地质构造在煤矿开采中的重要性探讨

＊郝彦军

（晋能控股煤业集团长沟煤矿 山西 032700）

在新时代背景下，随着我国社会对煤矿资源的依赖性不断提高，为了满足社会建设需求，相关企业需要加大对开采力度，不过由于煤矿资源的开采深度不断延伸，企业所面临的开采难度也随之加大，加上缺乏合理的地质构造管控方案，很容易会使得整个煤矿开采质量受到较为不利的影响，甚至会使得人员的生命健康受到巨大威胁。这就需要企业及时进行思维模式的转变，明确地质构造的分布情况，并以此为基础进行煤矿内容的调整，提高开采效率与质量，同时还能够在安全性方面实现有效的保障。

1.煤矿开采工作的现状

由于采煤工作所处的环境相对恶劣，大多都是地下环境或者是露天环境，很容易会对人员的安全产生较为不利的影响。企业需要防范上述问题，在开采煤矿的生产作业中，往往需要加强对人员安全的防护工作，在准备阶段便对整个煤矿地区的地质构造进行全方位的信息收集，通过BIM技术等先进手段完成数据的计算与管理工作，并根据检测结果提出具有针对性的防护手段。有关地质构造的信息采集会完全贯穿在整个煤矿开采工作中，根据开采进展加强管控，对煤矿安全事故问题进行早期的防范，提高开采工作的安全性，营造安全、良好的空间，促进煤矿企业的经济建设和发展[1]。

通常情况下，在对煤矿开采制约因素进行分析与讨论的过程中，往往会涉及以下几点：

（1）信息采集工作的技术不具备实效性与适应性，利用信息采集技术时获取的数据信息存在明显的结论偏差问题，针对数据信息进行使用，获取最终的判断结果，也会发生准确性波动的现象和问题。

（2）人员缺乏对煤矿开采工作中地质构造勘察的重要性，人员的专业能力不足，技术手段的建设尚未完善，为后续的工作埋下了一定的隐患，整个过程的不规范性也会使得人员自身的生命健康安全受到较为不利的影响[2]。

正因如此，企业在前期勘察生产的环节，需要采取多层次的勘查作业形式，了解实际的概况，提高监测效率的同时，还能够降低外界因素的干扰，以此来满足自身的经济建设需要。

2.地质构造与煤矿开采的关系

(1)煤炭开采和生产的特点

由于煤矿开采工作本身具有较强的风险性与不稳定性，加上环境质量相对恶劣，倘若缺乏足够的管理手段与安全防护措施，易对相关人员的生命健康安全产生威胁。比如说，煤矿企业在日常作业的过程中，缺乏对瓦斯的管控，增加了瓦斯泄漏风险和爆炸风险，这对工作人员的生命健康安全造成了威胁，后续的开采工作质量和开采安全性也受到了破坏，工作荷载量发生波动[3]。究其原因，是因为煤矿企业缺乏对地质构造的管控力度，并没有提前对地质环境进行综合性管控，所选用的采矿方案不具备合理性与安全性，因此煤矿企业需要在进行方案设计和方案实施的环节，调整内容，结合实际的情况对采矿方案进行优化，所有人员都要严格遵循施工方案开展相关工作，并对违反规定的人员进行处罚，引以为戒，以此来避免人员的生命健康安全受到不利影响，引发安全事故。

(2)矿井水灾与地质构造的关系

地下水灾害现象是当前我国较为常见的一种煤矿采集灾害，作为安全事故的一种，会对整个开采空间产生巨大的影响，并威胁人员的生命健康安全，诱发矿井水灾现象的一大原因便是有关煤矿区域的地质结构出现了较为明显的变化，加上企业并没有对其进行精准管理，这才导致水灾的出现，进而使得整个开采工作无法顺利开展[4]。因此企业需要加强对日常工作的管控力度，探查数据信息，结合现实情况，获取数据，分析数据，明确地下水流向以及分布情况，并实时监控地下水与煤矿地质结构之间的关系，以此将开采过程所带来的负面影响降到最低，提高对资源的利用率，降低地下水污染风险。

