礦井生產中地質構造的影響研究

摘 要：隨著礦井開采向深部和邊界地區的延伸，地質構造對礦井高產高效建設的影響越來越大，如何保持礦井的可持續性發展，是地質工作者首要研究的問題之一。

關鍵詞：地質構造；高產高效；對策

某礦是一座有著多年開采歷史、綜合采煤機械化程度100%的高產高效礦井，隨著礦井建設向深部和邊界地區的發展，地質構造對生產的影響逐年加大，如何保持礦井穩定、可持續性發展，是地質工作者首要研究的問題之一。

一、礦井地質條件簡述

某礦區內地質及水文地質構造復雜，斷層、褶皺發育。依據《礦井地質規程》中礦井地質條件分類標準，地質構造程度屬于復雜。

二、影響礦井生產的地質因素

1.地質構造復雜化。近年來為保持礦井一定生產規模及較好的經濟效益，生產采區逐漸向礦井深部和邊界地區延伸，由于新采區大多靠近井田邊界，工作面距沖積層或邊界大斷層較近，地質構造逐漸復雜化。從7900采區、十一采區開掘揭露情況看，采區地質條件明顯趨于復雜，相繼揭露較大斷層多條，并在十一采區揭露了該礦的第二個陷落柱。

2.地質勘探控制程度的影響。井田深部和邊界地區是以往礦井生產中盡量避開的地區，很少進行過比較詳細的補充勘探，對這些地區的地質構造研究較少，普遍存在勘探程度偏低的現象。

3.綜采工藝特性的影響。綜采設備具有“大、多、重”特點，一旦遇到地質構造，拆裝轉移非常困難，搬家、倒面費時較長。綜采設備較差的適應性增大了地質因素對生產的影響。

4.采煤隊伍建設的影響。東榮二礦目前的采煤隊伍擔負的產量任務比以前大大增加，工作面一旦遇到較大地質構造，就會對產量造成重大影響，甚至危及全礦產量計劃和經營指標。這種集中生產模式使得地質構造對產量的影響比重大大增加。

5.地質構造超前探測的方法、手段的影響。礦井地質工作是煤炭生產過程中的一項重要的基礎性技術工作。多年來地質工作的方式方法沒有很大的變化，仍然是以分析研究為主，缺乏技術手段方法的應用，查明構造的精度、速度不能滿足高產高效生產的要求。

近幾年礦井生產中引進了地面三維地震、工作面坑透、直流電法等技術，但這些手段多是定性解釋，精度很難達到高要求。如坑透必須在工作面形成之后方可進行，存在滯后性；電法超前探測存在超前距離小、準確度低的弊病；三維地震技術對落差小于5 m的斷層和直徑小于30 m的陷落柱較難分辨等。

三、礦井生產的地質保障對策

1.樹立超前探測的原則。地質工作是煤炭技術的基礎工作，要始終堅持地質構造超前查明的工作思路，根據礦井生產計劃，超前安排地質工作。只有超前探明礦井的各種地質構造，才能做到采區、工作面設計的有的放矢。所以礦井建設中必須加大超前投入力度，在政策和資金使用上應給予一定的傾斜。

2.加大綜合地質勘探，積極采用新技術。有效的地質勘探手段是保證地質資料獲得和資料精度的重要途徑。第一，新開采區，地質鉆探工作必須到位，鉆孔密度、等級等必須達到有關要求，構造及煤層控制程度必須滿足高產高效的要求。第二，積極運用三維地震勘探技術，要基本查明直徑大于30 m以上陷落柱、落差5 m以上的斷層及煤層露頭區，準確率不低于70%。第三，作好巷道掘進過程中的超前物探工作，如電法超前、TSP超前探測等。第四，加大工作面無線電坑透工作力度，保證工作面電透率達到100%。第五，井下鉆探技術的應用要及時準確。第六，積極采用井下物探新技術，如近幾年發展較快的井下瞬變電磁、音頻電透視等。

