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[摘要]本文主要阐述了煤层的观测、探测及预测，煤层厚度变化的处理和对策，煤层产状对开采的影响及对策等问题。
[关键词]采煤生产；地质影响因素；开采对策
中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）05-0021-01
在煤炭开发中，有许多地质因素对采煤生产产生影响。有些因素的影响具有普遍性，如煤层厚度变化、煤层顶底板条件等；有些因素的影响具有特殊性，如岩浆侵入煤层、矿井水及煤层自燃等。随着开采深度的增加，瓦斯、地热、地压对煤矿生产的影响日趋增大。因此，要深入分析这些因素，推进有效措施和途径。
1.煤层的观测，探测及预测
对煤层进行观测，是地质工作者获取煤层结构、厚度及其变化、煤质、顶底板岩性、煤层产状等地质资料的重要手段。
1.1、煤层的观测内容主要包括
煤层结构观测、煤层厚度、煤层顶底板观测、煤层煤质观测、煤层含水性观测、煤层形态观测、煤层产状实测等内容。
1.2、煤层的观测方法
对煤层的观测一般结合井巷地质编录进行的，在煤层厚度出现增厚、变薄、夹石层或层数增多，以及发生煤层分叉、尖灭时，要现场实测，一般的观测方法主要有：
（1）用井巷观测基线测制煤层剖面，或以一定间距的煤层柱状、迎头素描及底板标高控制煤层结构和构造形态，并测量各个变化点的煤层产状。
（2）利用井巷与钻孔的揭露测量煤层厚度。通常测量真厚度，在观测条件受限、不能侧得真厚度时，则测量煤层视厚度，再换算出真厚度。对煤层发生的增厚、变薄、分叉、尖灭、断失、褶皱等，要按其位置及影响范围绘制平面草图，并作反映变化特征的细部素描图
（3）煤层观测点的间距，要按具体情况而定。如果结构复杂、厚度变化大，可能影响正常采掘的煤层，观测点密度要大。如果结构简单、厚度稳定、对采掘影响较小的煤层，观测点密度要小。
（4）以沉积岩的普通观测方法鉴定煤层顶底板岩石的岩性。
（5）煤岩分层描述的观测点要为新鲜的连续剖面。层位稳定、厚度不小于2cm的夹石层要单独分出。按煤层的光亮程度和结构特征，划分出各分层的煤岩类型。分层的厚度取决于煤层厚度和研究目的。有特殊意义的标志层或煤岩类型必须单独分层。
（6）把以上观测内容填绘到采掘工程平面图等有关图件上，以利于分析、归纳和研究。
1.3、煤层厚度变化的探测及预测
在开采厚煤层的矿井和煤层厚度变化较大的采区，必须按煤层厚度选择采煤方法，确定分层回采方案。因此，要对煤层厚度进行探测和预测，减少厚度变化对采煤生产的影响。
（1）煤层厚度的探测。一是掘进煤层巷道的探煤厚工作。在揭露煤层全厚的薄煤层及部分中厚煤层的巷道中，要用皮尺垂测煤层顶、底板直接测量煤层真厚度。在可揭露部分厚煤层及部分中厚煤层的巷道中，要用钻探或巷探方法探测煤层全厚。在缓倾斜煤层沿顶板掘进的分层巷道中，使用電煤钻探测底煤厚度；在沿底板掘进的分层巷道中，一般利用联络巷及反眼分段丈量煤层厚度。在急倾斜厚煤层中，以煤门为主丈量煤层厚度，煤门之间用电煤钻接杆钎子探测煤厚。探煤点间距为10-20m，在两点间距煤厚变化超过0.5m时，要补点控制。二是回采工作面的探煤厚。在缓倾斜厚煤层或中厚煤层分层回采的工作面中，探煤厚方式：首先，回采第一分层时，一次探到煤层的底板，控制煤层的全部厚度，此方式适合极不稳定煤层的探测；其次，回采上一分层时，探测下一分层煤厚度，按顺序进行，适合煤厚变化较小的矿井。
