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煤矿地质第六章 第六章 影响煤矿生产的主要地质因素 一、煤层厚度变化对煤矿生产的影响 煤层厚度变化对煤矿生产的影响主要表现在四个方面。 1、煤厚变化直接影响到开采设计和采掘部署。 例如原为分层开采的厚煤层，由于煤层变薄，只能改为单层开采。原为一次采全厚的煤层，由于煤层增厚必须改为分层开采。这样就需要重新调整巷道布置。又如在已开拓区内，由于有大片煤层变薄甚至出现无煤区，使部分区段不可采，需要重新设计采区和工作面。 2、影响计划生产 采煤生产是多工序按计划连续作业，如果回采工作面内煤层厚度变薄，会打乱原来的工作计划，使工作面提前结束，造成采掘失调，工作面接续紧张。 3、掘进率增高 为探明煤厚变化，必须布置一些专门探巷。由于煤层分叉变薄，可能使巷道掘进到叉尖而造成废巷。另外，对煤厚变化原因判断失误也可能造成废巷。以上种种都会增加巷道掘进的数量，使掘进率增高。 4、回采率降低 煤层厚度变化大，常造成回采工作中的面积损失和厚度损失，降低了回采率。 二、煤层厚度变化的处理 1．掘进中的处理方法 (1)在煤巷掘进中如遇到煤层分叉、尖灭现象，要根据具体情况确定掘进方案，如已知上分层稳定可采，而下分层常变薄尖灭，则巷道应紧靠煤层顶板掘进，这样才不致钻人“叉尖”而造成废巷。如果是下分层稳定可采，上分层不稳定，则应紧靠煤层底板掘进。如果分叉后煤层全部可采，应先采上分层，再采下分层，以免上分层被破坏而浪费煤炭资源。 (2)在采区上山掘进中，如遇煤层变薄带，应按变薄带的范围大小来决定巷道是直接穿过，还是停止掘进，或从其它地方另开巷道。一般在变薄带范围不大，并且确知工作面有煤可采时，掘进巷道采取挑顶或破底办法直接穿过变薄带。 (3)主要运输巷遇到局部煤层变薄或尖灭时，巷道可按原计划施工，穿过变薄尖灭带。 回采工作面遇到变薄带或无煤区时，可采用直接推过或绕过的办法。若变薄带或不可采区范围较小，则采用直接推过的办法(图6—20)；若变薄带范围较大，可考虑采用绕过的办法(6—21)；大面积的不可采区，应布置探巷，探清不可采范围，将工作面分成几块回采，如图6—22，先采①、②两块，然后合成一个工作面③进行回采。 如果在采区和回采工作面布置之前，已经了解到某些地方有煤层变薄或尖灭带存在，最好把这些煤层变薄或尖灭带作为采区或工作面的边界来处理。 三、褶曲对煤矿生产的影响 1．大型褶曲 大型褶曲应在勘探阶段已经查明，它的规模、方向和位置影响到井田的划分和矿井开拓方式及开拓系统的部署，是矿井设计考虑的主要问题。 2．中小型褶曲 中型褶曲对整个矿井的开拓部署影响不大，但对采区的布置关系密切，影响到采区的大小和采区巷道的布置。 小型褶曲是指在回采面准备过程中，在巷道中揭露的幅度仅几米到十几米，长度为几米到几十米的褶曲。它影响煤平巷的掘进方向，从而影响工作面长度，给机械化回采、顶板管理带来一定困难。小型褶曲还往往引起煤厚发生变化，使生产条件复杂化。小型褶曲特别发育时，甚至会使煤层变为不可采。 3．紧闭褶曲 如果褶曲两翼紧闭，两翼夹角较小，褶曲轴部地应力就较大，且往往次一级构造发育，通常作为开采边界考虑。例如某矿在较为紧闭的背斜轴和向斜轴之间设计了一个斜长85m的工作面(图6—23)，并按设计开了运输石门、溜煤眼等工程，后发现向斜轴部有几个次一级小褶曲而无法开采，只好缩短工作面，重开溜煤眼和溜子道。 四、煤矿生产中褶曲的判断 1、岩层产状的规则变化和岩层层序的对称重复是识别褶曲的两大标志。如在石门巷道中岩层倾向相背或相向倾斜，或在煤层平巷中由于煤层走向的急剧变化而使平巷弯曲表明有褶曲存在。 2、根据上部资料推断 对下部新开拓的煤层，可利用上部已查明的资料下延推断褶曲轴的位置和方向。但在不对称褶曲中，不同煤层的褶曲轴在平面上的投影是不重合的，必须考虑轴面产状，结合煤层间距来推断轴的位置。在不协调褶曲中，上下层的褶曲形态可能有相当大的差别，应考虑各煤层顶底板岩石力学性质及褶曲各部位的应力状态，分析上下层褶曲的不协调变化，然后再根据这种变化规律去推断下部煤层褶曲轴位置。 3、根据区域构造线方向推测 在新区资料较少的情况下，可由个别点褶曲轴资料，结合区域构造轴的方向来推断褶曲轴的方向。 五、褶曲的处理 1．大型褶曲 (1)褶曲轴线作为井田边界 有些大型向斜，由于轴部埋藏较深，开采困难，多作为井田边界，其两翼分别由两个或几个井田开采。有些大型宽缓背斜，两翼煤层距离较远，井下难以形成统一的生产系统，可以褶曲轴为界，两翼分别由两个井田开采。 (2)大型褶曲在井田开拓部署中的处理方法 并不是所有的大型褶曲轴都必须作为井田边界，在有的井田内也可以有大型褶曲存在。若在井田内有大型背斜构造，开拓系统中常把总回风道布置在背斜轴部附近，两翼煤层均可利用。有些位于向斜构造的矿井，常把