1、主要內(nèi)容： 1、煤層厚度變化 2、地質(zhì)構(gòu)造 3、巖漿侵入煤層 4、巖溶陷落柱 5、礦井瓦斯 6、煤層頂?shù)装?7、地溫 8、地應(yīng)力,第六章影響煤礦生產(chǎn)的主要地質(zhì)因素,第六節(jié) 煤層頂?shù)装?一、煤層頂?shù)装鍖?duì)生產(chǎn)的影響 1、影響工作面的連續(xù)推進(jìn) 工作面遇斷層時(shí)，堅(jiān)硬的頂?shù)装宀焕谔繇斖诘椎姆绞酵ㄟ^(guò)斷層，工作面不得不重開(kāi)切眼。 2、頂?shù)装宓钠茐目赡軐?dǎo)致突水 華北地區(qū)下組煤的安全開(kāi)采是一個(gè)重大課題。 3、影響支護(hù) 不同類(lèi)型的頂板影響到支護(hù)的密度、支護(hù)形式。底板松軟將失去對(duì)頂板的支撐作用(支柱插入底板，即插針）。 4、影響地表沉陷程度,第六節(jié) 煤層頂?shù)装?二、煤層頂?shù)装鍡l件的研究方法,1、收集有關(guān)資料 2、

2、研究井田地質(zhì)構(gòu)造展布規(guī)律對(duì)頂板條件的影響 3、進(jìn)行采樣測(cè)試物理力學(xué)性質(zhì)，了解巖石堅(jiān)固性、可塑性、吸水率。 4、觀測(cè)頂?shù)装宓V壓數(shù)據(jù)。 5、編制頂?shù)装鍡l件類(lèi)型圖和頂?shù)装宓刭|(zhì)險(xiǎn)情分析圖 底板主要研究采動(dòng)破壞深度、機(jī)理、規(guī)律等研究。經(jīng)常采用的方法：注水法、超聲波、地質(zhì)雷達(dá)、應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)法。國(guó)內(nèi)在底板破壞研究方面占有領(lǐng)先水平。,三、常見(jiàn)的頂板底板事故,第六節(jié) 煤層頂?shù)装?回采工作面常見(jiàn)頂板事故是冒頂事故。 采動(dòng)對(duì)底板破壞作用 （1）應(yīng)力狀態(tài)的改變。當(dāng)工作面從開(kāi)切眼開(kāi)始回采之后，采面圍巖應(yīng)力將發(fā)生變化。隨著工作面的推進(jìn)，煤層底板前方處于支承壓力作用而壓縮。工作面推過(guò)后，應(yīng)力釋放，底板處于膨脹狀態(tài)。隨著頂板

3、的冒落，采空區(qū)冒落矸石的壓實(shí)，工作面后方一定距離的底板以恢復(fù)到原巖應(yīng)力狀態(tài)。由于工作面是在不斷推進(jìn)的過(guò)程中，所以，底板處于壓縮膨脹再壓縮的狀態(tài)。而在壓縮與膨脹變形的過(guò)渡區(qū)，底板最易發(fā)生破壞。 （2）結(jié)構(gòu)面的再擴(kuò)展。 （3）采動(dòng)裂隙帶的形成。,第六節(jié) 煤層頂?shù)装?四、煤層頂?shù)装鍡l件分類(lèi) 1997年2月1日實(shí)施的“緩傾斜煤層采煤工作面頂板分類(lèi)”方案。 1、直接頂分類(lèi) 依據(jù)直接頂初次垮落平均距、參考頂板巖性和節(jié)理發(fā)育情況、分層厚度及巖石單向抗壓強(qiáng)度等，將直接頂劃分為四類(lèi)。,第六節(jié) 煤層頂?shù)装?2、基本頂（老頂）分類(lèi) 3、偽頂分類(lèi) 4、煤層底板分類(lèi) （略）參考書(shū)P205-206）,主要內(nèi)容： 1、煤層

