地质构造对煤炭开采的影响分析.pdf

当代化工研究 Modern Chemical Research2020 18 技术应用与研究 地质构造对煤炭开采的影响 分析 *郭晓旭 山西阳煤集团地质测量部山西045000 摘耍因为我国煤炭资源所处餉地质条件相对非常复杂，这不仅会影响煤炭资源开发餉效率，更会影响地质的安全性.本文主要分析地 质构造对煤炭开釆丝影响. 关键词地质构造；煤炭开采；影响策略 中图分类号TD163 文献标识码A Analysis of the Influence of Geological Structure on Coal Mining Guo Xia o xu Geo l o g ic a l Sur vey Depa r tmen t, Sh a n xi Ya n g mei Gr o up, Sh a n xi, 045000 Abstracts Because the geological conditions of Chinas coal resources are relatively complex, it will not only affect the efficiency of coal resources development, but also affect the geological safety. This paper mainly analyzes the influence of geological structure on coal mining. Key WOrdst geological structure coal mining} influence strategy 引言 很多煤炭会在地质构造不断变化的过程中有效地进行运 动，在作用于周围之后就会不断地积累。如果沉积的量变多 了，自然就可以形成煤矿。由于多数地质体系都在不同地进 行运动，所以其底层容易出现陷落柱、裂缝、断层和起跳不 同的地质现象。这些不同的地质现象会使得煤矿开采的过程 变得非常困难。因此，在实际前期开釆的过程中，地质勘查 工作其实也会对煤炭开采的过程有着直接的作用。专业人员 必须在分析勘察结果之后做好前期的设计和预防工作，最后 也才能够保证开采施工的过程能够更加顺利地进行。本文结 合实际案例具体分析地质构造对煤炭开采产生的影响，为的 就是提出对应的防治措施。 1 矿区构造形成的过程 多数动物和植物在直接死亡之后，尸体会直接存在于地 下。在经过很多年的变化之后就可以缓慢发生变化。如果在 此过程中，地质结构和板块出现了较大的变动，地层则容易 出现断层和褶皱的现象。不同时期的矿区确实会呈现出不一 样的地质构造。煤田周围不同规模的断裂层在相互发生作用 之后就会形成非常复杂的矿区构造，甚至会对整个矿区产生 很大的影响。复杂的区域构造也会直接对煤层的发展产生直 接的影响。 2.构造对煤炭地层的影响 ⑴褶皱构造对煤炭结构的彫响 不同的地质构造会对煤层本身产生极大的影响。常规的 褶皱构造可以由向斜构造和背斜构造组成。向斜构造又和小 断层有着直接的关系。石英脉和其他不同类型的小结构山。 此外，向斜构造也会随煤层的发展和稳定性造成影响。在地 质构造变化的过程中，多数原生构造其实也是不存在的。但 是，在背斜构造中，煤层所受到的外力基本上都是垂直于地 面来进行发育的，所以整个岩层会呈现拉伸的状态。背斜构 造的存在会使得轴部煤层之间变薄，煤层不仅不够稳定，其 可采性也会变得越来越差。 ⑵断裂构造对煤炭结构的彫响 通常，缓慢的断层会在短时间内就破坏煤层，但是实 际也会使得煤层存在重复的现象，最终在同一个区域内部形 成多层煤层。但是，这种与煤层相关的地质构造可以使得多 数煤炭储量都变得更加集中，最终有效地提升地壳的含煤密 度。多数煤层的厚度也会对煤层的流动性产生巨大的影响。 虽然说地貌断裂并不会对煤层结构的变化有很大的影响，但 是却也容易在断裂的部分出现加厚或者变薄的现象，最终也 就会影响煤矿开采作业的顺利进行。 ⑶陷落柱对煤炭结构的影响 多数煤炭井田内部的陷落柱会发育不良，但是在今后采 掘活动中还是会存在诸多陷落柱。因此，在实际开采煤矿的 过程中应该全面探测陷落柱的存在。陷落柱不仅会使得矿井 沉陷的情况变得更加严重，更会使得地下岩石的硬度、强度 和排列结构出现不同的变化凶。在实际开采的过程中，原本 的地质结构会在短时间内被破坏，也就会直接影响煤炭开采 的顺利进行。 3.地质构造与煤矿瓦斯事故和矿井水灾之间的关系 1地质构造与煤矿瓦斯事故之间 的关系 从多年调查的结果可以看出，煤矿开采的过程与地质 构造和瓦斯事故其实一直有着直接的关系。