地质因素对煤矿采掘的影响及应对李晓斌

地质因素对煤矿采掘的影响及应对李晓斌

李晓斌

贵州盘江精煤股份有限公司

地质构造主要通过影响煤层中瓦斯的保存条件和软分层的发育来控制煤与瓦斯突出发生的条件。在煤炭形成的漫长地质时期，煤层受到沉积作用、煤化作用和构造运动等影响，在煤体内部产生大量的裂隙、孔隙、褶皱和断层等构造类型。煤层的自燃主要经过氧化放热、蓄热散热和蔓延扩展等环节，裂隙、孔隙、褶皱和断层通过影响各个环节的发展，从而影响煤层的自燃。构造应力是控制矿区采动损害的一个不容忽视的因素。

一、煤矿地质工作的特点

煤矿地质工作十分特殊，其工作场所主要是野外和井下，在煤矿生产和采掘过程中要一直对其进行检测，收集各方面信息，避免发生事故。

煤矿地质工作由于受井下照明、巷道空间、观察范围等条件限制，收集采掘工作面地质资料时，对断层构造的预测和定性定量分析容易出现偏差。所以需要经常研究井下的地质情况，即时收集地质信息，解决地质问题。另一方面，要将整个矿区的所有地质情况作为整体进行勘察。煤矿地质工作要有预见性，要对收集的资料做出预测报告，及时发现影响采掘工作的地质构造，采取应对措施。

可以采取由点到面、由已知到未知，由浅部到深部、由个别到一般的方法进行分析研究，必要时可采取"有疑必探，先探后掘"的方法。

二、地质构造对煤矿生产安全的主要威胁

（一）矿井水灾与地质构造的关系

地质构造是导致出水事故的关键，加强地质构造分析预测及防治措施落实，提高安全回采率，有利于延长矿井的生产年限，这对煤炭资源日益枯竭，剩余储量受水威胁严重的煤矿区来说尤其重要。煤矿采煤工作面地质构造主要包括断层、陷落柱、岩浆岩侵入体、不良封闭钻孔等，很多的灾害性突水都是源于这些地质构造。研究分析矿井出水的条件，关键是弄清各种不同形态的地质构造在井下出水所起的作用，掌握其规律，做到防患于未然。总结近年来煤矿水害发生的基本规律，我们可以得出以下结论：1、在矿井水害发生位置方面，主要发生在矿井掘进巷道的迎头，由于掘进过程中遇到地质构造(掘进前未探知)造成不同水源的水突入矿井。

2、采煤工作面突水，主要是回采过程中遇到工作面内部地质构造(陷落柱、封闭不良钻孔等)和顶底板采矿扰动诱发的导水破裂带导通不同水源水突人矿井。

（二）瓦斯事故与地质构造的关系

煤与瓦斯突出常发生在地质构造破坏地带已为大量实践所证实，煤与瓦斯突出的危险性与地质构造复杂程度有密切关系。地质观察及研究表明，矿区构造特征控制煤与瓦斯突出的分布，构造的分级、分区和分带造成煤与瓦斯突出分布的不均衡。

（三）采煤沉陷

采煤沉陷是我国煤炭矿区现存的最大安全隐患之一，如果不能完全对其进行有效的管理和控制，就难以保证煤炭开采工作的安全、稳定、有序进行，甚至有可能造成大规模的人员伤亡，对于社会的安定也会造成一定程度的影响。

煤矿区地质构造的不同是引起采煤沉陷事故发生的根本原因之一，不同的地质构造其岩石组成成分、硬度、强度都有很大的差异，因此，引发采煤沉陷的几率也有所区别。

针对这一主要原因，在煤矿区设立时就要可采取如下措施：1、煤炭矿区管理人员和技术人员要对矿区实地情况进行系统、科学的研究与勘查；2、逐步制定一套或多套详尽、合理、科学的煤炭开采计划和开采组织形式；3、在煤炭开采中一定要尽量避开较易发生采煤沉陷的地区。

三、水害事故和水文地质

1.水害事故的发生地点。掘进巷道和回采工作面采通小窑、老空区、遇导水断层或封闭不良的钻孔导通奥陶纪灰岩承压含水层、雨季期间的淹井等。2.水害事故的发生原因。在采掘工作中，如果所采煤层底板与下部奥灰岩承压含水层之间的隔水层岩石厚度太小，无法承受压力，或巷道接近断层时，就可能导致突水；由于勘探工作的不及时准确，在掘进工作中与有积水的老窑、采空区打透，会发生极为严重的老塘突水事故；另外，早期封闭不良的钻孔也可能发生透水事故；在多雨季节的"三防"工作也不容忽视。

3.水害防治措施。水害在一般的煤矿采掘过程中发生的几率较低，但是一旦发生造成的经济损失十分巨大。在矿井设计与采区设计中，对可能导水的断层，要留设足够的隔离煤柱；对采空积水区、老窑积水区，要加强勘探工作，及时疏放老空水或留设隔水煤柱；在开采过程中，应随时监测区域内的水文地质情况，查明充水水源和通道，编制水文地质图，指导防治水工作，使探放水工作有的放矢，避免水害事故的发生，促进安全生产；在人员的培训上，要提高其安全意识和安全技术素质，杜绝违规操作。

四、矿井压力和地质的关系

随着采矿的深入，矿井的压力会逐渐加大。在一定的压力下，应根据顶板的压力情况采取合理的支护方式及顶板管理方式。如果压力过大，可能造成顶板的坍塌，造成重大煤矿事故。根据开掘巷道的围岩情况，对其形状、支护方式和材料进行选择，并根据顶压情况选择采掘方式和顶板管理方式。

五、结论

在实际开采过程中，要理论联系实际进行处理。煤矿安全对开采工作很重要。主要的岩石层也要根据不同地区进行不同的勘测，不能用生硬的理论知识硬搬硬套。应了解各个岩石层的主要材料构造，根据其具体的结构进行维护和处理。要求安全人员严格监督，组织员工学习安全知识，致力于做好煤矿采掘的安全工作，避免事故的发生，做到边开采边勘测，达到预知危险并排除危险的目的。

参考文献

[1]王金峰，庞作想.加强地质构造分析提高安全回采率【J】.山东煤炭科技，2010.4.

[2]林伟义.矿井地质构造预测的几种现场技术剖析【J】.能源与环境，2011NO1.

[3]贾建称，陈健，柴宏有，张妙逢，顾安邦.矿井构造研究现状与发展趋势【J】.煤炭科学技术，2008.10

[4]刘彦伟，陈攀，魏建平.煤层地质构造对煤与瓦斯突出的控制作用【J】.煤炭科学技术，2010.1

[5]华星，等.煤型气地质综合研究思路与方法[M].北京：地质出版社,2004

[6]钱鸣高.采动岩体力学-门新的应用力学研究分支学科[J].科技导报，1997

[7]钱鸣高.矿山压力及其控制[M].北京：煤炭工业出版社，1991