煤矿开采中地质构造的影响分析及措施

煤矿开采中地质构造的影响分析及措施

摘要：煤矿开采是在地层中进行的，在开采时不可避免的受到地层地质构造

的影响。本文首先分析了煤矿中常见的地质构造，然后分析了这些地质构造对煤

矿开采的影响，最后给出了一些措施来降低地质构造对煤矿开采的影响。

键词：煤矿开采；地质构造；事故；措施

由于煤矿开采多是在地层中进行的，在开采时不可避免的受到煤层地质构造

的影响。在地质构造区地应力比较复杂，开采时容易引发安全事故。因此，为了

保证煤矿的安全开采保证员工的生命安全，有必要对开采区域的地质构造进行详

细的勘测。针对有地质构造的区域要采取一些安全措施，最大程度上保证煤矿生

产的安全性。本文分析了煤矿开采过程中常常遇到的地质构造，并对地质构造引

起的安全事故进行分析。

1.

煤矿中常见的地质构造

在煤矿开采过程中，经常会遇到各种地质构造，其主要有岩浆岩侵入、陷落柱、褶曲和断层等，这些地质构造对煤矿生产造成的事故可以分为以下几类：断

层导致开采沉陷加剧、引发煤与瓦斯突出以及煤矿水灾等等。下面将针对这些地

质构造引发的安全事故进行具体的分析。

1.1地表非正常沉陷

地表沉陷是煤矿开采过程中不可避免的一种岩层运动现象，在不同的地质构

造作用下，其呈现的运动规律也会不同。三种地质构造中，断层对地表沉陷影响

较大，主要体现在断层附近开采时开采引起的地表沉陷会加剧，在断层两侧的地

表沉陷出现显著的差别，这是由于断层的存在改变了地表沉陷的规律。与此同时，由于断层的存在，工作面前方的岩层发生了断裂，这导致在煤层开采时工作面的

液压支架存在较大的矿山压力。若不采取一些加强支护措施，则可能引起严重的

矿山压力事故。在工作面靠近断层时，应该首先对断层的进行勘测，判定断层开

采的安全性，在断层活动正常时方可进行正常的开采。

1.2煤矿瓦斯事故

在煤矿开采过程中，煤与瓦斯突出事故对煤矿的安全生产危害极大。目前，

煤与瓦斯突出的机理尚不明确，但是大量实践表明煤与瓦斯突出事故与地质构造

存在很大的关系。断层、褶皱以及孔隙裂隙等都有可能诱导煤矿瓦斯事故[2-3]。在煤矿开采过程中，煤层赋存的地质构造会发生破坏，这打破了煤层中瓦斯的平衡，这会导致瓦斯的急剧释放从而引发灾害。在瓦斯事故中，断层的影响最大，

断层对煤与瓦斯突出事故的影响，对于大断层一般可以通过地质勘测到，而小断

层很难进行勘探，这就会导致在生产过程中存在重大的安全隐患，例如，郑州大

平煤矿在掘进过程中遇到小断层诱发了煤与瓦斯突出，造成了148人死亡的特大

型事故。其次，褶皱也有显著的影响，主要体现褶皱对地热的释放会有阻碍的作用，当处于背斜处时，这会导致煤层的内部温度升高，这会导致在进行煤层开采

时瓦斯的释放速度非常快，容易诱发煤层发火从而引起瓦斯爆炸，而处于向斜处

时地热会向远处扩散，煤层的开采很安全。最后，煤层的孔隙和裂隙结构也会有

影响，当裂隙和孔隙发育时，瓦斯比较容易逸出，在煤层开采时有较少的瓦斯释

放出来；而当裂隙不发育时，瓦斯多以吸附态存在与煤层中，这会导致在开采时

瓦斯急剧释放，容易引发巷道中的瓦斯超限，发生瓦斯爆炸。

1.3煤矿水灾事故

煤矿水灾事故也是煤矿开采中常见的一种地质灾害，其发生大多与煤矿开采

中隔水层的破坏有关。在隔水层破坏后，地下水会通过岩层涌入到工作面，轻则

会导致整个工作面被水淹，重则导致整个矿井都被水淹。水灾的出现不仅会造成

矿井的经济损失，还会对工人的生命安全造成威胁。煤矿发生水灾事故的主要原

因是煤矿开采引起了地层地质结构的破坏，例如断层上应力增加、顶板断裂等。

这在很大程度上是由于在生产时缺乏对工作面附近的地质构造情况的勘查，在开

采时缺乏科学的指导。所以预防煤矿水灾不仅要在技术层面上，还应该从水灾发

生的原因出发寻找相应的对策。

2.保障煤矿安全开采的措施

2.1加强煤矿地质的勘查工作

煤矿的地质勘查是保证安全开采的重要的准备工作，这就要求在开采之前应

该对工作面前方的地质赋存情况有足够多的资料。以这些勘查获得的地质资料为

基础，制定合理、科学的回采方案。此外，在回采过程中应根据地质条件的变化

对开采进行优化，与此同时，还应针对各种灾害制定相应的防范措施，以应对开

采过程中可能出现的地质灾害，例如水灾、瓦斯突出等情况。由于地质勘查的结

果对煤矿开采具有重要的参考价值，因此对勘查的数据进行精细地分析和处理十

分有必要。在地质勘查过程中，经常采用超声波勘探、三维地震勘探等先进的技

术手段对一些地质构造进行探测。在勘探完成后，通过计算机及绘图技术可以有

效地绘制工作面前方的地质构造图。通过可视化的数据，有助于制定安全合理的

开采方案。

一些先进的勘查手段虽然可以对整个工作面全方位的勘探，但是勘探的精度

有限，对于一些小型的地质构造灵敏度较差。我们知道，在很多情况下，这种小

型的地质构造往往能诱发灾害。因此，还需要一些常规的勘查手段，对工作面前

方的地质构造进行详查，例如通过钻孔勘探一些落差很小的断层，通过电阻法勘

探寻找一些突水区等等。获得全面的地质资料，有助于制定更安全的开采方案，

从而最大限度的减少地质构造引发的煤矿灾害。

2.2提升煤炭资源开采利用率以及回收率

想要更好的增进煤炭资源的采掘率和回收率，则需要特别注重以下4个方面

的工作：第一，为了更好的提升煤矿地质和巷道的勘测效果，则需要针对煤层内

伴生矿产的具体布控情况和实际价值展开充分的探究；第二，在对煤炭进行具体

采掘期间，则需要对矿井地质结构的具体进展规律和煤层的具体变动情况实施充

分的探析；第三，针对煤矿具体的煤炭储备量实施有效合理的核算，将煤矿的采

掘和煤炭的应用更加科学化；第四，在对矿下地质勘探数据实施合理的剖析以后，建立出更为科学适宜的煤炭采掘方案，以充分规避煤矿采掘期间出现煤炭资源大

规模浪费的情况，同时更好的提高煤炭资源的回收率。