地質(zhì)構(gòu)造在煤礦開采中的重要性探討

劉禮金

摘 要： 很多煤炭會在地質(zhì)構(gòu)造不斷變化的過程中有效地進(jìn)行運動，在作用于周圍之后就會不斷地積累。如果沉積的量變多了，自然就可以形成煤礦。由于多數(shù)地質(zhì)體系都在不同地進(jìn)行運動，所以其底層容易出現(xiàn)陷落柱、裂縫、斷層和起跳不同的地質(zhì)現(xiàn)象。這些不同的地質(zhì)現(xiàn)象會使得煤礦開采的過程變得非常困難。因此，在實際前期開采的過程中，地質(zhì)勘查工作其實也會對煤炭開采的過程有著直接的作用。專業(yè)人員必須在分析勘察結(jié)果之后做好前期的設(shè)計和預(yù)防工作，最后也才能夠保證開采施工的過程能夠更加順利地進(jìn)行。本文結(jié)合實際案例具體分析地質(zhì)構(gòu)造對煤炭開采產(chǎn)生的影響，為的就是提出對應(yīng)的防治措施。

關(guān)鍵詞： 地質(zhì)構(gòu)造;煤礦開采;重要性

【中圖分類號】TD163.1 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.018

引言

1 地質(zhì)構(gòu)造與煤礦瓦斯事故和礦井水災(zāi)之間的關(guān)系

1.1 地質(zhì)構(gòu)造與煤礦瓦斯事故之間的關(guān)系

從多年調(diào)查的結(jié)果可以看出，煤礦開采的過程與地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯事故其實一直有著直接的關(guān)系。正因為我國煤礦地質(zhì)構(gòu)造非常復(fù)雜，所以在開采煤礦的過程中也會誘發(fā)瓦斯事故，必要時更需要全面做好煤礦地質(zhì)構(gòu)造的分析和探測工作。但是，瓦斯其實屬于一種存在于煤礦內(nèi)部的氣體，如果沒有辦法對瓦斯進(jìn)行嚴(yán)格管理，勢必就會增加瓦斯事故的發(fā)生概率，從而使得煤礦開采不能夠順利地進(jìn)行。從多年的實踐可以看出，只有對區(qū)域內(nèi)部的地質(zhì)構(gòu)造和板塊進(jìn)行全面地觀察才能夠在第一時間了解瓦斯事故發(fā)生的關(guān)鍵所在，之后也可以采用合適的措施來預(yù)防和解決瓦斯事故。

1.2 礦井水災(zāi)與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系

礦井的水災(zāi)也是一種十分嚴(yán)重的礦井災(zāi)害，而礦井水災(zāi)發(fā)生的主要原因就是煤礦地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，所以煤礦公司需要對礦井水災(zāi)的出現(xiàn)做出相應(yīng)的應(yīng)對方案，進(jìn)行合理的預(yù)測，在進(jìn)行到水災(zāi)容易發(fā)生的階段時一定要仔細(xì)的進(jìn)行開采，隨時應(yīng)對意外的發(fā)生，而且煤炭資源的日益減少很大程度上也是由于水對煤炭進(jìn)行了污染，導(dǎo)致這些煤炭資源已經(jīng)無法使用，因此，煤礦公司應(yīng)研究和分析煤礦發(fā)生的原因，特別是要找出由各種地質(zhì)構(gòu)造引起的礦井排水，掌握礦井排水的原因和規(guī)律，從而防止水資源對煤炭進(jìn)行污染。而礦井水災(zāi)發(fā)生的地點主要是在礦井掘進(jìn)巷道的迎頭，主要原因是隧道前方未知的地質(zhì)構(gòu)造容易造成不同來源的水突然進(jìn)入到達(dá)礦井，采礦工人來不及進(jìn)行補救。采煤工作面積水的發(fā)生主要是由于工作面內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造和開采過程中頂板和底板的晃動所誘發(fā)的導(dǎo)水裂隙帶，導(dǎo)致不同的水源被卷入煤礦。

2 構(gòu)造對煤炭地層的影響

2.1 褶皺構(gòu)造對煤炭結(jié)構(gòu)的影響

不同的地質(zhì)構(gòu)造會對煤層本身產(chǎn)生極大的影響。常規(guī)的褶皺構(gòu)造可以由向斜構(gòu)造和背斜構(gòu)造組成。向斜構(gòu)造又和小斷層有著直接的關(guān)系。石英脈和其他不同類型的小結(jié)構(gòu)。此外，向斜構(gòu)造也會隨煤層的發(fā)展和穩(wěn)定性造成影響。在地質(zhì)構(gòu)造變化的過程中，多數(shù)原生構(gòu)造其實也是不存在的。但是，在背斜構(gòu)造中，煤層所受到的外力基本上都是垂直于地面來進(jìn)行發(fā)育的，所以整個巖層會呈現(xiàn)拉伸的狀態(tài)。背斜構(gòu)造的存在會使得軸部煤層之間變薄，煤層不僅不夠穩(wěn)定，其可采性也會變得越來越差。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造對煤礦開采的影響

