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淺析非煤礦山地質災害的特征與防治措施

作者:admin 發布日期: 2020-06-03 二維碼分享

非煤礦山建設工程點多線長,不同地點的地形地貌、氣象水文、地質構造、巖性巖相、巖土體工程地質性質、水文地質條件、植被類型及覆蓋度、土壤侵蝕強度和人類工程活動強度等地質環境條件差異較大。環境保護和災害的防治等有關問題愈加突出,甚至直接影響和制約經濟的發展,如果對地質問題沒有一個明確的認識,就不可能真正實現非煤礦山安全生產的目的。如何能有效的反映非煤礦地質災害的特征、災害的誘發因素及如何防治非煤礦山地質災害,是目前較為突出的一個研究問題。


一、非煤礦地質災害危險性的主要特點

非煤礦山有兩種致災因素,地面工程引發或加劇的地面地質災害、井下工程引發或加劇的地面地質災害和井下災害。這兩種致災因素相互作用,互相激發,特別是井下工程引發或加劇的地面地質災害尤為突出。

1、災害重復產生,持續時間長

地質災害發生的時間和地點隨工作面的推進不斷移動、發生,不同地點的災種、危害程度不同。剖面上當有兩層以上的可采非煤層時,上層非煤層開采時發生的地質災害在下層非煤層開采時將重復發生,可采非煤層越多,重復發生的次數越多,持續時間越長。

2、災害分布集中,危險性大

井工非煤礦引發或加劇、遭受的地質災害集中分布在開采移動角的范圍內,對地面的村莊、水源、耕地等對象造成的危害程度大,危險性大。

3、多種災害交織在一起,評估工作難度大

在評估工作中,對已有地面地質災害需要調查與評估,預測地面建設工程引發或加劇、遭受的地質災害,更為重要的是預測井下采掘工程引發或加劇的地質災害,這種地面與井下引發或加劇的災害相互交織,已有災害與潛在災害相互交織的局面,給評估工作帶來了很大的難度。


二、非煤礦地質巖層的結構與特征分析

大多數非煤礦山都產生于大斷裂帶的邊緣地帶,因為資源是由遠古時期的植物腐枝葉在地下發醇而成的。而大斷裂帶的邊緣大多屬于丘陵地貌,適合植物的生長;而且這些地方的土質很松,容易出現滑坡和泥石流,利于腐植質的發醇,容易形成肥沃的土壤?;谝陨系恼J識,可以發現,非煤礦大多數是沉積巖,多是斷層、褶曲發育地質構造。因此,通常非煤礦地質巖層的結構與特征就是沉積巖的結構及特征。


沉積巖是三種組成地球巖石圈的主要巖石之一,另外兩種巖石是巖漿巖和變質巖。是在地表不是太深的地方,將其他巖石的風化產物和一些火山噴發物,經過水流或冰川的搬運、沉積、成巖作用才形成的巖石。因此也稱為水成巖。在地球地表,有80%的巖石是沉積巖,但如果從地球表面到17公里深的整個巖石圈算,沉積巖只占10%。沉積巖主要有石灰巖、砂巖、頁巖等組成。沉積巖中所含有的礦產,占全部世界礦產蘊藏量的85%。


沉積巖的基本特點:首先是層理構造顯著;其次是沉積巖中常含古代生物遺跡,經石化作用即成化石;.后有的沉積巖具有干裂、孔隙、結核等。常見的沉積巖有:直徑大于4毫米的礫和磨圓的卵石及被其它物質膠結而形成的礫巖,由3毫米到0.06毫米直徑的砂粒膠結而成的砂巖,由顆粒細小的粘土礦物組成的頁巖,由方解石為其主要成分,硬度不大的石灰巖等。


三、礦井地質構造對煤礦安全生產的影響分析

1、巖層裂隙常常成為事故的隱患

頂板中出現裂隙的多少直接反映頂板整體性和堅固性。據不完全統計,在不穩定煤層頂板中,裂隙間距在0.3m以下的占70%以上,所以裂隙越發育,密度越大,即它們的間距越小,頂板的穩定性就越差,冒落的可能性就越大。事實上,很多局部冒頂事故都與裂隙息息相關。

