煤矿井下常见地质构造及其对工作面安全开采的影响探讨

王春林

摘 要：煤矿井下作业是一项危险系数较高的工作，在开采过程中容易遇到一些风险因素危及到作业人员的人身安全。为保障井下作业能够安全高效的开展，需对井下地质构造展开全面、系统而又全面的分析，同时还应把握煤矿井下作业的工作流程，了解煤炭地质结构分析工作的结果及对安全开采的影响，只有这样才能做到有备无患，为井下作业人员和采掘工作面带来最安全的保障。

关键词;煤矿;地质构造;安全开采;工作面;影响

引言

煤矿开采作业大多数在地层中进行，煤层的地质构造是影响煤炭安全开采的重要客观因素。为给煤矿开采人员创建一个安全稳定的工作面，必须对煤炭开采区域的地质构造进行全面的勘测，细致的剖析，以期能够了解每种地质构造的特征及可能带来的危害，从根本上做好防范和应对，降低煤矿安全事故的发生概率。

1煤矿井下主要的地质构造

1.1断层

断层是煤矿井下常见的地质构造类型之一，此构造类型是由于地球地壳运动而产生的。受地壳运动的影响地壳覆岩受力而发生破裂后会产生较大的位移，进而导致原有的岩体构造出现断裂现象，由此产生断层。断层的产生是不可避免的，地壳覆岩活动区域较大的地方产生的断层也会较大，如果煤矿井下开采遇到较大的断层，对工作面的安全开采影响是较大的。断层由于受地壳活动中受力大小的不同，对其影响程度也具有区别，以此为标准可将断层分为正断层和逆断层，两种断层形式对工作面开采的影响程度和影响范围具有较大差异。

1.2褶曲

褶曲构造是受地壳水平应力的影响，使覆岩受到挤压而形成的弯曲。褶曲由于其受力位置的不同，产生的褶曲特征也随之不同，通常分为背斜和向斜两大类。其中，背斜褶曲的存在会使煤系体地层埋深增大，受背斜褶曲外部形态的影响，煤层中产生的大量瓦斯会积聚于此，这些积聚的瓦斯随覆岩运动或破碎情况的发生，继而容易发生较大的突出问题;而向斜褶曲属于压性或压扭性的地质构造，这种褶曲的形态使覆岩具有良好的封闭性，而煤层中的瓦斯容易在封闭区域积聚，岩层层间出现错动及煤体塑性变形时，该封闭区域随之增大，瓦斯积聚及突出问题更为显著。

1.3陷落柱

陷落柱是由于受早期溶洞发育的影响，导致大量的沉积石灰岩发生的溶蚀现象，随着溶蚀范围的逐渐增大，溶蚀区域在构造及自身重力的影响下出现坍塌和沉陷现象，从而形成陷落柱。陷落柱的存在使得岩体的完整性受到损害，通常与岩层表面垂直，多数为圆形或椭圆形，且大小不一。

2地质构造对煤矿井下安全生产的影响

2.1断层影响

断层会导致构造三角区或交叉区应力集中，对工作面开采影响主要表现在以下三方面：（1）增加回采巷道的维护量。断层构造损害煤层顶底板，导致巷道内强度变低、压力增大，巷道容易发生变形移位，由此使得巷道的维护量增大。（2）降低煤炭开采进度，增加了材料消耗量。在断层构造的影响，煤层出现皱褶变形，断层的存在造成煤层变薄，如果采用分层开采模式，不仅增加了顶层管理难度，还容易造成吃底留顶现象，材料消耗量上涨，而煤炭损失现象较为严重。（3）矿井安全生产受到威胁。小型断层和滑面容易引发掘进巷道和工作面片帮和冒顶现象，尤其是炮开采工作面，煤层倾角增大而倾向压力也随之加大，工作面开采后侧向压力增大而垂向支撑难以发挥作用，就容易出现冒顶现象。

2.2褶曲影响

采掘工作面如果遇到的褶曲构造是褶皱紧密且形态复杂的构造类型时，就会导致采区的掘进巷道弯道多、方位变化大、转弯急、坡度难以掌控等问题，车辆运行速度和安全性都随之下降，工作面通风阻力大而风量减小，无法保障矿井的安全开采。对于形态各异的小褶皱构造，容易导致岩层出现剧烈的变形运动，围岩结构遭到破坏。沿着煤层掘进工作面围岩压力变化大，巷道容易发生变形问题，增加了支護难度和开采难度。

2.3层滑构造影响

煤矿井下的层滑构造会严重损害煤层的原生构造，该构造在发育时会以拉伸、挤压、铲刮等方式使煤层出现顶压、底凸、穿刺变形或导致煤层增厚、变薄等情形，使得煤矿开采难度增大。（1）增加了工作面开采的技术难度。层滑构造会导致煤层顶底板破碎，这样顶板支护难度加大，而顶底板的破碎导致其抗剪强度降低，这样顶底板含水层发生突水的可能性就会增大。（2）瓦斯涌出量增大。层滑构造发育在应力较为集中的部位，据有关资料显示，煤体破碎后存在的煤层如果原始地应力较大时，煤的透气性较差，此时就容易涌出更多的瓦斯。（3）层滑构造发育使得工程地质性质发生改变。通常情况下岩土发生层滑时，其隔水层受到空间剪切的影响，裂隙增加，如果岩土上下的含水层被层滑沟通，就会出现岩土泥化，井下岩土的工程地质随之发生变化。由于泥化的产生，巷道原有的支护体系稳定性降低，当巷道沿分布范围较大的泥化夹层布置时，容易导致巷道围岩大面积的被破坏。

3保障煤矿安全开采的措施

在煤矿井下作业期间，为有效规避地质构造带给煤矿开采的不利影响，需从以下两点加强控制：（1）加强对煤矿井下地质构造的勘测和分析。由专业技术人员利用先进的勘测仪器对井下地质构造进行全面、合理的勘测，并综合煤矿区域中采掘期间地质的具体结构特点进行分析，提升地质构造有关数据的精确性，为科学制定有效的防范策略提供依据。（2）注重技术和设备升级。运用现代化的科技与先进的设施实现煤矿井下的安全开采，结合井下开采工作实际对开采技术和设施进行创新和升级，以此来提升开采效率和安全性。

结论

煤矿井下作业时不可避免的会遇到不同类型的地质构造，为了保障煤矿开采作业的安全顺利的进行，必须加强对地质构造的勘测和分析，以精准的勘测数据做支撑，制定有效的防范对策，并借助先进的技术和仪器提升开采技术水平，从而为促进煤炭资源实现合理开采提供助力。

参考文献

[1]梁永明.地质构造对煤矿开采影响的分析[J].能源与节能，2019（07）：48-49.

[2]王和平.地质构造对煤矿开采的影响分析与措施[J].江西煤炭科技，2019（02）：22-24.

[3]蓝龙斌.地质构造对煤矿开采影响的分析[J].资源信息与工程，2018，33（03）：75-76.