浅析煤矿开采中的地质构造及其影响

浅析煤矿开采中的地质构造及其影响

陈付德

中煤新集能源股份有限公司新集二矿 232180

 【摘要】  煤炭作为不可再生的资源，在多年开采压力之下，我国煤炭资源已愈渐萎缩。由于地质构造会对煤矿开采造成极大影响，因此，如何保证煤炭的开采效率、降低地质构造给煤炭开采带来的影响，提高煤矿开采的安全性与高效性，是必须要面对且亟待解决的一个重要问题。随着科学技术的进步，地质构造探测手段也日渐丰富，为地质工作人员探测地质构造提供了多样性选择。掌握矿井地质构造、水文地质、瓦斯地质、工程地质情况，为矿井灾害治理提供了思路，对矿井采面合理布置意义重大，也更进一步保证了矿井安全高效开采。

【关键词】煤矿开采；地质构造；影响 

【引言】煤炭是我国社会主义现代化经济建设中的一项重要能源，在我国经济建设和社会大众的日常生活当中，其地位与作用都是十分重要的。但是在国家对煤炭能源需求量呈逐年增加的态势下，我国当前阶段的煤炭资源储备量已经近乎枯竭。矿井作为煤矿开采以及运输集中的重要场所，对其进行地质构造的研究和勘察对煤矿开采有着重要的影响。

 1煤炭地质工作的特点分析

与其他工作相比，煤炭行业工作风险性很大，这是由众多因素决定的，尤其是大部分煤矿开采的环境都集中于野外、井下，因此煤矿开采工作者要面临不能预测的危险因素。煤炭工作不仅是一种复杂的技术性操作，它还需要工作者能够克服恶劣的工作环境，在开展煤矿开采工作之前，便进行地质构造的专业性分析，在整个开采过程当中还要做持续跟进，确保不管是遇到何种地质构造、水文地质、瓦斯地质、工程地质条件的变化，都能做到提前预测，确保井下工作人员、煤矿开采区域的安全，以此来最大化的减少事故发生所带来的危害。煤炭资源本身就是带有危险性质的不可再生能源，因此在开采时，应对其危险性进行全面考量，同时按照实际地质构造情况深入分析煤矿地质构造以及其对地下水及瓦斯赋存规律的影响，这也是确保煤炭开采质量的先决条件。
        2地质构造在煤矿开采中的影响

矿井常见的地质构造主要包含断层、裂隙、褶曲、岩浆侵入、陷落柱、古河流冲刷等，新集二矿所常见的地质构造主要是断层、褶曲、裂隙、古河流冲刷，截至目前井田范围内暂未发现岩浆侵入现象和陷落柱。下面结合新集二矿实际情况浅述构造在矿井开采中的影响。
        2.1构造对瓦斯、矿井水的影响

瓦斯是煤矿不可避免的，断层、裂隙、褶曲、古河流冲刷等都影响着瓦斯赋存的整体布局，同时也是瓦斯运移的通道。新集二矿山西组1煤为突出煤层，瓦斯含量高，甚至其顶板砂岩中都赋存少量瓦斯。井田范围内的1煤组局部受到古河流冲刷的影响，使煤层厚度和结构产生很大变化，同时也影响了瓦斯的赋存情况。1煤组遇到的古河流冲刷包括原生冲刷和后生冲刷，原生冲刷范围内的煤层顶板为完好的泥岩、砂质泥岩，是隔绝瓦斯的良好岩层，巷道在此范围内掘进时往往瓦斯较大，需要逐排施工；后生冲刷范围内，煤层顶板及煤体的原始赋存状态遭到破坏，煤层倾倒，松散破碎，裂隙发育，瓦斯大量释放，特别是冲刷严重区域，1煤组上层煤完全被冲刷殆尽，下层煤也受到影响，巷道掘进至此范围内基本无瓦斯；再如新集二矿220108工作面回采后期，古河流冲刷导致面内形成低洼段，瓦斯在低洼段富集，其富集原理类似于向斜轴部瓦斯富集原理，工作面回采至该段，导致瓦斯异常涌出，从而导致瓦斯超限。
   构造对矿井水的影响与对瓦斯的影响有异曲同工之处。构造可使地下水体局部富集，也可成为导水通道，导通承压水或者老空水，最终造成矿井水害事故。新集二矿井田范围内的太原组灰岩水是矿井生产的一大阻力，构造的发育，特别是垂向隐伏导水构造的发育将使这种阻力尽可能的增大。
        2.3构造对煤层顶板的影响
        在地质构造中，其内部岩层会在地质运动的影响下，出现不同构造形态的改变，从而造成断层现象，并引起相应的断裂，断裂引发的缝隙会伴随着地质运动，进一步扩大，造成两侧岩层相互疏远，这样就会对整个岩层的结构、走向带来影响，岩层之间的移动会造成不同形态错位，使得煤层所处的地质结构进一步复杂，煤层顶板破碎程度加剧，增大了煤层顶板事故发生率。例如新集二矿在1煤组220108工作面开采中遇到的古河流冲刷和断层组合构造，在遇到这种组合构造时，顶板岩层呈碎块状，片冒达三十多架，高度达到3米左右，影响采掘进度将近2个月。
        2.4地质构造对采区及工作面布置的影响