工作面探煤厚每隔7天或10天结合产量验收、丈量采高的一并进行。探煤点沿走向的间距约15m，沿倾向的间距为5-10m，前后两次的探煤点沿倾斜交叉布置。
（2）煤层厚度变化的预测。在煤层厚度变化对矿井开采出现较大影响时，要根据煤层厚度变化的预测资料，为新开拓区的设计提供依据。预测煤层厚度变化的方法如下：一是全面了解情况。主要包括矿井所属煤田成煤时期的古地理环境、古构造特征；煤系的沉积特征、后期构造变动特征，以及含煤性的变化。做出煤厚变化对采煤生产的影响程度进行估价，阐述开展预测工作的价值与经济效果，再提出计划，进行工作。二是搜集基础资料。预测工作要取得预测结果，取决于基础资料的完各程度。三是井下观测判断。在井下编录工作中，必须详细研究观测点的煤厚变化特征，测绘细部素描，进行分析比较，辨认成因标志，鉴别不同成因的特征。四是整理分析资料。按基础资料和井下实测煤厚变化资料，整理各种供分析使用的图件，如煤系岩性岩相柱状图、煤层底板岩性岩相分布图、煤系等厚线图、煤层底板等高线图、煤层等厚线图等。五是编制预测图件。按以下资料的分析，结合矿井下实测资料，确定造成煤厚变化的地质原因，编制相应的预测图件。如通过编制煤层顶板岩相分布图来预测新开拓区煤厚变化；编制古河床分布图，预测煤层冲蚀变薄带的位置；编制构造造成煤层变薄带分布图，预测不可采区段的位置；编制煤厚分带图，预测回采分区的厚度变化。
2.煤层厚度变化的处理和对策
通过煤层厚度变化的观测、探测及预测，掌握煤厚变化规律，依此制定出正确的采掘方案，处理煤厚变化，以减少煤厚变化对采煤生产的影响。
2.1、巷道掘进中煤厚变化的处理
（1）煤层分叉、尖灭的处理。如果煤层分叉后上分层稳定可采，而下分层变薄或尖灭，巷道要紧靠煤层顶板掘进，以防止巷道进入不可采煤分层成为废巷。如果煤分层分叉后下分层稳定可采，而上分层变薄或尖灭，巷道要紧靠煤层底板掘进。如果煤层分又后上、下分层全部可采，就要先采上分层，再采下分层。
（2）煤层变薄带的处理。采区上山掘进，如果遇到煤层变薄带，要按变薄带的范围，采取巷道直穿、停止掘进或另开巷道的处理方法。
2.2、回采中煤厚变化的处理
如果煤层变薄带或无煤区范围不大时，要采用直接推过的方法处理。如果煤层变薄带或无煤区范围较大时，要采用绕过的方法处理。
3.煤层产状对开采的影响及对策
按岩、煤层的产状特点，选择适合的采煤方法及巷道布置形式，要简化生产条件，这对安全生产有利。
3.1、采煤方法的选择
在煤层呈缓倾斜和倾斜状态时，薄及中厚煤层通常采用单一走向长壁式采煤方法，有条件的矿井要采用对拉工作面；厚煤层通常采用倾斜分层下行陷落走向长壁式采煤方法。在煤层倾角不大于12°并条件适合时，要采用上行的倾斜长壁采煤法。在煤层呈倾斜状态时，在煤层厚度为1.5m-6m，倾角大于55°，煤层较为稳定时，要选用伪倾斜柔性掩护支架采煤法。在煤层不适合掩护支架开采时，厚度2m以下的煤层要采用倒台阶采煤法，2m以上的煤层采用斜切分层、水平分层采煤法。
3.2、运输设备的选择
采取上（下）山巷道多沿煤层倾向布置。在运煤上山不大于15°时，要铺设挂式胶带输送机；在倾角不小于15°、不大于25°时，铺设刮板输送机；在倾角大于25°时，可用搪瓷溜槽溜煤。自溜上山的自流坡度为30°-35°。
对轨道上山，在上山坡度不大于10°时，应采用无极绳运输；上山坡度为6°-25°时，应采用单滚筒绞车运输。
3.3、对巷道布置的影响
