地质构造对煤矿安全生产的影响探讨

吴晓

新疆伊宁   伊犁新矿煤业有限责任公司     835000

摘要：

地质构造对煤矿安全生产的影响非常大,要想保证煤矿安全生产,在生产前需要对地质构造进行全方位的勘查,针对地质构造褶皱、断层、岩浆岩侵入、裂隙、孔隙、应力等情况的发生对煤与瓦斯突出、煤层自燃、矿区采动损害等方面所产生的影响进行分析,做出有效的规避方案。本文针对煤矿地质构造对安全生产的影响进行分析,为制定有效措施提供参考。

关键词：煤矿地质构造;煤与瓦斯突变;煤层自燃;矿区采动损害;

在煤矿安全事故中,大多数事故发生的原因是因为开采前对地质构造的了解不够全面,没有做好相应的应对措施,造成煤与瓦斯突出、煤层自燃以及采动损害等事故发生,要想充分解决这些问题,首先就要加强地质构造对安全生产的影响研究,在了解影响因素的基础上才能做出针对性的防范措施。

1地质因素对煤矿安全生产的影响

地质是煤矿安全的一个重要影响因素, 在煤矿生产中, 地质因素的影响大都以瓦斯含量增加、地下水渗透等方式表现出来。

1.1瓦斯地质。在煤矿生产中, 煤层的褶皱轴部位或者断层部位经常会出现大量主要成份为甲烷的气体, 并沿着岩层结构的空隙流动。随着煤矿开采量的增加, 矿井的的深度会逐渐加大, 煤矿中所产生的瓦斯含量也会随之增长, 若此过程中的瓦斯检测工作完成不到位或者生产操作不符合标准等, 都很容易造成煤矿安全事故。工作人员需要对煤矿地质中产生的瓦斯含量和危害有明确的认知, 拥有一定的安全防御意识, 企业需要加强对煤矿地质的研究力度, 找出瓦斯出现的规律, 采取有效的解决措施来避免其导致的煤矿生产安全问题。

1.2水文地质特征。地质构造的水文地质特征也会对煤矿生产的安全造成因影响。矿井中的煤岩稳定性会对煤矿地质构造中水文地质特征的稳定性造成很大影响.煤矿中用作顶板的粘土岩上下透水性不一样, 且具有一定的膨胀性能, 在煤矿渗水情况下, 顶板岩层的稳定性就会被影响, 透水性能较差面会受到透水性较好面的压力, 导致煤矿顶板脱落。随着煤矿开采的深度不断增加, 矿区的水文特征就会遭到破坏, 进而导致一些老窖控水以及断层水等现象出现, 造成矿井下发生水流喷发或者断层水涌出等情况, 大声煤矿安全事故。

2地质构造对煤矿顶板事故的影响

2.1 褶皱地质构造的影响

在煤矿地址构造中, 褶皱地质状况对于煤矿的安全性有一定的影响, 主要就是在煤层地质运动中, 在综合外力的影响下, 会形成相应的连续弯曲, 这种褶皱的状况, 就会形成相应的弯曲度。在岩石层的表现中, 由于受到岩石塑性变形的影响, 就会呈现出相应的安全隐患。从褶皱的整个影响来看, 褶皱主要就是形成纵弯、横弯的现象, 形成不同的剪切方式的整体作用。在受到外力的影响下, 岩层就会呈现出岩面垂直的外力影响, 这样, 会对安全性产生相应的反作用力。因此, 在地质构造中, 褶皱地质状况会在运动中形成煤矿开采中出现相应的小断层, 不利于内部构造的形成。在裂缝形成中, 岩层出现一系列缝隙, 造成厚度急剧增加, 并出现急剧挤厚的现象, 在采掘过程中对于支护技术的提升有很高的要求, 并在顶板管理中有很大的困难。

2.2 断裂地质构造

在煤矿地质构造中,断裂地质状况会对整个安全开采技术带来一定的影响。其中, 主要就是岩石在受到地壳运动的过程中产生相应的动力,沿着一定的方向产生机械性破裂,这样,就会失去一定的连续性与整体性, 这种锻炼地质现象主要包括有节理与断层,因此,对于煤矿两侧的位移现象, 也会产生一定的影响。在这种不同规模的地质构造中,不同的破碎带会形成不同的影响, 也会造成相应的围岩破坏。在这种作用下,破碎带容易出现相应的顶板事故。