矿井地质构造的发育特别是区域性构造对矿井格局的布置影响较大。首先构造影响矿区划分，从而影响井田划分，进一步影响井田内部采区和工作面的布置。新集二矿因F10断层的影响（该断层落差达300m以上），将矿井分为南北两区域，南部区域整体构造相对简单，煤层赋存稳定，是主要开采区域，北部区域因F10断层的隔离，暂未开采；又如新集二矿-550m水平西翼，褶曲构造发育，岩层受构造影响最大倾角达到70度以上，被划为暂缓开采区。

2.5地质构造对资源回收的影响

地质构造的发育影响瓦斯、水的赋存规律，影响了采区工作面的布置，同样影响矿井对资源的回收。井田范围内因构造而导致的矿井、采区、工作面的损失都是对资源的严重浪费，但又是不可避免的。新集二矿井田范围内资源量约4亿吨，但可采储量仅1.7亿吨。新集二矿工作面回采率均能达到国家规定的要求，基本都在95％以上，工作面的损失量是非常少的。采区损失和矿井损失才是构成损失的主要成分，其中因构造导致的采区块段损失、矿井防隔水煤柱损失占据50％以上。可见构造对资源回收影响很大。

　3 结合地质构造进行煤矿开采的有效措施 
　　3.1 加强对地质构造的探测 

通过上述分析，可以发现加强对地质构造的探测在煤矿开采过程中是非常重要的。当前我国煤矿开采中采用的构造探测方法主要有物探和钻探，其中地面主要有三维地震、电法、钻探、地面区域地质调查等，井下有MSP、槽波、坑透、钻探等。随着科技的进步，探测构造的手段多种多样，在地质工作中我们要善于运用多种地质手段综合探测地质构造，并对各种探测结果相互验证。
　　3.2 加强对地质构造的分析 
　　在煤矿开采的过程中，我们不仅要加强对地质构造的探测，还需要加强对地质构造的分析。相关的工作人员在勘测的过程中，采取合理的勘测技术对所要开采的地区进行勘测，然后通过所得数据分析来判断这一地区是否存在褶曲、断层以及陷落柱等，最后制定出有效的煤矿开采方案，为煤矿开采的进行奠定良好的基础。由于煤矿开采安全是该项工作的关键，加强对地质构造的分析就显得尤为重要，只有这样才能进一步促进我国煤矿资源的合理开发和利用。 
　　3.3 提升煤矿开采率 
　　通过地质构造的探测，在煤矿开采前工作人员可以对该区域的煤矿存储量进行计算，了解煤层的分布规律、走向以及特点等，这样可以根据煤矿的存储量来制定出科学合理的开采计划，提高煤矿的开采效率，保障开采的效益。 
【结束语】煤矿开采通常都是在井下或者野外进行作业，会受到各种地质构造的影响，灾害也是各种各样的，而且是不可忽视的，危害巨大的，所以在煤矿开采的过程中地质构造的探测和治理是保障煤矿安全开采的前提，是安全开采的重要基础。因此，地质工作人员需要在煤矿开采之前对该地区的地质构造进行深入探测，并进行透彻分析，掌握矿井地质构造发育规律，掌握瓦斯地质以及水文地质情况，为矿井制定合理采掘接替计划提供翔实的地质资料，保证矿井安全高效开采。

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