3.優化采區、工作面設計，減少地質構造影響。采區和工作面設計前認真分析地質條件的特點和地質資料的可靠程度，可有效避讓地質構造對工作面開采的影響。其一，工作面及采區巷道盡量沿斷層走向展布，以減少斷層的影響。其二，合理布置工作面尺寸，加大地質與設計部門的聯系，并根據采掘揭露的構造變化及時修改設計。其三，加大周圍已采工作面的采后地質總結，充分分析斷層、褶皺等構造的演變規律及延伸趨勢，從而對新開采區及工作面的構造情況進行超前預測，指導采區及工作面的設計。其四，對構造相對復雜及斷層密集地區可采用小面或放頂煤面設計，有效減小構造的影響。

4.合理選擇采掘設備。根據不同的地質條件，選用不同的采掘設備，加大采掘設備適應復雜構造的能力，從而達到高產高效的目的。比如東榮二礦5煤是穩定的中厚煤層，目前開采的煤層厚度在1.3～1.8 m之間，5705、5515工作面掘進中需要破煤層底板，經過考察引進了半煤巖掘進機，大大提高了巷道的掘進速度，同時購買了輕型薄煤綜采設備，有效提升了復雜構造下薄煤開采的機動性。

5.加強技術與生產單位的聯系合作。地質技術人員要加強與生產單位的聯系合作，不斷地跟蹤構造變化情況，及時向調度室和生產單位提供剖面圖及預測資料指導生產。生產單位要認真研究過構造的施工措施，確保各項技術措施落實到位，力求作到“及時、準確、嚴密、到位”，保證采掘工作連續高速推進。

四、礦井地質工作程序優化

1.新開采區設計前必須進行地面鉆探、三維地震、地面電法等勘探工作，以便獲得詳細準確的地質基礎資料。

2.地質資料的綜合分析。利用地面鉆探、物探結果，結合附近采區、工作面采后總結，對采區地質條件進行綜合評價，準確劃分出穩定或復雜區域。編制采區地質圖及采區地質說明書，為采區設計提供可靠的地質依據。

3.巷道開拓、掘進施工中利用電法、瞬變電磁等物探技術進行超前探測，超前預測前方的地質構造情況，把巷道揭露的各種構造及時上圖分析，及時提交設計部門進行采區、工作面的設計與優化。

4.工作面圈定后，嚴格按規定進行電透和音頻電透視，查明工作面內的隱伏構造及底板的隱伏含水構造，超前制定過斷層及防治水措施。

5.工作面回采中對地質構造進行追蹤，觀察其延展和變化情況。

6.進行采后地質總結。每個工作面或采區結束后都要進行采后地質總結，對影響回采的各種地質因素的處理方法和效果進行對比分析，找出成敗的原因，總結好的經驗，使以后的工作方法得到不斷改進和提高。

五、結語

地質工作是煤炭技術的基礎工作，是采區、工作面設計的資料來源，是礦井高產高效建設中最基礎的工作。地質資料獲得的可靠性和全面性直接影響著礦井產量和經濟效益，礦井建設中只要采取合理的措施就可以有效避讓或減小地質構造對生產的影響，使礦井建設沿著高產高效的模式穩定發展。

參考文獻：

[1]柴登榜.礦井地質手冊[M].北京：煤炭工業出版社，1986.

[2]龍榮生.礦井地質學[M].北京：煤炭工業出版社，1991.

[3]耿獻文.合理選擇工藝參數提高礦井地質工作.礦井技術[J].2008年10月.

[4]王健才.提高礦井地質工作面回采率的措施.礦業快報.2009年12月.

[5]安都勤.淺談影響礦井工作面回采率的問題及解決方法.江蘇礦井.2008年第4期.

作者簡介：馬志剛，男，現工作于寧夏寧魯煤電有限責任公司任家莊煤礦。