在垂直岩、煤层走向方向，要尽可能布置石门等穿层巷道，既可增加巷道的稳定性，又对巷道施工和维护有利。
[关键词]采煤生产；地质影响因素；开采对策
中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）05-0021-01
在煤炭开发中，有许多地质因素对采煤生产产生影响。有些因素的影响具有普遍性，如煤层厚度变化、煤层顶底板条件等；有些因素的影响具有特殊性，如岩浆侵入煤层、矿井水及煤层自燃等。随着开采深度的增加，瓦斯、地热、地压对煤矿生产的影响日趋增大。因此，要深入分析这些因素，推进有效措施和途径。
1.煤层的观测，探测及预测
对煤层进行观测，是地质工作者获取煤层结构、厚度及其变化、煤质、顶底板岩性、煤层产状等地质资料的重要手段。
1.1、煤层的观测内容主要包括
煤层结构观测、煤层厚度、煤层顶底板观测、煤层煤质观测、煤层含水性观测、煤层形态观测、煤层产状实测等内容。
1.2、煤层的观测方法
对煤层的观测一般结合井巷地质编录进行的，在煤层厚度出现增厚、变薄、夹石层或层数增多，以及发生煤层分叉、尖灭时，要现场实测，一般的观测方法主要有：
（1）用井巷观测基线测制煤层剖面，或以一定间距的煤层柱状、迎头素描及底板标高控制煤层结构和构造形态，并测量各个变化点的煤层产状。
（2）利用井巷与钻孔的揭露测量煤层厚度。通常测量真厚度，在观测条件受限、不能侧得真厚度时，则测量煤层视厚度，再换算出真厚度。对煤层发生的增厚、变薄、分叉、尖灭、断失、褶皱等，要按其位置及影响范围绘制平面草图，并作反映变化特征的细部素描图
（3）煤层观测点的间距，要按具体情况而定。如果结构复杂、厚度变化大，可能影响正常采掘的煤层，观测点密度要大。如果结构简单、厚度稳定、对采掘影响较小的煤层，观测点密度要小。
（4）以沉积岩的普通观测方法鉴定煤层顶底板岩石的岩性。
（5）煤岩分层描述的观测点要为新鲜的连续剖面。层位稳定、厚度不小于2cm的夹石层要单独分出。按煤层的光亮程度和结构特征，划分出各分层的煤岩类型。分层的厚度取决于煤层厚度和研究目的。有特殊意义的标志层或煤岩类型必须单独分层。
（6）把以上观测内容填绘到采掘工程平面图等有关图件上，以利于分析、归纳和研究。
1.3、煤层厚度变化的探测及预测
在开采厚煤层的矿井和煤层厚度变化较大的采区，必须按煤层厚度选择采煤方法，确定分层回采方案。因此，要对煤层厚度进行探测和预测，减少厚度变化对采煤生产的影响。
（1）煤层厚度的探测。一是掘进煤层巷道的探煤厚工作。在揭露煤层全厚的薄煤层及部分中厚煤层的巷道中，要用皮尺垂测煤层顶、底板直接测量煤层真厚度。在可揭露部分厚煤层及部分中厚煤层的巷道中，要用钻探或巷探方法探测煤层全厚。在缓倾斜煤层沿顶板掘进的分层巷道中，使用電煤钻探测底煤厚度；在沿底板掘进的分层巷道中，一般利用联络巷及反眼分段丈量煤层厚度。在急倾斜厚煤层中，以煤门为主丈量煤层厚度，煤门之间用电煤钻接杆钎子探测煤厚。探煤点间距为10-20m，在两点间距煤厚变化超过0.5m时，要补点控制。二是回采工作面的探煤厚。在缓倾斜厚煤层或中厚煤层分层回采的工作面中，探煤厚方式：首先，回采第一分层时，一次探到煤层的底板，控制煤层的全部厚度，此方式适合极不稳定煤层的探测；其次，回采上一分层时，探测下一分层煤厚度，按顺序进行，适合煤厚变化较小的矿井。
