淺談地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦開(kāi)采影響

李菲 崔娜 張晨

摘 要：煤炭是我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要能源，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)大眾的日常生活當(dāng)中，其地位與作用都是十分重要的。但是在國(guó)家對(duì)煤炭能源需求量呈逐年增加的態(tài)勢(shì)下，我國(guó)當(dāng)前階段的煤炭資源儲(chǔ)備量已經(jīng)近乎枯竭。煤礦區(qū)作為煤礦開(kāi)采以及運(yùn)輸集中的重要場(chǎng)所，對(duì)其進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造的研究和勘察對(duì)后續(xù)煤礦開(kāi)采有著重要的影響。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)構(gòu)造；煤礦；煤礦開(kāi)采；煤礦區(qū)

隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，人們對(duì)煤炭的需求量也日益增加，但煤炭作為不可再生的資源，若是規(guī)劃利用不合理，將會(huì)使煤炭?jī)?chǔ)備量驟減。逐年開(kāi)采之下，煤炭資源萎縮嚴(yán)重，這將會(huì)嚴(yán)重影響到我國(guó)未來(lái)的生產(chǎn)和發(fā)展。煤炭的開(kāi)采受地質(zhì)構(gòu)造的影響極大，因此，對(duì)煤炭地質(zhì)工作的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，合理把握地質(zhì)構(gòu)造和煤礦開(kāi)采之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，制定出可行性強(qiáng)的開(kāi)采計(jì)劃與開(kāi)采方案，可最大程度上降低地質(zhì)構(gòu)造給煤礦開(kāi)采帶來(lái)的影響。

一、煤炭地質(zhì)工作的特點(diǎn)分析

與其他工作相比，煤炭的工作風(fēng)險(xiǎn)性很大，這是由眾多因素決定的，尤其是大部分煤礦開(kāi)采的環(huán)境都集中于野外、井下，因此煤礦開(kāi)采工作者要面臨不能預(yù)測(cè)的安全系數(shù)。煤炭工作不僅僅是一種簡(jiǎn)單的技術(shù)性操作，它更需要工作者能夠克服惡劣的工作環(huán)境，在開(kāi)展煤礦開(kāi)采工作之前，便進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造的專(zhuān)業(yè)性分析，在整個(gè)開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中還要做持續(xù)不間斷的跟進(jìn)，確保不管是遇到天氣的變化還是地質(zhì)條件的變化，都能做到工作者、煤礦開(kāi)采區(qū)域安全性的保證，提前預(yù)測(cè)到危險(xiǎn)，以此來(lái)最大化的減少事故發(fā)生所帶來(lái)的危害。

煤炭資源本身就是帶有危險(xiǎn)性質(zhì)的物品，因此在開(kāi)采時(shí)，應(yīng)對(duì)其危險(xiǎn)性進(jìn)行全面考量，同時(shí)按照實(shí)際地質(zhì)構(gòu)造情況深入分析煤礦地質(zhì)結(jié)構(gòu)。由始至終的每一個(gè)組成環(huán)節(jié)都很重要，想要確保工作的安全，首要前提便是所獲取的勘測(cè)信息的精準(zhǔn)性和時(shí)效性，這也是確保煤炭開(kāi)采質(zhì)量的先決條件。

二、地質(zhì)構(gòu)造會(huì)對(duì)煤礦開(kāi)采造成的影響

在煤礦生產(chǎn)的一系列過(guò)程當(dāng)中，會(huì)遇到斷層構(gòu)造、褶曲構(gòu)造等多種地質(zhì)構(gòu)造，這些都是煤礦安全生產(chǎn)的潛在威脅。這些地質(zhì)構(gòu)造，會(huì)給煤礦開(kāi)采造成的事故主要集中在下面幾個(gè)方面。

（一）采煤沉陷

煤礦在開(kāi)采時(shí)不可避免的會(huì)遇到采煤沉陷，而且是多發(fā)的一種安全隱患，如果沒(méi)有效的措施來(lái)予以控制，做好對(duì)采煤沉陷的管理，這一隱患必定會(huì)嚴(yán)重威脅到采煤工作的順利開(kāi)展，繼而誘發(fā)各種類(lèi)型的安全生產(chǎn)事故。就煤礦開(kāi)采區(qū)域的沉陷來(lái)說(shuō)，是和礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造有著密切關(guān)聯(lián)的。受各地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造差異的影響，巖石強(qiáng)度、硬度以及內(nèi)部組成成分上的各不相同，所誘發(fā)采煤沉陷的程度、概率也都不盡相同。

