試論小地質(zhì)構(gòu)造對煤礦掘進和采煤的影響

魯剛

試論小地質(zhì)構(gòu)造對煤礦掘進和采煤的影響

魯剛

（河北堯安公司豐達煤礦生產(chǎn)科）

目前，國內(nèi)的經(jīng)濟飛速發(fā)展，對能源的消耗逐年增多，越來越多的行業(yè)和部門越發(fā)的注重對煤礦的開采。煤礦開采工作具有一定的難度，會受多種地質(zhì)的影響。其中小地質(zhì)構(gòu)造對開采工作影響較大。因為小地質(zhì)構(gòu)造具有一定的隱蔽性，所以在進行煤礦開采作業(yè)時一定要細致分析小地質(zhì)的實際情況，并合理的采用正確的開采技術(shù)。本文針對小地質(zhì)構(gòu)造對煤礦掘進和采煤的影響等相關(guān)問題進行了研究。

小地質(zhì)構(gòu)造；煤礦掘進；采煤

小地質(zhì)構(gòu)造，存在不同的形態(tài)，無論是小斷層還是小褶皺均對煤礦開采和掘進造成一定的作業(yè)困難。但是由于是小地質(zhì)結(jié)構(gòu)，所以施工單位會忽視對小地質(zhì)的防護措施的建立，這樣很容易導(dǎo)致“頂板事故”[1]。為了確保煤礦開采工作的順利進行，并保障開采人員的生命安全，必須充分重視小地質(zhì)構(gòu)造對煤礦開采工作的影響，并積極建立相關(guān)的防護措施。

1 小地質(zhì)構(gòu)造類型概述

小地質(zhì)構(gòu)造主要包括三大類型，分別為小斷層、小褶皺和復(fù)合頂板，下面對這三種構(gòu)造進行概述[2]：

①小地質(zhì)構(gòu)造中常見的小斷層構(gòu)造。小斷層的出現(xiàn)有一定的預(yù)警和提示，通過觀察可發(fā)現(xiàn)并判斷該構(gòu)造，主要表現(xiàn)為：a.煤層中出現(xiàn)巖石。b.煤層厚度出現(xiàn)意外的增大或者減小。c.頂板出現(xiàn)位移現(xiàn)象。d.裂隙壁滑動。所謂小斷層構(gòu)造，是指所有落差小于5m的構(gòu)造。常見的小斷層包括正斷層、逆斷層以及層滑構(gòu)造等。正斷層的圍巖穩(wěn)定性高于逆斷層，而逆斷層中的傾角更大，并且呈現(xiàn)不平整狀。所謂層滑構(gòu)造，就是指巖層經(jīng)由外力擠壓形成的巖層間的錯位和滑動，其構(gòu)造強度較小。②小褶皺，小褶皺多發(fā)在背斜和向斜結(jié)構(gòu)中，在煤礦開采中，多見構(gòu)造不規(guī)則，有一定的規(guī)模的煤層頂板撓曲構(gòu)造。褶皺結(jié)構(gòu)很容易導(dǎo)致支護措施受損，最終加大冒頂傷人事故的發(fā)生率。最后是復(fù)合頂板。復(fù)合頂板主要指老頂、直接頂以及偽頂三種。這種類型對巷道支護穩(wěn)定性有一定的威脅和隱患影響。

2 小地質(zhì)構(gòu)造對煤礦的掘進和采煤的影響

2.1 容易致使局部冒頂現(xiàn)象的產(chǎn)生

小地質(zhì)構(gòu)造可能會在煤礦開采過程中造成局部冒頂現(xiàn)象。所謂局部冒頂現(xiàn)象是指局部遭到破壞、巷道出現(xiàn)變形后出現(xiàn)的一種現(xiàn)象。該現(xiàn)象產(chǎn)生原因多是因為在回采過程中的圍巖應(yīng)力、壓力作用導(dǎo)致。這種壓力和應(yīng)力作用會導(dǎo)致巖層發(fā)生變化，出現(xiàn)滑坡、錯位等現(xiàn)象，這樣就大大的降低了整個地質(zhì)構(gòu)造的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，一旦作為支護的支架受損倒塌，則會造成設(shè)備損壞，嚴(yán)重情況下會危及作業(yè)人員的生命安全。是比較大的安全隱患。

2.2 水涌現(xiàn)象的出現(xiàn)

地質(zhì)構(gòu)造中的含水層往往會在煤礦進行開采作業(yè)時遭到破壞，一旦含水層受損就會出現(xiàn)水涌現(xiàn)象。水涌現(xiàn)象對煤礦開采工作會造成一定的影響。

2.3 出現(xiàn)瓦斯集聚現(xiàn)象

在煤礦開采工作中，如果進行到小地質(zhì)構(gòu)造時，會出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象。冒頂現(xiàn)象的出現(xiàn)一旦達到一定程度會引發(fā)瓦斯積聚現(xiàn)象。瓦斯壓力和煤壁的距離正相關(guān)，一旦距離低于6m，瓦斯的壓力就會增加，積聚較多時很可能引發(fā)瓦斯爆炸，這對于煤礦開采來說是一個巨大的安全隱患，而這隱患最初是由小地質(zhì)構(gòu)造影響產(chǎn)生的。

