簡述煤礦地質(zhì)構(gòu)造對安全生產(chǎn)的影響

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摘要：煤炭作為我國的主要能源之一，一直都在推動我國經(jīng)濟發(fā)展的過程中發(fā)揮著重要的作用。但是隨著礦井開采的不斷延伸，井下地質(zhì)構(gòu)造正變得越來越復(fù)雜，多數(shù)煤層厚度也都不穩(wěn)定，這會在無形中威脅著煤礦安全開采。因此，專業(yè)人員應(yīng)該從多方面入手來采用合適的措施來解決問題，這樣才能夠保證煤礦安全生產(chǎn)更好地進行。

關(guān)鍵詞：煤礦地質(zhì)構(gòu)造；安全生產(chǎn)；影響策略

正是因為很多人在開采之前沒有全面了解地質(zhì)構(gòu)造，因此容易誘發(fā)煤礦安全事故。但是如果沒有做好合適的措施自然會引發(fā)其他類型的煤與瓦斯、煤層自燃和其他不同類型的事故。專業(yè)人員只有對地質(zhì)構(gòu)造生產(chǎn)的過程進行全面地研究，并在了解對應(yīng)因素的基礎(chǔ)上才能夠更好地防范事故的發(fā)生。

1.地質(zhì)構(gòu)造對煤與瓦斯突出現(xiàn)象產(chǎn)生的影響

(1)褶皺地質(zhì)對煤與瓦斯突出產(chǎn)生的直接影響。背斜傾伏正處于煤層加深的位置，內(nèi)部的瓦斯含量也會變大。但是，在實際褶皺的背景下，與實際背斜傾伏有一定關(guān)系的巖層其實會存在移動和錯位的現(xiàn)象，有時候甚至?xí)苯友刂承眱A伏的方向出現(xiàn)合適的斷層，煤層不僅會在第一時間出現(xiàn)破碎的現(xiàn)象，更會直接分散發(fā)育。因此，在實際背景下非常容易誘發(fā)煤與瓦斯事故。在普通的向斜軸部，正是因為圍巖內(nèi)部存在著相對應(yīng)的物質(zhì)，瓦斯的成分也在不斷地增加，如果褶皺會產(chǎn)生一定的作用，巖層也就會產(chǎn)生錯位。煤層不僅會出現(xiàn)塑性的變化，分層的面積也會在第一時間擴大，因此容易誘發(fā)煤與瓦斯突出的事故。多數(shù)背斜的部分存在于煤層的上部，其圍巖的密封性要比向斜軸的部分低很多，所以瓦斯其實不太可能直接被密封，煤層中存在的瓦斯的保護能力也會不斷地降低。多數(shù)背斜軸部存在的圍巖的張拉力也會不斷地增強。因此，實際在褶皺的作用下巖層內(nèi)部其實并不會直接錯位，煤與瓦斯也幾乎不會出現(xiàn)突出的概率[1]。向斜仰伏端位于煤層的上端，和其他三個主要結(jié)構(gòu)相比，圍巖幾乎不會直接封閉瓦斯。但是，在實際褶皺的作用下，巖層也不會在短時間內(nèi)出現(xiàn)錯位的現(xiàn)象，煤層也會隨之發(fā)生變化，內(nèi)部軟分層的面積更會變小。因此，在實際建設(shè)的過程中并不會對瓦斯突出的過程產(chǎn)生更大的影響。(2)斷層作用對煤與瓦斯突出的影響壓性斷層結(jié)構(gòu)會對周圍巖石的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接的影響，其透氣性也不佳，瓦斯將不能夠沿著斷層任何方向進行移動，所以可以在第一時間存在于煤層中的瓦斯。多數(shù)壓性斷層內(nèi)部的巖層會不斷地發(fā)生撞擊，甚至?xí)椭車拿簩又苯渝e動。因此，多種類型的壓性斷層會直接形成軟的分層，不僅內(nèi)部較厚，而且?guī)r石分布的范圍也變得越來越廣泛。但是，更多的煤與瓦斯突出事故實際都會存在于壓性斷層的周圍。張性斷層會使得周圍圍巖的結(jié)構(gòu)變得非常松散，內(nèi)部的透氣性也會變得更好。因此，瓦斯可以沿著斷層的任何方向進行移動，這樣也就不能夠讓煤層中的瓦斯更好地保存下來。如果張性斷層出現(xiàn)較弱的錯動，周圍的煤礦也會出現(xiàn)輕微層間錯動。因此，在壓性斷層的作用下，軟分層的厚度會不斷地變小，其合適的范圍也會變小。因此，斷層周圍幾乎不會出現(xiàn)煤與瓦斯突出事故。(3)侵入作用。隨著越來越多巖漿不斷侵入內(nèi)部，煤層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會存在較強的帶狀變化，最終也就會直接影響滲透率。由于不同位置的滲透率都會有所不同，甚至也會對瓦斯賦存和移動的現(xiàn)象產(chǎn)生不良的影響。巖漿巖其實會在較短的時間內(nèi)直接破壞煤層內(nèi)部的平衡度和動力[2]。但是，隨著巖漿內(nèi)部的距離不斷地變短，多數(shù)煤層會越來越多地產(chǎn)生質(zhì)變的現(xiàn)象。如果內(nèi)部的巖漿會被直接冷卻，兩側(cè)就會形成極高的巖墻，這其實屬于最常見的瓦斯突出區(qū)域。圖1顯示了煤礦侵入作用。

