地质构造对巷道支护的影响研究杨科

杨科

宁夏宝丰能源集团红四煤矿宁夏银川750000

摘要：在井下的实际生产过程中，掘进中常会遇到不同类型的地质情况，而某些较为特殊的地质构造在一定程度上会对整个矿井的日常生产产生不同程度的影响。而现阶段较为常见的地质类型中，褶皱对井下巷道的支护最为明显，主要原因为：在巷道掘进过程中通常会伴随着较高能量的释放，而当释放的能量值高于某一临界值时将会对矿井的支护工作造成极大的困扰，从而威胁到相关作业人员的人身安全。基于此，在井下巷道的掘进及支护过程中，大范围的锚杆支护并不能起到一定的防护作用，为实现井下安全生产需要根据矿井实际地质情况及时选择相应的支护方案，从而采取更为科学的支护手段以提升矿井生产的安全系数。

关键词：地质构造；巷道支护；影响

1巷道支护概述

1.1支护的意义

进行巷道的支护主要是为了有效缓解巷道的围岩的一定情况，从而在生产过程中有效避免巷道出现更大范围的变形，通过某些设备减小巷道围岩的移动程度，最终缩小断面的范围以实现巷道的支护。实际生产过程中，为取得较好的支护效果需要合理选择支护所需的支架类型，同时综合考虑巷道围岩力学性质、支架的支护密度以及具体的安装方法及安装时间等。

1.2支护材料

巷道支护所选用的材料处于不断的发展中，从原来常用的木材、钢材逐渐过渡至现阶段支护效果更好的锚杆。综合分析目前常见的支护技术，锚杆支护价格最为低廉且支护的效果最为理想，锚杆支护的优点在于能够在减轻劳动强度的同时节约生产投入成本，最终实现整个矿井的安全高效生产。

2常见地质构造类型

2.1断层

矿井实际生产过程中，断层属于较为常见的地质构造类型，而断层在一定程度上会对巷道的支护产生不同程度的影响。关于断层，最明显的地质构造改变为顶板的轻微位移或较大范围的位移。在顶板发生位移的过程中，煤层厚度表现出逐渐减小的趋势，伴随着尖灭现象也越来越显著。随着矿井巷道的持续掘进，煤层厚度又呈现出逐渐增大的趋势，最终表现不同程度的断层结构。当发生变形的煤层中间区域出现褶皱时，煤层顶板的变形情况逐渐趋于严重，出现这种情况时会对巷道的支护造成极为严重的威胁。

2.2复合顶板

煤层顶板构造中，常见的顶板构造类型由下而上分别为直接顶、伪顶及老顶。一般情况下，顶板中经常会存在不同形态的薄煤线，而常见的顶板地质构造经常会存在于伪顶与直接顶之间的区域范围内。此外，形成的复合顶板一般由较薄煤层及煤线组合而成，此时，为保证巷道顶板的稳定性，经常需要在巷道的顶板结构中添加一定程度的支护结构，若不进行及时的巷道支护将会对整个煤层顶板的稳定性造成诸多影响。基于此，为实现巷道的良好支护，需要对巷道复合顶板采取较为有效的支护手段。

2.3褶皱

在巷道的支护工作中，对支护工作影响最为显著的是褶皱，处于特殊地质条件的巷道支护过程中经常会出现较为显著的褶皱结构。因此，在矿井巷道的掘进过程中，巷道顶板中存在诸多的挠曲，同时此种地质构造的分布较为广泛，对应的形态结构也较为复杂多变，最终会导致巷道中已经完成支护工作的煤层出现不同程度的变形，严重时会导致出现冒顶等严重事故。综上所述，褶皱构造会对巷道的支护产生极为严重的影响。从工作人员的人身安全方面来看，当巷道中出现较为严重的褶皱地质构造时需要及时进行绕行，同时采取相对较为有效的支护方案以保证巷道掘进工作的安全高效推进。

3降低地质构造影响的措施

3.1做好地质勘察工作

在煤矿开采前期应该采用测井仪器对井内的水文地质情况进行勘测，并将测得的数据记录在案，以备矿井开采时参考。根据测得的数据可以对煤层的赋存情况有个粗略的了解，主要包括煤矿井下的岩石种类、成分、物理、化学性质以及地下水的分布状况。而对于矿区内的褶皱、断层以及孔隙的分布情况可以通过地质雷达进行勘探。这样可以保证工作面的布置避开地质结构复杂及不稳定的区域，保证了开采的安全性。此外，在煤矿开采准备阶段可以通过遥感技术对煤矿开采区域进行热成像，更有助于避开地质构造复杂区。

