礦井生產(chǎn)中地質(zhì)構(gòu)造的影響研究

摘 要：隨著礦井開(kāi)采向深部和邊界地區(qū)的延伸，地質(zhì)構(gòu)造對(duì)礦井高產(chǎn)高效建設(shè)的影響越來(lái)越大，如何保持礦井的可持續(xù)性發(fā)展，是地質(zhì)工作者首要研究的問(wèn)題之一。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)構(gòu)造；高產(chǎn)高效；對(duì)策

某礦是一座有著多年開(kāi)采歷史、綜合采煤機(jī)械化程度100%的高產(chǎn)高效礦井，隨著礦井建設(shè)向深部和邊界地區(qū)的發(fā)展，地質(zhì)構(gòu)造對(duì)生產(chǎn)的影響逐年加大，如何保持礦井穩(wěn)定、可持續(xù)性發(fā)展，是地質(zhì)工作者首要研究的問(wèn)題之一。

一、礦井地質(zhì)條件簡(jiǎn)述

某礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)及水文地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層、褶皺發(fā)育。依據(jù)《礦井地質(zhì)規(guī)程》中礦井地質(zhì)條件分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，地質(zhì)構(gòu)造程度屬于復(fù)雜。

二、影響礦井生產(chǎn)的地質(zhì)因素

1.地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜化。近年來(lái)為保持礦井一定生產(chǎn)規(guī)模及較好的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)采區(qū)逐漸向礦井深部和邊界地區(qū)延伸，由于新采區(qū)大多靠近井田邊界，工作面距沖積層或邊界大斷層較近，地質(zhì)構(gòu)造逐漸復(fù)雜化。從7900采區(qū)、十一采區(qū)開(kāi)掘揭露情況看，采區(qū)地質(zhì)條件明顯趨于復(fù)雜，相繼揭露較大斷層多條，并在十一采區(qū)揭露了該礦的第二個(gè)陷落柱。

2.地質(zhì)勘探控制程度的影響。井田深部和邊界地區(qū)是以往礦井生產(chǎn)中盡量避開(kāi)的地區(qū)，很少進(jìn)行過(guò)比較詳細(xì)的補(bǔ)充勘探，對(duì)這些地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造研究較少，普遍存在勘探程度偏低的現(xiàn)象。

3.綜采工藝特性的影響。綜采設(shè)備具有“大、多、重”特點(diǎn)，一旦遇到地質(zhì)構(gòu)造，拆裝轉(zhuǎn)移非常困難，搬家、倒面費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)。綜采設(shè)備較差的適應(yīng)性增大了地質(zhì)因素對(duì)生產(chǎn)的影響。

4.采煤隊(duì)伍建設(shè)的影響。東榮二礦目前的采煤隊(duì)伍擔(dān)負(fù)的產(chǎn)量任務(wù)比以前大大增加，工作面一旦遇到較大地質(zhì)構(gòu)造，就會(huì)對(duì)產(chǎn)量造成重大影響，甚至危及全礦產(chǎn)量計(jì)劃和經(jīng)營(yíng)指標(biāo)。這種集中生產(chǎn)模式使得地質(zhì)構(gòu)造對(duì)產(chǎn)量的影響比重大大增加。

5.地質(zhì)構(gòu)造超前探測(cè)的方法、手段的影響。礦井地質(zhì)工作是煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性技術(shù)工作。多年來(lái)地質(zhì)工作的方式方法沒(méi)有很大的變化，仍然是以分析研究為主，缺乏技術(shù)手段方法的應(yīng)用，查明構(gòu)造的精度、速度不能滿足高產(chǎn)高效生產(chǎn)的要求。

近幾年礦井生產(chǎn)中引進(jìn)了地面三維地震、工作面坑透、直流電法等技術(shù)，但這些手段多是定性解釋，精度很難達(dá)到高要求。如坑透必須在工作面形成之后方可進(jìn)行，存在滯后性；電法超前探測(cè)存在超前距離小、準(zhǔn)確度低的弊?。蝗S地震技術(shù)對(duì)落差小于5 m的斷層和直徑小于30 m的陷落柱較難分辨等。

三、礦井生產(chǎn)的地質(zhì)保障對(duì)策

1.樹(shù)立超前探測(cè)的原則。地質(zhì)工作是煤炭技術(shù)的基礎(chǔ)工作，要始終堅(jiān)持地質(zhì)構(gòu)造超前查明的工作思路，根據(jù)礦井生產(chǎn)計(jì)劃，超前安排地質(zhì)工作。只有超前探明礦井的各種地質(zhì)構(gòu)造，才能做到采區(qū)、工作面設(shè)計(jì)的有的放矢。所以礦井建設(shè)中必須加大超前投入力度，在政策和資金使用上應(yīng)給予一定的傾斜。

2.加大綜合地質(zhì)勘探，積極采用新技術(shù)。有效的地質(zhì)勘探手段是保證地質(zhì)資料獲得和資料精度的重要途徑。第一，新開(kāi)采區(qū)，地質(zhì)鉆探工作必須到位，鉆孔密度、等級(jí)等必須達(dá)到有關(guān)要求，構(gòu)造及煤層控制程度必須滿足高產(chǎn)高效的要求。第二，積極運(yùn)用三維地震勘探技術(shù)，要基本查明直徑大于30 m以上陷落柱、落差5 m以上的斷層及煤層露頭區(qū)，準(zhǔn)確率不低于70%。第三，作好巷道掘進(jìn)過(guò)程中的超前物探工作，如電法超前、TSP超前探測(cè)等。第四，加大工作面無(wú)線電坑透工作力度，保證工作面電透率達(dá)到100%。第五，井下鉆探技術(shù)的應(yīng)用要及時(shí)準(zhǔn)確。第六，積極采用井下物探新技術(shù)，如近幾年發(fā)展較快的井下瞬變電磁、音頻電透視等。

