地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦開采影響的分析

賈漢宇

山西中煤平朔北嶺煤業(yè)有限公司 山西朔州 036000

由于煤礦開采多是在地層中進(jìn)行的，在開采時(shí)不可避免的受到煤層地質(zhì)構(gòu)造的影響。在地質(zhì)構(gòu)造區(qū)地應(yīng)力比較復(fù)雜，開采時(shí)容易引發(fā)安全事故。因此，為了保證煤礦的安全開采保證員工的生命安全，有必要對(duì)開采區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)的勘測(cè)。針對(duì)有地質(zhì)構(gòu)造的區(qū)域要采取一些安全措施，最大程度上保證煤礦生產(chǎn)的安全性。本文分析了煤礦開采過程中常常遇到的地質(zhì)構(gòu)造，并對(duì)地質(zhì)構(gòu)造引起的安全事故進(jìn)行分析。

1 煤礦開采特點(diǎn)

眾所周知，煤礦開采工作大多是在野外以及井下進(jìn)行的，不僅難度較高，而且存在著一定的危險(xiǎn)性。在這種情況下，為了確保煤礦開采工作的安全、有序進(jìn)行，管理人員就要認(rèn)真做好地質(zhì)構(gòu)造勘測(cè)工作，并對(duì)其展開有效的分析，為煤礦開采方案的制定提供準(zhǔn)確的地質(zhì)信息，以此來最大限度的降低安全事故的發(fā)生，確保員工生命安全。不僅如此，在煤礦開采的過程當(dāng)中由于受到空間、照明等因素的影響，再加上地質(zhì)信息資料收集、分析方法的不同，也會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)勘測(cè)結(jié)果出現(xiàn)差異。在這種情況下，在地質(zhì)構(gòu)造分析額過程當(dāng)中，就必須要確保資料的準(zhǔn)確性與時(shí)效性，為接下來的開采工作打下良好的基礎(chǔ)。除此之外，還要認(rèn)真做好對(duì)煤礦地區(qū)全范圍的勘測(cè)工作，準(zhǔn)確掌握采煤位置以及周邊位置的地質(zhì)構(gòu)造，然后結(jié)合實(shí)際情況下合理的確定采煤方案及方法，促進(jìn)煤礦開采效率的提升。

2 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦開采的影響

2.1 采煤沉陷與地質(zhì)構(gòu)造之間的關(guān)系

采礦區(qū)是煤炭開采的重要場(chǎng)所，為了保障煤礦生產(chǎn)的順利開展與穩(wěn)定進(jìn)行，在采礦之前就要對(duì)所在區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行研究，采取新型的勘探手段勘測(cè)出所屬區(qū)域土層的成分、巖石的強(qiáng)度與硬度等會(huì)對(duì)煤礦的開采產(chǎn)生影響作用的因素，提前對(duì)可能出現(xiàn)的問題做好相應(yīng)的解決策略。就近幾年在煤礦開采的過程中，發(fā)生得比較多的地質(zhì)構(gòu)造引發(fā)的事故就是巖溶陷落柱引發(fā)的煤層陷落和水害事故，這種事故發(fā)生得較為平常，如果施工之前沒有進(jìn)行勘測(cè)，也沒有提前做好相應(yīng)的管控工作，將會(huì)造成人員和經(jīng)濟(jì)的嚴(yán)重?fù)p害，對(duì)煤礦開采工作造成不好的社會(huì)影響。

2.2 煤礦水災(zāi)

在煤礦開采工作中會(huì)出現(xiàn)水災(zāi)事故，這種事故主要是因?yàn)榈刭|(zhì)破壞和地質(zhì)勘查問題所造成。首先，在地質(zhì)勘查工作中主要指的是在煤礦正式開采工作之前，煤礦開采工作單位沒有對(duì)開采區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)條件進(jìn)行科學(xué)勘查和判斷，原有的地質(zhì)條件受到了嚴(yán)重的損壞，地下水大量滲入到礦井當(dāng)中，造成礦井內(nèi)部出現(xiàn)水災(zāi)；其次，在煤礦開采工作中出現(xiàn)了地質(zhì)破壞問題，地質(zhì)破壞問題主要是因?yàn)槊旱V開采單位，沒有依照正常的開采線路來進(jìn)行工作，造成了地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞，地下水大量的流入到工作區(qū)當(dāng)中引發(fā)水災(zāi)問題。這一問題的產(chǎn)生會(huì)直接造成礦山開采的工作無法正常開展，同時(shí)也對(duì)工作人員的人身安全形成了嚴(yán)重的影響。