正因为我国煤矿 地质构造非常复杂，所以在开采煤矿的过程中也会诱发瓦斯 事故，必要时更需要全面做好煤矿地质构造的分析和探测工 作。但是，瓦斯其实属于一种存在于煤矿内部的气体，如果 没有办法对瓦斯进行严格管理，势必就会增加瓦斯事故的发 生概率，从而使得煤矿开采不能够顺利地进行。从多年的实 践可以看出，只有对区域内部的地质构造和板块进行全面地 观察才能够在第一时间了解瓦斯事故发生的关键所在，之后 也可以采用合适的措施来预防和解决瓦斯事故。 ⑵地质构造与煤矿水灾之间的关系 在最初开采煤矿之前，由于地质构造产生了变化，所以 非常容易发生水灾。 因此，只有全面做好地质构造的勘测工作才能够在第一 时间降低水灾的发生概率，专业人员需要结合勘测的结果来 82 技术应用与研究 2020 ・ 18 当代化工研究 Modem Chemiad Remearch 制定一套完备的措施曲。在实际开釆煤矿之前，专业人员就 需要全方位地检查地质构造中出水的情况，并全面分析造成 这一现象的主要原因，之后也就能够制定出针对性的措施。 最近几年，地质构造勘测人员其实经常会遇到巷道迎头 出水的现象。这正是因为在开采煤矿的过程中先触碰到了地 下水源，所以最原始的地质结构实际是被打破的，从而直接 诱发水灾。因此，做好全方位的地质构造勘测工作显得尤为 重要。 4.实际案例分析 ⑴煤层概况 某煤矿煤层地质条件非常复杂，B1煤层结构厚度非常不 稳定，走向变化也很大，常规的角度被控制在0-90度之内， 也因此会有倒转的现象，煤层的厚度存在于0-6. 6m之间。在 过去，专业人员可以采用传统斜切下坡高落式采煤方法来进 行采煤。但是因为整体工程量较大，坑内耗能较多，内部通 风运输系统没有办法更好地发挥作用，所以运输的过程非常 不安全，之后也会严重制约矿井更好地向前发展。后续煤矿 开采落后设备被淘汰之后，对此煤矿进行不断探索之后，专 业的人员就可以进行大胆地尝试。 ⑵问题提出 在开采该矿的过程中，通过采用掩护支架采煤的方法来 在煤层中进行推广。针对40度以下的煤层，仍然可以采用长 臂式的开采方式。当然，在实际开采的过程中其实还是会存 在很多问题。 第一，因为工作面发生了巨大的变化。因此，在布置 巷道的过程中，必须要能够找到适用于不同采煤方式的变化 点，并在该巷道上布置一个运输巷，或者将其称为下一个采 煤面内部的回风巷⑷。但是，实际在进行掘进的过程中，专 业人员很难把握整个过程，巷道偏离的现象就会变得非常频 繁。图1就显示了在巷道掘进过程中向斜轴较难把握的准。 ----- 图1复杂地质构造的平面示意图 在经过多年的实践和摸索之后，可以在该煤矿局部大倾 角煤层采用柔性掩护支架来进行开采，并将柔性掩护支架和 走向长臂有效地结合在一起，并按照正常设计图来布置两边 的工作面。如果上部煤层的坡度较大，专业人员可以采用柔 性掩护支架的方式来进行开采闪。如果下部煤层坡度普遍较 小，则可以采用走向长臂开采法来进行开采。 如果工作的过程中遇到局部变化带，甚至在长臂工作面 遇到了煤层坡度突然变大的现象，其走向和倾向也会发生变 化。但是如果整体规模仍然不大，则仍然可以采用长臂采煤 法来进行开采。整个过程如图3所示。 5.结束语 综上所述，本文通过结合实际的案例来分析地质构造对 煤层开采的重要影响。其实，在实践的过程中，大家也可以 采用包括“加强对煤层地质构造勘测” “提升煤矿资源的回 收率和利用率”和其他方法来更好地提升煤矿开采的质量。 必要时更可以有效地制定一套系统和完善的煤矿开采方案， 这样不仅能够有效地降低安全事故的发生，更能够有效地促 进我国煤矿资源的可持续发展。从实践的过程可以看出，地 质构造确实对煤层开采有着重要的影响。 【参考文献】 [1] 任孟超，职永凯.煤矿综采工作面安全管理分析[J].科技 风, 2014 20 15 8. [2] 陈旱生,沐俊卫.复杂地质条件下安全高效矿井优化设计实 践[J].煤炭技术,2016 3 39-43. [3] 沈德仁地质构造对于煤矿开采的重要性[J].科技与企业， 2012 12 26-28. [4] 彭涛,基文.许噎煤矿地质构造特征及其形成机理分析[J], 科学技术与工程,2013, 13 27 8106-8110. [5] 郝建卿.煤矿开采与地质构造的关系浅析[J].农家科技下 旬刊, 2015 3 39-44. 【作者简介】 郭晓旭 1986-,男，山西阳煤集团地质测量部；研究方 向煤矿地质. 图2煤层剖面示意图 如果工作面局部变化较大，但是又很难直接进行推进 时，就必须要在局部的位置做补巷，并采用非正规的采煤方 法来进行开采。图2显示了煤层剖面示意图。 ⑶实际开采煤矿的方法