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浅析非煤矿山地质灾害的特征与防治措施

作者:admin 发布日期: 2020-06-03 二维码分享

非煤矿山建设工程点多线长,不同地点的地形地貌、气象水文、地质构造、岩性岩相、岩土体工程地质性质、水文地质条件、植被类型及覆盖度、土壤侵蚀强度和人类工程活动强度等地质环境条件差异较大。环境保护和灾害的防治等有关问题愈加突出,甚至直接影响和制约经济的发展,如果对地质问题没有一个明确的认识,就不可能真正实现非煤矿山安全生产的目的。如何能有效的反映非煤矿地质灾害的特征、灾害的诱发因素及如何防治非煤矿山地质灾害,是目前较为突出的一个研究问题。


一、非煤矿地质灾害危险性的主要特点

非煤矿山有两种致灾因素,地面工程引发或加剧的地面地质灾害、井下工程引发或加剧的地面地质灾害和井下灾害。这两种致灾因素相互作用,互相激发,特别是井下工程引发或加剧的地面地质灾害尤为突出。

1、灾害重复产生,持续时间长

地质灾害发生的时间和地点随工作面的推进不断移动、发生,不同地点的灾种、危害程度不同。剖面上当有两层以上的可采非煤层时,上层非煤层开采时发生的地质灾害在下层非煤层开采时将重复发生,可采非煤层越多,重复发生的次数越多,持续时间越长。

2、灾害分布集中,危险性大

井工非煤矿引发或加剧、遭受的地质灾害集中分布在开采移动角的范围内,对地面的村庄、水源、耕地等对象造成的危害程度大,危险性大。

3、多种灾害交织在一起,评估工作难度大

在评估工作中,对已有地面地质灾害需要调查与评估,预测地面建设工程引发或加剧、遭受的地质灾害,更为重要的是预测井下采掘工程引发或加剧的地质灾害,这种地面与井下引发或加剧的灾害相互交织,已有灾害与潜在灾害相互交织的局面,给评估工作带来了很大的难度。


二、非煤矿地质岩层的结构与特征分析

大多数非煤矿山都产生于大断裂带的边缘地带,因为资源是由远古时期的植物腐枝叶在地下发醇而成的。而大断裂带的边缘大多属于丘陵地貌,适合植物的生长;而且这些地方的土质很松,容易出现滑坡和泥石流,利于腐植质的发醇,容易形成肥沃的土壤。基于以上的认识,可以发现,非煤矿大多数是沉积岩,多是断层、褶曲发育地质构造。因此,通常非煤矿地质岩层的结构与特征就是沉积岩的结构及特征。


沉积岩是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一,另外两种岩石是岩浆岩和变质岩。是在地表不是太深的地方,将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物,经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用才形成的岩石。因此也称为水成岩。在地球地表,有80%的岩石是沉积岩,但如果从地球表面到17公里深的整个岩石圈算,沉积岩只占10%。沉积岩主要有石灰岩、砂岩、页岩等组成。沉积岩中所含有的矿产,占全部世界矿产蕴藏量的85%。


沉积岩的基本特点:首先是层理构造显著;其次是沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石;.后有的沉积岩具有干裂、孔隙、结核等。常见的沉积岩有:直径大于4毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩,由3毫米到0.06毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩,由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩,由方解石为其主要成分,硬度不大的石灰岩等。


三、矿井地质构造对煤矿安全生产的影响分析

1、岩层裂隙常常成为事故的隐患

顶板中出现裂隙的多少直接反映顶板整体性和坚固性。据不完全统计,在不稳定煤层顶板中,裂隙间距在0.3m以下的占70%以上,所以裂隙越发育,密度越大,即它们的间距越小,顶板的稳定性就越差,冒落的可能性就越大。事实上,很多局部冒顶事故都与裂隙息息相关。

2、矿层顶板岩性直接关系到开采的安全

岩性是影响矿层顶板稳定性及非煤矿开采安全的.基本也是.重要的因素。直接顶板岩层的组合形式对稳定性有很大影响,它是反映顶板整体性的.重要因素。如矿层直接顶板薄层状的泥岩,老顶为细砂岩,这种的组合形式也叫“复合顶板”。由于上、下软硬岩层下沉不同步,软岩层下降快,而硬岩层下降慢,从而导致软硬岩层“离层”而发生顶板事故。

3、倾角变化也是影响开采安全的—个环节

顶板岩层倾角的变化程度也反映了顶板破坏程度,—种情况是,倾角相对变化大的区域;另一种情况是相邻控制点倾角相对变化特别乱、无规律的区域。这两种情况都反映顶板岩层发生了断裂或揉皱,这样的区域要特别提防。在实践中发现,凡倾角变化大,在一块区域倾角相差20°以上,其围岩的裂隙就发育,该块段就是一块不稳定顶板易冒落的区域。

4、不稳定矿层也是影响采掘安全的因素

当矿层不稳定时,安全技术措施往往难于落实。当矿层受到构造变动时,由于岩层的岩石力学性质的差异,出现不同的形变效应,由于构造应力状态的不均衡,现场各矿常遇到的局部矿层变薄、顶板呈现小褶曲等现象,使矿层呈波浪变化,给安全开采措施落实及工人现场操作带来极大的困难。

矿层不稳定还会影响到回采循环作业。在回采工作面遇到矿包、矿沟及香肠状矿体时,难以按照规程要求的方向进行推进,更无法一次性采全厚,使顶板支护不能到位,支护质量低劣,支柱初撑力不够,迎山角无法掌握,造成顶板下沉,切顶棚柱无法按开采的需要进行切顶。同时,矿体整体性差,随时会出现大量顶板垮落,构成极大的威胁。


四、基于地质构造的非煤矿开采地质问题处理措施分析

1、立足超前查明的原则

1)必须加大超前探查的投入力度;2)地质工作必须随着采掘技术的发展,不断补充、完善、修改和更新,标准必须满足采掘方法的要求;3)综采、综掘工作面必须立足超前查明地质情况,应把握好“三前”,即:在采区巷道布置前、综采工作面安装前、采矿工作面遇构造采取措施前三个环节,及时查明地质构造的产状(断层的走向、倾向、倾角、落差和伸展方向、延展长度等);4)坚持地质工作服务生产的理念,根据采掘生产接续,超前安排地质工作。

2、优化采区、工作面设计

有效避让地质构造采区和工作面设计前应认真分析研究地质构造的特点和可靠程度,结合采掘方法和矿井生产接续等因素,提出趋利避害的设计方案,有效避让地质构造。1)设计规程必须有地质部门正式审批的地质说明书;2)根据条带开采的实际情况,应合理安排采掘工作面避开断层构造和矿层变薄区,并针对探明构造的变化情况而重新设计、布置;3)对在开采过程中遇到的断层等构造,要制定具体的实施方案、措施,进行全面的经济效益评估和方案比较,做到断层区资源回收.大化;4)认真进行工作面采后总结,查找安全生产、资源回收等存在的问题和不足,积累经验。

3、加强工作面过构造的技术研究

1)加大构造探明力度,在一条工作面顺槽揭露的断层,应在另一条顺槽揭露前超前查明其产状是否一致,其方法要靠打钻、巷探等来实现;2)加强管理,地测部门应不间断的跟踪地质构造变化情况,定期不定期的向区队和有关部门提供平、剖面图及预测资料,生产部门要认真分析研究过构造的工艺措施,确保各项技术措施落实到位;3)积极探索,大胆创新,结合实际,探索出一条为非煤矿可持续发展的地质工作之路。


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