2.3 煤礦的瓦斯事故

多年的調(diào)查與研究發(fā)現(xiàn)，煤礦開采過程當(dāng)中，地質(zhì)構(gòu)造與瓦斯事故保持著密切的相關(guān)性，也就是說，我國煤礦地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，是導(dǎo)致煤礦開采過程中瓦斯事故發(fā)生率較高的重要原因之一，因此為了降低瓦斯事故的發(fā)生率，必須做好煤礦地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的分析與探測(cè)工作。通常情況下，瓦斯是存儲(chǔ)于煤礦中的一種氣體，如果未按照要求對(duì)煤礦進(jìn)行嚴(yán)格管理，將會(huì)增加瓦斯事故的產(chǎn)生率，危及煤礦開采的安全進(jìn)行。根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得知，通過對(duì)區(qū)域地質(zhì)的變化、地質(zhì)板塊構(gòu)造進(jìn)行觀察，可以更好的了解和掌握瓦斯事故的產(chǎn)生規(guī)律，并采取有效措施給予預(yù)防和解決，進(jìn)而降低瓦斯事故的發(fā)生率。

3 降低地質(zhì)構(gòu)造對(duì)礦山開采影響的主要措施

3.1 預(yù)防滑坡塌陷

在采礦過程中遇到坡度大于45 度的懸崖時(shí)必須格外小心。在這種情況下，極有可能發(fā)生滑坡。因此，為避免土壤松動(dòng)，應(yīng)在工程開始前對(duì)煤炭開采區(qū)域進(jìn)行細(xì)致的地質(zhì)分析，并對(duì)開采過程中可能產(chǎn)生的安全問題提出相應(yīng)的解決方案，積極加固不穩(wěn)定區(qū)域，防止坍塌。例如在做好排水渠管理工作，保證排水渠的正常使用，讓地表水沿河水流動(dòng)，避免侵入礦井導(dǎo)致洪水和滑坡，并減少了坍塌的可能性。另外，在某些巖層隨時(shí)間推移而松動(dòng)或破裂或損壞的區(qū)域中，可以進(jìn)行斜坡加固，以防止出現(xiàn)破裂和滑坡。還可以在山坡上種植植物，并輔之以對(duì)山坡的保護(hù)，這可以大大減少滑坡和地面塌陷的可能性。

為了有效減少地面開裂和倒塌的可能性，可以在開采前設(shè)置多個(gè)安全煤柱，以避免在開發(fā)過程中損壞地面建筑物。如果地面塌陷，可以采取填充，改良，切割，澆筑和加固等措施進(jìn)行補(bǔ)救。例如使用填充方法，填充是指全面填充，主要是在礦井區(qū)域塌陷并凝固之后。損壞程度低的區(qū)域應(yīng)在附近填充，以防止二次坍塌。在損壞嚴(yán)重的區(qū)域，則需要仔細(xì)填充裂縫和空洞，如果修復(fù)措施無效，則放棄相關(guān)區(qū)域。另外，如果要防止裂紋的繼續(xù)擴(kuò)散，則需要注意使用水泥或混凝土對(duì)裂紋進(jìn)行填充，降低裂紋對(duì)礦井區(qū)域的破壞程度，但是這種方法不能作為長期的處理措施。

3.2 加強(qiáng)煤礦地質(zhì)的勘查工作

煤礦的地質(zhì)勘查是保證安全開采的重要的準(zhǔn)備工作，這就要求在開采之前應(yīng)該對(duì)工作面前方的地質(zhì)賦存情況有足夠多的資料。以這些勘查獲得的地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，制定合理、科學(xué)的回采方案。此外，在回采過程中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件的變化對(duì)開采進(jìn)行優(yōu)化，與此同時(shí)，還應(yīng)該開采方案制定一定的應(yīng)急措施，以應(yīng)對(duì)開采過程中可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，例如水災(zāi)、瓦斯突出等情況。

由于地質(zhì)勘查的結(jié)果多煤礦開采具有重要的參考，因此對(duì)勘查的數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)地分析和處理十分有必要。在地質(zhì)勘查過程中，經(jīng)常采用超聲波勘探、三維地震勘探等先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)一些地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行探測(cè)。在勘探完成后，通過計(jì)算機(jī)及繪圖技術(shù)可以有效地繪制工作面前方的地質(zhì)構(gòu)造圖。通過可視化的數(shù)據(jù)，有助于制定安全合理的開采方案。

