煤礦井下常見地質(zhì)構(gòu)造及其對工作面安全開采的影響探討

王春林

摘 要：煤礦井下作業(yè)是一項危險系數(shù)較高的工作，在開采過程中容易遇到一些風險因素危及到作業(yè)人員的人身安全。為保障井下作業(yè)能夠安全高效的開展，需對井下地質(zhì)構(gòu)造展開全面、系統(tǒng)而又全面的分析，同時還應把握煤礦井下作業(yè)的工作流程，了解煤炭地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析工作的結(jié)果及對安全開采的影響，只有這樣才能做到有備無患，為井下作業(yè)人員和采掘工作面帶來最安全的保障。

關鍵詞;煤礦;地質(zhì)構(gòu)造;安全開采;工作面;影響

引言

煤礦開采作業(yè)大多數(shù)在地層中進行，煤層的地質(zhì)構(gòu)造是影響煤炭安全開采的重要客觀因素。為給煤礦開采人員創(chuàng)建一個安全穩(wěn)定的工作面，必須對煤炭開采區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造進行全面的勘測，細致的剖析，以期能夠了解每種地質(zhì)構(gòu)造的特征及可能帶來的危害，從根本上做好防范和應對，降低煤礦安全事故的發(fā)生概率。

1煤礦井下主要的地質(zhì)構(gòu)造

1.1斷層

斷層是煤礦井下常見的地質(zhì)構(gòu)造類型之一，此構(gòu)造類型是由于地球地殼運動而產(chǎn)生的。受地殼運動的影響地殼覆巖受力而發(fā)生破裂后會產(chǎn)生較大的位移，進而導致原有的巖體構(gòu)造出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，由此產(chǎn)生斷層。斷層的產(chǎn)生是不可避免的，地殼覆巖活動區(qū)域較大的地方產(chǎn)生的斷層也會較大，如果煤礦井下開采遇到較大的斷層，對工作面的安全開采影響是較大的。斷層由于受地殼活動中受力大小的不同，對其影響程度也具有區(qū)別，以此為標準可將斷層分為正斷層和逆斷層，兩種斷層形式對工作面開采的影響程度和影響范圍具有較大差異。

1.2褶曲

褶曲構(gòu)造是受地殼水平應力的影響，使覆巖受到擠壓而形成的彎曲。褶曲由于其受力位置的不同，產(chǎn)生的褶曲特征也隨之不同，通常分為背斜和向斜兩大類。其中，背斜褶曲的存在會使煤系體地層埋深增大，受背斜褶曲外部形態(tài)的影響，煤層中產(chǎn)生的大量瓦斯會積聚于此，這些積聚的瓦斯隨覆巖運動或破碎情況的發(fā)生，繼而容易發(fā)生較大的突出問題;而向斜褶曲屬于壓性或壓扭性的地質(zhì)構(gòu)造，這種褶曲的形態(tài)使覆巖具有良好的封閉性，而煤層中的瓦斯容易在封閉區(qū)域積聚，巖層層間出現(xiàn)錯動及煤體塑性變形時，該封閉區(qū)域隨之增大，瓦斯積聚及突出問題更為顯著。

1.3陷落柱

陷落柱是由于受早期溶洞發(fā)育的影響，導致大量的沉積石灰?guī)r發(fā)生的溶蝕現(xiàn)象，隨著溶蝕范圍的逐漸增大，溶蝕區(qū)域在構(gòu)造及自身重力的影響下出現(xiàn)坍塌和沉陷現(xiàn)象，從而形成陷落柱。陷落柱的存在使得巖體的完整性受到損害，通常與巖層表面垂直，多數(shù)為圓形或橢圓形，且大小不一。

