地質構造對煤礦采掘生產的影響及處理技術

任彬 陳燦 王鵬博 劉傳祥 付騰飛 雷洋洋

摘 ? 要：安全生產一向是全社會關注的重點話題，安全生產為一條不可逾越的底線。煤礦行業(yè)由于其自身的特殊性，為事故多發(fā)行業(yè)。造成煤礦事故的因素較多，其中地質環(huán)境是導致生產事故的主要因素。本文從地質構造和煤礦生產關系角度出發(fā)，對不同地質條件下的煤礦生產安全隱患及需采取的安全措施等方面進行論述。

關鍵詞：地質構造 ?煤礦采掘 ?安全生產

中圖分類號：P618.11 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）10（b）-0021-02

采煤區(qū)域的地質構造情況對煤礦生產有著重要影響作用，其主要表現在生產效率及安全性方面。在煤礦生產中，需探明區(qū)域內地質情況對煤礦掘進生產的影響，進而采取有力措施，降低地質結構對煤礦生產的影響，保障煤礦生產的安全運轉。煤礦的安全事故可以發(fā)生在各個環(huán)節(jié)，其主要因素是人為忽視安全措施，安全生產意識淡薄。其次不能忽視外界環(huán)境改變對煤礦安全生產造成的影響，在防控煤礦安全事故過程中，應將二者結合，從而采取全面舉措，切實做好煤礦安全生產工作。

1 ?影響煤礦采掘生產的地質因素

煤礦生產中，由于礦井所處的地理位置及采掘要求不同，所需要應對的地質因素也不盡相同。各樣的地質環(huán)境給煤礦生產帶來多方面的安全問題，如褶皺、斷層、節(jié)理構造等。其中斷層對煤礦的連續(xù)性及延展性造成一定程度的破壞，這種地質結構不易被發(fā)現，且造成施工難度加大。當煤礦采掘中產生這些不利因素時，會出現巖石脫落或者滲水情況發(fā)生，給煤礦生產造成巨大安全隱患。

1.1 地質構造中的斷層對煤礦采掘生產的影響

煤礦采掘生產均處于地下封閉環(huán)境中進行，在掘進過程中會遇到各種斷層結構，斷層結構對煤層走向及煤層結構的連貫性產生一定影響。這種斷層結構在煤礦采掘往往是不可預見的，同時沒有較好的控制方法。斷層結構在一定程度上使其兩端產生牽引力，并形成皺褶及積壓作用，這使得斷面處巖石強度降低，在牽引力的影響下，較易發(fā)生巖石斷裂的情況。且這種特點容易產生瓦斯氣體及地下水的聚集，給煤礦安全生產帶來隱患。

1.2 地質構造中的皺褶對煤礦采掘生產的影響

地質構造中的皺褶會造成煤層形態(tài)發(fā)生改變，對煤層的延展性不會產生實質影響。皺褶對于煤層掘進方向有一定影響，有些較為復雜的皺褶甚至會造成煤礦開采受限的情況。

1.3 地質構造中的節(jié)理對煤礦采掘生產的影響

節(jié)理的存在主要影響井下爆破效果，爆破時選擇的炮眼，如與節(jié)理的位置關系不合適往往會造成漏氣現象，這直接影響了爆破效果。節(jié)理發(fā)育的區(qū)域還可能產生頂板脫落，進而形成瓦斯多發(fā)地帶或滲水情況發(fā)生，對煤礦采掘的安全性很不利。

1.4 熔巖現象對煤礦采掘生產的影響

熔巖為地下較為常見的一種地質結構，熔巖對煤層的支撐設置工作帶來較大不便，容易造成陷落柱周邊煤層處于無法開采的狀態(tài)，對于煤礦產量具有一定影響。另外熔巖的存在較易使采掘區(qū)域出現瓦斯及滲水現象，嚴重影響煤礦生產。

1.5 采煤沉陷對地質結構的影響

煤礦開采工作中，地質沉陷為一種較易多發(fā)的安全隱患，如沒有相關技術手段保障采煤沉陷，勢必會造成煤礦開采過程中出現問題，并造成嚴重安全事故的發(fā)生。地質沉陷多與當地的地質結構有關，對于巖石結構較為松散區(qū)域，發(fā)生采煤沉陷的概率較大。

1.6 地質結構中水文特征對煤礦采掘生產的影響

煤礦水文地質條件的穩(wěn)定性對巖石的穩(wěn)定性帶來影響，煤層地質中往往存在一種黏土巖，因其上下具有不同的透水性，使得在遇到滲水情況時對巖石的穩(wěn)定性造成較大影響，透水性強的一面膨脹后會對透水性較差的一面施以壓力，進而造成脫落現象的產生。

