浅谈地质条件回采工作面顶板稳定性的影响

浅谈地质条件回采工作面顶板稳定性的影响

【摘 要】对煤层直接顶板稳定性进行分析,考虑了岩石单向抗压强度以及裂隙发育密度和分层厚度。煤层直接顶板稳定程度的差异,其根本原因在于地质条件的差异,煤层顶板的岩性,是影响煤层顶板稳定性的重要的因素。只有深入研究煤层顶板的地质条件,是管理好回采工作面煤层顶板的关键。

【关键词】地质条件;构造;煤层顶板稳定性

在煤层未采动前,岩体内应力处于平衡状态。采动后岩体的平衡状态受到破坏,造成了围岩变形,回采工作面的顶板下沉和垮落、支架变形和破坏等,给回采工作面的顶板管理造成很大的困难。如何管理好回采工作面的顶板,那么必须从地质条件对煤层顶板的影响进行细致分析和研究,掌握其规律。

1. 煤层顶板岩性

岩性是影响煤层顶板稳定性的重要的因素。煤层顶板岩性几乎都是沉积岩层,岩性的不同,其抗压强度也不同。

同一岩性,抗压强度变化的范围很大,同是砂岩,但矿物成分的比例、胶结成分、胶结类型不同,它们的抗压强度显然也不同。岩性在直接顶板分类中起着至关重要的作用。一般地说,泥岩、页岩和砂质页岩之类多为中等稳定顶板,而砂岩则几乎都为稳定顶板。

造成顶板不稳定的岩性往往是薄层的泥质岩。如龙湖矿一采区的36号煤层顶板,为不稳定或为中等稳定顶板。直接顶板岩层的组合形式对稳定程度有很大影响,它是反映顶板整体性的最重要因素,这种组合形式即“复合顶板”。复合顶板一般由下软上硬的不同岩性的岩层组成。由于上、下软硬层的下沉不同步,软层快而硬层慢,从而导致软硬岩层“离层”,有的顶板中间夹有一层煤线或软弱岩层。

有些顶板岩层组合中夹有砂岩透镜体,在这种情况下,透镜体很容易剥离而发生冒落,尤其是透镜体的边缘部位。值得重视的是,许多直接顶板中的薄层的冒落,砂岩的冒落比起泥岩来说都要厉害,往往呈大块岩体下落。

2. 煤层顶板厚度

直接顶板的厚度一般为2m 左右,但是影响岩体强度的是分层厚度。

层理面其实也是一种弱面,当顶板悬空时,沿层理面易出现离层而发生顶板冒落。层理越发育,其顶板的整体性越差,因而易发生冒落。如页岩的整体性比起厚层状的泥岩就要差得多,前者易破碎,而后者就明显要好些。层面光滑的水平层理比层面粗糙不平的斜层理或波状层理易产生离层,岩性变化形成的层理比

浅谈地质条件回采工作面顶板稳定性的影响

【摘 要】对煤层直接顶板稳定性进行分析,考虑了岩石单向抗压强度以及裂隙发育密度和分层厚度。煤层直接顶板稳定程度的差异,其根本原因在于地质条件的差异,煤层顶板的岩性,是影响煤层顶板稳定性的重要的因素。只有深入研究煤层顶板的地质条件,是管理好回采工作面煤层顶板的关键。

【关键词】地质条件;构造;煤层顶板稳定性

在煤层未采动前,岩体内应力处于平衡状态。采动后岩体的平衡状态受到破坏,造成了围岩变形,回采工作面的顶板下沉和垮落、支架变形和破坏等,给回采工作面的顶板管理造成很大的困难。如何管理好回采工作面的顶板,那么必须从地质条件对煤层顶板的影响进行细致分析和研究,掌握其规律。

1. 煤层顶板岩性

岩性是影响煤层顶板稳定性的重要的因素。煤层顶板岩性几乎都是沉积岩层,岩性的不同,其抗压强度也不同。

同一岩性,抗压强度变化的范围很大,同是砂岩,但矿物成分的比例、胶结成分、胶结类型不同,它们的抗压强度显然也不同。岩性在直接顶板分类中起着至关重要的作用。一般地说,泥岩、页岩和砂质页岩之类多为中等稳定顶板,而砂岩则几乎都为稳定顶板。

造成顶板不稳定的岩性往往是薄层的泥质岩。如龙湖矿一采区的36号煤层顶板,为不稳定或为中等稳定顶板。直接顶板岩层的组合形式对稳定程度有很大影响,它是反映顶板整体性的最重要因素,这种组合形式即“复合顶板”。复合顶板一般由下软上硬的不同岩性的岩层组成。由于上、下软硬层的下沉不同步,软层快而硬层慢,从而导致软硬岩层“离层”,有的顶板中间夹有一层煤线或软弱岩层。

有些顶板岩层组合中夹有砂岩透镜体,在这种情况下,透镜体很容易剥离而发生冒落,尤其是透镜体的边缘部位。值得重视的是,许多直接顶板中的薄层的冒落,砂岩的冒落比起泥岩来说都要厉害,往往呈大块岩体下落。

2. 煤层顶板厚度

直接顶板的厚度一般为2m 左右,但是影响岩体强度的是分层厚度。

层理面其实也是一种弱面,当顶板悬空时,沿层理面易出现离层而发生顶板冒落。层理越发育,其顶板的整体性越差,因而易发生冒落。如页岩的整体性比起厚层状的泥岩就要差得多,前者易破碎,而后者就明显要好些。层面光滑的水平层理比层面粗糙不平的斜层理或波状层理易产生离层,岩性变化形成的层理比


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