2地質(zhì)構(gòu)造對煤礦井下安全生產(chǎn)的影響

2.1斷層影響

斷層會導致構(gòu)造三角區(qū)或交叉區(qū)應力集中，對工作面開采影響主要表現(xiàn)在以下三方面：（1）增加回采巷道的維護量。斷層構(gòu)造損害煤層頂?shù)装?，導致巷道?nèi)強度變低、壓力增大，巷道容易發(fā)生變形移位，由此使得巷道的維護量增大。（2）降低煤炭開采進度，增加了材料消耗量。在斷層構(gòu)造的影響，煤層出現(xiàn)皺褶變形，斷層的存在造成煤層變薄，如果采用分層開采模式，不僅增加了頂層管理難度，還容易造成吃底留頂現(xiàn)象，材料消耗量上漲，而煤炭損失現(xiàn)象較為嚴重。（3）礦井安全生產(chǎn)受到威脅。小型斷層和滑面容易引發(fā)掘進巷道和工作面片幫和冒頂現(xiàn)象，尤其是炮開采工作面，煤層傾角增大而傾向壓力也隨之加大，工作面開采后側(cè)向壓力增大而垂向支撐難以發(fā)揮作用，就容易出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象。

2.2褶曲影響

采掘工作面如果遇到的褶曲構(gòu)造是褶皺緊密且形態(tài)復雜的構(gòu)造類型時，就會導致采區(qū)的掘進巷道彎道多、方位變化大、轉(zhuǎn)彎急、坡度難以掌控等問題，車輛運行速度和安全性都隨之下降，工作面通風阻力大而風量減小，無法保障礦井的安全開采。對于形態(tài)各異的小褶皺構(gòu)造，容易導致巖層出現(xiàn)劇烈的變形運動，圍巖結(jié)構(gòu)遭到破壞。沿著煤層掘進工作面圍巖壓力變化大，巷道容易發(fā)生變形問題，增加了支護難度和開采難度。

2.3層滑構(gòu)造影響

煤礦井下的層滑構(gòu)造會嚴重損害煤層的原生構(gòu)造，該構(gòu)造在發(fā)育時會以拉伸、擠壓、鏟刮等方式使煤層出現(xiàn)頂壓、底凸、穿刺變形或?qū)е旅簩釉龊瘛⒆儽〉惹樾?，使得煤礦開采難度增大。（1）增加了工作面開采的技術難度。層滑構(gòu)造會導致煤層頂?shù)装迤扑?，這樣頂板支護難度加大，而頂?shù)装宓钠扑閷е缕淇辜魪姸冉档?，這樣頂?shù)装搴畬影l(fā)生突水的可能性就會增大。（2）瓦斯涌出量增大。層滑構(gòu)造發(fā)育在應力較為集中的部位，據(jù)有關資料顯示，煤體破碎后存在的煤層如果原始地應力較大時，煤的透氣性較差，此時就容易涌出更多的瓦斯。（3）層滑構(gòu)造發(fā)育使得工程地質(zhì)性質(zhì)發(fā)生改變。通常情況下巖土發(fā)生層滑時，其隔水層受到空間剪切的影響，裂隙增加，如果巖土上下的含水層被層滑溝通，就會出現(xiàn)巖土泥化，井下巖土的工程地質(zhì)隨之發(fā)生變化。由于泥化的產(chǎn)生，巷道原有的支護體系穩(wěn)定性降低，當巷道沿分布范圍較大的泥化夾層布置時，容易導致巷道圍巖大面積的被破壞。

3保障煤礦安全開采的措施

在煤礦井下作業(yè)期間，為有效規(guī)避地質(zhì)構(gòu)造帶給煤礦開采的不利影響，需從以下兩點加強控制：（1）加強對煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造的勘測和分析。由專業(yè)技術人員利用先進的勘測儀器對井下地質(zhì)構(gòu)造進行全面、合理的勘測，并綜合煤礦區(qū)域中采掘期間地質(zhì)的具體結(jié)構(gòu)特點進行分析，提升地質(zhì)構(gòu)造有關數(shù)據(jù)的精確性，為科學制定有效的防范策略提供依據(jù)。（2）注重技術和設備升級。運用現(xiàn)代化的科技與先進的設施實現(xiàn)煤礦井下的安全開采，結(jié)合井下開采工作實際對開采技術和設施進行創(chuàng)新和升級，以此來提升開采效率和安全性。

結(jié)論

煤礦井下作業(yè)時不可避免的會遇到不同類型的地質(zhì)構(gòu)造，為了保障煤礦開采作業(yè)的安全順利的進行，必須加強對地質(zhì)構(gòu)造的勘測和分析，以精準的勘測數(shù)據(jù)做支撐，制定有效的防范對策，并借助先進的技術和儀器提升開采技術水平，從而為促進煤炭資源實現(xiàn)合理開采提供助力。

參考文獻

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