地質構造對煤礦開采的影響分析

◎牛賽偉

在煤炭長久的形成過程中，由于漫長的地質構造體系活動，使得煤層本身受到了沉積、煤化、構造變動等多方面因素所造成的裂縫、褶曲、斷層等多個方面的結構影響，這對于整個煤層的開采工作來說，帶來了較大的阻礙。下文主要針對地質構造對于煤礦開采的影響進行了全面詳細的探討。

一、煤礦地質工作的特點

煤礦的地質工作狀態實際上有著一定的特殊性，絕大多數情況下都是在野外以及井下來進行開采作業，那么其開采期間要保證開采的安全性，就應當要對煤礦地質構造進行持續性的勘測，對各個方面的變動信息進行收集，只有這樣，才能逐步深刻、正確地反映礦井的地質情況，為煤礦生產建設提供可靠地地質依據，從而防止事故發生發生。煤礦開采工作在執行的過程中，受到了開采空間、照明、視野范圍等多方面因素的影響，并且在對掘進斷面的地質資料進行采集的過程中，其測定分析以及斷層的預測工作極易由于定量分析等方面所存在的問題而導致偏差現象的出現。因此，務必要對井下的具體地質現象進行研究，確保資料的時效性，最大限度的提升地質問題得以解決的可能性。除此之外，還應當要針對整個礦區范圍內所存在的所有地質現象進行大范圍的勘查，若地質構造了解不清楚，直接影響采煤方法的選擇、資源儲量估算不準確，將影響煤礦的服務年限和生產的正常接續；對水文條件、瓦斯、煤塵、地熱等沒有查明，會帶來嚴重的自然災害，造成人力、物力、財力的巨大損失。

二、地質構造對礦井開拓開采的影響

礦產資源成礦后，由于發生構造運動等，斷層常把礦體切成幾部分，使礦體的分布、形狀和產狀復雜化，從而對礦山開采帶來很大影響。因為有大型斷層發育的地方，煤層走向、傾向、傾角均發生較大變化，采區及階段劃分只能按照地質構造的區塊劃定，給開拓開采布置帶來很大困難。因此，在開拓設計中，對于主要開拓巷道所經過的地段，首先要弄清楚斷層的情況，對于斷距較大的斷層，開拓巷道盡量應避開斷層破碎帶，尤其是應避開與巷道平行或成小角度斜交的斷層破碎帶，盡可能將斷層作為采區劃分的邊界。其次，斷層還影響平巷掘進，巷道掘進中，若遇到稍大的斷層，有時須考慮使巷道拐彎，以保證平巷和煤層底板的距離，但巷道拐彎會增加巷道長度，從而增加運輸環節，對各種管道工程的鋪設也帶來很大困難。此外，在掘進中碰到斷層，還必須加強支護，甚至要采取特殊措施才能通過斷層。因此，斷層對礦井開拓開采的影響較大。

三、地質構造對煤礦安全生產的主要威脅

1.礦井水災與地質構造的關系。

地質構造所呈現出的變化因素是對出水事故造成影響的一個關鍵所在，而對于地質構造進行分析預測的相關工作，也就成為了落實防治措施的一個重要基礎。針對回采率進行提升，能夠極大的延長礦井自身所具有的生產壽命，緩解資源枯竭的速度起到了極其重要的作用。煤礦在進行開采的過程中，所涉及到的地質構造主要包含有陷落柱、斷層、褶曲等多種現象，而部分事故的發生，也恰恰是由于這部分構造所呈現出的問題而引發。因此，在針對礦井出水原因進行分析的過程中，最重要的一個因素就是要明白不同的形態體系導致井下出水所產生的變化現象，從而完全掌握到其中所存在的變動規律，確保任何變化因素都能夠防范于未然。對近年來的煤礦水害規律進行總結的來看，我們能夠得出以下幾個方面的結論：

（1）在礦井出現水害現象的情況下，通常都是出現在巷道的迎頭位置之上，其導致的根本因素就是由于進行掘進的過程中，遭遇到了地質水源現象，并且破壞了地質結構，最終引發出水。

（2）采煤工作面所呈現出的突水現象，通常都是由于煤礦在進行回采的過程中，遇到了某些不良的地質構造條件，并且產生了擾動誘發現象，從而使得導水帶破裂，引發水源突水的現象。

2.瓦斯事故與地質構造的關系。

我國地質條件復雜，是受瓦斯災害威脅最嚴重的國家之一。瓦斯生于煤層，儲于煤層，受地質條件和歷史演化作用控制。地質構造復雜程度控制著煤與瓦斯突出危險性，構造煤的發育特征控制著瓦斯抽采和瓦斯治理的難度。多年的實踐證明，只有綜合運用板塊構造理論、區域地質演化理論、瓦斯賦存構造逐級控制理論，才能揭示構造煤的發育規律并揭示煤與瓦斯突出機理，才能進行更為準確的瓦斯預測。

3.采煤沉陷。

采煤沉陷是我國煤炭礦區現存的最大安全隱患之一，如果不能完全對其進行有效的管理和控制，就難以保證煤炭開采工作的安全、穩定、有序進行，甚至有可能造成大規模的人員傷亡，對于社會的安定也會造成一定程度的影響。煤礦地質構造的不同是引起采煤沉陷事故發生的根本原因之一，如煤層厚度、埋深、傾角及覆巖結構等。因此，引發采煤沉陷的幾率也有所區別。針對這一主要原因，在煤礦區設立時就要采取如下措施：

（1）煤炭礦區管理人員和技術人員要對礦區實地情況進行系統、科學的研究與勘查。

（2）逐步制定一套或多套詳盡、合理、科學的煤炭開采計劃和開采組織形式。

（3）在煤炭開采中一定要盡量避開較易發生采煤沉陷的地區。

4.水害事故和水文地質

（1）水害事故的發生地點。掘進巷道和回采工作面采通小窯、老空區、遇導水斷層或封閉不良的鉆孔導通含水層、雨季期間的淹井等。

（2）水害事故的發生原因。在采掘工作中，如果所采煤層底板與下部承壓含水層之間的隔水層巖石厚度太小，無法承受壓力，或巷道接近斷層時，就可能導致突水；由于勘探工作的不及時準確，在掘進工作中與有積水的老窯、采空區打透，會發生極為嚴重的老塘突水事故；另外，早期封閉不良的鉆孔也可能發生透水事故；在多雨季節的"三防"工作也不容忽視。

（3）水害防治措施。水害在一般的煤礦采掘過程中發生的幾率較低，但是一旦發生造成的經濟損失十分巨大。在礦井設計與采區設計中，對可能導水的斷層，要留設足夠的防水隔離煤柱；對采空積水區、老窯積水區，要加強勘探工作，及時疏放老空水或留設防隔水煤柱；在開采過程中，應隨時監測區域內的水文地質情況，查明充水水源和通道，編制水文地質圖，指導防治水工作，使探放水工作有的放矢，避免水害事故的發生，促進安全生產。