3.優(yōu)化采區(qū)、工作面設(shè)計(jì)，減少地質(zhì)構(gòu)造影響。采區(qū)和工作面設(shè)計(jì)前認(rèn)真分析地質(zhì)條件的特點(diǎn)和地質(zhì)資料的可靠程度，可有效避讓地質(zhì)構(gòu)造對(duì)工作面開(kāi)采的影響。其一，工作面及采區(qū)巷道盡量沿?cái)鄬幼呦蛘共迹詼p少斷層的影響。其二，合理布置工作面尺寸，加大地質(zhì)與設(shè)計(jì)部門(mén)的聯(lián)系，并根據(jù)采掘揭露的構(gòu)造變化及時(shí)修改設(shè)計(jì)。其三，加大周?chē)巡晒ぷ髅娴牟珊蟮刭|(zhì)總結(jié)，充分分析斷層、褶皺等構(gòu)造的演變規(guī)律及延伸趨勢(shì)，從而對(duì)新開(kāi)采區(qū)及工作面的構(gòu)造情況進(jìn)行超前預(yù)測(cè)，指導(dǎo)采區(qū)及工作面的設(shè)計(jì)。其四，對(duì)構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜及斷層密集地區(qū)可采用小面或放頂煤面設(shè)計(jì)，有效減小構(gòu)造的影響。

4.合理選擇采掘設(shè)備。根據(jù)不同的地質(zhì)條件，選用不同的采掘設(shè)備，加大采掘設(shè)備適應(yīng)復(fù)雜構(gòu)造的能力，從而達(dá)到高產(chǎn)高效的目的。比如東榮二礦5煤是穩(wěn)定的中厚煤層，目前開(kāi)采的煤層厚度在1.3～1.8 m之間，5705、5515工作面掘進(jìn)中需要破煤層底板，經(jīng)過(guò)考察引進(jìn)了半煤巖掘進(jìn)機(jī)，大大提高了巷道的掘進(jìn)速度，同時(shí)購(gòu)買(mǎi)了輕型薄煤綜采設(shè)備，有效提升了復(fù)雜構(gòu)造下薄煤開(kāi)采的機(jī)動(dòng)性。

5.加強(qiáng)技術(shù)與生產(chǎn)單位的聯(lián)系合作。地質(zhì)技術(shù)人員要加強(qiáng)與生產(chǎn)單位的聯(lián)系合作，不斷地跟蹤構(gòu)造變化情況，及時(shí)向調(diào)度室和生產(chǎn)單位提供剖面圖及預(yù)測(cè)資料指導(dǎo)生產(chǎn)。生產(chǎn)單位要認(rèn)真研究過(guò)構(gòu)造的施工措施，確保各項(xiàng)技術(shù)措施落實(shí)到位，力求作到“及時(shí)、準(zhǔn)確、嚴(yán)密、到位”，保證采掘工作連續(xù)高速推進(jìn)。

四、礦井地質(zhì)工作程序優(yōu)化

1.新開(kāi)采區(qū)設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行地面鉆探、三維地震、地面電法等勘探工作，以便獲得詳細(xì)準(zhǔn)確的地質(zhì)基礎(chǔ)資料。

2.地質(zhì)資料的綜合分析。利用地面鉆探、物探結(jié)果，結(jié)合附近采區(qū)、工作面采后總結(jié)，對(duì)采區(qū)地質(zhì)條件進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，準(zhǔn)確劃分出穩(wěn)定或復(fù)雜區(qū)域。編制采區(qū)地質(zhì)圖及采區(qū)地質(zhì)說(shuō)明書(shū)，為采區(qū)設(shè)計(jì)提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

3.巷道開(kāi)拓、掘進(jìn)施工中利用電法、瞬變電磁等物探技術(shù)進(jìn)行超前探測(cè)，超前預(yù)測(cè)前方的地質(zhì)構(gòu)造情況，把巷道揭露的各種構(gòu)造及時(shí)上圖分析，及時(shí)提交設(shè)計(jì)部門(mén)進(jìn)行采區(qū)、工作面的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。

4.工作面圈定后，嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行電透和音頻電透視，查明工作面內(nèi)的隱伏構(gòu)造及底板的隱伏含水構(gòu)造，超前制定過(guò)斷層及防治水措施。

5.工作面回采中對(duì)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行追蹤，觀察其延展和變化情況。

6.進(jìn)行采后地質(zhì)總結(jié)。每個(gè)工作面或采區(qū)結(jié)束后都要進(jìn)行采后地質(zhì)總結(jié)，對(duì)影響回采的各種地質(zhì)因素的處理方法和效果進(jìn)行對(duì)比分析，找出成敗的原因，總結(jié)好的經(jīng)驗(yàn)，使以后的工作方法得到不斷改進(jìn)和提高。

五、結(jié)語(yǔ)

地質(zhì)工作是煤炭技術(shù)的基礎(chǔ)工作，是采區(qū)、工作面設(shè)計(jì)的資料來(lái)源，是礦井高產(chǎn)高效建設(shè)中最基礎(chǔ)的工作。地質(zhì)資料獲得的可靠性和全面性直接影響著礦井產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，礦井建設(shè)中只要采取合理的措施就可以有效避讓或減小地質(zhì)構(gòu)造對(duì)生產(chǎn)的影響，使礦井建設(shè)沿著高產(chǎn)高效的模式穩(wěn)定發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：馬志剛，男，現(xiàn)工作于寧夏寧魯煤電有限責(zé)任公司任家莊煤礦。