2.地質(zhì)構(gòu)造對煤層自燃的影響

(1)裂隙對煤層自燃的影響。不同類型的裂隙都會對煤層自燃產(chǎn)生直接的影響。第一，在煤層煤化的過程中會因為內(nèi)部物質(zhì)的構(gòu)造而產(chǎn)生裂隙，表面平直而且不會切入到其他煤層中。第二，當(dāng)煤層形成之后，會因為區(qū)域內(nèi)部構(gòu)造出現(xiàn)變動而使得煤層內(nèi)部出現(xiàn)裂縫。這些常見的外生裂隙通常會一組組出現(xiàn)，而且有著明顯方向性的特征。更多平直的裂隙也會在延伸之后進入到其他煤層中，甚至也會直接進入煤層頂部的巖層中。此外，裂隙的存在更會直接影響煤層的供氧情況。裂隙會在短時間內(nèi)增大氣對煤層的接觸面積，從而使得煤層在自燃的初期沒有辦法更好地進行氧化。(2)斷層對煤層自燃的影響。如果沒有在第一時間開采煤層，煤層內(nèi)部的供氧性將會直接影響煤層的走向、規(guī)律和煤層實際的數(shù)量，進而產(chǎn)生自燃的現(xiàn)象。另外，如果煤層內(nèi)部確實出現(xiàn)了諸多自燃的現(xiàn)象，斷層內(nèi)部的性質(zhì)則會在第一時間就影響火焰燃燒的方向和主要性質(zhì)。正斷層的位置會在第一時間就直接被切斷，其實多數(shù)火焰是不能夠直接蔓延下去。但是，如果煤層會在第一時間就被正斷層所切斷，自然也就會形成一道天然的防火墻。但是，如果出現(xiàn)了逆斷層，而且斷層距離不夠遠(yuǎn)，就會不斷地增加煤層的厚度，煤層也就會在短時間內(nèi)出現(xiàn)自燃的現(xiàn)象。又如果出現(xiàn)了間距較小的多個煤層，斷層的存在就會不斷地將不同類型的煤層串聯(lián)起來，更多的煤層會在第一時間出現(xiàn)燃燒的現(xiàn)象。(3)褶皺。可以在控制煤層氧化放熱反應(yīng)過程中的熱量和實際煤層移動的方向來分析褶皺對煤層自燃的影響。在向斜的位置上，諸多煤層會在實際氧化的過程中釋放出更多的熱量，進而不斷地向上直接擴散。因此，在煤層中心的位置不太可能會產(chǎn)生自燃的現(xiàn)象。但是，如果煤層中存在倒轉(zhuǎn)褶皺，一方面會直接增加煤層的厚度，另外一方面則會聚集內(nèi)部的熱量。如果內(nèi)部存在的溫度和煤層自燃時產(chǎn)生的溫度并不直接匹配，自然會出現(xiàn)在較大范圍內(nèi)自燃的現(xiàn)象。而在背斜部位所釋放的熱量就會直接影響煤層核心的位置。一旦核心位置存在的頂板滲透率并不好，熱量也會不斷地增多。進而誘發(fā)自燃的現(xiàn)象。

