应用矿井地质学 王攀.docx
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应用矿井地质学王攀
评
分
中国矿业大学(北京)
研究生课程考试试卷
考试科目应用矿井地质学
考试时间
学号TSZ140203037Q
姓名王攀
所属学院地测学院
类别(硕士、博士、进修生)硕士
评语:
任课教师签名:
一、必答题
1、煤矿地质工作规定新内容
答:
《煤矿地质规定》共十章100条,涵盖了井工煤矿和露天煤矿从建矿到闭坑的全部地质工作,体现了最新的先进适用技术。
其对地质机构人员的配备作出了规定,重新确定了地质类型划分标准,增加了煤矿隐蔽致灾地质因素普查的要求,增加了煤矿地质信息化工作相关要求,取消了有关行政审批事项。
第四章煤矿隐蔽致灾地质因素普查
第二十九条煤矿隐蔽致灾地质因素主要包括:
采空区、废弃老窑(井筒)、封闭不良钻孔;断层、裂隙、褶曲,陷落柱;瓦斯富集区,导水裂缝带,地下含水体,井下火区,古河床冲刷带;天窗等不良地质体。
每个煤矿应结合实际情况开展隐蔽致灾地质因素普查,提出普查报告,由煤矿企业总工程师组织审定。
小煤矿集中的矿区,由地方人民政府组织进行区域性隐蔽致灾地质因素普查,制定防范事故的措施。
第三十条采空区普查,应采用调查访问、物探、化探和钻探等方法进行,查明采空区分布、形成时间、范围、积水状况、自然发火情况和有害气体等。
应将采空区相关信息标绘在采掘(剥)工程平面图和矿井充水性图上,建立煤矿和周边采空区相关资料台账。
第三十一条废弃老窑(井筒)和封闭不良钻孔普查,应收集废弃老窑(井筒)闭坑时间、开采煤层、范围,是否开采煤柱和充填情况等资料。
井田内及周边施工的所有钻孔都要标注在图上,分析每个钻孔封孔的质量。
建立井田内废弃老窑(井筒)、水源井、封闭不良钻孔台账。
第三十二条断层、裂隙和褶曲普查,应查明矿井边界断层和井田内落差大于5米的断层,查明矿井内主要褶曲形态,收集矿井裂隙发育资料、总结规律,编制煤矿构造纲要图。
其中,断层普查主要包括断层性质、走向、倾角、断距,断层带宽度及岩性,断层两盘伴生裂隙发育程度,断层富水性等。
第三十三条陷落柱普查,应查明矿井内直径大于30米的陷落柱,主要包括陷落柱发育形态、岩性、周边裂隙发育程度、导水性等,并提出防范措施和建议。
第三十四条瓦斯富集区普查,应查明煤层厚度、变化规律、煤质和瓦斯含量及赋存状况,系统收集矿井所有的瓦斯资料和地质资料,编制瓦斯地质图,对矿井瓦斯赋存情况进行分区,开展瓦斯防突预测预报工作。
第三十五条导水裂缝带普查,应采用物探、钻探实测和理论计算等方法确定矿井导水裂缝带高度,合理留设防隔水煤(岩)柱。
如果煤层顶板受开采破坏,其导水裂缝带波及范围内存在富水性强的含水层(体)的,在掘进、回采前,应当对含水层(体)进行疏干。
第三十六条地下含水体普查,应查明影响矿井安全开采的水文地质条件,各种含水体的水源、水量、水位、水质和导水通道等,预测煤矿正常和最大涌水量,提出防排水建议。
第三十七条井下火区普查,应查明火区范围、密闭、气体成分等情况,提出防灭火措施建议。
第三十八条古河床冲刷带、天窗等不良地质体普查,应采用物探、钻探等方法查明井田内岩浆岩侵入体分布范围、古河床冲刷带、古隆起、天窗等,将查出的不良地质体标绘在采掘工程平面图上。
