汝箕沟煤矿山地浅埋煤层矿压特征及上覆岩层运动规律研究
汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征

汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征汝箕沟煤田位于中国陕西省延安市境内,是陕北地区最典型的煤田之一。
该煤田的煤层主要产于延安组,下切于延河组。
在____字的篇幅内,我们将会对汝箕沟煤田的沉积环境和聚煤特征进行详细的阐述。
一、沉积环境在过去的数十亿年间,地球陆地的沉积环境发生了巨大的变化,这种变化反映了地壳运动和气候变化等因素的作用。
汝箕沟煤田的延安组的沉积环境是在二叠纪晚期形成的,主要分布在长丰山和延河两个区域。
1.古地理环境二叠纪晚期的汝箕沟煤田所处的地理环境是一个陆地环境。
根据煤田地质资料的研究,汝箕沟煤田在二叠纪晚期的时候,处于一片较为平坦的低地盆地,这个低地盆地的面积相对较大。
在这个时期,汝箕沟煤田所处的地理位置并没有发生重大变化,即汝箕沟煤田依然位于大陆的边缘地带。
2.古气候环境纵观汝箕沟煤田延安组的煤层中的岩石组合和化石特征,可以推测出当时的古气候环境为温暖湿润的季风气候。
这主要表现在:(1)岩性组合:岩性组合包括泥岩、砂岩、煤层等。
其中,煤层的形成需要湿润的气候环境,而泥岩和砂岩则表明存在水体沉积物的沉积作用。
(2)植物化石:煤层中保存有大量的植物化石,如树木的树干、树枝和树叶等。
这些植物化石的存在进一步证明了当时的温暖湿润的季风气候。
3.古水系环境汝箕沟煤田延安组的煤层形成于一个古水系环境下。
煤层的形成需要水源供应,并且可以通过水流或湖泊的形式来保存和保护植物残骸。
这在煤层中保存有大量的蕨类植物化石和维管束植物,这些化石表明了当时的古水系环境。
二、聚煤特征汝箕沟煤田延安组的煤层具有很高的煤质和厚度,属于优质的无烟煤。
这主要表现在以下几个方面:1.煤质特征汝箕沟煤田延安组的煤质特征主要包括煤质组分、热值和化学成分等。
根据实验室的测试数据,汝箕沟煤田延安组的煤质组分主要是碳、氢、氧、氮等元素的化合物。
热值方面,汝箕沟煤田的煤层热值较高,煤层中的热值通常在5500-7000大卡/克之间。
汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征范文

汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征范文汝箕沟煤田位于陕西省延安市境内,是陕西省重要的煤田之一。
该煤田主要产煤组为延安组,延安组是指延安煤田下部的一套陆相沉积岩系,沉积时间为二叠纪晚期到三叠纪早期。
本文将从延安组的沉积环境和聚煤特征两个方面进行探讨,以期对汝箕沟煤田的煤炭资源形成机制和富集规律有进一步的认识。
一、延安组的沉积环境延安组主要为陆相沉积岩系,相对于海相沉积来说,受到陆地环境因素的影响更大,所以在研究延安组的沉积环境时,需要考虑陆地气候、植被和陆地地貌等因素。
1. 气候条件延安组的形成时期跨越了二叠纪晚期到三叠纪早期,这个时期的气候条件是变化多样的。
从延安组的沉积岩层中可以看出,该地区经历了从湿润到干旱的气候演变。
湿润条件下,植被繁茂,沉积物中含有丰富的有机质,有利于煤的形成;而干旱条件下,植被减少,有机质的富集程度较低。
因此,在延安组的局部地区,干旱的环境条件导致煤炭资源的质量相对较差。
2. 植被条件延安组的地理位置位于陕北山区,植被类型以灌木、草本和裸地为主。
在二叠纪晚期到三叠纪早期这个时期,植被类型可能更为多样,可能存在着以蕨类植物为主的植被群落。
