煤礦地質構造在安全生產的影響

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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濟發展的過程中發揮著重要的作用。但是隨著礦井開采的不斷延伸，井下地質構造正變得越來越復雜，多數煤層厚度也都不穩定，這會在無形中威脅著煤礦安全開采。因此，專業人員應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更好地進行。

關鍵詞：煤礦地質構造；安全生產；影響策略

引言

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

1.地質構造對煤與瓦斯突出現象產生的影響

(1)褶皺地質對煤與瓦斯突出產生的直接影響背斜傾伏正處于煤層加深的位置，內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系的巖層其實會存在移動和錯位的現象，有時候甚至會直接沿著背斜傾伏的方向出現合適的斷層，煤層不僅會在第一時間出現破碎的現象，更會直接分散發育。因此，在實際背景下非常容易誘發煤與瓦斯事故。在普通的向斜軸部，正是因為圍巖內部存在著相對應的物質，瓦斯的成分也在不斷地增加，如果褶皺會產生一定的作用，巖層也就會產生錯位。煤層不僅會出現塑性的變化，分層的面積也會在第一時間擴大，因此容易誘發煤與瓦斯突出的事故。多數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部其實并不會直接錯位，煤與瓦斯也幾乎不會出現突出的概率[1]。向斜仰伏端位于煤層的上端，和其他三個主要結構相比，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出現錯位的現象，煤層也會隨之發生變化，內部軟分層的面積更會變小。因此，在實際建設的過程中并不會對瓦斯突出的過程產生更大的影響。

(2)斷層作用對煤與瓦斯突出的影響壓性斷層結構會對周圍巖石的結構產生直接的影響，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。多數壓性斷層內部的巖層會不斷地發生撞擊，甚至會和周圍的煤層直接錯動。因此，多種類型的壓性斷層會直接形成軟的分層，不僅內部較厚，而且巖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構變得非常松散，內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。如果張性斷層出現較弱的錯動，周圍的煤礦也會出現輕微層間錯動。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部，煤層內部的結構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象產生不良的影響。巖漿巖其實會在較短的時間內直接破壞煤層內部的平衡度和動力[2]。但是，隨著巖漿內部的距離不斷地變短，多數煤層會越來越多地產生質變的現象。如果內部的巖漿會被直接冷卻，兩側就會形成極高的巖墻，這其實屬于最常見的瓦斯突出區域。圖1顯示了煤礦侵入作用。

2.地質構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生直接的影響。第一，在煤層煤化的過程中會因為內部物質的構造而產生裂隙，表面平直而且不會切入到其他煤層中。第二，當煤層形成之后，會因為區域內部構造出現變動而使得煤層內部出現裂縫。這些常見的外生裂隙通常會一組組出現，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，煤層內部的供氧性將會直接影響煤層的走向、規律和煤層實際的數量，進而產生自燃的現象。另外，如果煤層內部確實出現了諸多自燃的現象，斷層內部的性質則會在第一時間就影響火焰燃燒的方向和主要性質。正斷層的位置會在第一時間就直接被切斷，其實多數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，如果出現了逆斷層，而且斷層距離不夠遠，就會不斷地增加煤層的厚度，煤層也就會在短時間內出現自燃的現象。又如果出現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起來，更多的煤層會在第一時間出現燃燒的現象。

(3)褶皺可以在控制煤層氧化放熱反應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生自燃的現象。但是，如果煤層中存在倒轉褶皺，一方面會直接增加煤層的厚度，另外一方面則會聚集內部的熱量。如果內部存在的溫度和煤層自燃時產生的溫度并不直接匹配，自然會出現在較大范圍內自燃的現象。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。進而誘發自燃的現象。

3.實際案例

某煤礦位于龍巖市新羅區東南部，距離仁和村有30km.該煤礦位于龍永煤田的東南面。煤礦礦區內部有包括東西向構造、南北向構造、華夏系構造和其他不同的構造形態。但是龍永煤田都位于新華夏系構造內部的第二隆起區域內，同時又直接位于南嶺構造體系的東端。

(1)煤礦中的褶皺該煤礦的地質總體走早為不斷向北傾斜的單斜構造，不僅會讓礦區內部的褶皺會直接產生不良的影響，而且多數受到了區域內部構造發育時少量次級褶皺的影響，其規模并不是很大，也不會對煤礦生產產生較大的影響。但是斷層本身會誘發伴生的褶皺，其幅度甚至達到了十米和近百米。這種因為斷層所引發的小的褶皺本身會對煤層的厚度和形態產生較大的影響。

(2)褶皺對煤礦安全生產的影響該礦區內部初次發育的小褶皺主要受到斷層的影響。在構造應力的作用下，煤層作為一種軟巖非常容易產生變形的現象，所以煤層內部的形態會發生變化，其厚度會出現局部增厚和分差的現象，其發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，煤則由應力集中向兩側發生塑性流動，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，煤層賦存的形態也會產生變化。在縱彎褶皺的作用下，褶曲翼部的受力現象會明顯比軸部要大，煤炭將會由兩翼向核部開始發生塑性流動。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部煤層形態和煤層厚度產生的變化。受到褶皺的影響，該煤礦實際非常容易發生自燃或者其他類型的地質災害，更會對人的安全生產造成影響。

4.結束語

綜上所述，本文全面分析了地質構造對煤與瓦斯突出產生的不同影響，地質構造不僅會對煤層自燃的現象產生影響，構造應力也會對礦區建設產生不良影響。專業人員更需要在分析不同的地質災害之后找出合適的應對措施，以便更好地預防各類地質災害。

參考文獻

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

[2]王志遠.關于煤礦井下地質構造對地應力分布的影響分析[J].河北農機,2016,(6):62－63.

作者：李國棟 單位：山西陽煤集團翼城山凹煤業有限公司