第九章煤矿地质信息化工作
第九十四条煤矿地质信息化工作应采用先进的技术装备,依托信息化技术,利用地理信息系统,建立地测资料、设计资料和采掘(剥)工程数据库,实现煤矿地质信息工作的动态管理,为煤矿安全生产提供地质保障。
第九十五条信息化平台的主要内容包括:
(一)煤矿概况。
煤矿边界、老窑边界和采空区分布等。
(二)煤矿勘查资料。
地质勘查成果资料、勘探钻孔和物探资料等。
(三)煤矿地质因素。
地层、构造、煤层、瓦斯、水文地质、地温和地应力等。
(四)煤矿各种隐蔽致灾地质因素。
(五)煤矿设计。
煤矿规模、服务年限、井田开拓、采区布置、井巷和硐室等。
(六)瓦斯抽采资料。
(七)煤矿采掘工程。
井巷、硐室及采空区等。
(八)煤炭资源/储量。
(九)共(伴)生矿产资源/储量。
(十)相关地质资料。
建矿地质报告、生产地质报告、煤矿地质及水文地质类型划分报告,采区地质说明书、掘进工作面地质说明书、回采工作面地质说明书等。
第九十六条信息化平台应具备下列基本功能:
(一)煤矿勘查工程、井巷设计、采掘工程等信息实现三维可视化;
(二)可编辑生成煤矿必备的地质图件(自动化成图);
(三)资源/储量动态管理;
(四)在优化采掘工程布置、瓦斯抽采设计、煤矿防治水和地质灾害防治等方面具有一定的智能化(决策智能化);
(五)具有兼容性和扩展性。
第九十七条煤矿应建立地质信息数据库,进行地质资料处理、综合分析和数字化自动成图,实现地质工作的信息化管理。
第九十八条煤矿应及时将设计、建设、生产及施工中获取的井巷、硐室等工程信息和揭露的地质信息纳入信息化平台。
第九十九条实施地面煤层气抽采的煤矿,应将地面煤层气勘探和开发中获取的地质、工程和生产等信息纳入信息化平台。
2、结合今后论文可能需要,试述煤矿地质工作进展(要求附5篇最新参考文献,其中至少1篇外文)
答:
分两点:
第一,煤矿地质研究的新进展;第二,由于我所学的专业是地球物理学,所以根据所学的专业,简单阐述一些地球物理学在煤矿地质工作中的应用。
第一:
煤田地质研究的新进展
1.1层序地层学的研究
自20世纪90年代初从石油地质领域引进层序地层学的理论和方法以来,世界各国的煤地质学家纷纷在原有的成因地层学研究成果的基础上,对含煤盆地的地层格架、含煤特征、成煤环境和煤层分布规律等进行重新分析。
通过儿年的深入研究,已取得了许多新的认识;并目_根据中国的特点着重发展了陆相层序地层学,提出了一些新的层序地层单元的划分和判别准则,同时实现了层序地层的二维模拟。
1.2中国煤变质作用规律的研究和煤变质作用的动态模拟
以杨起院士为首的研究集体,通过对中国煤种时空分布特征和变质机理的研究,建立了中国煤的多阶段变质演化与多热源叠加变质作用理论。
其中,第一演化阶段以深成变质作用为特征形成低煤级煤,打下中国煤变质作用的基础;第二演化阶段以热源叠加变质作用为特征,产生中高煤级煤,形成煤类多样性;第二演化阶段以构造改造和位移为特征,导致变质带错位,奠定中国煤变质格局。
同时,还研发了煤的多热源叠加变质作用的视化动态模拟技术。
该项成果在国际上第一次宏观、微观和超微观相结合较为全而系统地查明并阐述了煤变质作用的机理及时空演化规律,出版了世界上第一部该领域的系统性研究专著。
1.3盆地动力学的深入研究