延安组中聚煤的有机质主要来自植被的残体,植物的种类和分布范围对煤炭的含煤量和品质有一定的影响。
3. 地貌条件延安组的地貌条件主要是山地和盆地,山地较高,盆地较低。
山地的沉积环境较为复杂,多泥炭沉积能力较强,而盆地的沉积环境较为单一,沉积能力较弱。
在沉积过程中,泥炭的形成特征会对煤的质量产生影响。
泥炭通常富含碳素,并且水分较多,经过埋藏和压实作用后,可能形成质量较好的煤炭。
二、聚煤特征延安组的煤炭资源在沉积过程中具有以下特点:1. 厚度大延安组的煤层厚度一般在1-10米之间,最厚的达到20米。
较厚的煤层有利于煤炭资源的开发和利用,也是煤炭储量较大的重要因素之一。
2. 成熟度高延安组的煤炭在形成过程中经历了埋藏和加热的作用,使得煤质中的有机质分子结构发生变化,煤质的成熟度增加。
汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征

汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征汝箕沟煤田是我国陕西省的重要煤田之一,主要产煤层为延安组。
对于汝箕沟煤田延安组的沉积环境和聚煤特征进行详细的研究,对于揭示该煤田的煤质特征、储量分布以及开发利用具有重要的意义。
本文将从沉积环境和聚煤特征两个方面进行探讨。
首先,汝箕沟煤田延安组的沉积环境主要受到海平面变化和构造活动的影响。
延安组主要发育在早二叠世的陆相沉积环境中,包括河流、湖泊和泥炭沉积。
河流相沉积主要由古河流冲积扇、古河道和古冲积平原组成,研究表明这些沉积体系具有不同的聚煤条件。
湖泊相沉积主要由古湖泊相、古充填相和古漂浮相组成,这些相对湖泊的发育与湖泊盆地的形成密切相关。
泥炭沉积主要由湿地或泥炭沼泽形成,这些区域一度是植被繁茂的沼泽环境,具有良好的煤聚集条件。
其次,从聚煤特征来看,延安组煤层具有丰富的煤种资源和良好的煤质条件。
煤层主要为褐煤和无烟煤,其中褐煤主要分布于下部,无烟煤主要分布于中上部。
褐煤的灰分和硫分较高,发热量较低,但褐煤燃烧过程中产生的烟气较少,对环境污染较小。
无烟煤的含碳量较高,发热量较大,但含硫量较低,燃烧时产生的烟尘和硫化物较少。
研究还发现,延安组煤层的煤质具有地层变化明显、分布规律性强的特点,煤种的不同导致了煤层物性差异明显。
此外,延安组煤层的储量和分布受到沉积环境和构造的影响。
煤层的分布主要受古环境条件和构造背景的控制,研究表明古河流冲积扇和古湖泊盆地中的煤层储量较大,而古河道和古冲积平原中的煤层储量较小。
延安组煤层的储量主要分布在东南部和西北部,这与该地区的地质构造有关。
构造活动的影响导致沉积环境的变化,进而影响了煤的聚集和储量。
研究认为,构造背景对沉积环境的影响主要表现在地层的变形和沉积体系的置换。
综上所述,汝箕沟煤田延安组的沉积环境主要受到海平面变化和构造活动的影响,煤层主要分布在河流、湖泊和泥炭沉积相中。
煤层的聚煤特征主要表现为丰富的煤种资源和良好的煤质条件。
煤层的储量和分布受到沉积环境和构造的影响,储量主要分布在东南部和西北部。
2024年汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征(3篇)

2024年汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征【引言】汝箕沟煤田位于中国陕西省延安市延川县境内,是中国著名的煤田之一。
该煤田主要产煤层为延安组,本文将着重分析2024年汝箕沟煤田延安组的沉积环境与聚煤特征。
