淺談煤礦地質(zhì)對(duì)煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)的重要性

周城志 肖智瀧（江西豐龍礦業(yè)有限責(zé)任公司，江西 豐城 331131）

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淺談煤礦地質(zhì)對(duì)煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)的重要性

周城志 肖智瀧
（江西豐龍礦業(yè)有限責(zé)任公司，江西 豐城 331131）

摘 要：隨著社會(huì)主義現(xiàn)代建設(shè)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到迅速發(fā)展，同時(shí)對(duì)能源的需求量也大幅增加，其中對(duì)于煤炭的需求量與日俱增，然而煤炭屬于不可再生資源，隨著開(kāi)采年限的不斷增加，其資源也在不斷減少，這就要求我們要不斷提高煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)技術(shù)，本文從煤礦地質(zhì)對(duì)煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)的影響因素出發(fā)，再對(duì)煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)的技術(shù)措施進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：煤礦地質(zhì)；開(kāi)拓掘進(jìn)；斷層定向預(yù)測(cè)

為了促進(jìn)煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)，本文主要針對(duì)其影響因素地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析與研究。對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造而言，其中一些大型或者中型地質(zhì)構(gòu)造，往往可以作為采取邊界、井田邊界等等。在煤礦掘進(jìn)中，也時(shí)常會(huì)遇到相應(yīng)的地質(zhì)構(gòu)造，其就會(huì)對(duì)掘進(jìn)的進(jìn)一步實(shí)施產(chǎn)生影響。開(kāi)拓掘進(jìn)中地質(zhì)構(gòu)造出現(xiàn)最多的是在煤層頂?shù)装逯校唧w包括褶皺、斷層等等。要想進(jìn)一步掘進(jìn)就必須針對(duì)其采取相應(yīng)的措施，技術(shù)措施的實(shí)施，要根據(jù)地質(zhì)條件以及地質(zhì)構(gòu)造類(lèi)型實(shí)際情況來(lái)選擇。第一步，將礦井內(nèi)部構(gòu)造分布弄清楚，依據(jù)開(kāi)拓巷道的實(shí)際情況以及施工掘進(jìn)分析斷層資料，對(duì)沒(méi)有掘進(jìn)的巷道前方實(shí)施斷層定向預(yù)測(cè)；第二步，以實(shí)測(cè)斷層作為依據(jù)，對(duì)回采工作面中的斷層進(jìn)行預(yù)測(cè)；最后一步，為了保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行，以井下物探資料為依據(jù)，制作預(yù)測(cè)圖紙。

一、煤礦地質(zhì)對(duì)煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)的影響因素

煤礦地質(zhì)情況如何對(duì)煤礦開(kāi)闊掘進(jìn)有直接性的影響。影響煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)的地質(zhì)構(gòu)造主要包括復(fù)合頂板、褶皺、斷層。

（一）斷層

1 在掘進(jìn)過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)斷層，通過(guò)其表象可以充分判斷，出現(xiàn)斷層的主要標(biāo)志是：裂縫壁出現(xiàn)滑動(dòng)；巖石帶被揉褶；底板或者煤層頂板出現(xiàn)巖性變化；巖石突然取代煤層；煤層厚度出現(xiàn)尖滅或者減少的現(xiàn)象；煤層巷道中出現(xiàn)煤厚增大的現(xiàn)象，并且隨后出現(xiàn)巖石楔子；煤層的底板或者頂板出現(xiàn)移位現(xiàn)象。

2 斷層的主要類(lèi)型。裂縫、層滑構(gòu)造、逆斷層、正斷層等等，是掘進(jìn)中比較常見(jiàn)類(lèi)型。對(duì)于正斷層來(lái)說(shuō)，反傾正斷層是斷層中常出現(xiàn)的狀況，斷層平面相對(duì)平整，煤層底頂板和上下兩盤(pán)煤層相對(duì)比較完整，圍巖與逆斷巖相比穩(wěn)定性更好。對(duì)于逆斷層來(lái)說(shuō)，通常都是同傾斷層，煤層面傾向和斷層面傾向相同，下盤(pán)下降，上盤(pán)上升。對(duì)于層滑構(gòu)造的斷層來(lái)說(shuō)，其主要表現(xiàn)為層間發(fā)生滑動(dòng)，層滑構(gòu)造附近常出現(xiàn)巖煤強(qiáng)度變?nèi)酢⒒靵y等現(xiàn)象。裂縫斷層，主要受區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響，造成煤巖層局部出現(xiàn)應(yīng)力集中，從而出現(xiàn)破裂、位移的現(xiàn)象，其為巷道支護(hù)在增加了非常大的難度。

分別由兩位醫(yī)師對(duì)CT和MRI診斷圖像進(jìn)行審閱，根據(jù)美國(guó)制定的危險(xiǎn)度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)腫瘤進(jìn)行分級(jí)。直徑小于2cm，核分裂小于5個(gè)/50 HPF屬于極低度危險(xiǎn)腫瘤；直徑為2～5cm，核分裂小于5個(gè)/50HPF屬于低度危險(xiǎn)；直徑小于5cm，核分裂為6～10/50HPF屬于中度危險(xiǎn)；直徑超過(guò)5cm，核分裂大于5個(gè)/50HPF的腫瘤屬于高度危險(xiǎn)腫瘤。

