煤礦井下常見地質構造及其對工作面安全開采的影響探討

王春林

摘 要：煤礦井下作業是一項危險系數較高的工作，在開采過程中容易遇到一些風險因素危及到作業人員的人身安全。為保障井下作業能夠安全高效的開展，需對井下地質構造展開全面、系統而又全面的分析，同時還應把握煤礦井下作業的工作流程，了解煤炭地質結構分析工作的結果及對安全開采的影響，只有這樣才能做到有備無患，為井下作業人員和采掘工作面帶來最安全的保障。

關鍵詞;煤礦;地質構造;安全開采;工作面;影響

引言

煤礦開采作業大多數在地層中進行，煤層的地質構造是影響煤炭安全開采的重要客觀因素。為給煤礦開采人員創建一個安全穩定的工作面，必須對煤炭開采區域的地質構造進行全面的勘測，細致的剖析，以期能夠了解每種地質構造的特征及可能帶來的危害，從根本上做好防范和應對，降低煤礦安全事故的發生概率。

1煤礦井下主要的地質構造

1.1斷層

斷層是煤礦井下常見的地質構造類型之一，此構造類型是由于地球地殼運動而產生的。受地殼運動的影響地殼覆巖受力而發生破裂后會產生較大的位移，進而導致原有的巖體構造出現斷裂現象，由此產生斷層。斷層的產生是不可避免的，地殼覆巖活動區域較大的地方產生的斷層也會較大，如果煤礦井下開采遇到較大的斷層，對工作面的安全開采影響是較大的。斷層由于受地殼活動中受力大小的不同，對其影響程度也具有區別，以此為標準可將斷層分為正斷層和逆斷層，兩種斷層形式對工作面開采的影響程度和影響范圍具有較大差異。

1.2褶曲

褶曲構造是受地殼水平應力的影響，使覆巖受到擠壓而形成的彎曲。褶曲由于其受力位置的不同，產生的褶曲特征也隨之不同，通常分為背斜和向斜兩大類。其中，背斜褶曲的存在會使煤系體地層埋深增大，受背斜褶曲外部形態的影響，煤層中產生的大量瓦斯會積聚于此，這些積聚的瓦斯隨覆巖運動或破碎情況的發生，繼而容易發生較大的突出問題;而向斜褶曲屬于壓性或壓扭性的地質構造，這種褶曲的形態使覆巖具有良好的封閉性，而煤層中的瓦斯容易在封閉區域積聚，巖層層間出現錯動及煤體塑性變形時，該封閉區域隨之增大，瓦斯積聚及突出問題更為顯著。

1.3陷落柱

陷落柱是由于受早期溶洞發育的影響，導致大量的沉積石灰巖發生的溶蝕現象，隨著溶蝕范圍的逐漸增大，溶蝕區域在構造及自身重力的影響下出現坍塌和沉陷現象，從而形成陷落柱。陷落柱的存在使得巖體的完整性受到損害，通常與巖層表面垂直，多數為圓形或橢圓形，且大小不一。

2地質構造對煤礦井下安全生產的影響

2.1斷層影響

斷層會導致構造三角區或交叉區應力集中，對工作面開采影響主要表現在以下三方面：（1）增加回采巷道的維護量。斷層構造損害煤層頂底板，導致巷道內強度變低、壓力增大，巷道容易發生變形移位，由此使得巷道的維護量增大。（2）降低煤炭開采進度，增加了材料消耗量。在斷層構造的影響，煤層出現皺褶變形，斷層的存在造成煤層變薄，如果采用分層開采模式，不僅增加了頂層管理難度，還容易造成吃底留頂現象，材料消耗量上漲，而煤炭損失現象較為嚴重。（3）礦井安全生產受到威脅。小型斷層和滑面容易引發掘進巷道和工作面片幫和冒頂現象，尤其是炮開采工作面，煤層傾角增大而傾向壓力也隨之加大，工作面開采后側向壓力增大而垂向支撐難以發揮作用，就容易出現冒頂現象。

2.2褶曲影響

采掘工作面如果遇到的褶曲構造是褶皺緊密且形態復雜的構造類型時，就會導致采區的掘進巷道彎道多、方位變化大、轉彎急、坡度難以掌控等問題，車輛運行速度和安全性都隨之下降，工作面通風阻力大而風量減小，無法保障礦井的安全開采。對于形態各異的小褶皺構造，容易導致巖層出現劇烈的變形運動，圍巖結構遭到破壞。沿著煤層掘進工作面圍巖壓力變化大，巷道容易發生變形問題，增加了支護難度和開采難度。

2.3層滑構造影響

煤礦井下的層滑構造會嚴重損害煤層的原生構造，該構造在發育時會以拉伸、擠壓、鏟刮等方式使煤層出現頂壓、底凸、穿刺變形或導致煤層增厚、變薄等情形，使得煤礦開采難度增大。（1）增加了工作面開采的技術難度。層滑構造會導致煤層頂底板破碎，這樣頂板支護難度加大，而頂底板的破碎導致其抗剪強度降低，這樣頂底板含水層發生突水的可能性就會增大。（2）瓦斯涌出量增大。層滑構造發育在應力較為集中的部位，據有關資料顯示，煤體破碎后存在的煤層如果原始地應力較大時，煤的透氣性較差，此時就容易涌出更多的瓦斯。（3）層滑構造發育使得工程地質性質發生改變。通常情況下巖土發生層滑時，其隔水層受到空間剪切的影響，裂隙增加，如果巖土上下的含水層被層滑溝通，就會出現巖土泥化，井下巖土的工程地質隨之發生變化。由于泥化的產生，巷道原有的支護體系穩定性降低，當巷道沿分布范圍較大的泥化夾層布置時，容易導致巷道圍巖大面積的被破壞。

3保障煤礦安全開采的措施

在煤礦井下作業期間，為有效規避地質構造帶給煤礦開采的不利影響，需從以下兩點加強控制：（1）加強對煤礦井下地質構造的勘測和分析。由專業技術人員利用先進的勘測儀器對井下地質構造進行全面、合理的勘測，并綜合煤礦區域中采掘期間地質的具體結構特點進行分析，提升地質構造有關數據的精確性，為科學制定有效的防范策略提供依據。（2）注重技術和設備升級。運用現代化的科技與先進的設施實現煤礦井下的安全開采，結合井下開采工作實際對開采技術和設施進行創新和升級，以此來提升開采效率和安全性。

結論

煤礦井下作業時不可避免的會遇到不同類型的地質構造，為了保障煤礦開采作業的安全順利的進行，必須加強對地質構造的勘測和分析，以精準的勘測數據做支撐，制定有效的防范對策，并借助先進的技術和儀器提升開采技術水平，從而為促進煤炭資源實現合理開采提供助力。

參考文獻

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