斷層構造對煤礦生產過程的影響

何 辰(甘肅能源化工職業學院，甘肅 白銀 730913)

斷層構造對煤礦生產過程的影響

何 辰
(甘肅能源化工職業學院，甘肅 白銀 730913)

地質構造在礦井安全生產中有非常重要的影響，在眾多地質構造中，斷層構造對礦井生產的影響最大。本文介紹了斷層構造對煤炭開采、礦井突水和瓦斯突出等幾個方面的影響，并提出相應的治理方法，為煤炭的安全生產提供治理措施。

斷層構造； 煤炭開采； 礦井突水； 瓦斯

1 前言

地質工作在煤礦建設和生產過程中起著重要作用，一個礦井從前期的勘查設計到礦井建設，詳實的地質資料都起著至關重要的作用。在煤礦投產之后，地質工作的作用更加重要，要保障煤礦的安全生產和巷道的合理掘進。所以礦井地質的勘查、數據的分析、合理的布控采掘工作面都需要地質工作者參與工作。地質工作在煤礦生產過程中主要要研究礦井地質構造，因為礦井地質構造影響著煤炭開采、礦井突水、煤與瓦斯突出等許多問題。

2 斷層構造對礦井生產的影響

礦井下最常見的地質構造有斷層、褶皺、節理等，它們的出現會破壞煤層的整體性和完整性，對采掘部署和安全生產帶來很大的影響。研究表明，絕大多數突水和煤與瓦斯突出發生在構造發育處，所以對地質構造的提前預判是礦井生產的重中之重。而在這些地質因素中，斷層構造所帶來的影響因素最為重要。所以對斷層構造應重點研究。

2.1 斷層構造與煤炭開采

井下的斷層構造會破壞煤層的完整性和連續性，導致煤礦生產的安全，增大采煤工作量和成本的投入。井下采煤如遇斷層，煤層一翼出現斷失，為了尋找斷失翼煤層，就要對巷道重新布置，如果沒有對煤層位置準確定位，就會導致工期延長或巷道報廢。如果斷層落差較大，就需在斷層兩側預設保護煤柱，這就會造成可采煤層儲量的減少，如果出現一系列小斷層，會造成煤層的不可采或采煤難度增加，造成煤炭資源的損失，影響經濟效益。

采面內部小斷層的處理應根據斷層產狀、性質和落差，以及煤層厚度、頂底板巖石軟硬和采煤方法合理布局。①強行硬過：對于普采和炮采工作面，當斷層落差小于煤厚時，在綜采工作面內，斷層兩盤對接部分的煤層厚度大于液壓支架的最小支撐高度或斷層兩盤對接部分的煤層厚度小于液壓支架的最小支撐高度但煤層頂底板巖性軟弱，采煤機可以切割。②重開切眼：對于傾向斷層或斜交斷層，當斷層落差大于煤厚或采高時，采用重開切眼的方法，即提前在斷層另一側重新開一個切眼，待工作面推進到斷層后，停止回采，搬到新切眼內繼續開采。③對于走向斷層，當斷層落差大于煤層厚度或采高時，可在斷層一側或兩側補掘中間順槽，把原來的工作面劃分為兩個工作面，再分別回采。

2.2 斷層構造與礦井突水

礦井中水的來源主要有地下水、大氣降水、地表水和老窯積水。根據資料顯示，煤礦絕大多數突水事故是由老窯積水和斷層引發的。對于已經廢棄的采空區，由于地下水和地表水的補給，其中充滿大量積水，在采掘生產時應當用探放水的方法探明工作面前方的水情，然后有控制地放出。對于斷層引起的突水，應當充分研究斷層性質和含水層情況。許多礦的實踐經驗證明，多數逆斷層透水性差，正斷層透水性強，一般容易發生突水的位置位于正斷層的上盤，平行小斷層的上盤，斷層交匯處和斷層密集帶。

斷層的發育可能穿過隔水層，連通煤層與含水層，或者使煤層與含水層直接接觸，如果采煤工作面推進到含水斷層帶附近，使原來處于平衡狀態的承壓水壓力得以釋放，會造成采煤工作面的突水事件。斷層帶碎裂的巖石和裂隙往往會成為良好的儲水區和導水帶，如果斷層切割幾個含水層，使含水層相互連通，這就在斷層作用下幾個含水層形成水力聯系，采掘工作面遇到這種斷層，往往突水水量豐沛，難以排水。突水事件往往使工作人員措手不及，難以應對，造成重大財產損失和人員事故。

斷層雖然是礦井充水的重要通道，但并不是絕對的，在實際工作中如遇斷層，要確定斷層構造是否富水，要有一套有效的預防治理措施，時時警惕。為了保障安全有效的采掘工作，要提早預測斷層構造，掌握斷層的富水情況，采取合理的處理方式，最大程度地降低突水事件的發生。

2.3 斷層構造與瓦斯防治

煤礦瓦斯是影響煤礦安全的主要因素，而瓦斯突出的位置又與地質構造有著密切的聯系，大量資料表明，煤與瓦斯突出往往集中發生在地質構造破壞帶。斷層對瓦斯的集聚和排放具有雙重作用。

開放型斷層具有較好的透水透氣性，有利于瓦斯的排放。一般而言，張性、張扭性和導水斷層為開放型斷層。這種斷層使圍巖疏松，透氣性較好，使得瓦斯沿斷層各個方向運移，不利于瓦斯的聚集，起著瓦斯的排放作用，致使斷層附近瓦斯含量減小，所以，在開放型斷層附近，發生煤與瓦斯突出的概率很小。

封閉性斷層透氣性差，不利于瓦斯的排放。一般而言，壓性、壓扭性、不導水和現在仍然處于擠壓狀態的封閉斷層為封閉性斷層。這種斷層使得圍巖結構致密，透氣性差。瓦斯在斷層中運移比較困難，有利于瓦斯的聚集。瓦斯在斷層帶形成強大的壓力，難以釋放，如果采掘工作面接近這種斷層附近，發生煤與瓦斯突出的概率極大。

瓦斯是一種重要的資源，在煤礦生產過程中，應當提前對瓦斯進行抽放，對構造帶附近的瓦斯更應當提前預判，做出相應的處理措施。

3 結語

地質構造影響著煤礦的采掘生產，本文對斷層構造進行了研究分析，分析了斷層對煤炭開采的影響，斷層與礦井突水的聯系，斷層與瓦斯聚集的關系，對煤礦生產遇到斷層提出了處理建議。可為煤礦的安全高效生產提供參考。

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Influence of fault tectonics on coal mine production

Geological tectonics has a very important influence on mine safety production, and the fault structure has the greatest influence on mine production in many geological structures. In this paper, the effects of fault structure on coal mining, mine water inrush and gas outburst etc.were introduced, and the corresponding treatment methods were put forward. It provided treatment measures for coal mine safety production.

fault structure; coal mining; mine water inrush; gas

TD163

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何 辰(1987-)，男，甘肅會寧人，助理講師，從事地質專業的教學工作。