1、淺談地質條件與煤礦項板事故的關系【摘要】造成頂板事故的原因有管理和操作方面的，而對于地質條件未被掌握的自然原因, 通過對工作面地質條件的仔細調查和分析，并有針對性地采取措施，許多事故是可以避免 的。本文簡述了地質條件引起煤礦頂板事故的原因以及頂板事故發生的類型，論述了礦地 質構造與煤礦頂板事故的關系，并提出了防治煤礦頂板事故的措施。【關鍵詞】地質條件；煤礦頂板事故；類型；防治措施頂板事故對礦井安全生產危害極大，據統計，冒頂事故所占的比例占其他事故的60%以上, 傷亡人數占40%左右因此，我們必須分析掌握煤礦發生冒頂事故的原因、預兆、研究有 效預防措施，以降低煤礦頂板事故的發生，保證煤礦安全生產

2、。以下就地質條件與煤礦頂 板事故的關系進行論述分析。一、地質條件引起煤礦頂板事故的原因地下巖體在未采動以前，處于靜止的動態平衡狀態，當開掘巷道或進行回采時，原來應力 平衡狀態的巖體遭到破壞，引起巖體內應力重新分布，重新分布后的應力超過煤、巖的 極限強度時，巷道和回采工作面周圍的煤、巖層發生破壞。工作面出現頂板下沉、離層 和裂隙等，如果支護不當，冒頂事故很易發生。頂板下沉是由于頂板及上覆巖層重量引起的，頂板下沉的傾向是任何支護都不能完全阻止 的。在一定條件下，回采工作面的頂板下沉量和支架的支撐力成反比，頂板下沉量和巖石 性質有關系，厚層堅硬頂板的下沉量一般都比較小。頂板出現裂隙，意味著頂板巖層在

3、結構強度上喪失連續性而發生破壞和斷裂。頂板裂隙分 為原生裂隙和次生裂隙。單體支柱工作面頂板巖層大多被開采裂隙分隔為巖塊，冒頂是巖 塊喪失力平衡的結果。二、頂板事故發生的類型1、局部冒頂事故的分析。具備下列開采條件，支護不及時，容易發生局部冒頂事故： 薄層結構的復合頂板；開采層埋藏深度、采高、開采寬度較大，采動應力場高峰深入壁 前方，即出現內應場的情況下。上述條件下出現局部冒頂事故的時間和地點，由老頂來 壓運動的規律決定。局部冒頂事故絕大多數出現在老頂來壓過程中，特別是老頂來壓， 復合頂板被迫斷裂的部位，該部位復合頂板破碎由以下原因導致：老頂斷裂，支承壓力場 明顯分為兩個部分。2、壓垮型頂板事故

4、的粉刺。頂板壓垮支架等大面積垮塌事故發生在直接頂和老頂大面積 來壓過程中。對于老頂來壓斷裂深入壁前方情況下，頂板大面積來壓壓垮支架所造成的垮 塌事故在以下條件下實現：支架阻抗力不能平衡直接頂大面積運動的作用力，在頂板沉 降過程中，失去支撐能力。支架阻抗能力足以能夠平衡直接頂沉降作用力，但允許壓 縮量不能適應老頂沉降至給定變形位置狀態的要求。3、推垮型頂板大面積垮塌事故的分析。推垮型頂板垮塌事故發生在頂板來壓過程中。推 垮型事故分為三種情況，即向老塘推垮、向壁推垮及沿傾斜方向推垮。推垮動力可能來源 于直接頂板自身，也可能來源于老頂裂斷來壓的沖擊和推動力。推垮型頂板事故實現的條 件如下：直接頂與老

5、頂分界層間或復合結構的直接項分層之間出現較大的離層空間，從 而失去層向運動的磨擦阻抗能力。主要原因有支架設計阻抗能力不足，支架架設質量不高, 特別是初撐力不足，頂底板松軟，支架破項鉆底或因采用強度低的鞋帽等輔助性支護結構, 造成支架的實際支撐能力很低。直接頂或其下部分層處于四周割裂的孤立狀態，其主 要原因有老塘直接頂板冒落，直接頂板來壓或在老頂來壓強迫下沿壁裂斷，斷層等構造 切斷或回采巷道破頂掘進使直接頂在傾斜方向（垂直推進方向）被切斷。三、煤礦地質構造與煤礦頂板事故的關系1、斷裂構造與頂板事故。由于斷層的存在，使煤、巖層斷開，兩側巖塊相對位移，破壞 了煤層的連續性。斷層廣泛發育于不同構造環境

