煤层顶板稳定性地质因素分析研究

显 然 ． 性 坚 硬 、 体 性 又 好 的 顶 板 是 不 冒落 的 。 往 岩 整 但 往 顶 板 中都 存 在 各 种 不 同 的 薄 弱 面 其 中 最 为 糟 糕 的 情 况
是 ． 主 采 煤 层 之 上 存 在 不 稳 定 的 薄 煤 层 薄 煤 层 构 成 了上 在
下 岩 体 相 联 结 的 软 弱 面 ． 整 个 顶 板 岩 体 完 整 性 变 差 开 采 使
２４ 地 质 构 造 ．
性 不 同 ． 抗 压 强 度 就 截 然 不 同 但 同 一 岩 性 岩 层 的 抗 压 强 其
时 ． 岩 体 抗 弯 能 力 可 增 加 ８倍 则 所 以 ． 层厚 度越 大 ， 分 直 接顶板 越不容易 弯曲变形 ． 稳定 性越好 据不 完全统计 ． 其 存
不 稳 定 顶 板 中 ． ．～ ． 分 层 厚 度 占 ６ ％ ０ １ ０３ ｍ ７
ｌ 煤 层Hale Waihona Puke Baidu顶 板 稳 定 性
众 所 周 知 ． 煤 矿 ． 顶 板 岩 层 变 形 和 垮 落 难 易 程 度 以 在 据
煤 层 顶 板 稳 定 性 研 究 有 许 多 成 果 ． 本 上 是 以 采 矿 专 业 基 为 主 。 实 ． 板 的 稳 定 性 是 综 合 因 素 造 成 的 结 果 。 然 影 响 其 顶 虽
煤层直接顶 板不稳定 的冈素有 很多 ． 最 为本质最 为重要 的 但 是 地 质 条 件 的 差 异 只 有 深 入 地 研 究 煤 层 直 接 顶 板 的地 质 影
煤层顶板稳定性地质 因素分析研 究
韩 世 建
（ 建 省 华 厦 建 筑设 计 院 福 建福 ｌ ３ ０ ０ ） 福 ｉ ５ ０ ４ ，
摘 要 煤 层 顶 板 的 安 全 性 关 键 是 直接 顶 板 的 稳 定 性 ； 直接 顶 板 的稳 定 性 关键 是 其 地 质 条 件 的 差 异 。 分 析 研 究 地 质 因 素 对 直 接 顶 板 稳 定性 的 影 响 ， 出 目前 存 在 的 和 期 待 解 决 的 问 题 。 提
关 键 词 顶 板 稳 定性 地 质 条 件
中 图分 类号 ： Ｕ １ ．２ Ｔ ４ ３６
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ２ ９ ６ （０ ００ — １ ３ ０ １ ７ — ０ ４２ １ ）４ ０ ２ — ３
的 却 是 顶 板 分 层 厚 度 如 果 将 顶 板 岩 层 视 为 梁 ． 悬 壁 梁 的 则 抗 弯 能 力 与 分 层 厚 度 的 ３次 方 成 正 比 ． 即 分 层 厚 度 大 ２倍
及 岩 性 和 厚 度 特 征 ， 将 煤 层 顶 板 分 为 伪 顶 、 接 顶 和 老 顶 可 直
３种 煤 层 顶 板 稳 定 性 是 指 煤 被 采 出 后 ． 顶 板 允 许 暴 露 的 其
面积 和时间…
据 统 计 ． 矿 冒顶 事 故 ７ ．％发 生 在 采 煤 工 作 面 其 实 煤 ７５
是 地 质 人 员 缺 乏 ． 对 直接 顶 板 地 质 条 件 研 究 不 够 ， 究 不 或 研 深 ． 有 从 根 基 上 抓 住 主要 矛 盾 对 症 下 药 而 造 成 的 没
１ ～ ．ｍ 时 ． 主 采 煤 ． ３Ｏ ８
层 的 顶 板 稳 定 性 最
差。
图 １ 煤 层 顶 板 中软 硬 岩 层 之 间 离 层 示 图 （ 毕 华照 ， ９ ２ 据 １９ ） ｌ 煤 层 ；－ 顶 ；－ 线 ；－ 顶 一 ２软 ３煤 ４硬
２ ． 煤 层 顶 板 中存 在 的 薄 弱 面 ３
不 管 冒顶 发 生 在 哪 里 ．无 论 是 在 采 煤 工 作 面 还 是 掘 进 巷 道 ． 大 量 事 实 表 明 ． 乎 所 有 的 冒顶 都 是 直 接 顶 突 然 垮 落 而 造 成 几
的 。 以 ． 接 顶 板 的 稳 定 性 是 最 为 关 键 的 ， 要 直 接 顶 是 稳 所 直 只 定 的 ． 么 采 煤 工 作 面 和 掘 进 巷 道 就 是 安 全 的 那
沿 层 理 面 易 出 现 离 层 而 发 生 冒 顶 层 理 越 发 育 ， 顶 板 岩 层 其
的 整 体 性 越 差 ． 易 发 生 冒 落 如 贞 岩 的 整 体 性 比厚 层 泥 岩 越
就 差 得 多 ． 者 易 破 碎 ， 后 者 则 稳 固些 。 一 般 认 为 ， 理 面 前 而 层 光 滑 的 水 平 层 理 比 层 理 面 粗 糙 不 平 的 斜 层 理 或 波 状 层 理 更 易 发 生 离 层 ：因 岩 性 变 化 形 成 的 层 理 比 由顺 层 分 布 植 物 碎 片 、 核 形 成 的层 理 更 易 发 生 离 层 。 结
时 ． 煤 层 很 容 易 与 其 上 部 坚 硬 顶 板 发 生 离 层 ． 与 其 下 部 薄 而 岩 层 一 起 垮 落 造 成 冒 顶 事 故 （ １ 如 山 东 省 新 汶 某 矿 ２ 煤 图 ）
层 （ 采 煤 层 ） 上 有 主 之
一
２ 煤 层 顶 板 稳 定 性 的 地 质 因 素 分 析 研 究
层 厚 约 ０４ 的 不 稳 ．ｍ
～ ～
定 薄 煤 层 当 薄 煤 层
与 下部 ２ 煤 层 相 距
ｎ
源～
环一
响 冈 素 ． 是 解 决 煤 层 开 采 中 防 治 冒顶 的关 键 。 目前 有 的 才 ］ 煤 矿一 其 是 地 方 煤 矿 ） （ 尤 冒顶 频 繁 ， 连 出 事 ， 根 本 原 因 就 连 其
多 年 研 究 认 为 ． 响煤 层 直 接 顶 板 稳 定 性 的地 质 因 素 主 影
要 有以下几个 方面 ：
顶 板 岩 层 中 的 层
理 面 其 实 也 是 一 种 薄 弱面 ． 顶 板 悬 空时 ． 当
２１ 煤 层 顶 板 岩 性 ． 岩 性 是 影 响 煤 层 直 接 顶 安 全 性 的 最 基 本 的也 是 最 重 要 的 因 素 煤 层 顶 板 岩 性 几 乎 全 为 沉 积 岩 ， 少 数 为 火 成 岩 极 岩