自1960年板块学说兴起以来,盆地动力学研究一致受到煤地质学界和石油地质学界广泛注意。
近年来,由于盆地地热学和深部动力学研究的进展,以及烃源岩成熟演化和煤变质作用研究的推动,盆地动力学再次成为国际石油地质学界和煤地质学界研究的热点。
目前的研究主要集中在不同性质的盆地构造演化的地球动力学背景、演化机制和动态模拟技术等方而。
中国地质大学吴冲龙教授等通过典型盆地的研究发现,中国东部中新生代陆相裂陷盆地内“下断上坳”二元结构的形成,可能是区域构造应力场转变造成裂陷作用中断,而坳陷作用仍继续作用。
模拟计算表明,“上坳”部分所需沉积空间的40%来自于下伏沉积物的压实,60%来自于盆地基底的长期低速坳陷。
坳陷作用的终止,可能是渐新世初期新一轮深部热事件及其伴随的巨厚辉绿岩床侵入,导致岩石圈热衰减和重力均衡调整的逆转。
1.4巨厚煤层的异地微异地湖泊混合堆积模式的提出
吴冲龙教授等通过对抚顺、阜新、先锋和小龙潭等中新生代陆相盆地巨厚煤层的研究,提出了4个成因亚模式,并进一步归纳为:
“腐植型植物碎屑河流远源搬运̶̶̶─植物碎屑扇二角洲沉积+湖泊漂浮异地植物碎屑沉积+湖滨泥炭沼泽原地泥炭堆积+湖泊原地藻类泥炭原地堆积+泥质碎屑或炭质碎屑或生物壳屑—风暴流或水下重力流的混合和搬运作用—植物碎屑与无机碎屑的机械分异和再沉积”,简称为“异地微异地二次湖泊混合堆积模式”。
该模式能合理地解释煤层中各种成分、结构、构造、相序的成因和堆积速率,从而有助于理解我国中新生代陆相断陷盆地中超厚煤层的成因,有助于对这类盆地中丰富的优质动力用煤和优质液化用煤资源的预测和评价,同时,也有助于揭小某些具有一般厚度的陆相煤层和海相煤层的成因。
1.5煤中有害物质的分布与洁净能源
这是煤地质学领域的崭新研究课题,已经得到世界各国的高度重视。
德国、俄国、西班牙和我国都大力开展这方而的研究,并目_取得了显著进展,基本查清了各种有害元素和物质在煤中的赋存分布状态和规律同时在去除这些有害元素和物质、制作洁净能源的途径与方法方而,也取得了一些突破性进展。
1.6煤层气成藏理论研究和大规模勘探与开发
煤层气成藏理论是20世纪90年代兴起的煤地质学领域研究热点。
国外以美国、德国、新西兰和俄罗斯等国的研究较为先进,国内有中国煤田地质总局、西安煤炭研究分院、中国矿业大学和中国地质大学等在这方而也做了大量工作。
日前主要是借鉴石油地质界在天然气研究领域的结果,己在煤层气的生成机理、运移机理、吸附机理,以及解吸机理和储层特征等方而取得了一系列重要进展。
美国己经开始大规模工业开采煤层气,我国的条件较差,但在山西、辽宁和其它一些地区的煤田中也发现有较大规模的煤层气,日前己经投入相当的勘探工作量。
从己经获得的资料看,只要加大研究和勘探力度,有希望找到工业价值巨大的煤层气田。
1.7三维可视化的数字构造地层格架的实现和数字矿山的研究与开发
三维可视化技术和数字矿山技术的引进和应用,是煤地质学定量化和煤田勘探信息化的近期重要进展。
国外在这方而发展得很快,技术也较为先进。
国内主要是中国地质大学(武汉)国上资源信息系统研究所在进行这方而的专业化的研究与开发。
目前已经能够实现在“多S”结合与集成条件下的盆地数字构造地层格架生成、可视化矢量剪切和可视化空间查询,能够任意地进行垂向、斜向和水平截取剖而图、制作栅状图,任意地进行刻槽、挖沟和穿洞分析,并且在此三维可视化平台上实现了煤的多热源叠加变质作用动态模拟。
