煤矿地质构造对开采的影响

煤矿地质构造对开采的影响

何显力

山西焦煤运销集团龙山煤业有限公司  山西 吕梁  032200

摘要：煤矿开采过程中，地质构造是一个至关重要的因素，它对开采的各个方面都有着深远的影响。本文通过对相关文献的研究和分析，探讨了煤矿地质构造对开采的影响，包括对开采技术、安全、布局和效率等方面的影响。研究表明，不同的地质构造类型会导致开采难度和风险的差异，合理的开采布局和技术选择对于应对地质构造的影响至关重要。同时，加强地质勘探和监测，及时调整开采方案，也是保障煤矿安全生产和提高开采效率的重要措施。

关键词：煤矿；地质构造；开采；影响

一、引言

煤矿作为重要的能源资源，其开采对于国家的经济发展和社会稳定具有重要意义。然而，煤矿地质构造的复杂性往往给开采带来了诸多挑战，如断层、褶皱、陷落柱等地质构造会影响煤层的连续性、稳定性和可采性，增加开采难度和风险。因此，深入研究煤矿地质构造对开采的影响，对于制定合理的开采方案、提高开采效率和保障安全生产具有重要的理论和实践价值。

二、煤矿地质构造的类型及特征

（一）断层

断层是煤矿中常见的地质构造之一，它是由于地壳运动使岩层发生断裂并产生相对位移而形成的。根据断层两盘的相对运动方向，可分为正断层、逆断层和平移断层。断层的存在会破坏煤层的连续性，导致煤层厚度变化、顶板破碎等问题，增加开采难度和安全风险。

（二）褶皱

褶皱是岩层在构造应力作用下发生弯曲变形而形成的构造形态。根据褶皱的形态和规模，可分为背斜和向斜。褶皱会使煤层发生弯曲和扭曲，影响煤层的厚度和倾角，增加开采过程中的顶板管理难度。

（三）陷落柱

陷落柱是由于地下岩溶发育，顶板冒落形成的柱状空洞。陷落柱的存在会导致煤层局部缺失，影响开采的连续性和稳定性，同时也会增加顶板冒落和瓦斯突出的风险。

三、煤矿地质构造对开采技术的影响

（一）开采方法的选择

不同的地质构造类型需要采用不同的开采方法。例如，对于断层发育的区域，通常采用分层开采或跨采的方法，以避免断层对开采的影响；对于褶皱发育的区域，可采用倾斜长壁采煤法或伪倾斜柔性掩护支架采煤法，以适应煤层的弯曲和扭曲。

（二）支护方式的确定

地质构造的存在会导致顶板的稳定性变差，因此需要采用合适的支护方式来保障顶板的安全。对于断层和陷落柱等地质构造，通常需要采用锚杆支护、锚索支护或注浆加固等方式来加强顶板的支护强度；对于褶皱发育的区域，可采用液压支架或单体液压支柱等支护设备，以适应顶板的变形。

（三）掘进工艺的调整

地质构造的复杂性会影响掘进工艺的实施，需要根据地质构造的特点进行调整。例如，在断层发育的区域，掘进时需要采取短掘短支的方式，及时支护顶板，避免顶板冒落。

四、煤矿地质构造对安全的影响

（一）顶板事故

地质构造的存在会导致顶板的稳定性变差，容易引发顶板事故。例如，断层和陷落柱附近的顶板容易破碎和冒落，给顶板管理带来困难；褶皱发育的区域，顶板的变形和应力集中会增加顶板事故的发生概率。

（二）瓦斯突出

地质构造的变化会影响瓦斯的赋存和运移规律，容易引发瓦斯突出事故。例如，断层和陷落柱附近的瓦斯容易聚集，形成瓦斯突出的危险区域；褶皱发育的区域，瓦斯的运移通道会发生变化，增加瓦斯突出的风险。