2、礦層頂板巖性直接關系到開采的安全

巖性是影響礦層頂板穩定性及非煤礦開采安全的.基本也是.重要的因素。直接頂板巖層的組合形式對穩定性有很大影響,它是反映頂板整體性的.重要因素。如礦層直接頂板薄層狀的泥巖,老頂為細砂巖,這種的組合形式也叫“復合頂板”。由于上、下軟硬巖層下沉不同步,軟巖層下降快,而硬巖層下降慢,從而導致軟硬巖層“離層”而發生頂板事故。

3、傾角變化也是影響開采安全的—個環節

頂板巖層傾角的變化程度也反映了頂板破壞程度,—種情況是,傾角相對變化大的區域;另一種情況是相鄰控制點傾角相對變化特別亂、無規律的區域。這兩種情況都反映頂板巖層發生了斷裂或揉皺,這樣的區域要特別提防。在實踐中發現,凡傾角變化大,在一塊區域傾角相差20°以上,其圍巖的裂隙就發育,該塊段就是一塊不穩定頂板易冒落的區域。

4、不穩定礦層也是影響采掘安全的因素

當礦層不穩定時,安全技術措施往往難于落實。當礦層受到構造變動時,由于巖層的巖石力學性質的差異,出現不同的形變效應,由于構造應力狀態的不均衡,現場各礦常遇到的局部礦層變薄、頂板呈現小褶曲等現象,使礦層呈波浪變化,給安全開采措施落實及工人現場操作帶來極大的困難。

礦層不穩定還會影響到回采循環作業。在回采工作面遇到礦包、礦溝及香腸狀礦體時,難以按照規程要求的方向進行推進,更無法一次性采全厚,使頂板支護不能到位,支護質量低劣,支柱初撐力不夠,迎山角無法掌握,造成頂板下沉,切頂棚柱無法按開采的需要進行切頂。同時,礦體整體性差,隨時會出現大量頂板垮落,構成極大的威脅。


四、基于地質構造的非煤礦開采地質問題處理措施分析

1、立足超前查明的原則

1)必須加大超前探查的投入力度;2)地質工作必須隨著采掘技術的發展,不斷補充、完善、修改和更新,標準必須滿足采掘方法的要求;3)綜采、綜掘工作面必須立足超前查明地質情況,應把握好“三前”,即:在采區巷道布置前、綜采工作面安裝前、采礦工作面遇構造采取措施前三個環節,及時查明地質構造的產狀(斷層的走向、傾向、傾角、落差和伸展方向、延展長度等);4)堅持地質工作服務生產的理念,根據采掘生產接續,超前安排地質工作。

2、優化采區、工作面設計

有效避讓地質構造采區和工作面設計前應認真分析研究地質構造的特點和可靠程度,結合采掘方法和礦井生產接續等因素,提出趨利避害的設計方案,有效避讓地質構造。1)設計規程必須有地質部門正式審批的地質說明書;2)根據條帶開采的實際情況,應合理安排采掘工作面避開斷層構造和礦層變薄區,并針對探明構造的變化情況而重新設計、布置;3)對在開采過程中遇到的斷層等構造,要制定具體的實施方案、措施,進行全面的經濟效益評估和方案比較,做到斷層區資源回收.大化;4)認真進行工作面采后總結,查找安全生產、資源回收等存在的問題和不足,積累經驗。

3、加強工作面過構造的技術研究

1)加大構造探明力度,在一條工作面順槽揭露的斷層,應在另一條順槽揭露前超前查明其產狀是否一致,其方法要靠打鉆、巷探等來實現;2)加強管理,地測部門應不間斷的跟蹤地質構造變化情況,定期不定期的向區隊和有關部門提供平、剖面圖及預測資料,生產部門要認真分析研究過構造的工藝措施,確保各項技術措施落實到位;3)積極探索,大膽創新,結合實際,探索出一條為非煤礦可持續發展的地質工作之路。


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