最近,中国矿业大学资源学院也以变州矿务局为例,在数字矿山方而开展了探索性研究,并取得了可喜的成果。
第二:
地球物理方法在煤矿地质工作中的应用
我国现在已是世界上最大的产煤国,每年产量高达11.5亿吨,全世界有1/4的煤是从中国的地底下挖掘出来的。
但是由于在我国能源结构中,煤占71%,油气占22%,其它能源只占7%,这种过分依赖于煤炭的生产活动不仅对资源的可持续供应造成了很大压力,而且由于技术设备和采矿方法落后,以及体制和管理上的问题,煤矿开采引发了大量的地质灾害,造成了严重的人员伤亡和极大的经济损失。
一、煤矿地质灾害的种类及其危害
在我国,煤矿地质灾害主要有滑坡、地面沉陷及塌陷、瓦斯突出、突水、泥(矸)石流、矿区水土流失等,严重危及着矿山正常生产和人民生活。
采空塌陷造成的损失最为严重,在我国重点煤矿,平均采空塌陷面积约占矿区含煤面积的十分之一。
其中,山西作为产煤大省,是采空塌陷灾害最严重的地区。
全省共15万多平方公里的土地,采空区就达2万多平方公里,相当于总面积的七分之一。
目前,采空区中6000平方公里的地域已经遭受了地质灾害。
采空区上方的地面沉陷往往造成房屋倒塌、地面裂缝、地面建筑物斑裂、公路及桥梁断裂等。
据不完全统计,中国历年来煤炭开采造成的地表塌陷区累计已超过40万公顷,每年形成的塌陷土地面积在1.5?
2.0万公顷,其中耕地占30%。
再加上日益严重的矿区水土流失,破坏了大量不可再生的土地资源。
中国富煤地区往往是贫水地区,全国重点矿区缺水的占71%,严重缺水的占40%。
煤层顶部由于采动造成的裂隙对含水层自然疏干,导致矿区地下水位大面积下降,使得矿区及周边居民生活用水变得更加困难。
另一方面,大量的地下水资源因煤系地层的破坏而渗透到矿井,这些矿井水含有大量的煤粉、岩粉和其他污染物,经过一系列的氧化、水解等反应,使其具有很高的酸性,这种未经任何处理的酸性矿井水会严重污染地下水,影响居民生活饮用水的安全。
二、煤矿地质灾害的地球物理特征
利用物探方法勘查煤矿地质灾害,主要是依据地下介质层间的电性、密度、放射性、弹性等物性差异。
当煤层未被采动时,地层一般呈现成层性和完整性,在小区域内同一地层的电性差异不会太大,而且煤层与其顶底板岩性上的差异是一个较为稳定的波阻抗界面,具有良好的弹性波反射条件;当煤层被采动后,煤层在空间上的连续性被打破,采动区顶板垮落,当采空区为坍塌物和空气充填,无水或水很少时一般采空空间的电阻率较围岩高,当采空区为坍塌物和水充填将导致采空空间的电阻率较围岩低。
一旦这种水平方向电性的均一性被打破且其在三维空间上具有一定规模时便可改变纵向电性的变化规律,从而表现为局部的、区域性的电性异常,为开展电法工作提供了物性前提和解释依据。
同时,在此区域煤层反射波的中断、扭曲、振幅和频率特征等的变化都为开展二维、三维地震勘探提供了工作前提。
在煤矿采空区,断隙发育,有利于氡的聚集,所以在采空区上方覆盖层中可测到高值氡异常;而在塌陷区,由于地表覆盖层下塌与下覆地层的相连,形成较发育的裂隙,所以氡向地表的迁移通畅,但此时氡气保存条件差,所以形成氡异常不高;而在残留煤柱处,由于煤层的孔隙及裂隙不发育,上覆地层的应力破坏较小,地层裂隙不发育,所以不利氡的运移,因此在地表覆盖层中形成低氡浓度。