（三）水害

陷落柱等地质构造容易与地下含水层沟通，形成导水通道，引发水害事故。此外，地质构造的变化还会影响矿井的排水系统，增加排水难度和风险。

五、煤矿地质构造对开采布局的影响

（一）采区划分

地质构造的分布情况会影响采区的划分。在断层和陷落柱发育的区域，应尽量避免将采区布置在这些构造附近，以减少对开采的影响；对于褶皱发育的区域，可根据褶皱的形态和规模，合理划分采区，以提高开采效率。

（二）工作面布置

地质构造的存在会影响工作面的布置方式。例如，在断层发育的区域，工作面应尽量与断层垂直布置，以减少断层对开采的影响；对于褶皱发育的区域，工作面的长度和宽度应根据煤层的弯曲和扭曲情况进行调整，以保证开采的连续性和稳定性。

（三）巷道布置

地质构造的变化会影响巷道的布置方向和位置。在断层和陷落柱发育的区域，巷道应尽量避开这些构造，选择较为稳定的岩层进行布置；对于褶皱发育的区域，巷道的布置应尽量与煤层的走向一致，以减少巷道的变形和维护难度。

六、煤矿地质构造对开采效率的影响

（一）开采成本

地质构造的复杂性会增加开采的难度和风险，从而导致开采成本的增加。例如，为了应对断层和陷落柱等地质构造，需要采用特殊的开采方法和支护方式，增加了设备和材料的投入；同时，由于地质构造的影响，开采过程中的煤质变化较大，也会影响煤炭的销售价格。

（二）开采周期

地质构造的存在会导致开采过程中的不确定性增加，从而延长开采周期。例如，在断层和陷落柱发育的区域，需要进行大量的地质勘探和支护工作，这会影响开采的进度；对于褶皱发育的区域，由于煤层的弯曲和扭曲，采煤机的运行效率会降低，也会延长开采周期。

（三）煤炭回收率

地质构造的变化会影响煤层的连续性和稳定性，从而降低煤炭的回收率。例如，断层和陷落柱会导致煤层局部缺失，无法进行完全开采；褶皱发育的区域，由于煤层的弯曲和扭曲，采煤机的割煤效率会降低，也会影响煤炭的回收率。

七、应对煤矿地质构造影响的措施

（一）加强地质勘探和监测

通过加强地质勘探和监测，及时掌握地质构造的分布情况和变化趋势，为开采方案的制定提供依据。同时，利用先进的地质探测技术，如地震勘探、电磁法勘探等，提高地质勘探的精度和效率。

（二）优化开采方案

根据地质构造的特点，优化开采方案，选择合适的开采方法、支护方式和掘进工艺，以降低地质构造对开采的影响。例如，对于断层发育的区域，可采用分层开采或跨采的方法，避免断层对开采的影响；对于褶皱发育的区域，可采用倾斜长壁采煤法或伪倾斜柔性掩护支架采煤法，适应煤层的弯曲和扭曲。

（三）加强顶板管理

加强顶板管理，采取有效的支护措施，保障顶板的安全。对于断层和陷落柱等地质构造，应加强顶板的监测和预警，及时采取支护措施；对于褶皱发育的区域，应加强顶板的变形监测，及时调整支护参数，确保顶板的稳定性。

（四）做好瓦斯防治工作

加强瓦斯监测和抽放，做好瓦斯防治工作。对于地质构造附近的瓦斯突出危险区域，应采取瓦斯抽放、排放等措施，降低瓦斯浓度，防止瓦斯突出事故的发生。

（五）加强水害防治

加强水害防治，做好矿井的排水工作。对于陷落柱等地质构造，应及时进行封堵和治理，防止水害事故的发生；同时，加强矿井的排水系统建设，提高排水能力，确保矿井的安全生产。

八、结论

煤矿地质构造对开采的影响是多方面的，包括对开采技术、安全、布局和效率等方面的影响。不同的地质构造类型会导致开采难度和风险的差异，合理的开采布局和技术选择对于应对地质构造的影响至关重要。同时，加强地质勘探和监测，及时调整开采方案，也是保障煤矿安全生产和提高开采效率的重要措施。在今后的煤矿开采中，应充分重视地质构造的影响，加强研究和实践，不断提高煤矿开采的技术水平和安全水平。

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