地质岩性对煤矿压力的影响

煤矿附近采空区地面塌陷 由于煤矿大多数是沉积岩所形成的,地下煤矿体被开采后,开采区域周围的、岩体的原始地应力平衡遭到破坏,本来沉积岩硬度不大,容易遭到分化侵蚀,随着煤矿 开采活动的进行,采空区上方岩层在重力作用下发生弯曲、离层以致冒落而形成。一般煤矿采空地面塌陷多为缓变型,平面形态呈圆形、椭圆形盆状。其危险对象主 要为周围的耕地、农作物及民房,破坏地表各类建筑物,如村庄、铁路、桥梁、管道、输电线路等,其严重影响矿区生态环境,危害严重地段造成部分农田因地面沉 陷而积水成潭或成沼泽,农作物被毁坏或整块田地无法耕作而丢弃。塌陷发生发展过程及地表形态特征主要取决于煤层埋藏深度、开采厚度、顶板岩性、工 程地质特征等,个人认为zui重要是顶板岩性。直接顶的岩性是影响采场稳定性的zui重要因素;而老顶的岩性对采场稳定性的影响较弱。由于地下的煤被采空,产生了 冒顶错落带,岩石风化后强度进一步降低,产生蠕变,破坏了岩石的完整性和稳定性,一是影响了山体、斜坡稳定,诱发了滑坡,二是造成地面塌陷和地裂缝,使房 屋出现裂缝甚至倒塌,道路中断;另一方面,由于矿山排放的废渣常堆积于山坡或沟谷,为泥石流提供了丰富的物源,在暴雨诱发下极易发生泥石流。据不*统 计,因采煤引发的有滑坡27处,地面塌陷207处,地裂缝193处;采煤影响的村庄已达554个,18万多间房屋开裂破坏。造成的经济损失已达14.9亿 元。煤矸石排放造成煤矿排土场边坡失稳 煤矸石是碳质、泥质和砂质页岩的混合物,具有低发热值。它是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚 硬的黑灰色岩石。这包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。煤炭开采中矸石固体废弃物乱堆 放,结构又松散,而且排土场未作有效地防护处理,每年汛期一到都会出现滑坡、崩塌等现象,堵塞乡村道路,加剧水土流失,引发泥石流,并破坏地形地貌景观而 引起生态环境恶化。底层岩性是引发煤矿塌陷的根源 大多数煤矿都位于大断裂带的边缘地区,这些地方的土质很松,而且煤矿大多是沉积岩,多是断层、褶曲发育地质构造。沉积岩形成过程是这样的:风化的岩石颗 粒,经大气、水流、冰川的搬运作用,到一定地点沉积下来,受到高压的成岩的作用,慢慢地形成了岩石。沉积岩记载了许多地球的历史信息,包括有古代动植物化 石,沉积岩的层理有地球气候环境变化的信息。沉积岩的物质来源主要有以下3个渠道。首先,风化作用是zui重要的一个渠道,它包括机械风化、化学风化和生物风 化。机械风化指得是以崩解的方式把已经形成的岩石破碎成大小不同的碎屑;化学风化是利用水、氧气、二氧化碳引起的化学作用使岩石分解形成碎屑;细菌、真 菌、藻类等生物风化作用也能分解岩石。其次,火山爆发喷射出大量的火山物质也是沉积物质的来源之一;第三,植物和动物有机质在沉积岩中也占有一定比例。本 来沉积岩硬度很弱,容易造到分化侵蚀,而煤矿的岩石80%以上是这样的沉积岩,很容易引发煤矿倒塌。