氡值的差异反应了地下地质环境的变化,指示了煤矿采空塌陷等地质灾害的区域、范围和强度。
三、应用物探方法勘查煤矿地质灾害
物探方法在寻找矿产资源、探明隐伏矿床等资源勘查领域应用非常广泛。
由于煤矿地质灾害的发生往往也造成地下介质层间的物性差异,因此便可以将多种物探方法用于煤矿地质灾害的勘查,包括电法勘探、磁法勘探、地震勘探、放射性勘探等。
高密度电法是近年来发展起来的物探方法,广泛应用于灾害调查及工程勘察中。
它是一种直流电阻率法,应用的地球物理前提是地下介质间的导电性差异,通过向大地供直流电,采用点阵式布电极,密集采样观测和研究电场的空间分布规律,和常规电阻率法一样,它通过A、B电级向地下供电流I,在M、N极间测量电位差△U,从而求得该记录点的视电阻率值PS=K△U/I,反演结果为二维视电阻率断面图。
根据实测的视电阻率断面进行计算、处理、分析,从而获得地层中的电阻率分布情况,以此划分地层、圈闭异常、确定冒裂带等。
通过研究高密度电法获得的数据资料,可以对灾害体的纵、横向发展的规模有更深入的了解。
瞬变电磁法是一种基于电磁感应原理的物探方法,利用不接地回线(大回线磁偶源)或接地线源(电偶源)向地下发送一次场,在一次场的间歇期间,测量地下介质的感应电磁场(二次场)电压随时间的变化。
根据二次场衰减曲线的特征,就可以判断地下地质体的电性、性质、规模和产状等,间接解决如陷落柱、采空区、断层等地质问题.由于该方法是纯二次场观测,故与其他电性方法相比,具有体积效应影响小、对地形、地物条件要求小、抗干扰能力强有体积效应小、纵横向分辨率高、对低阻反应敏感等特点。
同时,瞬变电磁勘探对地下良导电介质具有较强的响应能力,适用于进行煤层顶底板含(隔)水层划分、煤层陷落柱探测、断层及裂隙发育带导(含)水性评价等工作,是一种高效、快捷的物探方法。
采煤活动使得地下地质体的横向连续性遭到破坏,岩石中氡元素的运移和集聚作用发生异变,在地表面能测到氡值的异常。
氡射气元素向采空区运移,在采空区积聚,在地表形成一个与采空区形态相应的氡异常区。
因此,可以通过测量地表氡元素的浓度(实际上是测量氡衰变所释放的α射线的强度)来准确圈定煤矿采空区的位置与范围。
此外,根据氡气异常的峰值状态还可以确定岩溶陷落柱的位置和范围。
由于地下的氡气通过构造、裂隙、地下水搬运由深部向地表迁移,测量氡气的浓度可间接反映地质体的裂隙系统的情况,并可分析其开启度、连通性及破碎程度,对预测滑坡能起到一定的指示作用。
氡及其子体可以在地层中长距离运移,并且随温度的升高,煤岩中氡的析出量有规律的增加,因此能够通过地面同位素测氡技术精确定位地下火源位置和推算火源温度。
此外,二维和三维地震方法凭借其丰富的信息量、较高的分辨率、信噪比和准确的空间归位在煤矿地质灾害勘查中的应用日益广泛。
虽然物探方法众多,但适用条件各不相同,在实际工作中应该结合煤矿特殊的地形地质条件、勘探对象的地球物理特征等,选取适当的方法,以最小的经济投入获取最好的勘查效果。
参考文献
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[5]付群礼.浅析地球物理勘探在活断层探测中的应用[J]中国石油和化工标准与质量,2011(08)
二、选答题
2、煤层自燃条件与防灭火