【正文】一、汝箕沟煤田延安组的沉积环境延安组是一套由上至下依次为二叠系汝阳组、泾阳组、邓家组和下三叠统灵木泉组组成的陆相煤系。
根据地质考察和钻探资料,延安组主要发育在构造较为简单、岩性稳定的热水山向南延伸的喀斯特运动相环境中。
延安组的沉积环境主要包括湖相湖底边缘带、滩相河川和河床环境。
湖相湖底边缘带的沉积通过大面积的湖滨湿地和湖底构造区域形成,湖水水体稳定、水深较浅,有利于有机物的富集。
滩相河川是延安组的主要沉积环境,煤层也主要发育在滩相河川的侵蚀层和沉积层之间。
滩相河川环境中的碎屑物主要来自于山脉和丘陵的岩石风化和侵蚀,含有丰富的有机质。
河床环境是延安组的较低部分的主要沉积环境,河床的运动力较大,有利于砂质物质的淤积,也有利于有机质的保存。
二、汝箕沟煤田延安组的聚煤特征延安组的煤层主要发育在滩相河川和湖相湖底边缘带的沉积体中,呈现出以下几种特征。
1. 厚度较大:延安组的煤层厚度相对较大,一般在1-2米之间,最大的煤层厚度甚至可达到5米以上。
这是由于滩相河川环境中有机质的富集和湖相湖底边缘带水体稳定的特点所致。
2. 煤质较好:延安组的煤质以褐煤和无烟煤为主,煤的品位相对较高,煤的灰分较低,挥发分和固定碳的含量较高。
这与沉积环境中的有机质来源和沉积条件有关。
3. 含矿量丰富:延安组的煤层中含有丰富的矿物质,煤中含有的煤岩、泥岩和黏土矿物质较多,同时还含有少量的硫化物、草酸盐等。
这是由于滩相河川和湖相湖底边缘带富含矿物质的输入和沉积环境对矿物质的选择性富集所致。
4. 存煤条件良好:延安组的滩相河川和湖相湖底边缘带都具备很好的水文地质条件,煤层的发育和保存比较完整。
湖相湖底边缘带具有稳定的水体和较低的水动力,有利于有机质的积累和保存。
汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征范本

汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征范本汝箕沟煤田位于中国陕西省汉中市汉台区境内,地处秦岭山区,煤田主要分布在延安组中,是中国著名的煤炭资源区之一。
延安组是上古生代煤系的代表,其沉积环境和聚煤特征的研究对于煤田地质学的认识和煤炭资源的开发具有重要的意义。
本文将详细介绍汝箕沟煤田延安组的沉积环境和聚煤特征。
一、延安组的沉积环境延安组的沉积环境主要包括海侵相、河流相和湖泊相。
在海侵相的沉积环境中,常见的沉积构造有层状岩石构造、溢流平原构造和三角洲构造等。
层状岩石构造主要表现为水平层状的沉积结构,由于海水湖底沙泥含量较高,形成了层状的结构。
溢流平原构造则是指在沉积岩层中出现的河道和洪水平原沉积结构,主要由于河流冲刷和沉积的作用形成。
三角洲构造则是在沉积层中出现的三角洲岩体,主要由于河流冲积和泥沙堆积形成。
在河流相的沉积环境中,主要可分为冲积平原、河道和滩地三种构造。
冲积平原构造主要表现为平坦的地面和一定的地势变化,是由河流冲积作用形成的。
河道则是指河流在地表形成的沟槽和河床,常见的特征有填埋物和河道底面痕迹等。
滩地则是指在河道两岸形成的河滩地形,通常具有丰富的砂砾沉积物和河流沉积构造。
湖泊相的沉积环境主要包括湖盆平原和湖岸带两种构造。
湖盆平原构造主要表现为平坦的湖盆地面,湖底沉积物丰富,常见的特征有泥质沉积和生物化石等。
湖岸带则是指湖泊边缘的地带,常见的特征有砂砾沉积和土壤覆盖等。
二、延安组的聚煤特征延安组煤层的聚煤特征主要包括煤层分布、厚度、含矿岩性、煤质特征和成煤环境等。
1. 煤层分布:延安组的煤层主要分布在河流相和湖泊相的沉积环境中,其中以冲积平原和湖泊盆地为主。