3.實際案例

某煤礦位于龍巖市新羅區(qū)東南部，距離仁和村有30km.該煤礦位于龍永煤田的東南面。煤礦礦區(qū)內(nèi)部有包括東西向構(gòu)造、南北向構(gòu)造、華夏系構(gòu)造和其他不同的構(gòu)造形態(tài)。但是龍永煤田都位于新華夏系構(gòu)造內(nèi)部的第二隆起區(qū)域內(nèi)，同時又直接位于南嶺構(gòu)造體系的東端。(1)煤礦中的褶皺。該煤礦的地質(zhì)總體走早為不斷向北傾斜的單斜構(gòu)造，不僅會讓礦區(qū)內(nèi)部的褶皺會直接產(chǎn)生不良的影響，而且多數(shù)受到了區(qū)域內(nèi)部構(gòu)造發(fā)育時少量次級褶皺的影響，其規(guī)模并不是很大，也不會對煤礦生產(chǎn)產(chǎn)生較大的影響。但是斷層本身會誘發(fā)伴生的褶皺，其幅度甚至達(dá)到了十米和近百米。這種因為斷層所引發(fā)的小的褶皺本身會對煤層的厚度和形態(tài)產(chǎn)生較大的影響。圖2為北山煤礦構(gòu)造簡圖。(2)褶皺對煤礦安全生產(chǎn)的影響。該礦區(qū)內(nèi)部初次發(fā)育的小褶皺主要受到斷層的影響。在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，煤層作為一種軟巖非常容易產(chǎn)生變形的現(xiàn)象，所以煤層內(nèi)部的形態(tài)會發(fā)生變化，其厚度會出現(xiàn)局部增厚和分差的現(xiàn)象，其發(fā)育的部位則主要集中在背斜和向斜兩翼地帶。在橫彎褶皺的作用下，褶曲軸部分的受力要明顯大于翼部，煤則由應(yīng)力集中向兩側(cè)發(fā)生塑性流動，不僅背斜頂部的煤層會變薄，向斜部煤層厚度則會在第一時間增加。在此背景下，煤層賦存的形態(tài)也會產(chǎn)生變化。在縱彎褶皺的作用下，褶曲翼部的受力現(xiàn)象會明顯比軸部要大，煤炭將會由兩翼向核部開始發(fā)生塑性流動。之后斜核部分和背斜頂部的煤層厚度會在短時間內(nèi)就增加，但是兩翼煤層會直接變薄。圖3顯示了橫向和縱向作用下褶皺內(nèi)部煤層形態(tài)和煤層厚度產(chǎn)生的變化。受到褶皺的影響，該煤礦實際非常容易發(fā)生自燃或者其他類型的地質(zhì)災(zāi)害，更會對人的安全生產(chǎn)造成影響。

4.結(jié)束語

綜上所述，本文全面分析了地質(zhì)構(gòu)造對煤與瓦斯突出產(chǎn)生的不同影響，地質(zhì)構(gòu)造不僅會對煤層自燃的現(xiàn)象產(chǎn)生影響，構(gòu)造應(yīng)力也會對礦區(qū)建設(shè)產(chǎn)生不良影響。專業(yè)人員更需要在分析不同的地質(zhì)災(zāi)害之后找出合適的應(yīng)對措施，以便更好地預(yù)防各類地質(zhì)災(zāi)害。

參考文獻

[1]黃慶建.地質(zhì)因素對煤礦采掘生產(chǎn)安全的影響探討[J].科技與企業(yè),2015,(15):112.

[2]王志遠(yuǎn).關(guān)于煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造對地應(yīng)力分布的影響分析[J].河北農(nóng)機,2016,(6):62－63.

作者:李國棟 單位:山西陽煤集團翼城山凹煤業(yè)有限公司