（二）煤礦瓦斯事故

煤礦開(kāi)采作業(yè)當(dāng)中，若有瓦斯溢出，很可能會(huì)誘發(fā)瓦斯爆炸的重大事故，直接給煤礦安全生產(chǎn)造成巨大威脅，斷層、裂隙以及褶皺等地質(zhì)構(gòu)造因素都會(huì)給瓦斯事故的出現(xiàn)提供有利條件。

1.斷層對(duì)瓦斯事故造成的影響

煤礦斷層作為一種較為特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，它的產(chǎn)生是由煤炭資源的形成導(dǎo)致的，在煤礦開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中，一定會(huì)對(duì)斷層結(jié)構(gòu)造成破壞，繼而斷層產(chǎn)生的對(duì)煤層自燃和火災(zāi)蔓延的控制作用也會(huì)因此受到影響，這也就給煤層自燃、瓦斯爆炸提供了有利條件，煤礦開(kāi)采的安全性也就無(wú)法保證。

2.褶皺結(jié)構(gòu)對(duì)瓦斯事故造成的影響

褶皺結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)煤層內(nèi)熱量的傳播進(jìn)行控制，同時(shí)也會(huì)給煤礦生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。若褶皺所處部位存在背斜，那便會(huì)促使地質(zhì)熱量朝著煤層內(nèi)部釋放，繼而使煤層當(dāng)中的熱量愈漸累積，由此給煤礦開(kāi)采中瓦斯事故的控制造成阻礙。若褶皺處為向斜，那便能使地質(zhì)熱量沿著褶皺擴(kuò)散，繼而積極預(yù)防煤礦瓦斯事故的發(fā)生。

3.孔隙對(duì)瓦斯事故造成的影響

孔隙是非常多發(fā)的、會(huì)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)造成影響的因素。待開(kāi)采煤層的孔隙量，與煤礦在開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中瓦斯事故的發(fā)生率有著密切關(guān)聯(lián)，尤其在待開(kāi)采煤層是高瓦斯煤層的情況下，由于煤層中含有大量的孔隙，因此瓦斯事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)極大。煤礦地質(zhì)構(gòu)造當(dāng)中的孔隙可主要?dú)w為兩類(lèi)，即為原生孔隙、次生孔隙。前者一般是由沉積物顆粒內(nèi)部組織間自然形成的；后者則是在煤層實(shí)際煤化的過(guò)程當(dāng)中，因溶蝕、淋濾于顆粒間所形成的孔隙?？紫对诿?、瓦斯和氧氣之間的實(shí)際接觸中有著重要的參與。一旦開(kāi)采煤層有較多的孔隙，便會(huì)加大煤、瓦斯和氧氣間的有效接觸面積，這時(shí)煤礦氧化自燃的幾率也會(huì)隨之升高，將會(huì)加大瓦斯爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

4.裂隙對(duì)瓦斯事故造成的影響

煤層中的裂隙同樣會(huì)影響到煤礦開(kāi)采安全，煤層裂隙誘發(fā)瓦斯事故的原理和孔隙較為類(lèi)似，隨著裂隙存在量的增多，從而加大了煤、瓦斯和氧氣之間接觸的有效面積，便會(huì)加大煤層氧化自燃的風(fēng)險(xiǎn)，給瓦斯和煤層自燃火源的接觸提供了基礎(chǔ)，繼而誘發(fā)瓦斯爆炸的事故。

（三）煤礦水災(zāi)

煤礦的開(kāi)采會(huì)直接涉及對(duì)礦井原有地質(zhì)構(gòu)造的破壞，隨著礦井地質(zhì)構(gòu)造被破壞，便給地下水的引出和水災(zāi)的形成奠定基礎(chǔ)。同時(shí)水災(zāi)的發(fā)生又會(huì)阻礙煤礦順利、安全開(kāi)采，若礦井水災(zāi)較輕，雖然不會(huì)造成很大的破壞，但也會(huì)導(dǎo)致礦井不能連續(xù)生產(chǎn)。若礦井水災(zāi)比較嚴(yán)重，甚至將現(xiàn)場(chǎng)工作者困于井下，將會(huì)加大人員傷亡幾率。在實(shí)際的煤礦開(kāi)采生產(chǎn)當(dāng)中，導(dǎo)水?dāng)鄬印?dǎo)水陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造，都將會(huì)加大礦井水災(zāi)的發(fā)生幾率，這是由煤礦開(kāi)采對(duì)這些地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成破壞而導(dǎo)致的。

三、如何降低地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)煤礦開(kāi)采造成的影響程度

由于地質(zhì)構(gòu)造會(huì)給煤礦開(kāi)采帶來(lái)巨大的影響，如何減輕這些影響，保證煤礦開(kāi)采的順利和安全，下面提出幾點(diǎn)建議。

