走向长度 提高机械化使用率 缓 解 缩短矿山压力的影响时间 为了有效地控制顶 板 减少锚 网梁强度不足造成巷道顶板下沉 冒落 的现象 必要时采用叠加支护技术 加强现场管理 人员技能操作培训工程 及时有效的总结和反馈 采掘工作面的安全信息 实施全方位监控 作者简介 邵元春 1 9 6 4 一 男 江苏阜宁人 一 T 程师 现T作于徐 矿集 团权 台煤矿生产技术科 收稿 日期 2 0 1 0 0 9 1 9 上接第 5 3页 度 回风 流瓦斯浓度有缓慢 降低 的趋势 说 明采空区埋管抽放合理布置管网和抽 采参数能有效降低回风流瓦斯浓度 烂 摄 匿 回 O 5 0 一 3 0 6 6 9 6 l 3 t J l 7 0 2l 8 2 6 6 3l 4 3 6 2 41 0 作 面回采距离 m 图 4 回风流瓦斯 浓度与工作面回采距离关 系分布 图 4结论 1 采空区埋管抽采上 隅角瓦斯经现场应 用 效果明显 工作面 回风巷及 上隅角瓦斯浓度 一 直稳定在一个较小值 消除了瓦斯对工作面的 威胁 确保 了工作面回采过程中的安全施工 2 通过采空区埋管 的有效抽放 保证 了采 煤工作面连续高效 回采 工作面月生产能力达到 50 3 0 0 t 3 利用抽采 的瓦斯进行发 电 创造 了大量 的经济效益 实现煤与瓦斯共采 变废为宝 低碳 环保 参 考 文 献 1 胡殿明 林柏泉 煤层瓦斯赋存规律及 防治技术 M 徐 州 中 国矿 业 大 学 出 版社 2 0 0 6 2 周世 宁 关于 煤矿安全生产 的汇报 周世宁院士向温 家宝总理 的专题汇报 R 2 0 0 5 3 付建华 程远平 中国煤矿煤与瓦斯突 出现状及 防治 对策 J 采矿与安全工程学报 2 0 0 7 2 4