中小型地質構造對煤礦掘進的影響與應對措施

馬憲文

摘要：本文通過剖析煤炭開采施工中由中小地質構造造成的問題，同時根據多年實踐經歷，對中小地質前提下可能造成的局部冒頂意外的初期現象進行預估和探究，同時，也給出了相關應對的策略。希望通過本文能夠提升在煤炭開采施工過程中安全高質量生產的水平，進而促使煤炭開采行業的良性循環發展。

關鍵詞：中小型地質；煤礦開采；解決措施

不同于大規模地質形態的是，在實際施工過程中，中小型煤礦地質形態包含于次級構造，其包括了中小型地質構造中的皺褶、斷層以及頂板復合。由于地形的差異，不同種類的中小型地質構造所對應的施工情況大相徑庭，在煤礦開采中，我們會遇到不同的問題。所以，了解各種門類的中小型地質結構的特點和在施工情況下的應對方法，無論是在理論方面還是實際操作過程中，都是很有必要的。

一、不同的中小地質構造種類

（一）中小型地質構造中的皺褶

中小型地質構造中的皺褶主要包括了向斜、背斜和頂板的撓曲構造。這三種皺褶類型最常見的就是煤層頂板撓曲構造，這一類型的皺褶是我們施工掘進過程中常常碰到的一類皺褶，由于它的狀態往往不規整，并且會持續很長的施工范圍，所以這種皺褶會對施工的保護設備造成巨大的損害，還會干擾到周邊的煤層，導致了嚴重的變形。

（二） 復合頂板

首先介紹煤礦的構造，通常，煤層的頂板由老直接頂和偽頂構成。通常，煤線都隱含在煤層頂板中，最突出的就是直接頂及偽頂的構造。在作業過程中，復合頂板又存在于比較輕薄的煤層中，這樣的結構無疑會造成保護設施的毀壞，從而對煤礦開采帶來更加不可預估的傷害。

（三） 中小型地質構造中的斷層現象

與其他較大的斷層比較，中小型地質構造中的斷層往往不會超過五米，作業人員在實際的開采過程中會碰到正斷層、逆斷層和平斷層以及逆掩斷層這幾種常見的斷層類型。我們在實際作業中發現了這些斷層，譬如：底板和頂板出現了移動的現象，還有類如煤層變厚等，可以根據這些情況判斷巷道出現了斷層。因煤炭形成的時間非常久遠，煤層可能會變為牢固的巖石層，并且在施工過程中，這些斷層的裂縫還會位移和加深。

二、煤炭開采作業中中小型地質構造的影響

在實際煤炭開采的操作情況下，施工人員僅通過肉眼觀察是很難發現這些中小型的地質構造的，這是由于中小型地質構造僅從外觀判斷和正常情況差別不大，很難發現是否存在不正常的情況。熟練的操作人員在使用鉆孔機打孔進行專業的操作時，才會發現這些異常的問題。因為打孔機在打孔中如果遇到了中小型地質構造，它前進的速度要遠快于平時打孔的一般情況，所以，操作的技術工人可以根據經驗拿捏是否存在這些潛藏的中小型地質構造。由于這些中小型地質構造不容易被發現的特性，常常會給施工作業帶來安全隱患。

技術操作人員在煤炭開采施工過程之中若碰到了中小型地質構造，就會導致開采施工的進度會被意外發生處前方幾十米的煤炭開采主體所干擾，從而引起局部的安全事故。在這種特殊狀況發生時，煤礦巷道就會造成高高的冒頂區域，那些可燃氣體也就會聚集在這個較高的區域之中。因這個冒頂的區域中有了大量的可燃氣體，會導致施工區域內壓強不平衡的后果，在臨近煤壁的區域壓強遠大于其他區域，隨著可燃氣體的濃度不斷升高，井下發生爆炸的概率也就越大，此時若有任何引燃氣體的行為，就會導致嚴重的安全事故，對施工人員的人身安全造成極大的影響，所以必須對這個問題重視起來。

