地质构造对煤与瓦斯突出控制作用的研究现状与发展趋势

常集 中在构造 复杂 区以及构造煤体发育 区， 想 要掌握煤与瓦斯 突出的规律特征 ， 首先 应该掌握 瓦斯 的具 体涌 出和突 出规 律 ， 并对其具体含量进行分析 ， 煤体结构和瓦斯分 布区存在着 明显
的地质构造分 区 ， 和地应力 以及煤体结构有着密切关系 。
１ 宏观 地 质 构 造 结构 形式 对 煤 与 瓦 斯 突 出 灾 害 的影 响 分 析
１ ． １ 正 断层 对 煤 与 瓦 斯 突 出的影 响
面的煤孔缝 隙进行定性测量 ， 并对其倾 斜角 度进行科学 预测 ， 统计各种情况下 的实际落差数值 ， 防止在煤层顶底板受 到破坏
时造成煤 与瓦斯 的突 出。此外 ， 在煤 矿开采 的过程 中， 还应 该 注意地下水 的活动情 况 ， 对各种研 究数 据进 行综 合评 估与 预 测， 以此减少煤与瓦斯突 出的发生频率 。
专题研 究
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ ０ Ｌ ０ Ｇ Ｙ Ａ Ｎ Ｄ ＭＡ Ｒ Ｋ Ｅ Ｔ
Ｖｏ １ ． ２ ０， Ｎｏ ． １ １， ２ ０１ ３
地 质 构 造 对 煤 与 瓦 斯 突 出控 制 作 用 的 研 究 现 状 与 发 展 趋 势
马超磊
（ 国投 河 南新 能 开发 有 限公 司 ， 河南 新郑 ４ ５ １ １ ０ ０ ）
正断层的下降盘和逆断层 的下降盘 都是构造 煤体 的主要 分布区域 ， 其 中分布有大量 的糜棱 构造煤 矿， 尤其 是在 逆断层
化， 越接近断层 ， 煤孔的缝 隙就越大 ， 而煤体力学强度数值就 越 高。在煤矿工作实际开采进行的过程中 ， 会经常发生封 闭性 正
断层 ， 其煤层的应力性质会发 生较大程 度 的变 化 ， 而其煤层 的 倾斜角度和正断层 的夹角会 随之发生变化 ， 容易导致煤 与瓦斯
突 出 的 发 生 。 因此 ， 在 正 断层 面 进 行 煤 矿 开 采 时 ， 要 对 正 断 层
滑摩擦 的过程 中还会产生局部应力 ， 从而加大原有地质层煤体 的裂缝程度 。而在断层上盘往下盘不断滑 动的过程 中 ， 由于压 力的作用 ， 使得剪裂缝隙进一步扭转 ， 增加 了薄 弱带 的范围 ， 加 剧了危险性 ， 增加 了煤与瓦斯突出性等特征。 断层角砾岩和糜棱碎屑构成了正断层带 内的最主要物质 ， 而煤体 的孔隙率会随着断层 力度强度数 值的变化 而变化 。地 质结构断层在形成的过程 中必然会 导致断层 面应力数 值 的变
１ ． ２ 逆 断 层 对 煤 与 瓦斯 的 影 响
地质构造 区是在 地质结 构 不断形 成 、 演变 的过 程 中形成 的， 在此过程 中内部的煤体岩层 形态 以及 物理力 学、 化 学性质 都发生 了改变 ， 从而加剧 了煤 与瓦斯突 出的可能 性 ， 同时也使
得这一地段成为了动力现象频 发 区。造成煤 体与瓦斯 突 出的 重要前提是瓦斯富集 区的存 在 ， 而地应 力构造板 块 的异 常化 、
摘 要： 地质构造 能够对煤与瓦斯 突出产生关键 性的影响 ， 其断层地 质构造、 褶 皱地质构造 以及 煤体 自身构 造煤都会对
煤与瓦斯突出造成一定的影 响， 文章 对各类 地质 构造 进行 了类 比分析 ， 对 地质 类型 构造 的典型 煤与 瓦斯 突 出进 行 了
研 究。
关键词： 地 质 构造 ； 煤 与 瓦斯 ； 突 出； 煤 体 缝 隙
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６—８ ５ ５ ４ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ ９ ４
０ 引言
是由正断层造成的。 地质构造中的层 间挤压 、 层 间滑动以及岩层侧 向拉伸都会 对煤矿 中的正断层构造造成重大影 响， 其中最 常见的是层间断 层， 而在最 常见 的 ａ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ断层研究模式 中 ， 煤 系 自重应力 在 正断层 中起着非常重要 的作用 。正断层上盘 是导致煤 层瓦斯 含量较高 的最主要原 因， 并且对地质构造中的构造煤也具有重 要的倾 向性作用。正断层上盘在 地质构造发 生断裂 时 由于 自
矿 区地质构造的复杂化都会对其产生不利影 响 ， 只有认真研究 出各种类型的瓦斯与煤 突 出控制 规律才能 更好地预测 出煤 与 瓦斯突 出事件的发生原 因， 进 而实行逐级理论与实践控制 。根 据相关煤与瓦斯突 出事件调 查研究 结论 得知 ， 有８ ６ ％ 左右 的 突 出事件爆发原因和地质断层有着紧密的联 系 ， 其 中最 主要 的
身 的重 力 因素 会 产 生次 生 压 力 ， 而 在 其 与 较 小 断 层 板 块 不 断 下
随着煤矿 的不断开采 ， 煤与瓦斯 突出的发生次数逐渐 呈上 升趋势 ， 促使 国内诸多专家学者进行 了煤与瓦斯突 出机理控 制 作用的专项研究 ， 对煤 与瓦斯突 出的构成 因素 （ 地应力 、 瓦斯 、 煤体 自身物理化学特性 ） 以及相互之 间的综合控制作用 进行 了 分析 。瓦斯 由地质层中的煤体 自然生成 ， 和地质构造有 着十分 密切的关 系， 地质构造对煤与瓦斯具体控制作用体 现在以下几 方面 ： 从地质结构构造类 型而言 ， 地质构 造 区的应力分布情 况 通常呈现 出不均衡的特点 ， 使得部 分应力过 于集 中， 从 而加 强 了煤体的弹性潜能 ， 提 高了煤体 与瓦斯 突出的危 险系数 ； 地质
构造 区的煤体结构通常容易遭 到破坏 ， 而其生成 的构造软煤会 容易降低煤矿 区地质构层的硬度 ， 使煤体与 瓦斯 突出的可能性
增加 ； 地质构造中的褶 皱等地质 特点很容 易造成 瓦斯 的聚集 ， 而高含量 的瓦斯更加加剧 了煤体 与瓦斯突 出的可能性 。瓦斯 是地质成 因的气体 ， 是 构造地质地 层不断演 化形成 的结果 ， 会 受到地质板块挤压 的影响 ， 因而煤与瓦斯 突出常发生的地点通