煤矿地质构造对安全生产的影响问题探讨

煤矿地质构造对安全生产的影响问题探讨

煤炭作为我国社会主义现代化经济建设的主要能源之一，在我国的经济建设与人民日常生活中都占据着十分重要的地位和作用。因此，对于其地质结构的研究与勘查是十分有必要的。随着矿井开采的不断深入，井下地质构造（断层、陷落柱）对生产的影响日趋严重，如何能安全顺利高效地通过地质构造，将影响降低到最小，需要从多方面入手，采取科学合理的措施，严格执行相关注意事项，这是确保安全有序作业的基础和保证。

标签：地质构造煤与瓦斯突出出水机理安全回采率

1引言

地质构造主要通过影响煤层中瓦斯的保存条件和软分层的发育来控制煤与瓦斯突出发生的条件。在煤炭形成的漫长地质时期，煤层受到沉积作用、煤化作用和构造运动等影响，在煤体内部产生大量的裂隙、孔隙、褶皱和断层等构造类型。煤层的自燃主要经过氧化放热、蓄热散热和蔓延扩展等环节，裂隙、孔隙、褶皱和断层通过影响各个环节的发展，从而影响煤层的自燃。构造应力是控制矿区采动损害的一个不容忽视的因素。

2地质构造对煤矿生产安全的主要威胁

2.1矿井水灾与地质构造的关系

地质构造是导致出水事故的关键，加强地质构造分析预测及防治措施落实，提高安全回采率，有利于延长矿井的生产年限，这对煤炭资源日益枯竭，剩余储量受水威胁严重的煤矿区来说尤其重要。煤矿采煤工作面地质构造主要包括断层、陷落柱、岩浆岩侵入体、不良封闭钻孔等，很多的灾害性突水都是源于这些地质构造。研究分析矿井出水的条件，关键是弄清各种不同形态的地质构造在井下出水所起的作用，掌握其规律，做到防患于未然。总结近年来煤矿水害发生的基本规律，我们可以得出以下结论：

（1）在矿井水害发生位置方面，主要发生在矿井掘进巷道的迎头，由于掘进过程中遇到地质构造（掘进前未探知）造成不同水源的水突入矿井。

（2）采煤工作面突水，主要是回采过程中遇到工作面内部地质构造（陷落柱、封闭不良钻孔等）和顶底板采矿扰动诱发的导水破裂带导通不同水源水突人矿井。

2.2瓦斯事故与地质构造的关系

煤与瓦斯突出常发生在地质构造破坏地带已为大量实践所证实，煤与瓦斯突出的危险性与地质构造复杂程度有密切关系。地质观察及研究表明，矿区构造特

征控制煤与瓦斯突出的分布，构造的分级、分区和分带造成煤与瓦斯突出分布的不均衡。

2.3采煤沉陷

采煤沉陷是我国煤炭矿区现存的最大安全隐患之一，如果不能完全对其进行有效的管理和控制，就难以保证煤炭开采工作的安全、稳定、有序进行，甚至有可能造成大规模的人员伤亡，对于社会的安定也会造成一定程度的影响。

煤矿区地质构造的不同是引起采煤沉陷事故发生的根本原因之一，不同的地质构造其岩石组成成分、硬度、强度都有很大的差异，因此，引发采煤沉陷的几率也有所区别。

针对这一主要原因，在煤矿区设立时就要可采取如下措施：1、煤炭矿区管理人员和技术人员要对矿区实地情况进行系统、科学的研究与勘查；2、逐步制定一套或多套详尽、合理、科学的煤炭开采计划和开采组织形式；3、在煤炭开采中一定要尽量避开较易发生采煤沉陷的地区。

3构造应力对矿区采动损害的影响

矿区采动损害，是因煤炭井工开采对覆岩和地表地质环境造成的损害。从构造地质学的观点来看，矿区采动损害是在地壳构造运动产生的应力作用、岩体本身重力以及地下开采活动联合影响下发生的主采煤层上覆岩、土体的一种特殊的表生构造现象。

对于一个具体的煤矿区来说，要么处于挤压构造应力场，要么处于拉张构造应力场。挤压与拉张是煤矿区常见的两种最基本的构造应力状态。

由于构造应力的作用，可以改变采动影响下的岩层移动方向和移动量的大小，同时也影响井下巷道的变形破坏模式。如果煤矿区处于挤压构造应力场中，在煤层未开采之前，侧向挤压应力早己存在，它使煤层覆岩有向上弯曲的趋势；在煤层被采出后，覆岩重力首先克服侧向力造成的向上的弯矩，剩余的垂向力才引起煤层顶板向下弯曲变形。同时，由于侧向挤压构造应力的存在，使岩体所受围压升高，必将使岩体的力学强度增加，从而减小煤层开采对覆岩的损害。

另一方面，由于岩石的抗拉强度最低，在受拉张应力作用后，很容易产生张节理，使岩层的连续性遭到破坏，失去内聚力；拉张应力的作用可以抵消一部分因重力作用在岩层中产生的水平关联应力，从而使岩块受到的侧向夹持力减小甚至消失，很容易在重力作用下失稳沉降，即使拉张应力不足以使岩层破断，也会使岩体的围压降低，从而导致岩体强度的下降。为了保护煤矿区地质环境，煤炭资源开发活动必须要有一个度，要把开采强度限制在煤矿区地质环境可以承受的范围之内。

4提高煤炭矿井开采的利用率，回收率

随着开采水平的延深，煤层产状及地质构造发生了很大的变化，地质构造非常复杂，所以对煤的有效开采与回收也变得困难起来，如何提高煤炭矿井开采的利用率，回收率，提高经济效益是我们当前矿业工作的一个重要挑战，面对这一挑战，我们提出了以下应对办法：（1）进行补充矿井地质勘探、巷探，调查研究煤系地层中伴生矿产的储存情况和能利用价值；（2）计算和核实矿井储量，掌握储量动态，提高储量级别，设法扩大矿井储量，及时提出合理开采和利用煤炭资源的意见；（3）研究地质构造、煤层和煤质的变化规律；（4）长期坚持井下现场观测收集掌握第一手资料。对煤系地层观测时，对一切穿过煤系地层的井巷均应逐层观测其岩性特征和厚度，对煤层、标志层和煤层顶底板需做重点观测。

对煤层观测时不论是否可采，都必须进行观测和描述。严格按照以上应对办法才能有效的判断出断层的构造形态及分布规律和发展方向，减少煤炭资源的丢失，提高煤炭的回收率。

5结论

在煤矿的开采活动中，探明地质构造的类型和规模是保障安全生产的第一步。时刻注意地质构造的变化，预防煤矿重大事故的发生。关于地质构造对煤矿安全生产的研究，今后将主要集中在以下几个方面：地质构造对煤与瓦斯突出影响的定量化分析；地质构造对煤层自燃的定量化分析；地质构造对矿区采动损害的定量化分析。

参考文献

[1]尉茂河. 煤层自燃的内外因分析及其预防对策[J]. 煤矿安全，1998（2），30-33.

[2]文虎，等. 煤自燃的热量积聚过程及影响因素分析[J].煤炭学报，2003（4）：370-374.

[3]华星，等. 煤型气地质综合研究思路与方法[M]. 北京：地质出版社，2004.