試論煤炭開采對地質結構及地質安全的影響

趙彥旭 張予川 郅紅魁 謝佳興

摘? 要：近年來，煤炭的深層開發已成為必然趨勢。煤炭資源所在區域地質條件復雜，開采活動也會對地質構造產生一定影響。本章重點分析了常見地質構造下煤炭開采活動可能產生的危害以及成因，并通過做好采礦前期地質測量和勘探、提高煤礦采礦技術、采取多樣化煤炭開發手段，實現對采煤活動的標準化、規范化管理。

關鍵詞：煤炭開采;地質結構;地質安全;影響分析

煤炭作為主要化石燃料，在國民經濟發展和社會穩定中發揮著無可替代的重要功能。但隨著中國社會各行業規模迅速擴大，煤炭資源開采過程中存在的問題也日益突出。若不能預先考慮到采礦作業對地質結構和地質安全的影響，極易造成重大安全事故，也無法保證開采效率。所以必須著力于發展煤礦開采技術，并通過選擇多樣性、科學化的技術手段，來努力減少開采過程對地質結構和地質安全的影響。

一、地質結構概述

煤炭資源形成條件很特殊，其分布與地質構造有關，因而開采活動會直接影響到地質構造和地質安全。一旦采礦技術選用錯誤，不但采礦效益無法提高，更會危及整個礦區。所以，針對不同地質構造需要選用適當的采礦技術。

1.巖層地質結構

在巖層地質構造下進行采礦作業，易發生巖石鉆探問題，有時甚至會引發地質構造變化，這對采礦過程的可靠性和安全帶來了極大挑戰。

2.黃土地質結構

煤炭開采常見地質構造還涉及黃土地質構造。與一般地質構造相比，黃土地質以砂質土壤為主，且砂土粒徑較大，地質構造垂直性與穩定性均不足，無法保障采礦活動安全性，采礦工作難度呈直線型上升。但如果能將黃土地質構造中砂粒黏著為塊態或層狀，則整個地質構造會相對穩定下來，也有助于在采礦過程中應對地質構造的突發異動。

3.丘陵山地地質結構

丘陵山地地質構造也是煤炭資源開發過程中可能面臨的地理條件。丘陵山地地質構造狀況特殊，常伴有大量溶洞與地下水河道，這就在一定程度上影響著煤礦的采礦活動。所以，要實現對丘陵山區地質下的煤炭的有效開發工作，作業人員就需要認真勘測丘陵與山地的構造狀況，以掌握山體走向和地下水分布具體情況，并在此基礎上提出開發方法[1]。

4.平原沙土地質結構

煤礦開發中還可能涉及平原沙土地質構造條件。與其他地理構造比較，平原中沙土地貌構造地質檢測困難系數最高，若無法進行更細致的地質調查和評估，將會造成開發中人力物力資源的巨大耗費。在前期工作中，作業人員要充分保證地質構造具備良好的承載能力，并盡量避免采礦過程中構造不平衡問題的出現，以保證開采工作有效進行。同時，針對平原沙土地質構造，需采取針對性采礦技術。

二、煤炭開采過程中對地質結構的安全影響分析

1.天然性的地質災害

影響煤礦開采地質結構安全的因素不少，例如自然地質條件。考慮到自然地貌變化是無法預見的，多數情況下僅能運用感知技術手段來稍加監測，但是在實際開采管理過程中仍會出現很多問題。自然地質條件大多包括了礦壓、巖爆、冒頂、片幫等問題。特殊的開采條件還會伴隨著突水等其他自然災害。此外，隨著煤礦發展深度的增加，開采過程中的高溫不僅對采礦人員十分不利，同時部分采礦設備在高溫下也無法穩定工作，無法確保開采工作安全性與連續性。

2.開采活動造成災害

采礦活動本身也會導致一定危害。例如，特殊的開采條件會引起瓦斯爆炸。隨著煤礦開采推進和開采深度增加，煤層內的地應力、瓦斯壓力逐步增大，瓦斯爆炸可能性與日俱增[2]。

3.開采人員經驗不足

現如今，采礦人員普遍缺乏經驗、技術能力有限，很難保證開采效率、品質與安全。多數地質安全事故都是由于采礦人員經驗不足造成的，應該加強對采礦人員的培訓與監管。

三、促進煤炭開采安全性提升的有效策略

1.加強開采前的地質測量與勘察

為了降低在實際采礦作業中對地質結構和地質安全的干擾，效開展采掘管理工作，就需要在作業前進行初期地質測量與探查，掌握巖體種類、巖體分布情況等，并據此構建開采流程。若無法從前期探查中掌握實際的煤層環境條件，地質結構中土層、巖石、地下水等因素均會對正常采礦活動形成一定干擾。當前，礦井地質勘查科研技術水平已日趨完善，能夠極大程度上提高勘察與檢測數據的完整性與精度。先進勘察科技的應用也大大提高了采礦工作效率，并為開采管理工作提供了可靠保證。

2.提升煤炭開采技術水平

在煤炭資源開發中，開采技術的選擇性尤為重要。為進一步提高礦井的安全性與有效性，以便克服采礦過程中的地質構造制約問題，有必要提高煤礦開采技術水平，為采礦工作提供技術支持。目前，煤炭資源開發技術已經越來越完善，可選擇性也逐漸加強。此外，煤炭企業應結合考量煤炭資源開采過程中可能遇到的各種地質安全風險，并為其制定完整的應急對策。

3.采用多元化煤炭開采手段

煤礦的特殊性往往會導致其開采作業中存在許多安全隱患。為了盡量保持現有地質結構的穩定和安全，必須采用多種采礦方法和技術，做好事故早期預防工作。在煤炭工業現代化的過程中，多樣化的采礦方法包含多方面內容，包括強化周圍環境保護等[3]。多元化采礦方法在一定程度上可以確保采礦工作的順利運行，加強環境保護，幫助實現煤炭企業可持續發展目標。

4.規范煤炭開采工作

不規范的采礦活動會對地質結構和地質安全產生惡劣影響。所以，要進一步提高采礦技術水平，保證地質構造的穩定安全。還需根據煤炭資源分布，建立完整的采礦作業標準，并保證作業人員嚴格遵守，保證開采工作順暢開展。

四、結語

煤礦開采與地質構造、地質安全等之間存在著不可分割的關聯。為保證作業順利推進，各煤炭企業應當從煤炭資源分布區地質構造入手，從根本上明確礦業開采方向，提升礦業開采管理水平。

參考文獻：

[1]馮潔，侯恩科，王蘇健.寧東煤炭基地煤炭開采對地下水的影響預測[J].地質通報，2018（12）：2184-2191.

[2]蘇意凱.井下采煤技術與采煤工藝對生產的影響[J].江西化工，2020， （2）：311-312.

[3]黃嗣琪，徐曉明.礦區煤炭資源的開采強度對地質災害的影響[J].能源研究與管理，2020（04）：102-104+110.DOI：10.16056/j.2096-7705.2020.04.020.

作者簡介：趙彥旭（1991.05-），男，漢，河南范縣人，本科，河南省地震局，職稱：助工，研究方向：地震構造。