浅谈永冻煤层的顶板支护及控制

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1、浅谈永冻煤层的顶板支护及控制云羽之翼（呼伦贝尔学院工程技术学院内蒙古海拉尔021008）【扌商要】永冻层乂称永久冻土和多年冻土，是指持续多年冻结的土石层。可分为上下两层：上层每年夏季融化，冬季冻结，称活动层，又称冰融层；下层常年处在冻结状态，又称永冻层或多年冻层。煤层上面的岩层叫顶板，根据顶板的坚硕程度及距煤层的距离，可以把煤层的顶板分为伪顶、直接顶、老顶。【关键i司】永冻层顶板控制1概况1・1矿区位置与交通霍拉盆煤田位于黑龙江省大兴安岭漠河县西北的霍拉盆煤田，漠河县城西51千米。隶属大兴安岭地区漠河县管辖，为西林吉林业局施业区。其中心

2、地理坐标为：矿区中心点坐标为：东经121°58’15",北纬53°04’15"。矿区对外交通尚为方便，有矿山二级公路通往和距32km的国铁古莲车站,有林业运材公路通往相距51km的漠河县车站，沿国铁向南532km为大兴安岭林管局所在地一加格达奇，并有国铁通往海拉尔市，齐齐哈尔市。1.2自然地理条件霍拉盆煤田地处大兴安岭北端，为一典型的山间盆地，盆地略向南东倾斜，盆地内海拔在520〜580米。盆周环山，海拔一般600〜700米，最高为722米。本区属大陆性气候，冬长严寒干燥，夏短多雨。年最高气温30°C〜37°C,最低气温可达-45°C〜

3、-52.3°C。降水多集屮在七、八、九三个月，占全年降水量的五分之四。年最大降水量可达635.3毫米，最小为274.3毫米，平均降水量403毫米，年蒸发量885毫米。初霜结冻期为九刀，终霜期及解冻期为五刀下旬,无霜期不足100天。本区为多年永久冻结区，冻土下限最深为124米，一般60〜80米，最大季融深度1.9米，多分布在河谷两侧及表土破坏区，一般季融深度在0.6〜0.7米。2资源及开采技术条件2.1地层永冻层又称永久冻土和多年冻土，是指持续多年冻结的土石层。可分为上下两层：上层每年夏季融化，冬季冻结，称活动层，又称冰融层；下层常年处在

4、冻结状态，乂称永冻层或多年冻层。木区地层较发育，有震旦一寒武系的佳疙疽群，泥盆系下统的泥鍬河组，侏罗系上统塔木兰沟组，白垩系下统上库力组、九峰山组和新生界的第四系。含煤岩段赋存于白垩系下统九峰山组，此地层分布于盆地内，其余地层零星分布在盆地四周，地层系统见表2—1。霍拉盆盆地地层简表表2—1界系统层号代Jmzf度厚新生界第四系全新统594.中生界白垩系下统九峰山组煤段含岩2--J3K,-J2SK!3K!75&2IX侏罗系上统t-J3古生界泥盆系下统寒武一震旦系J£-Z元古界2.2煤层结构特征煤层全部赋存在九峰山组第三岩段内。全区共有

5、七个煤层组，二十二个单层，其中六个煤层组分布在上含煤亚段，一个煤层组分布在下含煤亚段。2.3水文地质条件⑴冻结层上水：广泛分布于山间平原与河床二岸低洼处及月牙湖一带，赋存于第四系松散岩类季融层深度加深而增大。含水岩性为海绵状泥炭层及粉细砂。泥炭层透水性极好，富水性较强，地下水为大气降水与地表水直接渗入补给，地下水与地表水有密切水力联系，枯水季节地下水排泄于河谷或附近低洼处，各季地下水冻结与下伏多年冻结层成一整体。⑵冻结层下水：分布在多年冻结层下，为孔隙裂隙承压水。含水岩组由富含水层与弱含水层构成。富含水层岩性为砂岩、含砾砂眼、砾岩。含水

6、层层次多，一般2-3层，分布连续，近水平分布，厚度较稳定，一般8-23nio弱含水层岩性为泥岩、粉砂岩等，有弱裂隙分布。含水岩组厚度一般为10-95m,地下水一般联通性较好。顶板埋深大，承压水头高岀地表，在矿区北部,东部及南部地势低洼地段承压水头高出地表0.04-10.58m,形成连续分布的自流水区。2・4煤的物理性质煤的颜色主要为黑色，少数为褐黑色，沥表光泽，硬度为2.5〜3。质脆易碎，以贝壳状断口为主。各煤层的密度、视密度和透光率见表2-2。煤的物理特性表表2・2煤层号项目3456密度g/cm31.601.621.561.47视密度

7、g/cm31.731.411.411.38透光率％978990871顶板及控制2.1煤层顶板煤层上面的岩层叫顶板，根据顶板的坚硬程度及距煤层的距离，可以把煤层的顶板分为伪顶、直接顶、老顶，伪顶是位于煤层Z上，紧贴煤层的一层松软岩层，直接顶是位于伪顶之上或煤层之上的顶板，具有一定的稳定性、当工作面煤层被采落时，它不会立即垮落，而是要在工作面之上悬露一定的时间才垮落，直接顶是采煤工作面支护的对象，老顶是在直接顶上方的岩层，比较坚硬，它一般在采空区上方悬露一定的面积后才能垮落，悬露面积根据岩层的性质有所不同，老顶垮落后会给采煤工作面带来很大压

8、力，如果工作面支护不好，就会发生冒顶伤人事故。在采煤工作面回采中，有老顶的初次来压和周期来压，工作面靠采空区一侧还有固定的支承压力，如果支护措施不能有效地抵抗压力，就会发生冒顶事故，轻则影响矿井生产，重则造