2.4 提高鉆機的速率

因為是小地質(zhì)結(jié)構(gòu)，其中的一些地質(zhì)構(gòu)造的外層比較平整，所以在煤礦開采和掘進過程中往往會干擾工作人員的地質(zhì)判斷。通過進行錨索作業(yè)的鉆機速率的變化可以判定是否是小地質(zhì)結(jié)構(gòu)。鉆機遇到小地質(zhì)之后其速率會明顯增進，所以工作人員可以通過該種現(xiàn)象來判斷哪些有隱蔽性的小地質(zhì)構(gòu)造。

3 降低小地質(zhì)構(gòu)造對煤礦掘進和采煤影響的措施研究

煤礦開采有一定的危險性，任何煤礦開采事故都有可能發(fā)生，盡管事故存在一定的發(fā)生率，但是可以通過事故原因的分析來盡量規(guī)避這些事故，減少事故的發(fā)生率。這對于相關(guān)工作人員的能力有一定的要求，需要豐富的作業(yè)經(jīng)驗和地質(zhì)判定經(jīng)驗。尤其是要做好小地質(zhì)構(gòu)造的細分和研究，嚴(yán)格區(qū)分不同的小地質(zhì)構(gòu)造才能進一步提高煤礦開采作業(yè)效率。

3.1 注意采煤面的冒頂現(xiàn)象

采煤面冒頂現(xiàn)象是具有一定的外觀表象的。工作人員、作業(yè)人員可以通過表象查看來進行判斷和警覺。采煤面冒頂現(xiàn)象多發(fā)的現(xiàn)象是掉渣或者出現(xiàn)裂縫。一旦出現(xiàn)這兩種現(xiàn)象應(yīng)該考慮為冒頂現(xiàn)象，必要的情況下要控制采煤深度[3]。同時，也可以加強支護支架的搭建，或者采取其他的支護方式提高支護保護作用，保障頂板的安全性和穩(wěn)定性。支護設(shè)備的選用最好選擇強度較高的設(shè)備，其安置密度要根據(jù)區(qū)域的實際情況和地質(zhì)變化情況而定，盡量減少冒頂現(xiàn)象的發(fā)生率。

3.2 留意掘進過程的局部冒頂現(xiàn)象

在煤礦掘進過程中也會出現(xiàn)局部冒頂現(xiàn)象。該現(xiàn)象的出現(xiàn)也有一定的表現(xiàn)形式，主要表現(xiàn)為頂板裂紋逐漸增多并擴散，裂縫中出現(xiàn)掉碴現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)滲水現(xiàn)象等。一旦出現(xiàn)這些現(xiàn)象應(yīng)該考慮為局部冒頂現(xiàn)象。此時應(yīng)該采取針對性的防護措施。首先，立即轉(zhuǎn)移不必要的人員，然后進行支護操作，其中的迎頭必須和頂板支護保持一致，支護設(shè)備選取一定要嚴(yán)格保證質(zhì)量，合理調(diào)整支護參數(shù)，進行敲幫問頂時切忌空頂操作。及時檢測礦壓等。

3.3 隱蔽小地質(zhì)構(gòu)造的危險預(yù)防

有些小地質(zhì)構(gòu)造具有一定的隱蔽性，通過肉眼難以觀察到其地質(zhì)構(gòu)造，很容易出現(xiàn)失誤開采操作，致使事故產(chǎn)生。對這些隱蔽小地質(zhì)進行開采作業(yè)時可以通過對鉆機速率的變化觀察來進行判斷。鉆機在進行打頂板錨桿和錨索作業(yè)時，其速率會明顯加快，在操作完成之后也會出現(xiàn)淋水現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象就應(yīng)該及時采取措施進行處理。首先立即開始應(yīng)急處理，詳細記錄好數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，同時加強支護加強工作，最終提高防護作用，提高防護的有效性。

4 總結(jié)

煤礦開采工作，由于多是井下作業(yè)，所以很容易出現(xiàn)頂板事故。究其事故發(fā)生原因，多為管理人員和作業(yè)人員的疏忽導(dǎo)致，最主要的原因還是對小地質(zhì)等地質(zhì)構(gòu)造認識不清導(dǎo)致。要想保證煤礦開采工作的順利進行必須充分的認識小地質(zhì)結(jié)構(gòu)、對其地壓規(guī)律充分掌握，只有如此才能針對性的制定解決措施，確保煤礦開采工作的安全性和可靠性。

[1]商來軍.小地質(zhì)構(gòu)造對煤礦掘進和采煤的影響與應(yīng)對措施[J].黑龍江科技信息，2015（7）：116.

[2]張曉軍.小地質(zhì)構(gòu)造對煤礦掘進和采煤的影響與應(yīng)對措施[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2014（5）：116.

[3]姜航.如何應(yīng)對小地質(zhì)構(gòu)造對煤礦掘進和采煤的影響[J].工程技術(shù)：引文版，2016（36）：00156.

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