煤矿生产与顶板灾害防治

煤矿生产与顶板灾害防治一、煤矿生产

（一）煤的形成

煤是由古代植物遗体变化而成的。在矿区煤层和顶底板岩层中经常见到植物枝叶等化石。煤的形成过程大致分为三个阶段。

1、泥炭化阶段

该阶段是由植物遗体变成泥炭的阶段。在古代泥炭沼泽中，植物生长十分茂盛。植物不断地繁殖、生长和死亡，其遗体倒在水中，被水淹没而隔绝了空气，不断聚积加厚；同时又不断分解、化合，形成了泥炭。

2、煤化阶段该阶段是由泥炭变成褐煤的阶段。泥

炭层形成以后，

由于地壳下降，被泥沙等沉积物复盖掩埋，在压力和地热的作用下，泥炭层开始脱水、压紧，体积缩小，密度和硬度增加，碳含量逐渐

增加，氧含量进一步减小，从而形成褐煤。

3、变质阶段

该阶段是由褐煤变成无烟煤的阶段。褐煤形成以

后，

如果地壳继续下沉，则在温度和压力更大的条件下，褐煤内部成份将进一步变化，最终变成了烟煤，烟煤继续变质就形成了无烟煤。

（二）煤的埋藏特征

1、煤层结构

根据煤层中有无夹石层，可把煤层分为简单和复杂结构两种。简单结构煤层不含夹石层；复杂结构煤层含夹石层。夹

石层有的为一层，有的有多层，而且夹石层厚度也不一样。

2、煤层厚度

煤层厚度是指煤层顶底板之间的垂直距离。煤层厚

度差别很大，从几厘米，到几十厘米，有的厚达几十米，甚至百余米。根据采煤方法的需要，将煤层厚度分为三类：

（1）薄煤层：煤层厚度小于 1.30 米。

（2）中厚煤层：煤层厚度在 1.30-3.50 米

（3）厚煤层：煤层厚度大于 3.50 米。

在生产工作中，习惯将厚度在 6 米以上煤层称为特厚煤层。

3、煤层倾角

煤层倾角是指煤层倾斜面相对水平面的夹角。根据煤层倾角大小将煤层分为四类：

1）近水平煤层：煤层倾角小于8 度。

2）缓倾斜煤层：煤层倾角在8-25 度。

3）倾斜煤层：煤层倾角在25-45 度。

4）急倾斜煤层：煤层倾角在于45 度。

三）煤层顶底板

位于煤层上面的岩层称为顶板，煤层下面的岩层称为底板。

煤层顶板自下而上分为伪顶、直接顶和基本顶；

煤层底板自上而下分为直接底和基本底

煤层顶底板岩性及赋存条件与顶板安全管理关系十分密切。顶板破碎容易冒顶；顶板过于坚硬，放顶时不冒落，采煤工作面形成很大的压力，常常将工作面摧垮，使附近巷道塌冒，甚至造成矿毁人亡。对这些特殊的顶板必须采取有效的技术措施，确保顶板安全。

（四）地质构造

煤层形成以后，由于受到地壳运动作用力的结果，使其形态发生变化，形成多种多样的地质构造。煤田地质构造主要有以下三大类。

1、单斜构造

单斜构造就是在一定范围内，煤层大致向同一方向倾斜。煤层倾斜的方向称为倾向；煤层倾斜面与水平面的交线方向称为走向。

2、褶皱构造

褶皱构造指的是煤层因受地壳运动的作用力，被挤成弯弯曲曲的状态，但仍保持完整性。其中每一个弯曲部分称为“褶皱构造”，褶曲又分为背斜和向斜。背斜指的是煤层向上凸起的褶曲；向斜指的是煤层向下的褶曲。

3、断裂构造

断裂构造就是煤层因受地壳运动的作用力而遭到断裂，失去了原来的连续完整性。断裂构造又可分为裂隙和断层。

裂隙指的是断裂面两侧的煤层没有发生显著的错

动。

断层指的是断裂面两侧的煤层已经发生了显著的错动。

断层对采掘安全影响极大。

断层根据断裂面两侧煤层错动的方向分为三种类型

上盘相对下降，下盘相对上升。

（1）正断

层：

（2）逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降。

3）平移断层：两侧煤层沿断层面做水平移动

五）巷道掘进

为了开采地下煤炭，需要从地面向地下开掘一系列巷道通达煤层。巷道通达煤层以后，需要形成采煤工作面，才能对煤炭进行开采。开采出来的煤炭需要运到井底，然后由井底提升到地面。这些环节涉及到矿井一系列系统，如开拓系统、采煤系统、运输提升系统和通风系统、供电系统、防排水系统等。（详见掘进工艺）

（六）工作面回采

采煤的基本工序是：破煤、装煤、运煤、支护和回柱放顶。

由于使用的采煤工艺和支护设备不同，采煤工作面分为三种类型：