这些地区具有较高的有机质含量和煤层的聚集能力,因此煤层较为丰富。
2. 煤层厚度:延安组的煤层厚度较大,通常在2-5米之间,最大可达10米以上。
这主要是由于延安组时期河流冲刷和湖泊沉积造成的,河流相和湖泊相的沉积物较为丰富,有机质含量较高,有利于煤层的聚集和生长。
汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征范文

汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征范文汝箕沟煤田位于中国陕西省延安市,属于延安组煤系。
延安组煤系是一种重要的含煤地层,具有丰富的煤炭资源。
对于延安组的沉积环境和聚煤特征的研究,有助于揭示该地区煤炭资源形成的机制和分布规律。
本文将重点探讨汝箕沟煤田延安组的沉积环境特征以及形成聚煤的主要因素。
一、沉积环境特征1. 水动力条件汝箕沟煤田延安组的沉积环境主要受到水动力条件的控制。
根据砂体结构和水动力指标的分析,可以推断出该地区煤系地层的水动力条件相对较强。
在沉积过程中,水流速度较高,沉积物质的运动和分选作用较为明显。
2. 沉积物质来源延安组煤系的沉积物质主要来源于周边地区的陆源物质。
研究表明,该地区受到川西槽和牵引作用的影响,陆源物质主要通过水流和重力运动进入煤系地层,形成了丰富的沉积物质。
3. 沉积相特征根据延安组剖面的研究,可以确定汝箕沟煤田延安组的沉积相类型主要包括湖泊相、河流相和湿地相。
湖泊相主要以泥岩和煤层为主,河流相主要以砂岩和砾石为主,湿地相主要以泥炭和煤层为主。
这些沉积相的分布特征与沉积环境密切相关,反映了该地区古地理环境的演化过程。
二、聚煤特征分析1. 聚煤区域的分布延安组煤系的聚煤特征在汝箕沟煤田呈现出明显的区域性分布。
根据煤层的分布和产煤地质条件的分析,可以确定聚煤区主要分布在煤田的北部和东部地区。
这些地区具有较好的沉降条件和煤层堆积条件,形成了较厚的煤层。
2. 聚煤因素的控制汝箕沟煤田延安组的聚煤特征受到多种因素的共同控制。
首先,地壳运动和构造活动对煤田的沉降和聚集起到了重要作用。
其次,水动力条件的控制也会影响煤层的分布和堆积情况。
再次,气候条件和植被覆盖情况也会对煤层的形成产生影响。
最后,沉积物质来源的多样性和丰富性也是形成煤层的重要条件。
3. 煤层特征汝箕沟煤田延安组的煤层具有一定的特征。
首先,煤层的厚度较大,平均厚度在5-20米之间。
其次,煤层的煤质较好,煤的灰分、硫分等指标相对较低。
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浅埋深薄基岩工作面矿压显现规律研究李艳君;杨维帅;许力峰;郭文砚;李家伦;刘建【摘要】为了研究浅埋深薄基岩煤层工作面上覆岩层的运动规律及工作面矿压显现规律,运用UDEC数值模拟软件对神华李家壕煤矿的上覆岩层的运移规律进行了模拟分析,并进行了现场实测.结果表明,模拟所得的初次来压步距为40m,实测值为36.4m;模拟周期来压步距为20m,与现场实测的周期来压平均为20.5m步距基本一致;关键层来压时表现为动载现象明显,整个上覆岩层全厚度切落,地表出现急剧下沉,工作面覆岩将不存在“三带”,基本上为垮落带和裂隙带“两带”.【期刊名称】《煤矿开采》【年(卷),期】2012(017)003【总页数】4页(P86-88,108)【关键词】浅埋煤层;矿压显现;覆岩移动规律;数值模拟【作者】李艳君;杨维帅;许力峰;郭文砚;李家伦;刘建【作者单位】中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD325.1我国西部蕴藏大量埋深在150m以内的煤层,其典型赋存特点是埋深浅、顶板基岩较薄。