煤礦形成后，會由于長期的地殼變化而形成斷層的構(gòu)造，這種地質(zhì)構(gòu)造將加大煤礦開采的難度，炭資源分布將較為復(fù)雜。斷層的構(gòu)造直接影響著煤礦形成和發(fā)育的變化，而如果遇到斷層的煤礦資源構(gòu)造，就要采取不同的開采方案，保證開采的距離是一個合理的距離，不會發(fā)生塌方等安全事故。而巷路的轉(zhuǎn)彎處不可避免地會增加道路的長度，增加運輸距離，還會增加運輸成本，同時也加大鋪設(shè)管道的難度。

2.3 斷裂構(gòu)造對煤炭結(jié)構(gòu)的影響

通常，緩慢的斷層會在短時間內(nèi)就破壞煤層，但是實際也會使得煤層存在重復(fù)的現(xiàn)象，最終在同一個區(qū)域內(nèi)部形成多層煤層。但是，這種與煤層相關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造可以使得多數(shù)煤炭儲量都變得更加集中，最終有效地提升地殼的含煤密度。多數(shù)煤層的厚度也會對煤層的流動性產(chǎn)生巨大的影響。雖然說地貌斷裂并不會對煤層結(jié)構(gòu)的變化有很大的影響，但是卻也容易在斷裂的部分出現(xiàn)加厚或者變薄的現(xiàn)象，最終也就會影響煤礦開采作業(yè)的順利進(jìn)行。

2.4 陷落柱的發(fā)展也將極大地影響煤礦開采

陷落柱容易破壞可采煤層，減少煤層儲量。由于陷落是由陷落柱形成的，它有很大的可能會影響到巷道的正常運轉(zhuǎn)，而如果巷道受到了破壞，那么煤礦的運輸就會受到較大的影響，甚至煤礦深處的煤炭資源無法運送出來，會降低煤炭的生產(chǎn)效率，此外，陷落柱還可能導(dǎo)致工作面的重要采掘設(shè)備無法順利移動，工作面布置較為困難。

3 確保煤礦開采安全的有效措施

3.1 改進(jìn)和優(yōu)化采煤過程中的設(shè)備和工藝

隨著我國高新技術(shù)的發(fā)展，煤礦開采可以借助計算機的智能幫助，煤礦企業(yè)可以充分利用計算機技術(shù)和信息技術(shù)來輔助煤礦開采的全過程。同時，還可以對采礦設(shè)備進(jìn)行智能的升級，不僅可以提高煤礦開采的安全性，而且可以最大限度地防止采礦過程中對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞。通過計算機的智能幫助后，采煤工作可以按原計劃順利進(jìn)行，安全事故或事故的可能性將大大降低。

3.2 加強煤礦地質(zhì)勘探

要做好地質(zhì)構(gòu)造分析，為了充分保證煤礦開采的安全，必須加強煤礦的地質(zhì)勘探。通過地質(zhì)勘探，可以了解采區(qū)地區(qū)煤礦的地質(zhì)構(gòu)造及相關(guān)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，可以分析煤礦地質(zhì)構(gòu)造特征，制定科學(xué)的開采計劃，最大限度地減少開采活動對煤礦地質(zhì)構(gòu)造的影響和破壞，減少開采煤礦的成本。所以需要加強勘查煤礦信息的力度，可以采用高新技術(shù)對煤礦進(jìn)行勘查，比如可以通過計算機設(shè)備的探測，將探測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，對計算出來的值進(jìn)行智能的分析，然后在結(jié)合實地的樣品，得出一個相對準(zhǔn)確的結(jié)論，為開采煤礦生成一份比較合理的開采方案。保證采礦工人的生命安全不會受到影響，還會增加開采煤礦的效率。

結(jié)束語：研究煤礦地質(zhì)構(gòu)造可以幫助煤礦企業(yè)調(diào)整煤礦開采方案并制定對應(yīng)的應(yīng)急開采措施，對推動煤礦生產(chǎn)安全高效開展具有重要意義。工作人員在研究煤礦地質(zhì)構(gòu)造的過程中要加強對其造成影響的重視，保障煤礦開采安全進(jìn)行，創(chuàng)造更高生產(chǎn)效益。

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