岳清

摘 要 煤礦行業(yè)作為國(guó)家重點(diǎn)高危行業(yè)，安全生產(chǎn)是其工作的重中之重，安全與生產(chǎn)兩者密不可分，要想搞好生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)礦井的高效高產(chǎn)，第一要?jiǎng)?wù)就是抓好安全。隨著煤礦開采的礦井越來(lái)越深，井下地質(zhì)構(gòu)造更加復(fù)雜、煤層厚度所呈現(xiàn)出的不穩(wěn)定及不規(guī)則形態(tài)，會(huì)對(duì)煤層開采及井巷掘進(jìn)造成嚴(yán)重影響，是影響煤礦安全生產(chǎn)的最重要客觀因素。

關(guān)鍵詞 地質(zhì)構(gòu)造 煤礦 安全生產(chǎn) 影響

中圖分類號(hào)：TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0前言

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)我國(guó)發(fā)生的各類煤礦安全事故中，有超過60%為瓦斯、頂板及突水等惡性事故，而這些類型的事故的發(fā)生基本都與煤礦地質(zhì)構(gòu)造有著密切的關(guān)聯(lián)。

1煤礦地質(zhì)構(gòu)造與瓦斯事故的關(guān)系

1.1煤與瓦斯突出

煤與瓦斯突出是指在煤礦井下采掘過程中，在煤和地應(yīng)力的共同作用下，在極短的時(shí)間從煤巖體內(nèi)噴出大量煤巖與瓦斯的動(dòng)力現(xiàn)象。瓦斯突出與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系十分密切，其多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶內(nèi)，如褶曲、斷層或火成巖侵入?yún)^(qū)附近，可能造成設(shè)施破壞或人員傷亡事故。

1.2對(duì)瓦斯風(fēng)化帶的影響

煤田形成后，煤變質(zhì)生成的瓦斯經(jīng)煤層、圍巖裂隙和斷層向地表運(yùn)動(dòng)；地表的空氣、生物化學(xué)及化學(xué)作用生成的氣體由地表向深部運(yùn)動(dòng)。由此形成了煤層中各種氣體成分由淺到深有規(guī)律的逐漸變化，即煤層內(nèi)的瓦斯呈現(xiàn)出垂直分帶特征。一般將煤層由露頭自上向下分為四個(gè)瓦斯帶：CO2-N2帶、N2帶、N2-CH4帶、CH4帶。前三個(gè)帶總稱為瓦斯風(fēng)化帶。在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域的煤層結(jié)構(gòu)被破壞時(shí)，即可能影響瓦斯風(fēng)化帶的發(fā)育程度。如采掘工程在瓦斯風(fēng)化帶內(nèi)，當(dāng)通風(fēng)不良或停風(fēng)時(shí)，不但會(huì)存在CO2引起窒息的危險(xiǎn)，還有發(fā)生瓦斯爆炸的危險(xiǎn)。

2煤礦地質(zhì)構(gòu)造與頂板事故的關(guān)系

2.1斷裂構(gòu)造與頂板事故

斷裂構(gòu)造是指巖石在地殼內(nèi)的動(dòng)力作用下，沿著一定方向產(chǎn)生機(jī)械破裂，失去其連續(xù)性和整體性的一種現(xiàn)象。斷裂構(gòu)造包括斷層和節(jié)理，其中斷層使巖（煤）層兩側(cè)發(fā)生明顯位移。斷層在不同的構(gòu)造環(huán)境中發(fā)育廣泛，特別是地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的礦區(qū)，斷層的規(guī)模不等、大小不一，小的不足一米，大的則達(dá)數(shù)十、上百米，其斷距、破碎帶大小不一，對(duì)圍巖的破壞程度也不盡相同，其中在破碎帶極易產(chǎn)生頂板事故；另外，在斷層的兩側(cè)還可能出現(xiàn)牽引揉皺、褶曲、擠壓和破碎等現(xiàn)象，造成煤層和頂、底板巖層中裂隙也顯著增加，同時(shí)可能導(dǎo)致煤層厚度突增或壓薄，在采掘過程中該處煤（巖）層暴露后極易產(chǎn)生冒頂事故；還有一些斷頂不斷底或斷底不斷頂?shù)男鄬右约皩娱g滑動(dòng)構(gòu)造部位，在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，圍巖易脫落，且脫落面積較大，沒有預(yù)兆，造成采掘時(shí)也易發(fā)生頂板事故。