3.2加强地质勘查分析

虽然对采用各种物探方法能获得煤矿开采区内的地层信息，但是这些信息只是各种信号。为了保证煤矿开采的安全的进行，应该根据地质勘查的数据制定科学的回采方案。这就要求对地质勘查的数据进行分析，圈定地质构造的影响范围，评估其对煤矿开采的影响，然后制定可靠的回采方案以及相应的安全措施。由于地质勘探获得数据量比较庞大，所以应该使用合适的计算机软件对获得的数据进行处理，绘制详细的煤矿地质构造图。最后，根据所绘制的地质信息图对断层倾向、走向、延伸、落差等进行全面的地质构造变化规律分析，尽最大可能的保证地质勘查的准确性，实现煤矿开采的科学性，降低地质构造对于煤矿开采活动的负面影响

3.3制定科学的安全保障方案

为了保证煤矿开采的安全的进行，在开采设计时设计院应该合理的布置煤矿开采工作面以及巷道，减少或降低对煤矿原有地质构造的破坏。对于厚煤层开采时，要尽量设计综采放顶煤工作面，加快煤矿开采的进度。在地质构造区，要加强支护，一般采用锚杆支护来进行加强支护，特殊情况下需要采用锚索进行支护。

实践表明，采用新的煤矿开采技术能有效的提升煤矿开采的安全性与可靠性，与此同时降低对开采地层的影响，例如采用水砂充填开采，在开采后工作面上覆岩层的稳定性较好，沉陷的影响范围小。因此，煤矿企业应该根据矿区的实际地质构造情况，例如矿区地质构造状况、煤储层岩石结构、岩石硬度、岩石强度等，对现有的煤矿开采工艺进行优化升级改造，提升开采的效率和安全性。在工作面回采期间应该对工作面的地质概况进行详查，这可以有效的发现开采区域存在的小型地质构造，例如小断层等。

详细的地质资料是煤矿安全开采的重要保障，煤矿地质部门应该对地质构造的情况进行更新，并在相应的平面图、以及剖面图上标注。在进行地质资料更新时，可以采用三维地震勘探、钻孔法、以及电阻法对地层的构造情况进行勘探。获得大量完善的地质资料数据，打造全面的地质信息系统，为数字采矿系统的建设奠定良好的基础。

3.4提升煤矿开采过程中各项资源的利用效率

为了能够在保证煤矿开采质量和效率的前提下降低资金成本以及人力资源成本的耗费，提升煤矿开采企业获得的经济效益，相关的工作人员应该采取有效措施来提升对煤矿开采过程中各项资源的利用效率。具体来讲，第一，了解矿井中煤层的分布情况对于煤矿开采来说是一项非常重要的步骤，因此，工作人员要强化针对煤矿巷道的勘探工作，同时还要实时地监测地质结构的变化情况以及煤层的特点，防止较为严重的断层、裂隙等情况出现，并采取最为优化的方式方法对煤层进行开采。第二，相关的技术人员要对煤层中煤矿资源的储量进行尽可能准确地计算，不能出现过度开采的情况。第三，要不断对煤矿开采的具体方案进行优化，尽可能避免出现资源的浪费，实现各项资源利用效率的有效提升。

3.5对煤矿开采过程中的各项设备以及技术进行改进和优化

随着信息化技术的进一步发展和进步，煤矿开采企业可以充分利用计算机技术和信息技术来辅助煤矿开采的整个过程，同时，对开采设备进行升级也是非常有必要的，这样不仅可以提升煤矿开采的安全性，还可以在最大程度上防止开采过程对地质结构造成破坏，在这种情况下，煤矿开采工作就可以按照原本的计划顺利进行，发生安全意外或者事故的可能性也会在很大程度上有所减小。

结论

煤矿地质构造是煤层开采过程中不可避免的问题，因此必须要得到有关部门的重视。地质勘探是掌握煤层地质构造的主要途径，也是获取地质资料的唯一方法。地质资料是煤矿开采过程中布置采矿工作面以及巷道的重要依据。因此，获取详尽的地质资料对于保证煤矿企业的安全高效地生产十分有必要。煤矿企业有必要对煤矿矿区的地质构造进行详细的分析，降低地质构造对煤矿开采的影响。减少煤矿地质事故的发生，提高煤矿矿井的经济效益，有效地降低煤矿企业的开采成本。

参考文献：

[1]任华荣.地质构造对煤矿开采影响的分析[J].煤炭与化工，2018,38(09):21-22+25.

[2]蓝龙斌.地质构造对煤矿开采影响的分析[J].资源信息与工程，2018,33(03):75-76.