煤礦開采中的地質(zhì)構(gòu)造及其重要性探究

王志平

（山西省煤炭工業(yè)廳煤炭資源地質(zhì)局，山西 太原 030045）

引言

在煤炭資源的開采過程中，地質(zhì)構(gòu)造發(fā)揮著非常重要且關(guān)鍵的作用，區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造控制著煤炭資源的形成及周圍環(huán)境，而且煤炭資源的開采和挖掘都依靠著可靠的地質(zhì)勘測資料。因此，要加強(qiáng)地質(zhì)構(gòu)造勘測工作，了解煤炭資源的地質(zhì)條件，這樣才能更好的解決煤炭資源在生產(chǎn)過程中所出現(xiàn)的諸多問題。

1 煤礦開采工作的特點(diǎn)

煤礦開采工作具有一定的特殊性，大多數(shù)的煤礦開采工作基本上是在野外和井下作業(yè)，因此，在煤礦開采的過程中，要想保證工作人員的人身安全，就要求煤礦負(fù)責(zé)人隨時(shí)對(duì)煤礦的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘測和檢查，通過收集到的各方面數(shù)據(jù)分析煤礦地質(zhì)構(gòu)造。只有充分了解煤礦的地質(zhì)構(gòu)造，為煤礦生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)信息，這樣才能促使生產(chǎn)人員安全作業(yè)，保證作業(yè)人員的安全，防止危險(xiǎn)事故的發(fā)生［1］。

煤礦開采的過程中往往會(huì)受到很多因素的影響，例如空間、照明、視野等，并且在研究斷面的地質(zhì)信息資料時(shí)，收集方法、采集方法、分析方法以及預(yù)測方法的選擇都會(huì)對(duì)得出的結(jié)果帶來不同程度的影響，使結(jié)果出現(xiàn)一定的偏差。因此，在研究地質(zhì)構(gòu)造問題時(shí)，要保證資料的時(shí)效性，在最大能力范圍之內(nèi)解決煤礦開采中可能發(fā)生的一切問題。除此之外，還要針對(duì)煤礦地區(qū)的所有地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行全范圍的勘測，只有正確清楚地了解煤礦周圍的地質(zhì)構(gòu)造，才能使用最正確的開采方法進(jìn)行煤礦開采，提高煤礦的生產(chǎn)率。

2 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦開采的影響

煤炭資源形成煤礦之后，由于各種自然現(xiàn)象的發(fā)生，斷層會(huì)把煤礦分成幾個(gè)部分，使煤礦的分布、形狀等發(fā)生復(fù)雜的變化。正是由于這種復(fù)雜的變化，煤礦的發(fā)展、傾向、傾角等特征也均會(huì)發(fā)生變化。對(duì)不同煤礦的開采和階段的劃分都要按照地質(zhì)構(gòu)造予以劃定，這便增大了煤礦開采的難度。

在煤礦開采的過程當(dāng)中，首先要清楚地了解斷層的情況，對(duì)于一些短距較大的斷層在開拓巷道時(shí)候需要盡量避開斷層的破碎帶，盡量將斷層作為煤礦開采區(qū)劃分的邊界處。其次，斷層還可能會(huì)影響到平巷的掘進(jìn)，如果遇到稍大一點(diǎn)的斷層，就必須考慮巷道轉(zhuǎn)彎，以此來保證平巷與煤層地板之間的距離，同時(shí)巷道轉(zhuǎn)彎會(huì)增加巷道的長度，增加運(yùn)輸距離，提高運(yùn)輸成本，對(duì)各種管道的鋪設(shè)也增加了一定的難度。除此之外還要注意在煤礦開采的過程中如果遇到斷層，要對(duì)斷層予以支護(hù)，必要的時(shí)候可采取特殊措施來保護(hù)斷層。

