浅谈煤矿开采与地质构造的关系

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王路法 江 勇 张 杰

（河南省煤田地质局一队）

【摘要】煤炭作为我国社会主义现代化经济建设的主要能源之一，在我国的经济建设与人民日常生活中都占据着十分重要的地位和作用。目前，我国对于煤炭资源的开采主要集中于山西、内蒙古、河南、黑龙江、辽宁等省份的部分城市，随着国家对于能源需求的逐年加大，我国现有煤炭资源储量已经接近枯竭。煤矿区是煤矿开采和运输的主要场所。因此，对于其地质结构的研究与勘查是十分有必要的。本文就地质构造的研究与煤矿开采工业的关系作以简要的评论和分析，希望对我国煤炭开采事业的安全、高效生产有所推动和促进。

【关键词】地质构造；矿井；煤矿开采

煤炭是不可再生资源，随着开采年限的增加，煤炭资源逐渐萎缩。煤炭开采受地质构造影响极大，煤矿采煤工作面地质构造主要指断层、褶曲构造、陷落柱、岩浆岩侵入体等。利用矿山多年探采结合取得的经验和理论成果，从多方面来开展生产、开采和回收工作越来越引起人们的关注，同时也对地质工作人员如何在越来越复杂的地质构造中优化开采、安全生产提出了更高的要求。 一、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。 二、矿井地质构造预测

鉴于地质构造对煤矿的安全生产具有严重的威胁，矿区必须做好对矿井地质构造预测、分析。

准确地预报、预测未掘区或开采区的地质构造，不但要有丰富的第一手资料，而且必须采取各种手段进行综合分析，做出正确判断，达到准确的预测预报效果，提高经济效益。通过在矿井中收集大量原始资料，综合分析、对比和试验，利用一些小构造形迹变化来预测矿

井地质构造，准确性较高，而且效果较好。 矿井地质构造预测方法概括起来有两类： 1、以锤子、罗盘、放大镜、皮尺和计算

机软件为工具，进行井下地质观测素描，进而揭示构造规律，借助几何作图、地质规律、构造参数处理来预测和评价构造的方法称为地质方法； 2、借助计算机软件处理地表和井下获得的地球物理探测数据，通过成像、图像和数字解译来解释地质构造的方法称为物探方法。 三、矿井地质构造分析

矿井构造是控制煤系形态、位态和体态的首要地质因素，构造作用通过改变煤层瓦斯、矿井涌水、岩浆活动、煤层顶底板、煤层倾角、

陷落柱、地温地压等地质条件，从而间接地影响着煤矿安全和正常生产建设。随着综合开采技术工艺的普及和开采设备的更新，矿井生产对地质构造的查明程度和预测精度提出了更高的要求。因此，研究矿井构造是一项贯穿于煤田地质勘查、矿井建设和煤矿开采等各个阶段的首要地质任务，也是构建现代化安全高效矿井地质保障系统的核心内容。 对于矿井地质构造的研究主要采用地质评价和综合探测两种方法：

1、地质评价是从地质角度，采用多学科、

多方法、多手段对矿井构造发育规律及复杂程

度作出客观评价；

2、综合探测是在地质评价的基础上，选

择矿井内具有生产前景的采区，

进一步采用地质、物探、化探及钻探等多种手段互相配合，具体查明区内构造的规模、

性质及对煤层的破坏程度等，指导工作面的合理划分。

地质评价，综合探测是查明地质构造的重要途径和方法。其目的是为准确掌握矿井范围内地质构造的分布规律。查明这些构造以后，

关键是如何最大限度地减小它们对煤炭开采的影响程度，以确保生产的顺利进行。事实证明，在同一地质条件下生产，管理科学，操作技术熟练的矿井，经济效益明显较好，尤其在机械化采煤过程中，对地质构造的科学处理至关重要。

四、提高煤炭矿井开采的利用率，回收率 随着开采水平的延深，煤层产状及地质构造发生了很大的变化，地质构造非常复杂，所以对煤的有效开采与回收也变得困难起来，如何提高煤炭矿井开采的利用率，回收率，提高经济效益是我们当前矿业工作的一个重要挑

战，

面对这一挑战，我们提出了以下应对办法： 1、进行补充矿井地质勘探、巷探，调查研究煤系地层中伴生矿产的储存情况和能利用价值；

2、计算和核实矿井储量，掌握储量动态，提高储量级别，设法扩大矿井储量，及时提出合理开采和利用煤炭资源的意见；

3、研究地质构造、煤层和煤质的变化规律；

4、长期坚持井下现场观测收集掌握第一手资料。对煤系地层观测时，对一切穿过煤系地层的井巷均应逐层观测其岩性特征和厚度，对煤层、标志层和煤层顶底板需做重点观测。

对煤层观测时不论是否可采，都必须进行观测和描述。

严格按照以上应对办法才能有效的判断出断层的构造形态及分布规律和发展方向，

减少煤炭资源的丢失，提高煤炭的回收率。 五、结语 随着采掘机械化程度的不断提高，要求对地质构造的分析必须准确、及时，这就迫使人

们从不同角度出发，

探索更为有效的分析评价方法。根据我们多年来的实践、研究体会，只有从理论上搞清有关概念，从建设现代化安全、高产、高效矿井地质保障系统角度出发，与瓦斯地质、水文地质、冲击地压等相关学科相互融合和相互渗透，在矿井地质构造与相关学科的交流中共同提高，在渗透中共同发展，

才能寻求具有针对性的解决对策。 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