由于浅埋煤层具有基本顶断裂直达地表出现上覆岩层全厚度切落,来压强度大,持续时间短,对支架造成一定的冲击载荷等特征[1-2],所以在进行长壁回采过程中工作面呈现出全新的矿压显现特征及顶板活动特点,对浅埋深薄基岩煤层工作面矿压显现规律进行系统深入的研究非常必要,且具有重要的意义。
上世纪90年代初,我国学者开始了浅埋煤层矿压显现与岩层控制方面的探索,了解了浅埋煤层长壁工作面矿压显现的规律与顶板破断基本特征,但目前研究尚处于初期阶段[3-7]。
薄基岩浅埋采场上覆岩层运动规律研究
薄基岩浅埋采场上覆岩层运动规律研究摘要:近年来,随着煤矿采掘活动日益增强,采深、采高不断增加,放顶煤开采工艺也得到了飞速发展。
同时,由放顶煤围岩移动诱发的顶板高冒、矿井透水、冲击矿压等灾害越来越严重,给矿井正常生产带来极大威胁。
很多事故用二维平面模型解释顶板岩层运动规律,与真实情况偏差很大,对工程实践指导意义不大。
基于此,本文主要对薄基岩浅埋采场上覆岩层运动规律进行分析探讨。
关键词:薄基岩浅埋采场;覆岩层;运动规律1、前言液压支架处于下位基本顶形成的小结构保护之下,因此,当下位基本顶破断或者破断岩块所形成结构失稳过程,必然会对工作面液压支架有较大的冲击。
为了研究支架顶板载荷,选择下位基本顶作为研究对象,认为上位基本顶对液压支架作用力较小。
基本顶初次断裂后,可简化看作悬臂岩梁,其运动过程经历超前煤壁断裂、旋转、下沉、回转。
2、直接顶运动过程工作面煤层推进过程中,直接顶板的初次垮落距的大小与其岩性、岩体强度、节理裂隙分布等有密切的关系。
随着工作面不断向前推进,直接顶板岩层出现自下而上逐层垮落的现象。
与普通综采工作面相比,大采高综采工作面直接顶的下沉垮落高度明显变大。
随着煤层的不断回采,直接顶的厚度与基本顶的位态一直处于变化过程中,即直接顶的下沉垮落高度和基本顶岩层的稳定程度综合决定了采空区的充填范围和程度。
因此,通过由基本顶初次来压之前的支架监测数据推导而来的直接顶厚度是偏小的,薄的直接顶厚度对采空区充填有限,导致采空区矸石接顶不完全,当基本顶来压时,会有较大的位移才能够平衡。
因此,加剧基本顶破断后形成的冲击载荷。
因此,在顶板载荷估算时应该充分考虑顶板切落形成的动载荷。
3、基本顶的初次来压随着工作面继续推进,基本顶岩层破断,最初形成两个岩块、三个铰接点的“三铰拱”式平衡结构。
随着工作面继续推进,基本顶岩层可能形成三块或更多的块的岩块组成的平衡结构,这种结构表面上似梁、实质上是拱,从宏观上看是“三铰拱”式结构,此时的支撑点是前后拱脚,工作面支架在“三铰拱”式平衡结构的保护之下。
汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征模版
汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征模版汝箕沟煤田位于中国陕西省延安市境内,是一个重要的煤田资源区域。
延安组是该煤田区域重要的煤系地层之一,其沉积环境与聚煤特征对于煤炭资源的勘探和开发具有重要意义。
本文将就汝箕沟煤田延安组的沉积环境与聚煤特征进行详细探讨。
一、汝箕沟煤田延安组沉积环境1. 沉积环境分类延安组主要包括混积沉积、湖泊沉积和河流沉积等不同的沉积环境。
(1)混积沉积环境混积沉积环境主要分布在煤田的中部地区,主要由砂岩、泥岩和灰岩构成。
在该环境下,河流水流速度较快,悬浮物质较多,沉积物分选性差,形成砂质和泥质沉积。
(2)湖泊沉积环境湖泊沉积环境主要分布在煤田的南部地区,主要由泥岩和砂岩构成。
