煤矿井下地质构造对煤矿开采的影响

煤矿井下地质构造对煤矿开采的影响

郑万杰 林志宇  丛兴伟   代廷柱

川煤集团华荣能源有限责任公司 四川省攀枝花市  617066

摘要：进入新时代，在我国快速发展下，煤炭资源日益削减，这将为我国经济的进展带来很多不稳定的因素。煤炭是我国经济发展中的重点资源，随着煤炭资源的不断开采，我国逐渐面临资源短缺问题。目前各大煤矿企业向着更深处开采，现代科学技术的不断发展为煤矿开采作业提供了可靠的支持，煤矿井下开采规模明显扩大。井下作业面临的环境越来越复杂，开采难度大、风险高、事故多发等都成为了制约煤矿企业发展的因素。经分析，地质构造会对矿井顶板、矿井渗水、瓦斯事故、塌陷事故、煤层煤质、巷道布设等带来影响，严重时可能造成煤矿开采安全事故。针对煤矿井下地质构造的影响，应当以预防为主要原则，在开采前做好现场勘察工作，重点防控水灾水患，提高煤矿开采与回收率，从质量、安全、环保三方向做足准备工作和管理工作。

关键词：煤矿开采；矿井;井下作业；开采作业

引言

煤矿井下存在多种地质构造类型，这些构造对井下煤炭的开采有很大的影响。因此需要对这些地质构造方面的问题进行深入研究。

1地质构造对煤矿开采工作面的影响

1.1地质构造对瓦斯事故带来的影响

瓦斯事故是煤矿井下作业中必须重点防控的。瓦斯事故本身具有明显的危害性，形成原因大多在于煤矿开采作业中破坏地质构造。矿井下方地质构造受开采作业影响出现变化时，很容易在矿井中出现瓦斯泄漏，地质构造与瓦斯事故密不可分。具体表现在以下几点:其一，煤矿所处地层的热量动向可能会导致煤层断裂，断层现象会限制煤炭开采作业进度，还可能在矿井中引发严重的瓦斯事故;其二，褶皱层可以控制煤层的热量传播效率，若煤矿所处位置在褶曲的背斜，煤层内部的热量释放就会缓慢积累，在开采期间容易同时引发多起瓦斯爆炸事故;其三，煤矿所处地层存在的孔隙大多为原生与次生孔隙，原生孔隙大多为煤层颗粒物在长时间积累下沉淀构成，次生孔隙通常为外部因素作用，使煤层中的物质在转化为煤炭的过程中形成孔隙，腐蚀因素就是其中一种，期间可能会提高煤层自然氧化的概率，也是引发瓦斯事故的主要因素;其四，在矿井中存在煤矿层断裂问题，使得煤矿与瓦斯出现空气接触，容易造成严重且频繁的瓦斯事故。

1.2煤矿瓦斯事故受地质构造的影响

瓦斯事故在煤矿开采中时有发生。通过对该矿瓦斯事故分析可以看出，导致煤矿发生瓦斯事故的主要原因，就是煤矿井下的地质构造遭到了破坏，使得地质结构出现裂隙、孔隙、断层、褶皱等情况，由此发生瓦斯事故。第一，地质构造出现断层的主因，就是煤层的热量走向和供养，同时，这也会反作用于煤矿开采，增加了其开采难度，引发瓦斯事故。第二，煤层中含有的热量传播速率会受到褶皱的控制，由于该矿褶皱处在背斜的位置，这样一来就会造成煤层热量在内部积累和释放，使得煤矿开采的时候发生瓦斯爆炸。第三，煤层孔隙也是瓦斯事故的一大诱因，其主要分为原生孔隙和次生孔隙，原生孔隙形成的主因，是煤层沉积物颗粒内部形成的孔隙；次生孔隙，是指受外界环境因素影响而形成的孔隙，主要是指溶蚀、淋滤等情况。煤层孔隙多了，就会令煤和瓦斯之间的氧含量增加，从而增加煤层自燃的几率，然后引发瓦斯事故。第四，煤矿开采会导致煤层出现裂隙，而其它原因也有可能导致煤层产生裂隙，这就增加了煤和瓦斯之间的含氧量，进而诱发瓦斯事故。