2.2褶皺構(gòu)造與頂板事故

褶皺構(gòu)造是巖（煤）層在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用下而發(fā)生形變，形成的一系列連續(xù)彎曲。從褶皺成因分析，褶皺一般是由橫彎褶皺作用、縱彎褶皺作用和剪切褶皺作用形成。其中巖層受到與巖層面垂直的外力作用而發(fā)生彎曲形成褶皺的過程稱為橫彎褶皺作用；受順層擠壓應(yīng)力作用導(dǎo)致巖層彎曲而形成褶皺的作用稱縱彎褶皺作用；由于切層或順層剪切而導(dǎo)致褶皺形成的作用為剪切褶皺作用。在構(gòu)造應(yīng)力作用下，巖（煤）層要發(fā)生塑性流動(dòng)或滑動(dòng)，使得不同部位產(chǎn)生一系列的裂隙、小斷層、節(jié)理等內(nèi)部小構(gòu)造。在褶曲的核部裂隙、節(jié)理加速發(fā)育，巖造成層極易破碎，易冒落，巖（煤）層軸部結(jié)構(gòu)急劇變化，煤層厚度發(fā)生急劇擠厚或壓薄現(xiàn)象，導(dǎo)致采掘過程中不易支護(hù)，一旦支護(hù)不到位，很容易發(fā)生片幫及冒頂事故，給頂板的管理帶來(lái)困難。

2.3煤巖組合與頂板事故

由于煤系地層受到地質(zhì)應(yīng)力及后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，煤巖層均已產(chǎn)生形變，導(dǎo)致圍巖破碎，頂板多變不平整，煤層形態(tài)多變。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，在煤層偽頂完整性差，強(qiáng)度低，如果支護(hù)不到位，或支護(hù)手段、方式?jīng)]有適應(yīng)煤層頂板變化；另外在煤巖結(jié)構(gòu)復(fù)雜的煤層中又常含有多層夾矸層，開采過程中發(fā)生夾矸至上分層脫落的煤巖組合情況下，極易產(chǎn)生頂板滑移甚至冒頂事故。

3煤礦地質(zhì)構(gòu)造與突水事故的關(guān)系

礦井突水是指在采掘過程中巷道揭穿富水溶洞、導(dǎo)水通道、積水老窿時(shí)，大量地下水突然涌入礦井內(nèi)的現(xiàn)象。礦井突水一般來(lái)勢(shì)兇猛，常會(huì)在短時(shí)間內(nèi)淹沒巷道，給礦井生產(chǎn)帶來(lái)極大危害，甚至造成人員傷亡。復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造都是地下水富集的地方，礦井突水都具備三個(gè)基本要素即水源、水量和導(dǎo)水通道。因此，在煤炭采掘過程中地質(zhì)構(gòu)造可能引起井下突水事故的發(fā)生，不但給煤礦造成生產(chǎn)上的被動(dòng)和損失，更給安全帶來(lái)極大的隱患。

3.1斷裂構(gòu)造對(duì)煤礦突水的影響

井下隔水層對(duì)突水起阻擋作用，其阻水能力由其厚度、巖性組合及力學(xué)強(qiáng)度決定。當(dāng)采掘遇到斷層時(shí)，上下兩盤巖（煤）層可能發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，縮短了煤層與底板含水層間的距離，造成底板隔水層有效厚度減少，甚至造成斷層一盤的煤層與另一盤的含水層直接接觸，造成底板隔水層有效厚度消失，將極大的增加煤層底板突水的危險(xiǎn)性。另外，隨著斷裂帶內(nèi)裂隙發(fā)育，巖體破碎，強(qiáng)度降低，不僅給承壓水的導(dǎo)升創(chuàng)造了有利條件，甚至裂隙帶可能成為充水帶，使水文地質(zhì)條件更加復(fù)雜，給突水創(chuàng)造了條件，從而造成采掘過程中極易發(fā)生突水事故。

3.2陷落柱對(duì)煤礦突水的影響

巖溶陷落柱是指埋藏型巖溶的地下溶洞的頂部巖層和覆蓋層，在荷載或其他動(dòng)力作用下，失去支撐發(fā)生坍塌或剝落后形成的上小下大的錐狀塌陷體。陷落柱突水災(zāi)害是礦井巖溶突水災(zāi)害的重要類型之一，其主要特點(diǎn)是突水性強(qiáng)，規(guī)模大，破壞損失嚴(yán)重。因巖溶陷落柱除自身常儲(chǔ)聚大量地下水外，還常成為溝通其他水源的導(dǎo)水通道，所以陷落柱突水時(shí)極易造成嚴(yán)重的淹井事故。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在煤礦安全生產(chǎn)工作中，不能就安全抓安全，探明地質(zhì)構(gòu)造的類型和規(guī)模才是保障安全生產(chǎn)的首要任務(wù)，并且應(yīng)時(shí)刻關(guān)注地質(zhì)構(gòu)造的變化，認(rèn)真研究分析這些地質(zhì)因素，總結(jié)規(guī)律，制并定科學(xué)有效的防治措施，從根本上降低煤礦重大事故的發(fā)生概率。

參考文獻(xiàn)

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