褶曲的存在會(huì)對(duì)煤礦的開采產(chǎn)生一系列的影響，如影響采區(qū)劃分、進(jìn)尺、煤礦產(chǎn)量、利潤以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益等，同時(shí)還影響了煤礦的安全生產(chǎn)。首先是采區(qū)的劃分。在褶曲構(gòu)造比較發(fā)達(dá)的地段，煤層的走向、傾向以及傾角會(huì)發(fā)生很大的變化，影響了主要運(yùn)輸巷的布置。其次是影響井巷施工進(jìn)度。由于褶曲的存在，加大了采區(qū)上山及運(yùn)輸巷道的選取難度，并且有些巷道需要多次調(diào)整。最后，加大工作面的回采難度。由于褶曲的存在，不僅會(huì)加大開采困難，而且還會(huì)增加施工工作量。

對(duì)于陷落柱比較發(fā)達(dá)的煤礦，會(huì)對(duì)煤系地層及周圍的巖石產(chǎn)生較大的影響，從而增加了煤礦生產(chǎn)的難度。陷落柱會(huì)破壞可采煤層，減少煤炭儲(chǔ)量，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致巷道提前報(bào)廢或縮短礦井服務(wù)年限。在回采階段，如果遇到陷落柱，會(huì)降低采煤效率，給頂板管理、工作面運(yùn)輸和通風(fēng)造成影響，進(jìn)而降低了生產(chǎn)效率。在陷落柱較發(fā)達(dá)的地區(qū)，會(huì)影響工作面的布置，使液壓自移掩體支架和采煤機(jī)組無法通過。

綜上可見，斷層、褶曲、陷落柱等對(duì)煤礦的開采有非常大的影響。

3 地質(zhì)構(gòu)造與煤礦水災(zāi)的關(guān)系

地質(zhì)構(gòu)造的變化是在煤礦開采中出現(xiàn)水災(zāi)的重要原因之一，而要想有效預(yù)防水災(zāi)的發(fā)生或在水災(zāi)發(fā)生時(shí)采取有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，就必須對(duì)煤礦的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行全方位的勘測和分析。在煤礦開采的過程中出現(xiàn)的地質(zhì)構(gòu)造主要包括陷落柱、斷層、褶曲等，而一些安全事故的發(fā)生也是因?yàn)檫@些地質(zhì)構(gòu)造引起的［2］。因此，在針對(duì)煤礦出水問題進(jìn)行分析的過程當(dāng)中，最重要的一部分就是分析對(duì)于不同煤礦導(dǎo)致出水的原因，進(jìn)而掌握其中存在的變化規(guī)律，對(duì)于不同水災(zāi)現(xiàn)象的發(fā)生都能采取措施避免或降低損失。

根據(jù)勘測隊(duì)的勘測和分析發(fā)現(xiàn)，在煤礦中出現(xiàn)水災(zāi)的位置，通常會(huì)在巷道的迎頭位置上，出現(xiàn)這種問題的根本原因是在進(jìn)行煤礦掘金的過程中，遇到了地質(zhì)水源，破壞了煤礦地質(zhì)結(jié)構(gòu)，最終出現(xiàn)了水災(zāi)現(xiàn)象。在煤礦開采的工作面上，如果出現(xiàn)突水的情況，主要原因是煤礦在進(jìn)行開采的過程當(dāng)中遇到了一些不良的地質(zhì)構(gòu)造，并且誘發(fā)了其他的自然災(zāi)害，使得導(dǎo)水帶發(fā)生破裂，出現(xiàn)了水源的突水現(xiàn)象。

