地質構造對煤礦采掘生產的影響及處理技術

雷亞勇

摘 要： 煤炭是支持我國經濟發(fā)展的重要能源之一，對煤炭資源的應用涉及了多個行業(yè)領域，因此，煤礦開采過程中產生的相關問題受到了國家和社會的重點關注，其中，煤炭企業(yè)對于煤礦的開采更是投入了高度的重視。導致煤礦開采出現問題的誘導因素有很多，其中地質構造的問題對于煤礦的正常開采所造成的影響是極為嚴重的。本文針對煤礦開采中地質構造問題帶來的影響進行了分析，并提出了幾項處理技術，希望能夠有效應對煤礦地質構造問題，減少煤礦事故的發(fā)生。

關鍵詞： 煤礦開采;地質構造;開采影響;處理技術

【中圖分類號】TD821 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-3733（2020）20-0261-01

引言：煤炭資源具有不可再生性，開采時需要進行合理的規(guī)劃，否則會導致煤炭開采遭遇多種問題，開采量難以滿足生產要求。在開采煤炭的過程中，開采工作會受到煤礦地質構造的影響。因此，需要在開采前對煤礦的地質構造進行科學而嚴謹的探測和分析，然后以此為根據制定開采方案，從而使煤礦的開采過程更加適合當地的地質構造，如此可以使地質構造對煤礦開采造成的影響降到最低。

1 地質構造對煤礦開采事故的影響

1.1 褶皺結構帶來的影響

褶皺結構的存在會影響到煤層中的熱量傳遞，因而給煤礦開采產生了較為嚴重的影響。當褶皺結構處于背斜時，會導致地質熱量向煤層內部進行釋放。這直接造成煤層中的熱量積累，當煤層中的熱量積累到一定程度時，容易引燃煤層中的瓦斯氣體，造成煤礦開采中發(fā)生瓦斯爆炸事故。當褶皺結構位于向斜時，則可以使地熱沿褶皺方向擴散出去，從而對于防止瓦斯事故起到了良好的作用。

1.2 斷層結構帶來的影響

煤礦的開采大部分屬于井下作業(yè)，因而不可避免的會遇到斷層結構。斷層結構會對煤層的分布走向和穩(wěn)定性產生直接的影響。同時，斷層結構的存在造成了礦井存在牽引或積壓，降低了斷層巖石的結構強度，使斷層巖石易破碎。此外，煤礦的斷層區(qū)常常有大量的瓦斯氣體聚集，給煤礦開采帶來較為嚴重的安全隱患。

1.3 孔隙結構帶來的影響

煤層中孔隙結構的數量，與煤礦開采發(fā)生瓦斯事故的幾率有著重要的聯系。如果煤層中含有大量的瓦斯氣體，此時煤層孔隙一旦過多，會大大增加瓦斯泄漏的幾率，從而擴大了瓦斯與空氣接觸面，容易引發(fā)瓦斯爆炸事故。一般情況下煤礦的孔隙結構主要有原生孔隙和次生孔隙兩類。原生孔隙屬于自然形成的孔隙，而次生孔隙則是因溶蝕、淋濾等外力影響而形成的。

1.4 節(jié)理結構帶來的影響

節(jié)理構造的存在會直接影響到井下的爆破效果，煤層節(jié)理結構的發(fā)育位置常會發(fā)生頂板脫落的問題，同時還容易使大量的瓦斯氣體聚集，甚至還會引發(fā)井下水災問題。如果井下發(fā)生的水災程度較輕，不會對煤礦造成較大的破壞，但會造成開采工作的中斷。如果水災程度較為嚴重時，在影響正常開采的同時，還會困住井下的煤礦工人，威脅著工人的生命安全。

2 減少地質構造影響的相關處理技術

2.1 貫徹落實超前查明原則

由于煤礦開采受地質構造的影響很大，所以必須做好開采前的超前查明工作，然后結合地質情況選擇最佳的采掘技術和采掘方案，確保煤礦開采能夠滿足企業(yè)的生產需求。地質結構超前查明工作的落實，要做好相關的準備工作，確保對煤礦地質構造詳細情況的全面掌握。

2.2 倒架危害應對措施

在煤礦開采的過程中，常常伴隨著一些小型地質構造區(qū)域，這些區(qū)域沒有被及時探明和處理，會對礦井造成壓力和局部應力的變化，煤層的頂板會因此而出現部分形變或破碎的問題，還會引發(fā)局部冒頂問題。如果煤層壓力過大，會大大提高支架部分懸空的可能性，進而導致局部坍塌事故和倒架事故，對采礦人員和開采設備產生巨大的威脅。所以，要極力避免開采過程中的倒架事故。為此，需要在采煤時，嚴格控制割煤的深度，還要嚴格遵守輸送機前移作業(yè)的相關規(guī)定，以縮短煤層空頂的時間。輸送機進行移動時，必須為其加裝一些臨時支柱，若頂板已經碎裂，還要額外加裝托板，然后再移動輸送機。當倒架事故發(fā)生后，要立即使用單體柱、千斤頂和絞車等裝備將支護架扶正。同時，在采礦作業(yè)時要強化安保工作，杜絕甩繩事故，防止支柱歪倒，避免掉巖傷人等等。

2.3 采用先進的開采技術和設備

在開采前，可以通過新的探測技術來查明煤礦的實際產量和煤層的分布情況，然后在探明煤礦地質構造的基礎上，科學分析煤礦地質構造的特點，根據分析結果和開采技術制定最合理的開采方案，從而對存在地質缺陷的煤礦區(qū)域進行有效規(guī)避，以減少煤礦開采資源的浪費。開采時，為了提高開采效率和對復雜地質的適應能力，需要使用先進的開采設備。功率較大的煤炭開采設備在面對裁割地質構造時，具有較為突出的能力，且大功率設備不易出現損壞。所以，煤炭開采通常首先選用大功率設備。

此外，當開采設備作業(yè)時，遇到傾斜角度較大的竄溜、爬坡問題時，還要及時地加裝輕型支架用以輔助，以保證開采作業(yè)的順利進行，減少地質構造對采煤作業(yè)的影響。

2.4 完善地質結構的保障系統(tǒng)

煤礦區(qū)域要學會利用現代科技的技術優(yōu)勢，結合煤礦區(qū)域的實際地質構造情況，不斷完善地質勘查和管理的信息保障系統(tǒng)，從而在明確地質條件的前提下，實現對煤礦開采技術的充分應用。為了保證地質結構保障系統(tǒng)的信息準確性，可以利用三維地震技術、無線傳輸技術、鉆探技術和勘探技術等多種技術手段，對礦區(qū)的地質構造及其詳細的變化情況進行勘察。

此外，還要將地質探測信息管理系統(tǒng)充分利用起來，對地質構造的基本資料和圖紙資料做出科學評價。還要根據地質構造數據、煤礦開采方案和井巷工程信息等數據信息整合到一起，建立相對完善的信息模型，為煤礦開采的順利進行提供有效的信息保障。

結束語：鑒于地質構造帶來的巨大影響，煤礦開采企業(yè)必須采取積極的應對措施，來對提升煤礦開采的效率，降低地質構造問題對煤礦開采所造成的一系列影響，以保證煤礦開采作業(yè)安全、高效的開展。對此，相關企業(yè)可以創(chuàng)新煤炭開采技術，或應用更為先進的開采技術和開采設備，并在開采工作開始前，做好充分的地質勘探，掌握礦區(qū)的地質構造數據和變化情況。

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