在该环境下,沉积物质主要由湖泊水域中的悬浮物质沉积而成,沉积物分选性较好,形成泥岩和砂岩交替的层序。
(3)河流沉积环境河流沉积环境主要分布在煤田的北部地区,主要由砂岩和泥岩构成。
在该环境下,河流水流速度较慢,悬浮物质较少,沉积物分选性好,形成厚层的砂岩和泥岩。
2. 沉积特征延安组的沉积特征主要包括岩性、厚度、层序和构造特征等。
(1)岩性延安组主要岩性包括砂岩、泥岩和灰岩等。
其中,砂岩呈灰色或暗灰色,粒度粗细不均匀,具有明显的层理和变形构造;泥岩呈灰色或暗灰色,质地细腻,具有良好的分选性;灰岩呈灰色或暗灰色,具有较高的含石英量和钙质含量。
(2)厚度延安组的厚度较大,一般在100~200米左右,最薄处约为50米,最厚处达到300米以上。
(3)层序延安组的沉积物以泥岩和砂岩为主要组成,层序较为复杂,有交替分布的层序特征。
常见的层序包括迭代层序、逆性层序和叠生层序等。
(4)构造特征延安组的构造特征主要包括褶皱、断裂和背斜等。
其中,褶皱多为顺向褶皱,呈东西向或东北西南向展布;断裂主要为走向断裂,呈北东向或东北西南向展布;背斜主要为对称性背斜,早期背斜呈东西向,晚期背斜呈东北西南向。
二、汝箕沟煤田延安组的聚煤特征1. 煤层分布与厚度延安组煤层多呈浅埋型和中埋型分布,一般埋深在200~500米之间。
汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征
汝箕沟煤田延安组沉积环境与聚煤特征汝箕沟煤田位于中国陕西省延安市境内,沉积地层主要是延安组。
本文将对延安组的沉积环境和聚煤特征进行详细的描述。
延安组是一套上二叠统至中二叠统的沉积层,厚度约1000米。
它主要由砂岩、页岩、泥岩和煤层组成,其中以煤层最为显著。
煤层底部常常呈黄色泥岩,上部为黑色致密的泥炭煤或无煤,层间多为页岩或泥岩。
延安组煤炭资源丰富,有良好的开发前景。
延安组的沉积环境主要是湖相环境。
在二叠纪早期,该地区是一个淡水湖盆,湖水较为静止,环境相对稳定,有利于煤炭的聚集。
湖泊水深较深,湖水的流动较为缓慢,有利于水中的有机物沉积,从而形成煤炭。
沉积环境的湖盆相对较浅,湖水含盐量较高,有利于有机物的保存。
延安组的聚煤特征主要表现在以下几个方面:首先,煤层的发育较为丰富。
延安组的煤层发育良好,厚度大多在0.6米以上,最厚的达到3.6米。
煤层的品质也较好,煤质多为弱褐煤和弱烟煤,具有较高的热值和可燃性。
其次,煤层的数量较多。
在延安组中,煤层的数量较多,有一些地方煤层连续厚煤特别发达,煤层层间的夹矸土石较少,便于开采和利用。
再次,煤岩的储层特性较好。
延安组的煤岩层中砂质含量较高,具有较好的质检特征,对煤炭的储存和运输具有较好的物性条件。
最后,延安组的煤层具有较好的熔融特性。
煤层中含有较高的煤炭成分,具有较高的可熔性,有利于煤炭的熔化和利用。
综上所述,汝箕沟煤田延安组的沉积环境主要是湖相环境,具有湖水静止、有机物丰富的特点。
延安组的聚煤特征主要体现在煤层发育丰富、数量多、储层特性好和熔融特性较好等方面。
这些特点为该地区煤炭资源的开发和利用提供了良好的条件。
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汝箕沟煤矿山地浅埋煤层矿压特征及上覆岩层运动规律研究周廷扬赵晓东(1.神华宁夏煤业集团公司汝箕沟煤矿,宁夏石嘴山753404,2.大连大学院士创业园,辽宁大连116622)摘要:结合汝箕沟煤矿3229和32211工作面的矿压观测结果,揭示了山地浅埋煤层的矿压显现规律, 分析顶板活动规律和来压机理, 对研究山地浅埋煤层顶板结构理论和指导生产实践具有重要的理论和实践意义。