答:
引起煤自燃的因素较多,主要的有如下几点:
(1)煤的炭化程度。
煤层的自燃性一般随煤炭的变质程度的增高而降低,一般情况下挥发分含量在12%以下的烟煤难以自燃,但若有其它原因,也可能产生自燃。
(2)煤岩组分:
煤层中有集中的镜煤和亮煤,特别是含有丝煤时,煤的自燃倾向就大;而暗煤多的煤,一般不易自燃。
(3)煤的含硫量:
含硫分愈高,吸氧能力越大,越易自燃,含黄铁矿、黄铜矿结核较多,也具有自燃危险性。
(4)煤的破碎程度:
煤的破碎程度大,增加了煤的氧化表面积,使煤的氧化速度加快,容易自燃。
脆性与风化率较大的煤易于自燃。
(5)煤的水分:
水分能加速煤的氧化过程,同时使煤体疏松、造成细微裂隙,加大吸氧能力,并降低着火温度,但过多水分则可抑制煤的氧化。
(6)地质构造:
地质构造复杂、围岩及煤层破碎带易引起煤层自燃。
(7)开拓开采条件及通风方式:
矿井开拓方式和开采方法与通风方式若选择不合理,往往造成丢煤多、煤柱破碎,漏风严重,给煤层自燃造成良好条件,增加自燃的可能性。
煤层自燃防灭火措施:
根据《煤矿安全规程》的要求,生产和在建矿井必须制订井下的防火措施,开采容易自燃、自燃倾向性的上、中分层和无煤柱开采的回采工作面其作业规程中要制订防自燃发火措施。
(1)开采容易自燃、自燃的煤层,在采区设计中,必须预先选定构筑防火门的位置。
当采煤工作面生产和通风系统形成后,必须按设计选定的防火门位置,构筑好防火门墙,并储备足够的封闭防火门使用的材料,,以便随时封闭。
(2)采煤工作面结束后,必须尽快砌筑永久性封闭,必须尽快回收出一切设备,必须在45天内进行永久性封闭。
(3)每一矿井必须地面消防池和井下消防管路系统(可与防尘供水系统共用)。
井下消防管路系统每隔100m设置支管和阀门但在胶带输送机的巷道中每隔50m设置支管和阀门。
地面消防水池必须经常保持不得少于200m的水量。
如果消防用水同生产、生活用水的水池共同,应有确保消防用水的措施。
开采下部水平的矿井,除地面消防水池外,可利用上部水平的水仓作为消防水池。
水仓内的储水量和消防用的供水设备,由矿总工程师确定。
4)容易自燃、自燃发火的矿井应建立灌浆(或注砂)防火系统。
无矿井防灭火系统的,经省(区)主管部门批准应建立采区防灭火系统。
不容易自燃发火的矿井应选择建立综合防灭火系统报上级主管部门审定。
(5)每一矿井必须在井上、下设置消防列车库。
(6)开采容易自燃、自燃的煤层,在采区设计中,必须明确选定自燃发火观测站(或观测点)的位置并建立监测系统和自燃发火预测预报制度。
自燃发火预测、预报的方法、内容、检测周期以及检测制度等由矿总工程师确定,由通风区(科)长负责组织实施。
所有检测分析结果必须记录在专用的防火记录簿内,并有专人定期检查、分析整理,发现有异常变化,(分析的自燃发火指标超过或达到临界值)时立即发出自燃发火预报,由矿总工程师负责采取措施进行处理。
预测预报工作每周至少一次。
观测地点:
采区防火墙,采空区密闭,采煤工作面上隅角及回风巷,其它可能发热地点。
观测内容:
气体万分,气温、水温等。
(7)分层开采的第一个月,一次采全高的第二个月,对采空区进行一次采样气体分析。
(8)对新形成和不稳定的火区要设专人检查,每周至少进行一次气体分析;稳定但未注销的火区密闭,半月进行一次气体分析。