4 地質(zhì)構(gòu)造在煤礦開采中對(duì)瓦斯事故的影響

與其他國家相比，我國的地質(zhì)條件比較復(fù)雜，是在煤礦開采的過程中受到瓦斯危害最嚴(yán)重的國家之一。瓦斯是產(chǎn)生于煤炭中，存儲(chǔ)在煤炭中，它的變化受到地質(zhì)條件的影響和自然的作用。煤礦中地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度與瓦斯危險(xiǎn)事故的發(fā)生有緊密的關(guān)系，經(jīng)過相關(guān)專家的多年研究發(fā)現(xiàn)，想要發(fā)現(xiàn)煤礦的發(fā)育規(guī)律并且了解煤礦與瓦斯之間的關(guān)系，必須綜合運(yùn)用板塊構(gòu)造理論、區(qū)域地質(zhì)演化理論和瓦斯賦存構(gòu)造逐級(jí)控制理論，這樣才能更為準(zhǔn)確的掌握瓦斯事故的發(fā)生，在最大的能力范圍之內(nèi)避免瓦斯事件的發(fā)生或降低事故的影響。

5 對(duì)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行改進(jìn)的有效措施

5.1 加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的勘測

到目前為止，勘測煤礦的地質(zhì)構(gòu)造的方法是通過煤礦實(shí)地勘測，利用一些傳統(tǒng)的測量工具或者專業(yè)的測量儀器對(duì)煤礦的地質(zhì)進(jìn)行實(shí)地的測量，把通過測量得到的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，利用勘測軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和整理，然后模擬出煤礦的地質(zhì)構(gòu)造。在得到勘測數(shù)據(jù)之后，相關(guān)專家或者工作人員會(huì)利用數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)模擬出的構(gòu)造模型對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的性質(zhì)進(jìn)行判斷，提出科學(xué)有效的煤礦開采方案。

5.2 加強(qiáng)煤礦地質(zhì)構(gòu)造的分析

為了保證煤礦開采工作能夠順利的進(jìn)行，工作人員要在地質(zhì)構(gòu)造勘測工作之后，利用物理探測、化學(xué)探測或者鉆探等方法，對(duì)煤礦內(nèi)具有良好生產(chǎn)前景的煤礦區(qū)進(jìn)一步的進(jìn)行探測，在具體了解煤礦的地質(zhì)構(gòu)造規(guī)模、性質(zhì)后，制定合理的煤礦開采方案，科學(xué)安排煤礦的開采工作，最大程度地減少地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤炭開采的影響，延長煤礦的開采壽命。

5.3 加強(qiáng)安全保護(hù)措施

在充分了解煤礦的地質(zhì)構(gòu)造之后，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)切實(shí)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造合理規(guī)劃煤礦的開采工作，分析可能出現(xiàn)的各種煤炭開采事故，針對(duì)事故提出科學(xué)有效的預(yù)防措施和解決方法，避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生，亦或是事故發(fā)生后把損失降到最低。在煤礦開采的過程中，如果發(fā)現(xiàn)煤礦開采方案不合適，應(yīng)該及時(shí)修正，防止各種危險(xiǎn)事故的發(fā)生［3］。

5.4 提高煤礦開采率

在煤礦開采工作進(jìn)行之前，相關(guān)工作人員要核實(shí)煤礦的實(shí)際儲(chǔ)存量，通過研究煤礦的地質(zhì)構(gòu)造、煤層變化情況等方面，探索出提高儲(chǔ)存量的方法。對(duì)煤礦的地質(zhì)構(gòu)造特征以及煤層發(fā)展變化進(jìn)行觀察，判斷煤層的分布規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)，最大限度的減少煤炭資源的損失。

6 結(jié)語

隨著我國科技水平的提高，煤礦開采技術(shù)也隨之得以發(fā)展。隨著越來越多的高新科技開始融入到煤礦開采過程中，對(duì)煤礦開采的要求也越來越高。相關(guān)人員應(yīng)該積極研究地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦開采的影響，同時(shí)采取有針對(duì)性的技術(shù)措施，讓地質(zhì)構(gòu)造理論更好的為煤礦開采服務(wù)。

［1］ 陳彥芳.淺析地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦開采的影響［J］.黑龍江科技信息，2014，12（1）：33－34.

［2］ 趙春梅，莫曼.淺談地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦開采的影響［J］.商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2013，11（10）：86－87.

［3］ 王路法，江勇，張杰.淺談煤礦開采與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011，31（3）：17－18.