关键词:山地浅埋煤层矿压观测老顶中图分类号:文献标识码:A 文章编号:1 引言采场顶板岩层的运动及控制是矿压理论研究的主要内容和目的之一,摸清采场顶板岩层的运动特征及规律是采场顶板控制的前提。
国内关于典型的浅埋煤层岩层控制的研究已经开展了不少,根据基岩与载荷层厚度之比及顶板破断特征,浅埋煤层大体上可分为两种类型:一种是以神府矿区为代表的埋深浅、基岩薄、上覆厚松散沙层的煤层,其顶板破断为整体切落形式,易于出现顶板台阶下沉;另一种是基岩厚度较大、松散载荷层厚度比较小的浅埋煤层,初次来压期间其顶板具有明显的板破断特征。
神华宁夏煤业集团汝箕沟矿区属于山地浅埋煤层,由于地表变化非常大,局部埋深变化量多达150m,造成采场上覆岩层的岩性及基岩厚度差异性显著,而煤层上覆岩层破坏一直延伸到地表,地面出现裂缝和塌陷沟壑等,具有浅埋煤层上覆岩层运动的特征。
由于矿井为煤与瓦斯突出的“双突”矿井,多年来受采空区隐蔽火区及大量防灭火注浆水的影响,上覆岩层运动所产生的垮塌裂缝通过负压可直接涌向综放上隅角、顶板巷及回风流,造成CO等有害气体超限,严重时可造成上方采空区的塌通,造成火灾或水灾,直接对生产安全造成严重威胁。
2 地质赋存特征汝箕沟煤矿位于宁夏平罗县境内,贺兰山北段腹地汝箕沟煤田。
井田内地表山峦起伏,沟谷纵横,悬崖陡壁,地势险峻。
矿区由于位于贺兰山褶皱带中段,受燕山运动影响,矿区构造线与山形走向略同,呈闭合式向斜构造,汝箕沟向斜在汝箕沟井田为一北东50°方向的近似对称向斜,矿区褶皱多,断层少。
煤层年代为下侏罗统延安组,上部灰白色石英厚层粗砂岩,夹主要煤层及粉砂岩,下部为灰白色石英粗砂岩、粉砂岩互层夹厚,中厚及薄煤层,底部为具菱铁鱼状的粉砂岩与下覆地层分界,呈平行不整合接触。
主采煤层为二层煤,其中二1层煤为稳定的厚煤层,单一结构,平均厚度6m左右;二2层煤分为两组:即二21层煤和二22层煤,二2层上距二1层30.1m,平均厚度13.03m,为稳定的巨厚煤层,结构较复杂,含夹矸两层。
煤层从北西向南东煤层倾角逐渐变小,倾角3°~15°,平均9°,局部有骤增现象,煤层走向55°~68°,倾向145°~158°。
二21煤直接顶厚度4.41 m,灰黑色砂PPPPPP8620火区32210火区3229火区831086983118513860851086186232211工作面3229工作面3227工作面119117图例P钻孔地表裂缝工作面2D-21分层工作面2D-22分层火区(a )工作面平面图3227二2煤2煤质泥岩~细砂岩,层理发育,以砂质泥岩为主;伪顶厚度0.35 m ,黑色鳞片状泥岩~炭泥岩,破碎,较软,易冒落;老顶厚度12 m ,灰白色中砂岩~粗砂岩,含石英颗粒,致密坚硬;直接底厚度3.05 m ,灰黑色砂质泥岩,局部相变为细砂岩;老底厚度2.10 m ,灰白色粉砂岩~中砂岩,含石英颗粒,致密坚硬。
顶板岩性如图1的119钻孔所示。
图1 二煤及顶板特征3 矿压显现规律如图2所示,上三采区上山东翼自上而下为3227、3229和32211工作面,三工作面间分别留有30m 和40m 的隔离煤柱。
其中3227和3229面分别由南西向北东方向开采,其停采线与中央运上和中央轨上相邻,329火区,南西为8620年10月16日3229,开采煤层为二21145m ,102架。
运顺(下端型端头液压支架,以亮煤为主工作面靠上下端头各架设3架ZFG4800/18/32H 型放顶煤过渡液压支架,其余96架均为ZF4800/18/33型正四连杆低位放顶煤液压支架支护顶板。
