淺談礦井地質構造研究現狀

胡生奎 包調榮

摘 要：加強對礦井地質構造的研究，有利于推動煤礦企業經營的進程，提升煤礦企業的生產效益與經濟效益。煤礦生產建設的關鍵影響因素就是礦井的地質構造情況。本文主要探討了礦井地質構造研究現狀，以供同行參閱。

關鍵詞：煤礦；礦井生產；地質構造；研究現狀

地質構造主要包括節理、斷層與褶皺這三方面，而礦井地質構造主要以礦井的斷層構造為研究對象。因地質構造具有控制性與普遍性的特點，所以，其是影響煤礦礦井生產的重要條件。故此，研究礦井的地質構造有著相當重要的現實性意義。

一、礦井地質構造的等級劃分

根據對礦井生產的影響程度以及規模大小，將礦井的地質構造分為小、中、大三個等級。接下來進行簡單論述：小型地質構造指的是在一個工作面或者一個巷道中就可以看清楚全部面貌的次兩級的地質構造；中型地質構造指的是巷道布置、采區劃分、影響水平次一級的地質構造，主要分布在井田周圍；大型地質構造指的是整個煤產地的骨干構造。煤礦礦井地質構造的工作重點以及主要研究對象是中型地質構造，特別是中型斷裂地質構造。但是，我們不能只研究中型地質構造，撇過小、大型地質構造。這是因為小、中、大型地質構造三者之間有較為密切的聯系，具體來講：小型地質構造是大、中型地質構造的識別標志以及縮影，故小型地質構造反映大、中型地質構造；而大型地質構造控制中、小型地質構造。故此不應該只研究中型地質構造，而忽略對大、小型地質構造的研究，應該圍繞中型地質構造這一中心，結合大、小型地質構造進行全面、系統性研究。

二、礦井地質構造的研究現狀

在煤礦礦井生產中，安全生產是礦井工作的重中之重。礦井安全生產也得到了人們的廣泛關注與重視。而礦井地質構造是影響礦井安全、煤礦正常生產的關鍵因素之一。礦井地質構造情況不僅會控制諸如瓦斯、礦井突發水災事故、地壓地溫、巖漿侵入、頂板穩定、巖溶陷落、煤厚變化等多種開采條件，還會造成煤層儲量的損失以及復雜煤礦的開采技術條件，值得深入研究與研討。以往大多從斷裂的展布、特征以及性質方面著手研究采區的斷裂發育規律，進而研究礦井的地質構造情況，對此，國內外均取得了一定成果。運用相關學科尤其是構造地質學的基本方法與基本理論進行綜合預報、預測以及評判煤礦礦井中一些未知區域的地質組合情況、地質展布和地質構造規律與特征以及其對煤層開采所造成的影響和礦井突水、瓦斯突出的制約關系，是礦井地質構造預測的主要工作內容。而礦井地質構造的定量評價與預測是近幾年來迅速發展起來的科學領域，主要將相關學科的新理論、新方法以及新進展等引入到對礦井地質構造的研究中，在礦井地質構造中越來越重要。

1）對構造應力場的定量研究。多期性質各不相同的構造應力場相互作用形成礦井地質構造，故此，不同的構造應力場作用就會形成不同的構造組合特征，通常情況下，晚期構造都會被早期構造所限制，而早期構造都會在一定程度上被晚期構造所改造。因此，要想從源頭掌握礦井的地質構造規律，就必須掌握礦井的地質構造與不同期次構造應力場兩者之間的配置關系。換言之，礦井地質構造研究的主要內容就是礦井或者區域構造應力場的情況。可以按照不同構造的相互關系對構造應力場進行分析研究，近幾年來發展起來的斷層擦痕電算法是研究多期構造應力場的有效方法。斷層擦痕電算法建立在大量斷層擦痕測量的基礎上，從斷層以及擦痕的特點出發，運用計算機對構造應力場進行分期以及定量研究。

2）對礦井層滑構造的研究。隨著對滑脫構造研究的深入認識，人們開始逐漸認識礦井層滑構造。現代構造地質學研究的重要進展之一就是發現并認識了存在于地殼中的不同規模以及不同層次的拆離滑脫構造。沿著煤層夾層以及煤層頂底板附近發育的層滑斷裂是直接影響礦井生產的主要因素。因煤層和煤層頂底板巖層之間的巖石物性差別比較大，且存在原始界面，順層的剪切滑動很容易在地殼應力的作用下發生，因而成為煤礦礦井中一種較為重要的地質構造類型，對礦井生產的影響也較大。層滑構造帶以及其周圍均可能產生較為復雜的地質構造變形，特別會對煤層的賦存狀態產生巨大的改造作用。這種情況會導致煤層普遍出現變薄、增厚或者次級褶皺等現象，甚至局部會出現無煤帶，會給煤礦礦井生產帶來極大的不良影響。故礦井地質構造研究的內容應該著重于對礦井中層滑構造發育的層位、規模、規律以及煤厚在層滑作用下的變化規律的探索。

3）對礦井地質構造復雜程度的定量評價研究。人們利用礦區和區域斷裂構造預測和研究礦井的斷裂構造，利用節理分析研究斷層，利用顯微斷裂分析研究宏觀斷裂，主要是根據顯微斷裂、節理以及斷層在動力學、運動學和幾何學特征上具有的統計意義上的自相似性，這便是在研究斷裂構造中運用分形思想的具體體現。根據同一種方式能夠使得某種現象按照不同的比例反復出現是分形分析的基本概念，分形維數是分形分析的主要變量。當前分形維數評價雖然僅在少數礦井的地質構造研究中運用，但卻取得了很好的運用效果，得到了極大的重視。

4）對礦井地質構造規律的研究。煤層或者巖層中的各種不同形態的地質構造情況，實質上都是地質歷史時期中局部或者區域構造應力場的變形產物，故此，這些構造形態均存在普遍的內在聯系。我國對礦井地質構造規律的研究已經逐步從定性的描述發展為定量的分析。國際上對這個范疇研究較為深入的主要為西歐以及前蘇聯的一些產煤國家。我國在數理統計預測以及定性預測的基礎上充分結合國外的構造指數法，提出了等性塊段法或者等性塊段指數法，是對礦井地質構造定量預測的有益探索。在80年代，煤礦礦井地質構造定量預測中有效運用了灰色系統理論以及模糊綜合評判理論，創新了對礦井地質構造研究的新方法與新思路。

三、結語

礦井地質構造從安全生產條件、采面正常生產、掘進率、開拓部署、井田劃分、井型規模等方面影響煤礦的生產建設。影響因素繁雜且較多，因此，做好礦井地質工作相當迫切且重要。

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