工作面探煤厚每隔7天或10天结合产量验收、丈量采高的一并进行。探煤点沿走向的间距约15m，沿倾向的间距为5-10m，前后两次的探煤点沿倾斜交叉布置。
（2）煤层厚度变化的预测。在煤层厚度变化对矿井开采出现较大影响时，要根据煤层厚度变化的预测资料，为新开拓区的设计提供依据。预测煤层厚度变化的方法如下：一是全面了解情况。主要包括矿井所属煤田成煤时期的古地理环境、古构造特征；煤系的沉积特征、后期构造变动特征，以及含煤性的变化。做出煤厚变化对采煤生产的影响程度进行估价，阐述开展预测工作的价值与经济效果，再提出计划，进行工作。二是搜集基础资料。预测工作要取得预测结果，取决于基础资料的完各程度。三是井下观测判断。在井下编录工作中，必须详细研究观测点的煤厚变化特征，测绘细部素描，进行分析比较，辨认成因标志，鉴别不同成因的特征。四是整理分析资料。按基础资料和井下实测煤厚变化资料，整理各种供分析使用的图件，如煤系岩性岩相柱状图、煤层底板岩性岩相分布图、煤系等厚线图、煤层底板等高线图、煤层等厚线图等。五是编制预测图件。按以下资料的分析，结合矿井下实测资料，确定造成煤厚变化的地质原因，编制相应的预测图件。如通过编制煤层顶板岩相分布图来预测新开拓区煤厚变化；编制古河床分布图，预测煤层冲蚀变薄带的位置；编制构造造成煤层变薄带分布图，预测不可采区段的位置；编制煤厚分带图，预测回采分区的厚度变化。
2.煤层厚度变化的处理和对策
通过煤层厚度变化的观测、探测及预测，掌握煤厚变化规律，依此制定出正确的采掘方案，处理煤厚变化，以减少煤厚变化对采煤生产的影响。
2.1、巷道掘进中煤厚变化的处理
（1）煤层分叉、尖灭的处理。如果煤层分叉后上分层稳定可采，而下分层变薄或尖灭，巷道要紧靠煤层顶板掘进，以防止巷道进入不可采煤分层成为废巷。如果煤分层分叉后下分层稳定可采，而上分层变薄或尖灭，巷道要紧靠煤层底板掘进。如果煤层分又后上、下分层全部可采，就要先采上分层，再采下分层。
（2）煤层变薄带的处理。采区上山掘进，如果遇到煤层变薄带，要按变薄带的范围，采取巷道直穿、停止掘进或另开巷道的处理方法。
2.2、回采中煤厚变化的处理
如果煤层变薄带或无煤区范围不大时，要采用直接推过的方法处理。如果煤层变薄带或无煤区范围较大时，要采用绕过的方法处理。
3.煤层产状对开采的影响及对策
按岩、煤层的产状特点，选择适合的采煤方法及巷道布置形式，要简化生产条件，这对安全生产有利。
3.1、采煤方法的选择
在煤层呈缓倾斜和倾斜状态时，薄及中厚煤层通常采用单一走向长壁式采煤方法，有条件的矿井要采用对拉工作面；厚煤层通常采用倾斜分层下行陷落走向长壁式采煤方法。在煤层倾角不大于12°并条件适合时，要采用上行的倾斜长壁采煤法。在煤层呈倾斜状态时，在煤层厚度为1.5m-6m，倾角大于55°，煤层较为稳定时，要选用伪倾斜柔性掩护支架采煤法。在煤层不适合掩护支架开采时，厚度2m以下的煤层要采用倒台阶采煤法，2m以上的煤层采用斜切分层、水平分层采煤法。
3.2、运输设备的选择
采取上（下）山巷道多沿煤层倾向布置。在运煤上山不大于15°时，要铺设挂式胶带输送机；在倾角不小于15°、不大于25°时，铺设刮板输送机；在倾角大于25°时，可用搪瓷溜槽溜煤。自溜上山的自流坡度为30°-35°。
对轨道上山，在上山坡度不大于10°时，应采用无极绳运输；上山坡度为6°-25°时，应采用单滚筒绞车运输。
3.3、对巷道布置的影响
在垂直岩、煤层走向方向，要尽可能布置石门等穿层巷道，既可增加巷道的稳定性，又对巷道施工和维护有利。