巩仁祥
黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司富力煤矿黑龙江鹤岗154100
摘要：在煤矿掘进作业过程中，经常遇到小地质构造，如果不引起足够的重视，会导致掘进安全事故，影响井下开采作业的人身安全。本文对煤矿作业的危险因素进行分析，针对小地质构造中的安全隐患进行探讨，提出一些积极有效的处理措施，希望能够有效减少小地质煤矿作业过程的危险性。
关键词：煤矿掘进作业；小地质构造；影响分析
引言
煤矿掘进过程中，经常会遇到小地质构造，如果不引起足够的重视，容易导致垮落安全事故或者是顶板坍塌安全事故的发生，对井下作业人员生命安全带来严重的威胁。在煤矿掘进过程中，煤矿企业要针对掘进巷道的具体地质情况，分析煤矿掘进过程中存在的各种不安全因素，掌握小地质构造对于煤矿掘进作业的影响情况，制定严格的作业规程，采取有效的措施，才能确保煤矿掘进作业安全。
1煤矿掘进中主要的小地质构造类型
小地质构造其实指的是较小程度的岩层因为受到挤压而弯曲变形，多个变形位置相邻则形成褶皱。这种构造种类繁多，在此将要提及的有三大种类，分别为小型断层、褶皱及组合煤层顶板，下面我们分别对其展开介绍。
1.1小断层构造
煤矿掘进施工时，常会出现小断层构造，小断层出现的标志主要有：（1）煤层顶底板岩层发生一定的位移；（2）顶底板岩层发生显著变化；（3）煤层厚度变化，不断向尖灭趋势发展，直至煤层消失!在煤矿掘进施工过程中，常出现落差在4.5m之内的小断层，其中很多小断层为逆断层，有的逆断层倾角相对较大，给掘进过程中巷道支护带来较大的困难。该断层在掘进施工的扰动作用下，极易导致巷道支护结构失稳。煤矿井下岩层承受的载荷相对较大，应力集中，导致岩层时常出现局部破裂问题。
1.2褶皱
岩石不同层面因为受到各种作用力而发生形状变化，煤层顶板常出现这种情况，这在煤矿行业叫做褶皱，它是指岩石下沉聚积或凝固冻结后因受力作用而在岩石内形成弯曲的拱或槽，常见的表现形式有三种:煤层顶板出现弯曲变形、小型的向前倾斜(向型)、向后部倾斜(背型)。褶皱的弯曲一面是往上面弯曲的，两侧互相朝着相反的方向倾斜，这种情况就是背形;褶皱的弯曲一面向下，两侧朝着相对的方向倾斜，这叫做向形。如果褶皱中的各个岩层间的时代顺序比较明晰，则背斜是较老岩层中处于中心的褶皱;向斜是比较新色的岩层处于核心的褶皱。通常情况下，背斜呈现背形，向斜呈现向形，它们是褶皱的两种基本形式。通常煤层顶板发生变形是没有规律的，而且范围不小。煤层弯曲变形会影响煤井下正常的作业环境，严重的情况会导致煤层顶板上冒，是一个巨大的安全隐患。褶皱主要是因为挤压应力的作用而产生的，如放一本书在桌上，然后从两边用力推挤，书就会被拱立起来，这就是大多数褶皱形成的原理机制，而断层则不管是在张应力，还是在挤压应力作用下都可以形成，只不过，张应作用力下产生的是正断层，挤压应力作用之下产生的是逆断层，总而言之，断层和褶皱的区别从外观上来看就是是否存在地层错断，但是有时候，在断层处也可以形成小的褶皱，如果断裂之后的地层再受到挤压力的作用，那么就会在断层的上下盘处产生小小的褶皱。
1.3组合煤层顶板
煤层顶板结构复杂，成分众多，包括旧顶、假顶与直接顶三种。通常煤层顶板的组成成分中都含有薄煤线，它的位置处在直接顶与假顶中间。当多股薄煤线镶嵌在薄岩层互层之中，就产生了组合煤层顶板，它是不利的存在，因为它可能影响煤井中通道的稳定性，也称它为复合顶板或离层型顶板，从它的本质属性上说，它是混合了岩性和岩石的力学性的特殊的直接顶，即煤层上部直接顶是总厚度为0.5m-3m左右并且容易和上部岩层分离的岩层，而将它的上部岩层叫作硬岩层。下部软岩层可能是一个整层，也可能是几个分层组合而成的分层组。软岩层与硬岩层只是一个生动形象的说法，它们实际上是指在采动过后，下部岩层因岩石的强度比较低，或因为分层比较薄弱，弯曲度比上部岩层大，向下弯曲得很多，而且上下部岩层之间缺少一定的粘合性，所以，在下部岩层与上部岩层中间就产生了离层。近几年来，发生的冒顶事故中，复合顶板冒顶事故占有相当大的比重，所以组合煤层顶板是需要重点注意的小断层类型，煤矿作业相关人员一定要引起高度重视。
2小地质构造对掘进和采煤的影响
2.1回采时突发冒顶现象，有可能造成倒架的危险
若是小地质构造未能及时发现，在煤炭回采时，煤层顶板在局部应力和压力的双重作用下，就会产生部分的破碎或是变形，这时非常容易出现局部冒顶。在放顶煤的时候，煤层顶板压力太大，就有可能导致局部坍塌，造成煤层支架部分悬空，很有可能发生倒架，这对于工人、设备都会造成很严重的危害。
2.2掘进时突发冒顶现象，有可能发生爆炸
若是小地质构造未能被及时发现，在煤矿掘进的时候，对前方煤层影响范围一般会达到30m，这时就非常容易出现局部冒顶，在巷道中间存留大量的瓦斯，若是瓦斯的压力突然因采掘活动发生急剧的变化，就容易发生爆炸，造成十分严重的后果。
3预防方法
3.1回采时突发冒顶的征兆和预防
回采时突发冒顶现象的前期征兆较为明显，如:煤层顶板突然出现大量裂缝，而且裂缝存在不断增多和扩大的现象;顶板原有裂缝内发现活研石，同时出现研石脱落、石渣脱落的情况;顶板和煤层之间存在研石并且脱落，淋水突然加大等等。为防止回采时突发冒顶导致倒架，在回采的过程中，尽量要采用浅截深割法，每次截煤的深度要控制在半米以下;在割煤完成之后，一定要减少采煤机顶的距离，或者及时移开支架，或者做临时支护工作;输送机换位的时候，要严格遵守规定，尽量使空顶时间减少，移动输送机的时候加装临时支柱，若发现顶板碎裂，一定要安装托板，然后再进行移动。
3.2掘进时突发冒顶的征兆和预防
掘进时突发冒顶现象的前期征兆也较为明显，如:煤层顶板突然出现大量裂缝，而且裂缝存在不断增多和扩大的现象;敲击顶板时声音出现异常;顶板原有裂缝内发现活研石，同时出现研石脱落，石渣脱落的情况;顶板出现淋水滴落的情况等等。为了防止掘进时突发冒顶现象导致的爆炸危险，在掘进的过程中，要保证迎头、巷帮和顶板支护的一致性，杜绝延后现象的发生，支护材料的规格必须符合实际情况和国家规定，不要为了节约成本而降低支护材料的质量;对于矿压的检测要做到次数多、精确度高。
结束语
煤矿地质条件存在的小地质构造状况相对复杂，主要有小断层、小褶皱以及复合顶板等，通过对煤矿小地质构造对掘进作业的影响分析，采取有效的施工技术措施了能够为施工现场支护提供更为可靠的保证，保障采掘作业的安全性。
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