另外，企业在加强对煤矿资源的管理工作创新中，也要考虑到开采深度与难度，了解煤矿地质构造的重要性，倘若在开采的过程中发生地质构造方面的转变，会引发安全事故，降低企业的建设水平和经济效益。因此，企业在开展煤矿开采之前，需要对人员的生命安全加以保证，并利用相关企业进行煤矿地质构造的数据勘察，例如煤层稳定程度类型钻探工程基本线距（见表1），从而提高人员的专业素养以及安全思维，根据当前的开采进度和工期情况选择开采方案，对地质构造加强保护，降低负面影响，同时还能够满足我国资源开采方面的需求。

表1 煤层稳定程度类型钻探工程基本线距

对于企业而言，想要真正意义上实现矿井水灾的控制，便要明确不同地质构造所具备的特性，并分析不同构造下矿井结构的排水需求，以此作为依据，采取有效的手段，加强对水资源的合理利用，防范水资源破坏的风险，同时还能够减少污染情况，提高开采效率与质量[5]。

(3)地质构造与煤矿瓦斯事故的关系

通常情况下，凡是涉及煤矿的区域都会存在着不同程度的瓦斯气体，由于煤炭结构所具备的特性，会使得其出现放热的现象，尽管整个过程相对缓慢，但同样也会不断累积，倘若相关企业在开展日常工作的过程中，没有依照地质构造进行燃热，便会使得整个空间所涉及的温度数值大幅度提升，等温度达到某一极限时，便会引爆瓦斯，从而产生爆炸，这样不但无法保障周边的人员生命健康安全，同时也会对所使用的设备产生破坏，使得企业所要承担的经济成本大幅度提升，破坏煤矿开采的进度和质量。在日常的工作中，为了降低此类现象的发生风险，要结合现实的情况，对地质构造加强管理、监督，降低爆炸所带来的不利影响，同时，探明构造复杂程度不同钻探工程基本线距，见表2，促进煤矿空间可靠性和安全性的进一步优化，同时还能够对人员的生命健康安全产生积极有效的保障作用[6]。

表2 构造复杂程度类型钻探工程基本线距

(4)采煤引起的沉陷

作为当前我国煤矿开采工程中常见的一种事故问题，地质沉陷所带来的影响是十分巨大的，一旦出现这种情况，会使得整个空间的空气质量大幅度下降、掩埋、堵塞，使得人员的逃生率受到较为严重的影响，引发严重后果。因此煤矿企业在生产作业、开采煤矿资源的过程中，需要为人员的生命安全提供切实的保障，加强对沉降问题的管控，确保施工进度和人员安全不受影响。通常情况下，导致地质沉陷现象发生的一大原因，便是开采煤矿时忽视了支护工作的存在，使得整个地下空间被挖空，在缺乏支撑力的前提下产生沉降的情况，加上地质构造因素的影响，整个土层所具备的黏性以及强度相对较差，含水量较多，这些都会使得沉降现象的发生。因此，煤矿企业需要结合现实情况，立足于实际，管控煤矿资源，提高煤矿资源的管理水平，并依照实际情况进行系统性的分析与判断，明确数据分布情况，并以此为基础开展相应的整理工作。还要考虑到开采工作所对应支护需求，依照开采进度进行相应的支护管理，按照一定的标准进行施工，提高施工质量和施工效率，清除负面因素的干扰，满足煤矿企业自身的经济建设需要。

3.确保煤矿开采安全的有效措施

(1)制定完善的施工方案

煤矿企业在勘察地质环境、分析地质构造时，需要通过对信息技术的应用来实现相应的目的，利用较为先进的勘察装置，针对整个煤矿地区的构造情况以及数据参数开展综合性考量与分析，并以此为基础，开展开采计划的制定，为后续工作奠定基础。同时，良好的煤矿地质勘察工作能够极大程度上降低环境破坏，减少节约成本支出，满足煤矿企业的经济建设需要。在这一过程中，企业需要选择满足当前工程需求的计算机设备，配置过高或过低都会使得勘察效果无法满足开采需要，过高会花费大量的成本支出，使得整个工程获得的经济效益无法满足预算要求，而过低将会降低勘察效果，后续的各项工作也会因此而发生变化，产生质量问题或进度问题。正因如此，煤矿企业在开展开采的过程中，需要加强对开采煤矿的管控力度，制定较为完善的施工方案，既要避免施工人员的生命健康安全受到不利影响，同时还能够在煤矿开采效率与质量方面实现有效的保障。

