地質采礦因素對離層分布規律的影響解析

韋 鐵

（四川南江礦業集團有限公司，四川 南江 636600）

對于地質采礦作業來說，采動覆巖當中的離層從產生直到消除都會有非常復雜的應力場改變，所以進行采礦因素對離層分布規律影響情況的研究是非常重要的，充分的研究能夠有效提升采礦效率，能夠加強采礦的安全性，有效提升其綜合效益。本文所述的采礦因素包括地層結構和開采技術，對于此兩方面對離層分布規律影響進行研究，這對于完善地質采礦作業的相關理論具有非常重要的意義。

1 離層分布規律現狀概述

隨著我國地質采礦技術的快速發展以及各方面的關注，越來越多的專家學者對于采動覆巖中離層的情況（從產生到消失的整個過程）給予了足夠的重視。早期某系學者對于離層的分布規律進行了相應的研究，其結論在于：離層屬于地殼巖層移動作用所產生的結果。隨著研究的深入進行，人們對于離層分布情況有了更深的認識，發現采動覆巖中離層的產生、發展直到消失的整個過程受到開采空間的影響，因為開采空間的改變會引發外界應力場的作用，這是造成最終結果的根本因素。但是此運動過程并非一成不變，所以會造成巖性的較大改變，這也造成了地質采礦條件的改變，影響因素的復雜性就給相關研究工作造成了很多困擾。

從離層分布規律的相關研究進程可知，隨著早期采動覆巖“拱梁式平衡”模型的建立，各方面學者將研究重點放在了離層分布時空規律方面。隨著研究的深入，很多的離層分布研究理論得以出現，例如積分變換法、關鍵層理論、托板理論、能理釋放法等等，這些理論的建立對于進一步研究離層分布規律打下了良好基礎。

2 地質采礦因素對于離層分布規律的影響解析

整個地質采礦過程會從很多方面造成離層分布的影響，這就需要從時間、空間兩個維度對其進行分析。總的來說，可以將離層分布規律的地質采礦因素分成“地質構造”和“開采技術”兩方面。所謂的地質構造因素主要包括如下幾方面：地質構造情況、覆巖巖性的軟硬度、厚硬巖層的空間分布情況、互層條件、非沉積巖層表現形式等等；所謂的開采技術因素主要包括如下幾方面：地質采礦方法和深度、煤層采出厚度、煤層采空區尺寸、煤層埋藏傾角和采礦工作進程等等。一般情況下進行地質采礦因素對離層分布規律影響進行研究時，更多是研究這兩方面的內容，做好這兩方面的平衡，完善相應理論。

2.1 地質構造因素對于離層分布規律的影響

第一，巖性對于離層分布規律的影響。采空區覆巖層所具有的巖性對于離層具有非常重要的影響，直接決定著離層能夠形成。對于單一巖性形成的沉積巖體以及均質巖性形成的沉積巖體來說，不同層具有大體相同的厚度和抗彎剛度，所以在進行采礦作業過程中，各層都會具有同樣的彎曲下沉量和下沉速度。第二，互層條件對于離層分布規律的影響。煤系地層具有非常復雜的層狀結構，不同巖層在性質以及結構方面都有所不同。由不同巖性巖層所形成的復合性結構會形成多種節理和層理，這就對地質開采時離層的產生提供了基礎性條件，并且會在很大程度上影響到離層的后續發展。從相應參考文獻以及研究中能夠得知，如果巖體主要是通過粉砂巖、泥巖、頁巖和中硬砂巖形成，那么覆巖的巖性差別相對較小，此種情況下離層都會從煤壁的正上方開始。

如果巖體主要是通過粉砂巖、泥巖、頁巖和硬砂巖形成，那么覆巖的巖性差別相對較大，受到采空區邊界位置頂板懸臂的影響，此種情況下離層都會從距離煤壁較近的采空區內側上方開始。第三，厚硬巖層位置對于離層分布規律的影響。從相應分析中能夠得知，覆巖當中的厚硬巖層具有非常大的強度，可以承受較大的巖體重量，所以能夠有效限制離層空間向上發展，因此其對于離層發展高度和空間的持久性具有較大的限制。如果厚硬巖層屬于上位型，就是指厚硬巖層接近或者露出地面，若是其所具有的厚度能夠有效平衡掉巖體重量和作業的擾動，那么可以對于下部離層空間實施填充；如果厚硬巖層屬于中位型（就是指到地表的距離在0.3H～0.57H范圍內時）就可以判定其為安全型，若是厚硬巖層小于0.57H，那么其屬于危險型，最好不要采用。第四，非沉積巖層和地質構造對于離層分布規律的影響。對于地質采礦作業來說，覆巖的不同表現形式會對離層造成不同的影響，例如覆巖若是以覆蓋體的形式存在，那么就會在其下部形成離層空間；覆巖若是呈現出巖墻的方式就不會形成離層空間。

2.2 開采技術因素對于離層分布規律的影響

第一，開采和頂板方法對于離層分布規律的影響。對于常規性地質采礦來說最常采取的開采方式就是長壁工作面的方式，主要采取的是全陷法或者充填法實施頂板管理。隨著技術理論的發展以及水平的提升，綜采放煤開采技術得到了越來越廣泛的應用。此種技術在實際應用過程中所采出的煤層厚度相對較大，會在很大程度上影響甚至破壞覆巖，在開采中形成非常大的離層空間，對于實施覆巖離層注漿填充是非常有利的。第二，煤層采出厚度和深度對于離層分布規律的影響。煤層采出的厚度在很大程度上影響著離層的分布，這是其形成的基礎。對于單一薄煤層來說，由于其厚度較薄，所以在實際開采中不會輕易形成離層空間。而對于多煤層和厚煤層來說，由于其煤層厚度相對較大，所以在實際開采中容易形成離層空間。第三，煤層傾角對于離層分布規律的影響。若是煤層呈現為水平狀態或者只是輕微傾斜情況下，注漿漿液就容易在離層空間發生沉積；若是煤層呈現為比較大的傾斜狀態，那么離層狀態就會發生較大的改變，需要對注漿鉆孔孔位進行更加準確的控制。第四，開采速度對于離層分布規律的影響。若是其他各方面保持穩定情況下，一旦地質采礦的速度加快，就會縮短離層空間的存在時間。所以在實施地質開采覆巖離層注漿過程中，需要充分分析注漿能力、開采速度等方面的因素，確保采礦的有效性。

3 結語

地質采礦因素對于離層分布規律具有較大影響，對于進一步提升采礦效率以及安全性、提高其綜合效益具有非常重要的作用。本文主要分析了地質構造因素和開采技術因素對于離層分布規律的影響，能夠為后續地質采礦發展提供一定參考和幫助。