地质构造对煤矿安全生产的影响分析

岳清

摘 要 煤矿行业作为国家重点高危行业，安全生产是其工作的重中之重，安全与生产两者密不可分，要想搞好生产，实现矿井的高效高产，第一要务就是抓好安全。随着煤矿开采的矿井越来越深，井下地质构造更加复杂、煤层厚度所呈现出的不稳定及不规则形态，会对煤层开采及井巷掘进造成严重影响，是影响煤矿安全生产的最重要客观因素。

关键词 地质构造 煤矿 安全生产 影响

中图分类号：TD82 文献标识码：A

0前言

据不完全统计，近年来我国发生的各类煤矿安全事故中，有超过60%为瓦斯、顶板及突水等恶性事故，而这些类型的事故的发生基本都与煤矿地质构造有着密切的关联。

1煤矿地质构造与瓦斯事故的关系

1.1煤与瓦斯突出

煤与瓦斯突出是指在煤矿井下采掘过程中，在煤和地应力的共同作用下，在极短的时间从煤岩体内喷出大量煤岩与瓦斯的动力现象。瓦斯突出与地质构造的关系十分密切，其多发生在地质构造带内，如褶曲、断层或火成岩侵入区附近，可能造成设施破坏或人员伤亡事故。

1.2对瓦斯风化带的影响

煤田形成后，煤变质生成的瓦斯经煤层、围岩裂隙和断层向地表运动；地表的空气、生物化学及化学作用生成的气体由地表向深部运动。由此形成了煤层中各种气体成分由浅到深有规律的逐渐变化，即煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征。一般将煤层由露头自上向下分为四个瓦斯带：CO2-N2带、N2带、N2-CH4带、CH4带。前三个带总称为瓦斯风化带。在地质构造复杂区域的煤层结构被破坏时，即可能影响瓦斯风化带的发育程度。如采掘工程在瓦斯风化带内，当通风不良或停风时，不但会存在CO2引起窒息的危險，还有发生瓦斯爆炸的危险。

2煤矿地质构造与顶板事故的关系

2.1断裂构造与顶板事故

断裂构造是指岩石在地壳内的动力作用下，沿着一定方向产生机械破裂，失去其连续性和整体性的一种现象。断裂构造包括断层和节理，其中断层使岩（煤）层两侧发生明显位移。断层在不同的构造环境中发育广泛，特别是地质构造复杂的矿区，断层的规模不等、大小不一，小的不足一米，大的则达数十、上百米，其断距、破碎带大小不一，对围岩的破坏程度也不尽相同，其中在破碎带极易产生顶板事故；另外，在断层的两侧还可能出现牵引揉皱、褶曲、挤压和破碎等现象，造成煤层和顶、底板岩层中裂隙也显著增加，同时可能导致煤层厚度突增或压薄，在采掘过程中该处煤（岩）层暴露后极易产生冒顶事故；还有一些断顶不断底或断底不断顶的小断层以及层间滑动构造部位，在构造应力的作用下，围岩易脱落，且脱落面积较大，没有预兆，造成采掘时也易发生顶板事故。

2.2褶皱构造与顶板事故

褶皱构造是岩（煤）层在构造运动的作用下而发生形变，形成的一系列连续弯曲。从褶皱成因分析，褶皱一般是由横弯褶皱作用、纵弯褶皱作用和剪切褶皱作用形成。其中岩层受到与岩层面垂直的外力作用而发生弯曲形成褶皱的过程称为横弯褶皱作用；受顺层挤压应力作用导致岩层弯曲而形成褶皱的作用称纵弯褶皱作用；由于切层或顺层剪切而导致褶皱形成的作用为剪切褶皱作用。在构造应力作用下，岩（煤）层要发生塑性流动或滑动，使得不同部位产生一系列的裂隙、小断层、节理等内部小构造。在褶曲的核部裂隙、节理加速发育，岩造成层极易破碎，易冒落，岩（煤）层轴部结构急剧变化，煤层厚度发生急剧挤厚或压薄现象，导致采掘过程中不易支护，一旦支护不到位，很容易发生片帮及冒顶事故，给顶板的管理带来困难。

2.3煤岩组合与顶板事故

由于煤系地层受到地质应力及后期构造运动影响，煤岩层均已产生形变，导致围岩破碎，顶板多变不平整，煤层形态多变。经生产实践证实，在煤层伪顶完整性差，强度低，如果支护不到位，或支护手段、方式没有适应煤层顶板变化；另外在煤岩结构复杂的煤层中又常含有多层夹矸层，开采过程中发生夹矸至上分层脱落的煤岩组合情况下，极易产生顶板滑移甚至冒顶事故。

3煤矿地质构造与突水事故的关系

矿井突水是指在采掘过程中巷道揭穿富水溶洞、导水通道、积水老窿时，大量地下水突然涌入矿井内的现象。矿井突水一般来势凶猛，常会在短时间内淹没巷道，给矿井生产带来极大危害，甚至造成人员伤亡。复杂的地质构造都是地下水富集的地方，矿井突水都具备三个基本要素即水源、水量和导水通道。因此，在煤炭采掘过程中地质构造可能引起井下突水事故的发生，不但给煤矿造成生产上的被动和损失，更给安全带来极大的隐患。

3.1断裂构造对煤矿突水的影响

井下隔水层对突水起阻挡作用，其阻水能力由其厚度、岩性组合及力学强度决定。当采掘遇到断层时，上下两盘岩（煤）层可能发生错动，缩短了煤层与底板含水层间的距离，造成底板隔水层有效厚度减少，甚至造成断层一盘的煤层与另一盘的含水层直接接触，造成底板隔水层有效厚度消失，将极大的增加煤层底板突水的危险性。另外，随着断裂带内裂隙发育，岩体破碎，强度降低，不仅给承压水的导升创造了有利条件，甚至裂隙带可能成为充水带，使水文地质条件更加复杂，给突水创造了条件，从而造成采掘过程中极易发生突水事故。

3.2陷落柱对煤矿突水的影响

岩溶陷落柱是指埋藏型岩溶的地下溶洞的顶部岩层和覆盖层，在荷载或其他动力作用下，失去支撑发生坍塌或剥落后形成的上小下大的锥状塌陷体。陷落柱突水灾害是矿井岩溶突水灾害的重要类型之一，其主要特点是突水性强，规模大，破坏损失严重。因岩溶陷落柱除自身常储聚大量地下水外，还常成为沟通其他水源的导水通道，所以陷落柱突水时极易造成严重的淹井事故。

4结语

综上所述，在煤矿安全生产工作中，不能就安全抓安全，探明地质构造的类型和规模才是保障安全生产的首要任务，并且应时刻关注地质构造的变化，认真研究分析这些地质因素，总结规律，制并定科学有效的防治措施，从根本上降低煤矿重大事故的发生概率。

参考文献

[1] 贾琇明.煤矿地质学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.

[2] 巩望旭.矿井地质[M].北京：煤炭工业出版社，2009.