煤層頂板通常由老頂、直接頂、偽頂組成。其中有些煤層頂板在直接頂和偽頂之間存在一層薄煤線。有時(shí)薄巖層與多層煤線互層，形成復(fù)合頂板，對(duì)巷道支護(hù)的實(shí)施有非常大的難度。

2 逆斷層影響下巷道掘進(jìn)對(duì)策。煤層重疊是逆斷層的主要特點(diǎn)，當(dāng)巷道通過(guò)逆斷層時(shí)，首先一定要關(guān)注上頂重疊煤層，因?yàn)楹苋菀装l(fā)生事故，所以要加大支護(hù)力度，加密棚距。通常會(huì)從上盤(pán)進(jìn)入，逐步向下盤(pán)掘進(jìn)，通過(guò)斷層后一定要加大對(duì)巷道坡度的調(diào)整。

采用VSC-HVDC并網(wǎng)的直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)次/超同步振蕩特性//陳寶平,林濤,陳汝斯,郭紫昱,盛逸標(biāo),徐遐齡//(22):44

5 裂縫影響下巷道掘進(jìn)對(duì)策。巷道過(guò)裂縫斷層過(guò)程中，其上頂極容易出現(xiàn)破碎的現(xiàn)象，此時(shí)加強(qiáng)相應(yīng)的支護(hù)即可。

轉(zhuǎn)變發(fā)展理念，切實(shí)提高各級(jí)組織和干部對(duì)發(fā)展蔬菜產(chǎn)業(yè)重要性的認(rèn)識(shí)，真正當(dāng)作富民增收的產(chǎn)業(yè)來(lái)抓，推行縣級(jí)領(lǐng)導(dǎo)包抓重點(diǎn)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）領(lǐng)導(dǎo)包抓重點(diǎn)村，行政干部和技術(shù)人員包戶包棚抓管理、抓技術(shù)的工作責(zé)任制；鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）要把蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展列入年度重點(diǎn)工作計(jì)劃，研究制定落實(shí)具體措施和辦法，確定分管領(lǐng)導(dǎo)和包園、包戶干部，考核兌現(xiàn)獎(jiǎng)懲；縣蔬菜辦公室要發(fā)揮職能作用，抽調(diào)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員駐村蹲點(diǎn)包抓園區(qū)，全方位搞好技術(shù)指導(dǎo)和服務(wù)；鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）農(nóng)技站要發(fā)揮技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)，積極參與管理服務(wù)工作，全力配合鄉(xiāng)村干部為菜農(nóng)傳技術(shù)、解難題、幫種植、促銷(xiāo)售，努力提高產(chǎn)出效益，帶動(dòng)促進(jìn)全縣蔬菜產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。

（二）褶皺

（三）復(fù)合頂板

二、煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)的技術(shù)措施

（一）在不同地質(zhì)構(gòu)造影響下巷道掘進(jìn)對(duì)策

3 復(fù)合頂板影響下巷道掘進(jìn)對(duì)策。在掘進(jìn)過(guò)程中盡可能沿直接頂掘進(jìn)，因?yàn)檫@樣可以有效避免復(fù)合頂板冒頂?shù)默F(xiàn)象。

煤層頂板撓曲、背斜以及向斜是褶皺的主要類(lèi)型。其中最常見(jiàn)的就是煤層頂板撓曲構(gòu)造。頂板撓曲構(gòu)造的影響范圍并不大，大約在20m左右，具體表現(xiàn)為出現(xiàn)不規(guī)則的褶皺，從而在煤巖層出現(xiàn)變形的狀況。此種地質(zhì)構(gòu)造會(huì)對(duì)巷道支護(hù)產(chǎn)生破壞，嚴(yán)重的甚至造成人員傷亡。

1 正斷層影響下巷道掘進(jìn)對(duì)策。對(duì)于正斷層對(duì)于巷道掘進(jìn)的影響可以采取兩種對(duì)策。（1）巷道的掘進(jìn)可以先由斷層上盤(pán)進(jìn)入，然后逐步向下盤(pán)掘進(jìn)。在掘進(jìn)過(guò)程中，很可能出現(xiàn)煤層板上升，而出現(xiàn)冒頂事故，所以此時(shí)要好相應(yīng)的防護(hù)措施，最常用的辦法是利用煤電鉆向前上方位置探鉆，找到頂板位置。通過(guò)斷層后腰利用棚子進(jìn)行支護(hù)，為了安全要保障棚距的密度。（2）巷道的掘進(jìn)由下盤(pán)進(jìn)入，在逐步向上盤(pán)開(kāi)拓，遇到斷層后，第一步是將煤層頂板向下移動(dòng)，通過(guò)斷層后，為了保障安全需要進(jìn)行打板，同時(shí)對(duì)巷道坡度進(jìn)行調(diào)整。