4、厚度變化 2、地質(zhì)構(gòu)造 3、巖漿侵入煤層 4、巖溶陷落柱 5、礦井瓦斯 6、煤層頂?shù)装?7、地溫 8、地應(yīng)力,第六章影響煤礦生產(chǎn)的主要地質(zhì)因素,第七節(jié) 地溫,一、引起煤礦地溫異常的因素 1、大地構(gòu)造位置：地殼穩(wěn)定類(lèi)型 2、巖石的導(dǎo)熱性：,巖漿巖、石灰?guī)r導(dǎo)熱性強(qiáng)，傳熱快地溫低異常。 泥巖、頁(yè)巖、煤導(dǎo)熱性差，傳熱慢地溫高異常。 煤系蓋層厚，地表水補(bǔ)給條件差，這樣地區(qū)地溫較高。,3、礦區(qū)基底起伏（一定深度范圍內(nèi)）,基底隆起區(qū)古老巖系研性致密導(dǎo)熱率高，熱流在隆起區(qū)域匯集形成高異常。,4、深大斷裂,通達(dá)上地幔，深大斷裂是深部熾熱物質(zhì)上升通道。,5、地下水活動(dòng),6、局部熱源影響,（1）巖漿侵入體余熱： （

5、2）放射性元素的富集： （3）硫化礦床的氧化熱：近地表處的硫化礦床，氧化生熱是個(gè)不可忽視的局部熱源。,7、人為因素：通風(fēng)、排水,第七節(jié) 地溫,二、我國(guó)礦區(qū)的地?zé)犷?lèi)型,1、基底抬高型：熱流值高，地溫偏高，出現(xiàn)熱害。,2、基底沉陷型：熱流值低，不會(huì)出現(xiàn)熱害。,3、深大斷裂型：熱流值高，有熱水涌出。,4、地下水活動(dòng)強(qiáng)烈型：地溫低，千米內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)熱害。,5、深循環(huán)熱水型：局部熱異常，局部有熱水涌出。,6、硫化物氧化型：局部熱異常。,第七節(jié) 地溫,三、降溫措施 我國(guó)的礦山安全條例規(guī)定：井下工人作業(yè)地點(diǎn)的空氣溫度，不得超過(guò)28，超過(guò)時(shí)應(yīng)采取降溫和其他保護(hù)措施。同時(shí)煤礦安全規(guī)程規(guī)定：采掘工作面的空氣溫度不超

6、過(guò)26，機(jī)電硐室的空氣溫度不得超過(guò)30，空氣溫度超過(guò)時(shí)，要采取降溫措施。 改善礦內(nèi)氣候條件的措施很多，歸納起來(lái)有兩個(gè)方面： 一為非人工制冷措施，即礦井通風(fēng)；一般來(lái)說(shuō)，在地溫31以上、37以下時(shí)，可能產(chǎn)生熱害，但這種熱害一般通風(fēng)方法（即：非人工風(fēng)流的措施）就可以解決。 二為人工制冷來(lái)冷卻風(fēng)流的措施，也稱(chēng)為礦井空氣調(diào)節(jié)；在地溫達(dá)到37以上的地區(qū)，一般來(lái)說(shuō)，單靠加強(qiáng)通風(fēng)降低溫度難以達(dá)到目的，應(yīng)考慮采用人工制冷降溫系統(tǒng)。,第七節(jié) 地應(yīng)力,地應(yīng)力是指地殼巖體中，在未受人為擾動(dòng)的天然狀態(tài)下所具有的內(nèi)應(yīng)力，亦稱(chēng)現(xiàn)代應(yīng)力或原始地應(yīng)力，巖石力學(xué)中稱(chēng)原巖應(yīng)力。按成因可劃分為自重應(yīng)力、構(gòu)造應(yīng)力和側(cè)限應(yīng)力。 在礦體沒(méi)

7、有開(kāi)采之前，巖體處于平衡狀態(tài)。當(dāng)?shù)V體開(kāi)采后，形成了地下空間，破壞了巖體的原始應(yīng)力，引起巖體應(yīng)力重新分布，并一直延續(xù)到巖體內(nèi)形成新的平衡為止。在應(yīng)力重新分布過(guò)程中，使圍巖產(chǎn)生變形、移動(dòng)、破壞，從而對(duì)工作面、巷道及圍巖產(chǎn)生壓力。通常把由開(kāi)采過(guò)程而引起的巖石移運(yùn)動(dòng)對(duì)支架?chē)鷰r所產(chǎn)生的作用力，稱(chēng)為礦山壓力。,一、概念,第七節(jié) 地應(yīng)力,初次壓力：當(dāng)壓力達(dá)到某一極值時(shí)，作用于支架上的壓力 周期性地壓：周期性來(lái)壓時(shí)作用于支架上的壓力稱(chēng)為周期性地壓。 動(dòng)壓：在周期性來(lái)壓和初次來(lái)壓時(shí)都表現(xiàn)為工作面頂板的激烈下沉，因而把初次地壓和周期性地壓統(tǒng)稱(chēng)為動(dòng)壓 靜壓：平衡時(shí)的壓力。,第七節(jié) 地應(yīng)力,二、影響礦山壓力的主要因素