（一）開(kāi)采前的地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析

在開(kāi)采煤礦之前，要首先進(jìn)行查明工作。加大對(duì)煤礦的超前探查投入力度，從人力、財(cái)力、物力上都予以全面支持。不斷更新、升級(jí)開(kāi)采技術(shù)與采掘設(shè)備，滿足采掘要求。煤礦開(kāi)采前查明該地區(qū)地質(zhì)情況，也就是說(shuō)要在采區(qū)巷道布置之前、綜采工作面安裝之前落實(shí)各項(xiàng)查明工作，對(duì)煤層走向、延展度等各方面加以把握。

地質(zhì)構(gòu)造會(huì)通過(guò)影響煤層瓦斯、地溫、用水等對(duì)煤礦開(kāi)采工作造成影響。因此煤礦構(gòu)造的分析工作并不是一時(shí)的，而是動(dòng)態(tài)、持續(xù)的，要始終貫徹礦區(qū)地質(zhì)勘查、煤礦開(kāi)采等各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中。一般情況下，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的分析要經(jīng)地質(zhì)評(píng)價(jià)、綜合探測(cè)這兩種方法來(lái)進(jìn)行。地質(zhì)評(píng)價(jià)主要是從地質(zhì)角度著手，以不同學(xué)科、方法與手段客觀評(píng)價(jià)礦區(qū)實(shí)際環(huán)境；綜合探測(cè)則是以此為基礎(chǔ)，借助各項(xiàng)手段對(duì)區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造規(guī)模、性質(zhì)，以及地質(zhì)構(gòu)造會(huì)對(duì)煤層產(chǎn)生的影響進(jìn)行查明。這兩種方法都是為掌握煤礦開(kāi)采區(qū)域范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造的情況而服務(wù)的，目的是最大化的降低地質(zhì)構(gòu)成對(duì)煤礦開(kāi)采造成的影響。

（二）積極采用新技術(shù)、硬設(shè)備

積極采用新技術(shù)是為了查明煤礦的產(chǎn)量以及煤層分布，繼而有選擇性的規(guī)避地質(zhì)鉆探與巷探的短處，減少不必要的人力、財(cái)力、物力消耗?；趯?duì)煤礦地質(zhì)構(gòu)造的有效明探，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)予以分析，在新開(kāi)采技術(shù)的廣泛應(yīng)用、合理設(shè)計(jì)方案的支持下，有效避讓地質(zhì)構(gòu)造。

過(guò)硬采掘設(shè)備的應(yīng)用則是為了提高煤礦的開(kāi)采效率、提高對(duì)復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的應(yīng)對(duì)能力。一般而言，大功率的煤炭采掘設(shè)備在裁割地質(zhì)構(gòu)造中的能力要比小功率設(shè)備更為突出，且有不易損壞的優(yōu)點(diǎn)。這樣不僅可以保證企業(yè)的高利潤(rùn)，而且還可確保煤礦開(kāi)采的順利進(jìn)行。例如采掘設(shè)備在煤礦開(kāi)采時(shí)遇到大傾斜角度的竄溜、爬坡等問(wèn)題，及時(shí)采取相應(yīng)舉措，輔以有效的輕型支架，將降低地質(zhì)構(gòu)造給采煤帶來(lái)的影響。

四、結(jié)語(yǔ)

煤炭作為不可再生的資源，在多年開(kāi)采壓力之下，我國(guó)煤炭資源已愈漸萎縮。由于地質(zhì)構(gòu)造會(huì)對(duì)煤礦開(kāi)采造成極大影響，因此，如何保證煤炭的開(kāi)采效率、降低地質(zhì)構(gòu)造給煤炭開(kāi)采帶來(lái)的影響，提高煤礦開(kāi)采的安全性與高效性，是必須要面對(duì)且亟待解決的一個(gè)重要問(wèn)題。隨著煤炭開(kāi)采新技術(shù)的廣泛應(yīng)用、采掘設(shè)備性能的提高，有利于提高煤炭的開(kāi)采水平。了解地質(zhì)構(gòu)造變化對(duì)煤炭開(kāi)采造成的影響有著巨大的實(shí)際意義，這也就要求我們必須在開(kāi)采前做好地質(zhì)勘探工作，把握地質(zhì)構(gòu)造與煤層變化規(guī)律，更好的進(jìn)行煤礦開(kāi)采工作。

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作者簡(jiǎn)介：李菲（1982-），女，漢族，陜西西安人，碩士，研究方向：地質(zhì)科技檔案管理、地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘察。