4 頂板撓曲構(gòu)造影響下巷道掘進(jìn)對(duì)策。掘進(jìn)前應(yīng)該根據(jù)巷道特征進(jìn)行掘進(jìn)預(yù)測(cè)。在掘進(jìn)過(guò)程中，如果出現(xiàn)煤層傾角增大的狀況，可以利用接桿釬子向前探測(cè)，直至煤層頂板位置。巷道掘進(jìn)完畢，應(yīng)該采取相應(yīng)的加密支護(hù)措施。

浮游植物、輪蟲(chóng)、原生動(dòng)物及浮游甲殼動(dòng)物DCA排序結(jié)果如圖3所示。浮游植物群落組成排序顯示，不同季節(jié)的采樣點(diǎn)在排序圖中被明顯區(qū)分開(kāi)，尤其是冬季采樣點(diǎn)位置遠(yuǎn)離其他三季，僅春、夏兩季采樣點(diǎn)略有相交。原生動(dòng)物排序圖則顯示，原生動(dòng)物種類(lèi)在冬春兩季區(qū)別較大，表明冬季至春季時(shí)，原生動(dòng)物種類(lèi)變化較為明顯；浮游甲殼動(dòng)物則是春夏兩季區(qū)別較大，表明春季到夏季時(shí)其種類(lèi)變化較大；輪蟲(chóng)四季沒(méi)有明顯差異。

式中，參數(shù)b代表信號(hào)分析的中點(diǎn)，而參數(shù)a表示以t=b為中心的范圍尺度，一般地將參數(shù)a稱(chēng)為伸縮參數(shù)，參數(shù)b記作平移參數(shù)。與此同時(shí)，將記作歸一化因子，使得在參數(shù)a取值不同的情況下，小波函數(shù)能量能夠保持相等。

Da和De分別為空氣動(dòng)力學(xué)粒徑和幾何學(xué)粒徑；ρtap為顆粒密度，可以用最緊松密度代替即為振實(shí)密度，ρ0為參照密度，為1 g/cm，X為動(dòng)態(tài)形態(tài)因子（球形時(shí)X＝1）

（二）斷層定向預(yù)測(cè)方法

1 對(duì)比煤層層位。其具體的方法是根據(jù)巷道掘進(jìn)中所揭露的煤巖層層位，再結(jié)合煤層底頂板、煤層以及標(biāo)志層的特征進(jìn)行。通過(guò)層位之間的對(duì)比，確定斷層斷距和性質(zhì)，以此為依據(jù)對(duì)斷失的煤層予以尋找，從而達(dá)到煤層定向預(yù)測(cè)的目的。

2 類(lèi)推法。所謂類(lèi)推法就是根據(jù)地質(zhì)規(guī)律、煤層規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)。依據(jù)煤礦開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)和分析礦井開(kāi)采積累的大量地質(zhì)資料，總結(jié)其中的規(guī)律，根據(jù)規(guī)律判斷斷層的性質(zhì)，從而指出巷道施工方向，找尋斷失煤層。

3 構(gòu)造對(duì)比法。所謂構(gòu)造對(duì)比法就是在巷道掘進(jìn)中，遇到斷層后與相鄰的巷道斷層性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比分析，從而達(dá)到斷層定向預(yù)測(cè)的目的。

（三）回采工作面中斷層定位預(yù)測(cè)

為了保障掘進(jìn)開(kāi)拓工作的順利進(jìn)行，定向預(yù)測(cè)非常關(guān)鍵。當(dāng)巷道掘進(jìn)工作結(jié)束后，就需要對(duì)工作面中的斷層進(jìn)行定位預(yù)測(cè)。今年來(lái)，回采中機(jī)械化程度在不斷提高，因此也要求不斷提高定位預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。定位預(yù)測(cè)通常使用作圖分析法，具體就是把斷層產(chǎn)狀資料填繪到煤層底板、地質(zhì)剖面圖等等水平切面圖、煤層立面投影圖以及等高線圖中，然后進(jìn)行綜合分析對(duì)比，從而達(dá)到回采工作面中斷層定位預(yù)測(cè)的目的。

結(jié)語(yǔ)

影響煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)的地質(zhì)構(gòu)造是復(fù)雜的，但是常見(jiàn)的僅就本文中所介紹的幾種，只要針對(duì)地質(zhì)構(gòu)造采取對(duì)應(yīng)的、科學(xué)的掘進(jìn)對(duì)策，那么就可以保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。本文從煤礦地質(zhì)對(duì)煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)的影響因素出發(fā)，再對(duì)煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)的技術(shù)措施進(jìn)行分析探討，希望對(duì)煤礦開(kāi)拓掘進(jìn)起到借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

[1]張?zhí)?地質(zhì)因素對(duì)煤巷掘進(jìn)的影響[J].煤炭技術(shù)，2012（10）：144-145.

中圖分類(lèi)號(hào)：TD76

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A