6、中，類型很多，特別是構造復雜的礦區， 其斷距、破碎帶大小不一，對圍巖破壞程度也不同，破碎帶是產生頂板事故的主要部位； 另外，常在斷層兩側出現牽引褶曲、揉皺、擠壓和破碎等現象，煤層和頂、底板中裂隙也 顯著增加，且常導致煤層厚度突增或壓薄，生產中該部位煤層暴露后容易產生冒頂事故。2、褶皺構造與頂板事故。褶皺構造是巖（煤）層在地質作用力的影響下，產生變形而形 成波狀彎曲且未失去連續性的構造形態。從地質力學分析，褶曲一般是水平擠壓力或水平 擠壓剪切力作用形成，煤層要發生塑性流動或滑動，巖層受構造應力的作用，不同部位會 產生一系列的裂隙、小斷層、節理等內部小構造。3、巖漿侵入與頂板事故。巖漿侵入不但破壞

7、了煤層的連續性和完整性，而且巖漿侵入煤 層所形成的巖體，其邊緣極不規則，在侵入體前緣的煤（巖）層中往往出現特殊的揉皺現 象，煤理紊亂，具有旋窩狀褶曲等小構造。如果沒有掌握巖漿侵入體分布的特征和接觸變 質的規律，如果支護不當，容易發生局部冒頂現象。4、煤巖組合與頂板事故。煤層的頂、底板巖層的巖石性質、厚度、結構構造、巖石強度、 含水性是煤礦生產中確定支護方式和采空區處理方法的重要依據，它們是引發頂板事故的 重要地質因素。5、頂板水導致頂板事故的發生。回采后搜巖導水裂隙帶波及的砂巖、石灰巖含水層水、 斷層水進入工作面，使巖石浸泡后軟化或裂隙活化。在復合頂板或偽頂厚的工作面，頂板 琳水可促使抽頂加速

8、發展引起胃頂事故。四、防治煤礦頂板事故的措施1、掌握地質構造和頂底板特征，做好預測預報工作。必須認真研究工作對象的地質構造 和頂底板特性，掌握其與頂板事故的內在聯系，做好預測預報工作。一是認真編制工作 面作業規程，針對工作的具體地質條件，制定詳細的地質說明書和頂板管理措施；二 是根據生產實際情況的變化，及時提出修改和補充措施；三是遇到地質條件特殊地段， 如斷層、褶曲、擠壓帶和頂板特別破碎地點，要采取與之相適應的特殊支護方式。2、及時調整采煤方法，保證合理的暴露空間和回采順序。要加強礦井地質工作和采煤方 法的研究，不斷改進，找出適合本礦山不同地質條件下的高效安全的采煤方法。要控制好 采面頂板的穩

9、定性，必須要有一個合理的開采順序，嚴格按照由里往外由上自下的開采順 序進行作業。要根據不同的地質條件和采礦方法。3、科學合理地開拓設計、布置巷道。在充分查清礦區地質條件的基礎上，井巷工程設計 過程中，要避免在地質構造線附近布置巷道，因為垂直于地質構造線方向的壓應力最大， 是巖體產生變化和破裂的主要因素。要避免在斷層、節理破碎帶、泥化夾層等地質構造軟 弱面附近布置巷道。4、強化現場管理及生產技術管理。對頂板的檢查與處理，是一項經常性而乂十分重要的 工作。技術人員要觀測摸索本礦區不同巖石巖移的規律。科學地掌握頂板情況，在構造帶 附近的井巷工程、掘進面迎頭、采煤面上下出口、切眼口，順槽三角區等地點，要制定與 之相適應的有效防范措施，加強支護。結束語近年來，隨著我國經