沿工作面倾斜方向布置5条测线,观测点分别安装在8#、48#、49#、50#、95#支架上,每架前后立柱安装圆图仪测压表,观测液压支架初撑力和工作阻力。
根据圆图仪整理的数据,工作面顶板初次活动比较强烈的有2次,第一次在5月11日,工作面推进量为60m ,强度达35MPa ,第二次在10月12日,工作面推进量98m ,强度达41MPa 。
而该工作面5月12日与10月17日两次在架前出现明火,说明第一次为老顶在60m 初次来压并断裂在煤壁前方,造成由二1煤采空区遗留火区在3229综放工作面老顶来压后,通过顶板裂隙引起瓦斯爆燃,继而引燃工作面煤壁前方的煤层。
第二次为第一次周期来压,基本情况和第一次出现明火类似。
根据实用矿山压力理论,老顶初次来压和上覆岩层裂断达到最上端(大致在推进到和工作面等长左右)是最有可能产生火灾的位置,而该工作面的两次火灾恰好在该位置发生。
3.2 32211工作面矿压观测及来压特征32211工作面采用分层综采开采,从2007年6月开始顶分层开采,煤层厚度10.8~12.0m ,工作面倾斜长220m ,倾角8~12o, 顶板管理为全部跨落法,煤层埋深如图3地表高程所示,埋深范围在170m~420m 左右。
工作面使用支撑掩护式ZT12225-19.5/40型端头支架一组,ZZG6800-17/35过渡架,机头、机尾各3架,ZZ6800-17/35中间架140架,共计148架。
超前支护采用ZT18337-19.5/40超前支架6组。
矿压观测分别在工作面上中下段布置3条测线,使用了圆图仪、YHY-60型矿用液压支架测力仪和KY-82型顶板动态仪观测支架工作阻力及顶板下沉量。
(1)初次来压工作面在2007年6月3日,风巷推进42 m ,机巷推进55.8m 时,工作面老顶初次来压, 初次垮落步距中部约49 m 。
来压期间,工作面煤壁片帮严重,液压支架压力普遍增高, 如图4(a)所示,到达40MPa 以上。
(2)周期来压工作面前段推进过程中,上中下周期来压基本相同,推进到后段后(600m 以后),三段周期来压明显不同,周期来压步距一般18~25 m 左右,先中段,后上段(风巷侧),再下段(巷侧)。
(3)工作面支护阻力分布及来压特征沿工作面的矿压分布表现为中间大,两端小,如图4(b)所示,在2007年9月18日和2008年3月6日的两段时间内,中部压力持续有压力,工作面持续推进47m 后压力恢复正常。
该两段时间恰好在地表高程明显增高处,而且第二次表现尤为明显。
工作面推进到1000m 后很有可能出现类似情况,由于该位置临近停采线位置,因此,需要加强图3 3211工作面地表高程变化曲线图(a ) 2007年6月观测数据(b ) 2008年3月观测数据观测确保生产安全。
5结论(1) 汝箕沟山地浅埋煤层工作面仍然存在明显的初次来压和周期来压。
初次来压步距比较大,大于周期来压步距的2 倍,两工作面分别为53m和49m。
周期来压步距也大于一般工作面,来压步距为18~25m左右。
(2) 工作面来压期间,支架动载明显,而且中部产生了持续来压想象,体现了山地浅埋煤层非稳定顶板结构特征。
由于液压支架支护阻力参数合理,工作面来压期间没有明显的支架压死和损坏现象。
(3) 随着地表的变化,基岩厚度也发生变化,使得来压步距呈现大小变化,老顶断裂在煤壁前方,支承压力显现明显。
(4) 推进速度对来压没有明显的减小或增大趋势,老顶断裂后,局部和上方二1采空区产生贯通,一旦有裂隙直接沟通地表,有可能引起工作面漏风和发火。
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