2.3 岩浆侵入地质构造

这种地质状况对于煤矿的安全性影响系数较大,在岩浆侵入过程中,会造成煤层的连续性与完整性破坏,尤其是在岩浆侵入中,煤层所形成的岩体, 在边缘相对不规则的过程中,就会造成侵入体煤层中的揉皱现象,也会形成相对紊乱的煤理,在漩涡状褶皱的构造影响下,如果不能形成对岩浆侵入体的分布以及接触变质的规律有全面的掌握,并且在支护效果不佳的影响下, 就会出现相应的冒顶现象。因此,要形成相应的掌握。

3 构造应力对矿区采动损害的影响

矿区采动损害是因井工开采对覆岩和地表地质环境造成的损害。从构造地质学的观点来看,矿区采动损害是在地壳构造运动产生的应力作用、岩体本身重力以及地下开采活动联合影响下发生的主采煤层上覆岩、土体的一种特殊的表生构造现象。由于构造应力的作用,可以改变采动影响下的岩层移动方向和移动量的大小,同时也影响井下巷道的变形破坏模式。如果煤矿区处于挤压构造应力场中,在煤层未开采之前,侧向挤压应力早已存在,它使煤层覆岩有向上弯曲的趋势;在煤层被采出后,覆岩重力首先克服侧向力造成的向上的弯矩,剩余的垂向力才引起煤层顶板向下弯曲变形。

4地质构造对煤层自燃的影响

4.1 裂隙对煤层自燃的影响

裂隙构造主要存在两种裂隙形式,一种是内生裂隙,另一种是外生裂隙。第一种通常在煤层煤化过程中产生裂隙反应,因为正常煤发生物质结构与构造方面的变化,这种裂隙比较平直,单线发展,不干扰其他煤层。第二种是在煤形成后逐渐在煤层中生成,以多组裂隙同时出现,并沿同一方向发展,裂隙呈平直状发展,具有延伸性,能够延伸到其他煤层中继续发展,可直达到顶底板岩层处。裂隙出现使得煤层间的氧分发生变化,煤氧接触面积逐渐加大,低温氧化,进而易发生煤层自燃。

4.2 孔隙对煤层自燃的影响

孔隙也分为两种,一种是原生孔隙,另一种是次生孔隙。原生孔隙是指煤层沉积过程中,存有的沉积物之间的孔隙或者植物自身存有的细胞组织直接生成孔隙,而次生孔隙属于间接性形成的孔隙,借助原生矿物结晶溶蚀过程形成孔隙,矿物经过淋滤或者溶蚀过程进而出现孔隙现象,又或者是煤化过程中部分气体排出,因而留下细小孔隙。孔隙是氧气储存之地,孔隙越多其氧含量就越高,煤氧接触面积就会越大,进而使得煤层氧化升温,直至自燃。煤化作用对孔隙的影响较大,煤化越严重孔隙就会越少,通常高等级的正常煤中孔隙相对较低,甚至没有,所以易燃性也降低。因此可以说明,煤变质程度越大,煤的自燃率就会越低,而煤变质程度越低,煤的自燃率就越高。

4.3 断层对煤层自燃的影响

煤层没有受开采影响前,断层的面积、分布、性质以及断层发展走向对煤层中的通气供氧有一定的影响,严重时极容易引起煤层自燃。在煤层自燃过程中,自燃程度以及自燃顺延方向可受到断层之间的距离和断层性质影响,断层主导位置,煤层发生断裂,可阻止煤层自燃继续向深部顺延,煤层彻底断开时,煤层自燃现象停止。

结语

煤矿地质构造是煤矿开采过程中所必须面对的地质问题，防治地质构造异常引发的煤矿地质灾害是煤矿企业要重点关注的内容。分析了煤矿开采中常见的3种地质构造，分别是断层、褶皱及陷落柱，重点分析了断层与冲击地压、突水及煤与瓦斯突出的关系。专业人员需要在分析不同的地质灾害之后找出合适的应对措施，以便更好地预防各类地质灾害。

参考文献

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