地質構造對采煤機械設備的影響分析

陳亞

山東八一煤電化有限公司 山東滕州 277599

由巖層與巖體所形成的地質，其形成多種地質現象，是長期的地殼運動所造成的，或斷層或扭曲，在不同的地區形成不同的地質構造。差異的地形與地質對于采煤機械設備作業，造成不同程度影響，復雜地質構造容易存在安全隱患，危及開采人員生命。因此，需做好安全措施的前提是需要加強對地質構造探測，形成安全認知，科學合理開采，安全生產。

1 采煤機械設備作業與地質構造相關

1.1 斷層的影響

斷層構造地質在煤礦作業中經常遇到，例如：在機械設備作業過程中遇到煤層的深淺不一，高低落差不盡相同。在這種情況下，煤礦機械開采設備將遇到不同程度的作業難度以及安全隱。具體而言，針對于不同復雜程度的地質構造使用不同采煤機，以應對工作中的煤層落差。一般來講，煤層的厚度在1．25-3．5cm范圍，是使用采煤機械發揮設備工作效率的最佳范圍，可以通過人工調整采煤機械的一些參數即可有效開采。特殊情況除外，在煤層過于淺薄的情況下，采煤的難度將加大，是機械運轉效率降低，無論是機械操作還是人工方面，均受到一定制約。因此，在斷層進行采煤作業，需要進行前期勘測，做好數據準備，對于斷層煤層做好充足了解，來確認斷層是否對于采煤機械作業產生影響，以便在人員和機械上進行有效調整。比如使用綜合機械采煤作業時，出于提升產量的因素，為減少在端頭作業與工作面斜切進刀的影響。而在綜合采煤機械作業中，較為容易遇到小斷層的出現，若斷層密集，嚴重的會被迫停產，那么在斷層采煤作業時，進行頂底板巖切割是十分必要的。綜合以上多方面來講，斷層的存在會影響采煤機械順利作業[1]。

1.2 褶皺的影響

在采煤機械作業時，褶皺現象也是會經常被遇到的。由于多種力量在地殼運動中相互作用，使地殼表面發生彎曲而造成褶皺現象。煤層的頂板通常存在這一彎曲構造，鑒于這種地質構造并無規格，且面積范圍較廣，因而對于采煤機械設備正常作業來講，會產生一定影響。就這一地質現象，具體而言，褶皺地質構造由于傾斜面角度隨著地層變化不斷，從而給采煤機械液壓支撐造成負擔，給機械作業帶來一定難度。另一方面，褶皺煤層的塑性變強，造成大小褶皺的煤層薄厚不同，尤其是小褶皺較多，在開采的難度變大，有時會超出采煤機械的承載程度，超負荷的作業，會造成機械故障，以及在煤礦運輸方面產生影響。

1.3 頂底板的影響

煤層頂底板的穩定性會讓煤層具備較強的抗壓性。在采煤機械設備作業的過程中，將其控制在80-120mpa的范圍時，可以有效保持煤礦穩定。由于采煤層頂底板通常是較為堅硬的砂巖與沙礫巖，在開采的過程中，運用打孔注水與放炮等有效技術，進行有效放頂，從而減少采煤機所承受到的壓力。例如：在采煤層中，在寬度在0．6m的穩定頂板，使用較小的刨煤機，可以充分實現刨煤作業，在采用綜合化機械采煤設備時，進行分段作業，可以有效降低頂底板給與設備帶來的沖擊。那么如果，頂底板較為潮濕，其也會給開采作業帶來一定影響，甚至還要使用重型采煤機械，這將會對開采以及運輸帶來困難。因而想要確認開采煤層是否具備安全性，需要對頂底板煤層進行多方科學合理分析，以確認在開采中如何使用開采機械，以及做好開采預防。

2 對于采煤層探測的科學方法探究

2.1 采用振波探測

采煤機械設備的種類繁多，針對于不同煤層的有機開采，需要在開采前完成相關地質的探測，預防遇到一些較為復雜煤層，所存在的安全開采隱患。因此，在選擇采煤機械前對于長距離探測，需采用便攜式探測設備進行事前工作。而振波探測的方式，其主要運用彈性波的科學原理，將折射、自激自收的彈性波進行回收，并加以科學數據分析，以實現該煤層的有效探測。就目前我國煤礦現況而言，采用振波探測的方式是較為普遍的，其方式可以將煤層地質構造情況精準反饋，并提供技術支持依據，為采煤機械作業前期提供了強大的安全保障[2]。

2.2 強化現場勘查

煤礦實地勘查并強化觀察，是對于煤層開采方面實時觀察，并獲取相關數據的必要方式。在采煤機械設備作業時，強化觀察煤礦地質構造，以避免地質方面給機械開采帶來一定影響。其中，挖掘與煤礦開采中，對于煤礦巷道及煤壁進行觀察，并對斷層、褶皺、頂底板進行勘測是十分必要，同時，要對觀察勘測的相關數據進行有效記錄，及時發現煤礦內部與煤層產生的細微變化，通過這些數據對于未來煤層開采進行調整，以避免不必要的人員及財產損失。

2.3 采用鉆孔探測方式

在煤層機械設備開采過程中，采用鉆孔探測是十分必要的。這種方式可以清晰辨別出煤層所處于的地質構造。詳細來說，就是運用重力架柱進行有效支撐，將鉆機深入煤礦進行探測，在這種探測下，不同的探測深度，可以讓工作人員進行一次數據記錄。比如：在10m、20m、進行鉆探，或者每間隔50m對于煤層頂底板進行探測，甚至可以將這些數據以橫切圖的形式進行表現，在這種立體的探測方式下，可以對煤礦地質進行了解。同時，可以對小地質層，做出有效預防措施，以避免出現緊急事故的發生。具體來講，在頂板錨桿及錨索時，就可以制定合理的鉆速，明確勘測位置，通過相關數據分析，有效處理各種地質狀況及采煤機械設備做出相應調整[3]。

3 結語

在煤層開采之前，通過一系列的探測方式，獲取相應煤層地質數據，及時采取有效預防措施，對于采煤機械設備作業具有極大幫助。尤其是在應對斷層、褶皺、頂底板等地質構造所造成的開采困擾，可以有效避免安全事故的發生，保障安全生產。就煤礦企業而言，現階段我國正大力治理環境污染，嚴控煤礦安全優質生產，符合我國發展道路。通過這些一系列的分析，可以有效幫助其在生產與安全方面進行管理，為煤礦采煤提供更加可靠的安全保障。