浅谈矿井地质构造研究现状

胡生奎 包调荣

摘 要：加强对矿井地质构造的研究，有利于推动煤矿企业经营的进程，提升煤矿企业的生产效益与经济效益。煤矿生产建设的关键影响因素就是矿井的地质构造情况。本文主要探讨了矿井地质构造研究现状，以供同行参阅。

关键词：煤矿；矿井生产；地质构造；研究现状

地质构造主要包括节理、断层与褶皱这三方面，而矿井地质构造主要以矿井的断层构造为研究对象。因地质构造具有控制性与普遍性的特点，所以，其是影响煤矿矿井生产的重要条件。故此，研究矿井的地质构造有着相当重要的现实性意义。

一、矿井地质构造的等级划分

根据对矿井生产的影响程度以及规模大小，将矿井的地质构造分为小、中、大三个等级。接下来进行简单论述：小型地质构造指的是在一个工作面或者一个巷道中就可以看清楚全部面貌的次两级的地质构造；中型地質构造指的是巷道布置、采区划分、影响水平次一级的地质构造，主要分布在井田周围；大型地质构造指的是整个煤产地的骨干构造。煤矿矿井地质构造的工作重点以及主要研究对象是中型地质构造，特别是中型断裂地质构造。但是，我们不能只研究中型地质构造，撇过小、大型地质构造。这是因为小、中、大型地质构造三者之间有较为密切的联系，具体来讲：小型地质构造是大、中型地质构造的识别标志以及缩影，故小型地质构造反映大、中型地质构造；而大型地质构造控制中、小型地质构造。故此不应该只研究中型地质构造，而忽略对大、小型地质构造的研究，应该围绕中型地质构造这一中心，结合大、小型地质构造进行全面、系统性研究。

二、矿井地质构造的研究现状

在煤矿矿井生产中，安全生产是矿井工作的重中之重。矿井安全生产也得到了人们的广泛关注与重视。而矿井地质构造是影响矿井安全、煤矿正常生产的关键因素之一。矿井地质构造情况不仅会控制诸如瓦斯、矿井突发水灾事故、地压地温、岩浆侵入、顶板稳定、岩溶陷落、煤厚变化等多种开采条件，还会造成煤层储量的损失以及复杂煤矿的开采技术条件，值得深入研究与研讨。以往大多从断裂的展布、特征以及性质方面着手研究采区的断裂发育规律，进而研究矿井的地质构造情况，对此，国内外均取得了一定成果。运用相关学科尤其是构造地质学的基本方法与基本理论进行综合预报、预测以及评判煤矿矿井中一些未知区域的地质组合情况、地质展布和地质构造规律与特征以及其对煤层开采所造成的影响和矿井突水、瓦斯突出的制约关系，是矿井地质构造预测的主要工作内容。而矿井地质构造的定量评价与预测是近几年来迅速发展起来的科学领域，主要将相关学科的新理论、新方法以及新进展等引入到对矿井地质构造的研究中，在矿井地质构造中越来越重要。

1）对构造应力场的定量研究。多期性质各不相同的构造应力场相互作用形成矿井地质构造，故此，不同的构造应力场作用就会形成不同的构造组合特征，通常情况下，晚期构造都会被早期构造所限制，而早期构造都会在一定程度上被晚期构造所改造。因此，要想从源头掌握矿井的地质构造规律，就必须掌握矿井的地质构造与不同期次构造应力场两者之间的配置关系。换言之，矿井地质构造研究的主要内容就是矿井或者区域构造应力场的情况。可以按照不同构造的相互关系对构造应力场进行分析研究，近几年来发展起来的断层擦痕电算法是研究多期构造应力场的有效方法。断层擦痕电算法建立在大量断层擦痕测量的基础上，从断层以及擦痕的特点出发，运用计算机对构造应力场进行分期以及定量研究。

2）对矿井层滑构造的研究。随着对滑脱构造研究的深入认识，人们开始逐渐认识矿井层滑构造。现代构造地质学研究的重要进展之一就是发现并认识了存在于地壳中的不同规模以及不同层次的拆离滑脱构造。沿着煤层夹层以及煤层顶底板附近发育的层滑断裂是直接影响矿井生产的主要因素。因煤层和煤层顶底板岩层之间的岩石物性差别比较大，且存在原始界面，顺层的剪切滑动很容易在地壳应力的作用下发生，因而成为煤矿矿井中一种较为重要的地质构造类型，对矿井生产的影响也较大。层滑构造带以及其周围均可能产生较为复杂的地质构造变形，特别会对煤层的赋存状态产生巨大的改造作用。这种情况会导致煤层普遍出现变薄、增厚或者次级褶皱等现象，甚至局部会出现无煤带，会给煤矿矿井生产带来极大的不良影响。故矿井地质构造研究的内容应该着重于对矿井中层滑构造发育的层位、规模、规律以及煤厚在层滑作用下的变化规律的探索。

3）对矿井地质构造复杂程度的定量评价研究。人们利用矿区和区域断裂构造预测和研究矿井的断裂构造，利用节理分析研究断层，利用显微断裂分析研究宏观断裂，主要是根据显微断裂、节理以及断层在动力学、运动学和几何学特征上具有的统计意义上的自相似性，这便是在研究断裂构造中运用分形思想的具体体现。根据同一种方式能够使得某种现象按照不同的比例反复出现是分形分析的基本概念，分形维数是分形分析的主要变量。当前分形维数评价虽然仅在少数矿井的地质构造研究中运用，但却取得了很好的运用效果，得到了极大的重视。

4）对矿井地质构造规律的研究。煤层或者岩层中的各种不同形态的地质构造情况，实质上都是地质历史时期中局部或者区域构造应力场的变形产物，故此，这些构造形态均存在普遍的内在联系。我国对矿井地质构造规律的研究已经逐步从定性的描述发展为定量的分析。国际上对这个范畴研究较为深入的主要为西欧以及前苏联的一些产煤国家。我国在数理统计预测以及定性预测的基础上充分结合国外的构造指数法，提出了等性块段法或者等性块段指数法，是对矿井地质构造定量预测的有益探索。在80年代，煤矿矿井地质构造定量预测中有效运用了灰色系统理论以及模糊综合评判理论，创新了对矿井地质构造研究的新方法与新思路。

三、结语

矿井地质构造从安全生产条件、采面正常生产、掘进率、开拓部署、井田划分、井型规模等方面影响煤矿的生产建设。影响因素繁杂且较多，因此，做好矿井地质工作相当迫切且重要。

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