1.3瓦斯事故

井下地质条件复杂，存在断层以及孔隙等，瓦斯会从这些结构溢出，从而造成煤矿内瓦斯含量超标，继而引发事故。发生瓦斯事故的原因包括以下四点：第一个地质因素是断层，断层的出现会影响煤炭的开采，同时也会造成工作面的瓦斯含量升高进而引发瓦斯爆炸等事故；第二个地质因素是褶皱，褶皱的出现会影响煤层内部的热量交换及其速率，当褶皱构造处于矿山的背斜位置，导致热量积聚从而成为瓦斯爆炸事故的着火源；第三个因素是煤层的孔隙结构，该结构数量增多会使得煤中氧气含量增加，氧气含量增加会加速煤的氧化，导致煤容易发生氧化自燃，从而更容易导致瓦斯爆炸事故的发生；第四个地质因素是裂隙，当煤层出现较多裂隙时，氧气通过裂隙进入煤层内部，增加了与煤和内部瓦斯的接触，增加了发生瓦斯事故的可能性。

2减小地质灾害影响的对策

2.1加大在开采过程中出现渗水现象的防治力度

在地下矿井中经常会出现矿井渗水事故，而且一旦在矿井中发生渗水事就很容易出现地下水患导致煤矿企业的经济受到很大的影响，所以在进行开采工作的时候应该加强对矿井之中可能出现渗水现象的矿层提前建立起防水隔离区，加大对老矿井的积水区域的检查力度并定期进行排水工作。与此同时，在对煤矿层进行开采工作的时候还要对矿区周围的水文环境进行检测,并制作出完整的数据模型。在井下探放水过程中,推行使用钻孔测斜的设备，在钻探的时候全面使用实时视频进行监控,通过合理布置各种钻探数据和使用钻孔测斜等方法来设置科学的钻孔数据,并加强对其的检测力度。在矿井外和矿井内部设立水位等数据的监测系统,合理使用每种监测手段使矿井所在地的水文动态监测系统更加完善,实现矿井水患的实时预警,保证矿井安全生产。

2.2保障煤炭资源开发利用率与回收率

提高煤炭资源开发利用率与回收率，是提升煤炭经济效益与环保效益的关键举措，也是助推煤炭生产单位可持续发展的主要路径。若想实现这一目标，需要做好以下几点工作:其一，做好煤矿井下巷道勘探与地质勘探工作，把握煤层矿产的基本分布信息与矿藏价值。其二，在煤矿开采作业中准确了解地质构造的发育情况及发育规律，持续监控煤层变化情况。其三，准确计算煤炭资源储量，根据计算结果设计煤炭开发与利用方案，确保开采方案的适用性，避免资源浪费。其四，煤矿开采作业需要有科学可行的设计方案作为支持，但设计方案的前提是掌握煤矿井下地质结构勘察结果。勘察、分析、设计都是开采作业之前的关键工作，只有保证设计方案合理，才能提高煤矿开采的综合效益。

2.3保证煤炭资源开发的利用率以及回收率

煤矿要想做到煤炭资源开采利用率以及回收率的提高，就必须要坚持以下几方面策略。第一，务必做好煤矿井下巷道勘探以及地质勘探工作，研究煤层中伴生矿产的整体分布情况和价值。第二，煤矿在开采的时候，一定要对地质构造的发育规律进行了解，同时，也要密切注意煤层的变化特点。第三，对煤炭资源的储量要有科学计算，然后，针对此进行合理的开发和利用，切忌杀鸡取卵式的利用。第四，煤矿开采要有合理的方案作支撑，前提是要科学分析煤矿井下地质结构勘探结果，避免在开采煤矿的时候造成浪费，切实保证煤矿开采的回收率。

结语

地质构造与开采作业息息相关，在开采作业之前应当做好矿区的勘察与分析工作，控制地质构造对煤矿开采带来的影响。期间需要合理选择开采工艺，提高灾害防控力度，提高开采安全性。

参考文献

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