放顶煤开采工作面每班应对采面上隅角及机、风两巷进行防灭火检查,每月取样分析,当CO超标时,必须增加检查次数。
并写出专题措施报矿总工程师审批处理。
3、矿井瓦斯突出条件与防治
答:
矿井瓦斯突出条件:
1.煤层瓦斯含量和瓦斯压力
煤内瓦斯仅游离瓦斯显示压力。
它和吸附瓦斯处于动平衡状态。
如果外界压力突然减小,吸附瓦斯可以迅速解吸,产生大量游离瓦斯,瞬时产生高压释放,破碎煤体和岩石。
有人形象地比喻瓦斯突出犹如打开啤酒瓶盖,高压二氧化碳气带着啤酒冲出瓶口一样。
四川天府矿务局三汇坝一井的特大型突出,把3t重的岩决抛出60m以外,并拐了两个直角弯,可见高压瓦斯搬运力量之大。
所以,瓦斯含量高,瓦斯压力大的煤层容易引起突出。
目前.世界各国采用0.98MPa(10kgf/cm2)的瓦斯压力作为煤层可能突出的危险性指标。
关于瓦斯含量,据世界100多个煤田的统计,突出煤层中的瓦斯含量一般均大于10m3/t。
目前,我国测得的最高瓦斯压力是辽宁北票矿区冠山井一540m水平的7~7.5MPa(70~75at)。
瓦斯压力与煤层埋藏深度大体上成线性关系,我国几个矿区的经验公式如下:
贵州六枝矿区四角田矿P=(H—100)X0.15+3.5
北票矿区P=0.1154H—12.24
湖南红卫煤矿P=0.07H+3.14
式中P——煤层瓦斯压力,kgf/cm2;
H——煤层埋藏深度,m。
2.地应力
在研究煤与瓦斯突出的范畴内,地应力一般理解为采掘前方某一点所受的各向应力。
它包括地层的重力,由于采动引起的集中应力,以及地壳运动在岩石内积聚的构造应力。
地应力在煤与瓦斯突出中的作用,一方面使煤体产生位移和突然破碎,煤由静态变为动态,另一方面影响煤体内部结构,特别是煤的吸附性和透气性,控制着瓦斯的赋存和运动。
1)地层重力随着深度的增加而增大。
任何突出煤层都是开采到某一深度起才开始发生突出现象,并随着开采深度的增加,突出次数增多、突出强度增大。
由此可见,地层重力是控制突出发生和加剧的重要因素之一。
突出煤层首次发生突出的深度称为始突深度。
对应于始突深度的应力值称为始突应力。
由于不同煤层的物理力学性质、厚度、产状、瓦斯和开采情况不同,因而始突深度也各异。
一般情况下,煤层强度越小,厚度越大,倾角越陡,始突深度越浅;倾出、压出的始突深度比突出的浅;地质异常区比正常区、瓦斯压力梯度大的地区比梯度小的地区、采动影响区比未采动区、倾斜和急倾斜煤层的上山区比平巷或石门区等始突深度均较浅。
因此,为了安全起见,煤层的始突深度,应根据具体情况来确定。
2)采动集中应力在井巷周围或采掘工作面前方,由于原始应力平衡状态遭到破坏而出现应力集中。
该集中应力一般为原始应力的2~3倍,在采动集中应力叠加的地段,甚至可高达6倍。
因此,在采动集中应力带内,尤其在巷道的上隅角、上下留设有煤柱的地区、相向采掘工作面接近区,以及邻近解放层回采的边缘地带等,采掘时极易发生突出。
放炮震动常是诱发突出的原因。
3)构造应力关于构造应力目前有两种认识:
一种认为现今地壳中正在聚积构造应力,地层和新构造运动就是构造应力的重要表现形式;另一种认为在变形岩体中还保留着地质历史时期中残留下来的构造应力,称为
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