一些先進(jìn)的勘查手段雖然可以對(duì)整個(gè)工作面全方位的勘探，但是勘探的精度有限，對(duì)于一些小型的地質(zhì)構(gòu)造靈敏度較差。我們知道，在很多情況下，這種小型的地質(zhì)構(gòu)造往往能誘發(fā)災(zāi)害。因此，還需要一些常規(guī)的勘查手段，對(duì)工作面前方的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行詳查，例如通過鉆孔勘探一些落差很小的斷層，通過電阻法勘探尋找一些突水區(qū)等等。獲得全面的地質(zhì)資料，有助于制定更安全的開采方案，從而最大限度的減少地質(zhì)構(gòu)造引發(fā)的煤礦災(zāi)害。

3.3 做好技術(shù)升級(jí)和維護(hù)工作

礦山開采工作中開采工作單位必須要對(duì)礦山開采線路進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，需要盡可能降低對(duì)原有地質(zhì)條件所產(chǎn)生的不良影響，要依照事先設(shè)定好的開采工作線路來進(jìn)行開采通過使用錨桿加固、支撐井內(nèi)的巖壁等方法提高礦山開采工作的安全性。在開采工作中需要對(duì)礦山開采技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性選擇，并且需要對(duì)一些更加先進(jìn)的開采技術(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)用，有效提高礦山開采工作的整體效率。在開采工作中必須要結(jié)合礦區(qū)周圍的地質(zhì)條件狀況，針對(duì)礦山開采區(qū)域的巖石結(jié)構(gòu)、巖石硬度以及實(shí)際強(qiáng)度等相關(guān)參數(shù)來進(jìn)行勘查和收集，并且傳統(tǒng)的礦山開采技術(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化和升級(jí)，提高礦山開采工作的整體效率，同時(shí)工作人員還需要對(duì)礦山開采設(shè)備和儀器進(jìn)行周期性檢查和維護(hù)，防止在礦山開采工作中由于設(shè)備性能出現(xiàn)問題，造成整個(gè)礦山開采工作效率下降。

3.4 利用煤矸石

煤矸石可用于填充采空區(qū)，并防止在采礦過程中對(duì)該區(qū)域產(chǎn)生破壞。應(yīng)在礦區(qū)合理劃分矸石場(chǎng)，在關(guān)鍵時(shí)刻縮短運(yùn)送填充時(shí)間。另外，填充區(qū)域需要平坦地形，并且煤矸石之間包含的氣體水平不能超過危險(xiǎn)級(jí)別，以避免煤矸石產(chǎn)生自燃的危險(xiǎn)。另外，煤矸石有許多用途，例如可用于制造玻璃，空心磚，染料等原料，也可以覆蓋礦區(qū)表面的部分土壤來進(jìn)行加固。利用煤矸石能夠進(jìn)一步減少了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率和破壞的程度，增加了采礦過程的便利性和整體效益，并確保不會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成損壞。

3.5 建立地質(zhì)保障系統(tǒng)

要建立起更加完善的地質(zhì)保障系統(tǒng)，這是礦山開采工作的基礎(chǔ)保障。地質(zhì)監(jiān)測(cè)工作單位需要對(duì)礦山開采工作中的地質(zhì)構(gòu)造變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)，并且周期性向相關(guān)單位提交地質(zhì)平面圖、剖面圖以及地質(zhì)預(yù)測(cè)分析資料等，幫助礦山開采工作單位進(jìn)行地質(zhì)條件分析，有效保證礦山開采技術(shù)使用的規(guī)范性與合理性。與此同時(shí)，還需要有效結(jié)合礦區(qū)范圍內(nèi)的實(shí)際地質(zhì)條件狀況，提出針對(duì)性的開采工作方案，對(duì)一些比較復(fù)雜的地質(zhì)條件，需要采取多種開采技術(shù)組合開采的方法來加以使用，提高開采工作的安全性。通過建立起全面的地質(zhì)信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為礦山開采工作要全面開展打下了良好的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

總而言之，煤礦地質(zhì)結(jié)構(gòu)是煤層開采過程中不可避免的問題，應(yīng)引起相關(guān)部門的關(guān)注。地質(zhì)勘探是確定煤層地質(zhì)構(gòu)造的主要方法，也是獲取地質(zhì)資料的唯一方法。地質(zhì)數(shù)據(jù)是采煤工作面和巷道布置的重要基礎(chǔ)。因此，為了保證煤礦企業(yè)的安全高效生產(chǎn)，需要獲得詳細(xì)的地質(zhì)資料。煤礦企業(yè)需要對(duì)礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析，減少地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)煤礦開采的影響，減少煤礦地質(zhì)事故的發(fā)生，提高煤礦的經(jīng)濟(jì)效率，有效降低煤礦企業(yè)的開采成本。