1.7 煤層穩(wěn)定性對煤礦采掘生產的影響

（1）地質條件對煤礦開采的影響。地質條件受到煤層厚度的影響，從而使煤層安全度大為降低。在煤礦開采過程中，煤層受到多種合力的共同作用，巖石在地質條件變化中同樣會產生力學特性的改變，并因此產生不同程度的變形。以煤層增厚或者變薄為主要表現形式，從而導致煤層穩(wěn)定性差，使得開采此類煤層所面對的危險程度大幅增加。

（2）地質因素對回采循環(huán)作業(yè)的影響。煤礦掘進回采工作中，會遇到一些形狀不規(guī)則煤體結構。這對于采掘方向產生了較大影響，無法對其進行全采。同時對支護質量較差、支柱支撐力不足的采煤區(qū)造成頂板下沉的情況。這使得煤礦開采的整體安全性產生較大隱患，同時造成回采工作不能正常開展，從而使采煤效率降低。

2 ?降低地質構造對煤礦采掘生產影響的處理措施

2.1 對地質結構做好前期探明工作

地質構造對煤礦采掘生產影響巨大，因此在煤礦采掘工作開展前應對其具體情況做好勘察，綜合考慮煤層實際情況，并作出正確判斷。對地質結構的提前預判可以避免財力損失，從而達到節(jié)約成本的目的。

2.2 利用新技術勘測地質結構

煤礦生產地質勘探的過程中，應將鉆探作為工作首位。并利用三維地震勘探技術確定地質結構，使地質勘探結果更為準確，從而獲得最詳實的資料，對后續(xù)做好相應預案提供了有力支持。并結合煤礦采掘技術優(yōu)化設計，使掘進路線得以合理規(guī)劃。另外還應結合開采地帶的實際情況，采取多種有效方法平衡區(qū)域內煤礦采掘工作中經濟效益與施工成本，從而確保效益的最大化。

2.3 采用合理的挖掘設備應對地質結構造成的影響

掘進工作中主要依賴各種挖掘設備，所選擇的挖掘設備性能需符合煤礦地質條件，功率較大的設備應優(yōu)先考慮使用，保證對煤層頂底板巖石的掘進效率，并能有效防止挖掘設備損壞。在使用掘進設備的過程中，要注意掘進角度的增大對掘進設備的安全問題。

2.4 應加大對采掘過程中地質結構的勘察工作

地質結構對采掘過程具有較大影響，應利用各種技術手段加大對地質結構的探明，從而獲得詳實的地質資料，對采掘工作提供指導方向。對已探明的地質變化情況，應及時向管理部門提供相關資料，并對其進行合理研究分析，拿出切實可行的解決方案。

2.5 利用先進的地質保障系統(tǒng)做好地質勘探工作

現今科技的高速發(fā)展為煤礦開采提供了多樣的技術支持，其地質保障系統(tǒng)融合了一些先進技術手段，能夠較好完成地質勘探工作。通過對地質條件的充分了解，加之先進系統(tǒng)的應用，可以及時準確把握地質狀況，從而對煤礦采掘工作進行科學化的指導。其主要方法有無線電傳輸、三維地震、電法勘測等，通過這些方法的應用，從而構建區(qū)域內的地質詳圖，對于保障煤礦采掘生產具有重要價值。采用此系統(tǒng)還可將地質構造及具體開采方案進行整合，使系統(tǒng)內各種信息能夠相互利用，從而達到促進地質勘探工作順利開展的目標。

2.6 礦井地質情況的優(yōu)化

煤礦采掘生產中，需綜合利用各種先進探測方法并結合采煤工作面實際情況進行總結，對采煤區(qū)域進行客觀評價，劃定出穩(wěn)定區(qū)及地質結構復雜區(qū)，擬定采煤地質圖，對煤礦采區(qū)地質情況做詳細記錄及分析，為今后煤礦安全生產做好基礎性工作。

3 ?結語

煤礦安全生產責任重大，細微的疏忽也可以造成嚴重生產事故。為保證井下煤礦開采工作的順利進行，應對可能造成安全事故的隱患點進行逐一分析，確保從各個角度切實做好防護工作。其中地質因素對煤礦開采工作造成的安全隱患較多，設計勘察人員應做好相關的工作，利用先進設備對礦區(qū)地質情況進行整體評估，并在此基礎上形成可行性報告，為將來的煤礦開采工作做好參考。

參考文獻

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