8、 （1）煤、巖層的物理力學(xué)性質(zhì) 彈性模量大的巖體有利于礦山壓力的積累 （2）地質(zhì)構(gòu)造 斷層、褶皺等構(gòu)造盈利集中的地段，就是礦山壓力顯現(xiàn)的地段。 （3）水文地質(zhì)條件 水的參與降低了巖石力學(xué)性質(zhì)，降低研究強(qiáng)度，導(dǎo)致圍巖的變形和破壞。 （4）瓦斯 瓦斯突出是沖擊地壓的一種表現(xiàn)形式。,地壓表現(xiàn)特征,（一）頂壓 1煤層頂板的巖石 2不同巖性頂壓的表現(xiàn)特征：煤層頂板為易冒落的松軟巖時(shí)，一般不會(huì)發(fā)生大面積來(lái)壓和切頂事故。 中等冒落性頂板：隨著懸露面積增大，老頂壓力增大，到一定限度后老頂冒落。 難冒落和極難冒落的堅(jiān)硬頂板：隨著開(kāi)采面積的增大，頂壓不斷增加，增大到一定程度可形成大面積來(lái)壓。 3大面積來(lái)壓的表現(xiàn)特

9、征： 大面積來(lái)壓的過(guò)程是，頂板彎曲下沉，壓迫煤柱或支架，產(chǎn)生炸幫和折裂現(xiàn)象，造成脫巖、破裂，最后導(dǎo)致頂板的大面積冒落。 大面積的冒落的征兆是： （1）頂板急劇下沉； （2）頂板斷裂； （3）底板隆起； （4）產(chǎn)生超前壓力； （6）工作面的壓力增大。 （二）側(cè)壓 側(cè)壓的大小主要取決于該巷道的頂壓和深度，頂?shù)膲毫τ?，巷道至地表的距離愈大，則該巷道的側(cè)壓愈大；反之則小。,（三）底壓 引起底板隆起的原因有： A 、巨大的頂板壓力經(jīng)兩幫傳至底板使底板產(chǎn)生隆起現(xiàn)象； B、煤層下部有高壓含水層時(shí)，當(dāng)水的壓力等于或大于底板巖石的強(qiáng)度時(shí)常產(chǎn)生底板的隆起現(xiàn)象； C、底板巖石吸水后巖體膨脹而引起底板的隆起。 三、

10、地壓活動(dòng)觀測(cè) 1、常規(guī)工作面地壓活動(dòng)的觀測(cè)； 2、大面積采空區(qū)的地壓活動(dòng)的觀測(cè)； 四、地壓的處理 各種壓力的處理情況，選擇將巷道開(kāi)掘在什么巖層中，以及巷道的形狀、支護(hù)方式和材料等，并根據(jù)頂壓情況選擇采煤方法和頂板管理方式等。,礦山壓力顯現(xiàn),礦山壓力顯現(xiàn)是礦山壓力作用的結(jié)果和外部表現(xiàn)，是在礦山壓力作用下所引起的一系列力學(xué)現(xiàn)象，如： （1）頂板下沉和垮落、 （2）底板鼓起、片幫、 （3）支架變形和損壞、 （4）充填物下沉壓縮、 （5）煤巖層和地表移動(dòng)、 （5）露天礦邊坡滑移、 （6）沖擊地壓、 （7）煤與瓦斯突出等現(xiàn)象。,第六章書(shū)面作業(yè),指出你所在礦區(qū)影響生產(chǎn)的主要地質(zhì)因素，并以實(shí)例簡(jiǎn)單論述其危害及其治理措施。 要求： 1、作業(yè)紙上作答，不要用作業(yè)本。 2、無(wú)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)，可查找一些資料，論述某一礦區(qū)或礦井。,思 考 題,1、礦井地質(zhì)構(gòu)造劃分依據(jù)有哪些？ 2、礦井?dāng)鄬拥亩糠诸?lèi)方案。 3、褶曲的判斷與觀測(cè)有哪些內(nèi)容，應(yīng)注意什么問(wèn)題？ 4、巷道遇斷層以前可能什么征兆？ 5、礦井?dāng)鄬拥挠^測(cè)內(nèi)容？ 6、斷失翼煤層的尋找方法？ 7、礦井構(gòu)造如何預(yù)測(cè)？ 8、平巷過(guò)斷層。 9、煤層的觀測(cè)內(nèi)容？ 10、厚煤層和煤厚