(2)强化矿井地质构造预测和分析工作

对于煤矿开采工作而言，地质构造的参数变化会对其产生较为直观的影响，尤其是在安全性与稳定性方面都会面临较为明显的威胁与影响，以改善此类现象为目的，煤矿企业在开展矿井开采工作前，有必要配备专业型的地质勘察人员，对矿井的地质现场进行数据的调研和分析工作。在这一过程中，企业需要选用先进的技术和工艺，配备完善的勘察设施，并依照实际情况进行开采资料的收集与分析，以此为基础制定较为完善的施工方案，从生产安全、生产可靠性和经济效益等多个层面，保证煤矿开采工作的顺利实施，促进煤矿企业的长久发展。有关地质构造预测方法一般会涉及到两部分内容，详细情况如下所示：

①煤矿企业可以通过对计算机软件的应用，依照地表变化以及井下物理数据参数来完成探测与分析工作，并结合实际情况完成数字内容的分享学习，以此来完成相应的成像作业。

图1 矿井地质构造

②通过各类勘察工具，针对井下的地质情况开展综合性分析与考量，而后利用构造参数来完成相应的地质管理工作，获得地质变化规律，利用计算机软件来完成几何图。下表为煤层观测点间距，需要施工单位以此为基础进行厚度的采集与计算。

表3 煤层观测点间距

相较于传统的勘察手段，这类信息采集措施，不但能够获得大量的数据资料，同时还可以采取有效的手段分析地质构造，为后续工作创建良好的前期条件，方便企业更为直观的了解到矿井地区所具备的发育规律，明确分布情况以及复杂程度。

判断和评价地质情况时，需要企业先对煤层进行选用，挑选符合开采需求的煤层，利用不同类型的手段方式开展矿井内部的管理工作，制定完善的管理方案，优化管理手段，对参数变化情况加强掌握，以此来降低开采过程对整个地构造所产生的破坏情况，提高煤矿开采工作的有效性与可靠性。在这一过程中，企业可以根据地质构造参数数据完成方案的分析与制定，明确所要开采的煤矿区域地质构造情况，实现对分布规律的探索，而后再对人员进行专业能力的培养，依照预期的标准要求，保证工作的科学性和有效性，确保采煤机械化、智能化的建设可以达到理想的目标。

(3)提高煤矿开采的利用率和回收率

随着开采深度的不断变化，有关煤矿巷道的地质构造以及煤层状态也会随之呈现出动态化的趋势，当地质构造本身的复杂程度相对较高时，有关开采工作与回收工作所要面临的工作难度也会随之提升。因而，煤矿企业在开展煤矿开采的过程中，需要加强对利用率与回收率的管控力度，以此来确保煤矿开采质量能够满足预期标准。有关这一目标的措施内容如下所示：

①及时开展阶段性的矿井地质勘察工作，明确煤矿的分布情况，并加强对矿产利用价值的管控力度。

②研究煤质、煤层和地质构造的变化规律。

4.结论

综上所述，煤矿企业是我国社会经济快速发展中的重要产业类型，与国民经济发展的水平之间形成了息息相关性，我国在煤矿资源的开发和利用中，结合开采过程中可能形成的对地质环境的影响，进行技术改造和工艺升级。在煤矿企业的现代化运转中，防范破坏资源的事件和问题，对于资源浪费的现象进行早期的防治，加强安全管理工作的落实。结合常见的地质环境被破坏的问题、资源浪费的现象，施工单位在煤矿开采和生产的作业环节，需要加强对安全隐患因素的严格管控，做好对安全隐患因素的监督与管理，结合现实情况，立足于实际制定安全管理的方案和计划，并将有关的工艺措施、手段落实到位，制定较为完善的管控模式，在开展开采工作之前，需要派遣专业人员对整个地质构造进行深层次的分析与调整，在管控安全事故、防范安全事故问题的发生时，要用专业的勘查手段确保开采质量、开采效率不受影响，落实完善的勘察任务，同时还能够方便相关企业及时进行管控，以此来完成事故的补救工作，对负面因素带来的风险进行防范和治理，为后续的工作打下牢固的基础，促进施工单位的开采效率，进而来满足现代化建设的资源需要。