三、對中小型地質結構造成的問題給出解決策略

通常來說由于中小型地質結構的皺褶和斷層都隱沒于開采層的最上面，所以在施工中，常常會因為無法發現這些細微差別而導致安全事故。但是如果我們盡早采取一些相關防范手段，可以達到防止一些意外事故發生的目的。因此，操作技術人員應當在開采中時刻警惕開采面的各項非正常情況，從最源頭上預防，才能有效防止安全事故的發生。

（一） 防范采煤面冒頂

冒頂事故是我們在煤炭開采過程中較常發現的意外事故之一，這種事故通常發生在作業區域的局部。一些可以被觀測到的先兆可以作為冒頂事故的判別標準，比如：如果在作業或者打眼的時候發現煤層的頂板出現了許多不同尋常的裂縫，并且過了一段時間之后，這些裂縫變大變深了，那就要引起警惕，來測試一下這是否是冒頂的前兆。具體操作可以參考通過敲擊的聲音，但是由于煤層的間隙中都有空洞，所以施工人員在進行開采煤層和頂板接觸的位置的時候會被掉落的硬塊所弄傷。所以對于冒頂這個在煤層頂部的現象，我們可以通過深割這個有效的操作手段，在煤層經過深割之后，由于現在的煤層可能會出現塌陷，所以作業人員應做好支護的準備，如果出現頂板斷裂，一定要保護施工人員的人身安全。

（二） 預防隱沒的中小地質構造

中小地質構造隱藏在煤層之中，擁有很大的隱蔽特性，在作業過程中我們可以依照已經發現的情況來預估哪里可能會出現中小地質構造的問題。譬如：作業人員如果開展錨索工作，出現了鉆機在工作區域行進速度加快的現象，這就相當于預估了該煤層中出現了中小地質構造的現象。再比如：完成了上述錨索的工作時，發現了巷道中出現了漏水嚴重的問題，也可以由此斷定存在著中小地質構造。因此，在煤炭開采作業工作開展之前，技術支持人員就應當根據實際情況做好有效的全面的安全措施，確認設備的穩定性。再者，支護設備的選取也應當根據實際情況做出調整，而不是死板的根據既定參數設置，若掘進巷道橫截面積大于16平方米的時候，就需要采取額外的防護措施以保證工作的安全進行。

（三） 冒頂現象的預防與處理

若能夠提早發現并判斷冒頂現象的出現，那么冒頂事故所帶來的損害就可以很大程度上被降低。作業人員在操作過程中，通常會發現一些預示著事故的先兆，這些先兆可以被概括為非正常的聲響、作業層的裂縫、煤矸石不同尋常的掉落以及巷道上方有水珠滴滴答答的流下來。只有提高作業人員整體的安全意識，嚴格禁止開采工作空頂進行，才能最大限度的保障安全。若果發現了異?，F象，應當盡快向上級部門報告，并盡快采取應對措施。

四、 結束語

我們或許會在媒體報紙上看到發生煤礦事故的新聞，這意味著許多家庭的分崩離析，這些悲慘的事故往往由于一些開采人員在作業過程中對中小地質構造的忽視所造成。所以這就要求我們在開始正式開采煤炭作業之前，就應該探索工作區域的地質情況，并且全面地分析。做好了這一項準備工作之后，也要開展全面的安全設施工作，妥善處理中小型地質構造帶來的不良影響，從而維護安全生產。

參考文獻：

[1] 張亞文. 煤礦掘進中小型地質構造的識別及處理對策[J]. 山西焦煤科技， 2010， 34（3）：38-40.

[2] 王國華. 煤礦中小型地質構造預測方法[C]// 陜晉冀煤炭學會地質測量專業學術研討會. 2006.

（作者單位：山東能源臨礦集團古城煤礦）