理论广角
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煤层地质构造及其对影响煤矿安全生产的主要因素
郭晓明
（黑龙江龙煤鹤岗矿业责任有限公司新陆煤矿１５４１００）
［摘要］地质构造主要通过影响煤层中瓦斯的保存条件和软分层的发育来控制煤与瓦斯突出发生的件。在煤炭形成的漫长地质时期，煤层受到沉积作用、 煤化作用和构造运动等影响因素，本文主要对煤层的自燃主要经过氧化放热、蓄热散热和蔓延扩展及环节，裂隙、孔隙、褶皱和断层等进行的阐述，提出了影响煤矿
安全生产不容忽视的几大因素。
［关键词］地质构造煤层矿山 中图分类号：ＴＤＩ６３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４ｘ（２Ｏｌ４）３８一Ｏ３８９—０１
１煤层的形态与结构
１．１煤层的形态
煤层和其他沉积岩一样，在形成的初期，通常是层状埋藏的，具有明显的连续
性，厚度也较为均匀，但由于受沉积条件和地壳运动的影响，也存在似层状和非层 状的煤层。因此，煤层按其形态可分层状煤层、似层状煤层和非层状煤层三种。
（１）层状煤层：煤层厚度稳定，无明显变化，分布面积较大。
（２）似层状煤层：煤层厚度变化大，厚薄悬殊，但仍然较连续。如藕节状煤
层、串珠状煤层和瓜藤状煤层。
（３）非层状煤层：煤层厚度变化极大，由一个个孤立的煤包体断续分布组
成，层位连续不明显，常有大范围的尖灭。如鸡窝状煤层、豆状煤层等。
２煤层的厚度与产状 ２．１煤层的厚度
根据煤层的产状、煤质、开采方法以及当地对煤需求情况，综合当代煤炭开
采技术和经济条件，确定出可采的最小的煤层厚度叫最低可采厚度 低于最低 可采厚度的煤层一般叫不可采煤层，大于最代可采厚度的煤层叫可采煤层。在
复杂结构煤层中，煤层厚度可分为总厚度和有益厚度。总厚度是指包括夹石在
内煤层的全厚，有益厚度是指除去夹石的纯厚度。
根据开采技术的特点及开采技术的影响，煤层厚度可分为三类：厚度在１．
３米以上的为薄煤层，１．３—３．５ｍ／ｇ的为中厚煤层，厚度在３．５ｍ米以上的为厚煤
地质构造对煤矿安全生产的影响
李明亮（国投哈密能源开发有限责任公司，新疆哈密８３９０００）
摘要：地质构造对煤矿安全生产的影响非常大，要想保证煤矿安全生产，在生产前需要对地质构造进行全方位的勘 查，针对地质构造褶皱、断层、岩浆岩侵入、裂隙、孔隙、应力等情况的发生对煤与瓦斯突出、煤层自燃、矿区采动损害等方 面所产生的影响进行分析，做出有效的规避方案。本文针对煤矿地质构造对安全生产的影响进行分析，为制定有效措施 提供参考。 关键词：煤矿地质构造；煤与瓦斯突变；煤层自燃；矿区采动损害 中图分类号：Ｆ４０６．８；ＴＤ１６３ ．１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００８—０１５５（２０１７）０８—００２４—０２
在煤矿安全事故中，大多数事故发生的原因
是因为开采前对地质构造的了解不够全面，没有
做好相应的应对措施，造成煤与瓦斯突出、煤层自
燃以及采动损害等事故发生，要想充分解决这些
问题，首先就要加强地质构造对安全生产的影响
研究，在了解影响因素的基础上才能做出针对性
的防范措施。 １地质构造对煤与瓦斯突出的影响
煤与瓦斯突出前都有一定的预兆特征，但是
预兆特征会因为地质构造不同而产生不同的种
类，时间也不具有同一性。引起煤与瓦斯突出的
因素有很多种，包括在褶皱作用下、断层作用下、
火成岩侵入作用下等。
１．１褶皱作用对煤与瓦斯突出的影响
背斜倾伏端是煤层加深的位置，其中瓦斯含
量非常高，在褶皱作用下，背斜倾伏端的岩层会发
生强烈的层间移动情况，有时还会出现沿着背斜
倾伏端的方向断层现象，此时煤层的易破碎性增
高，煤层呈分散现象发育，背斜倾伏端发生煤与瓦
斯突出性较高。向斜轴部，由于围岩具有一定的
密度，其中的瓦斯成分呈封闭状态发展，而在褶皱
作用影响下，岩层极有可能发生错位情况，这使煤
层会发生塑性变化，导致软分层面积扩大，极容易
发生煤与瓦斯突发。背斜轴部处于煤层上端，其
围岩的密封性相对于向斜轴部低很多，进而瓦斯
ｔｌ３０・ 科技论坛 煤矿地质工作对煤矿安全生产的影响 孙发东 （黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司双鸭山分公司双阳煤矿，黑龙江双鸭山１５５１００） 摘要：随着我国社会的飞速发展，我国对煤炭的使用量也日益增加，所以煤矿的地质勘测工作已经成为煤矿事业中的重要部分。但 是煤矿的地质工作存在一定的危险性，会危及到人们生命安全，造成难以弥补的伤害。本文主要通过对煤矿地质工作的分析，研究了其对 于煤矿地质工作对煤矿安全生产的影响，旨在为我国煤矿事业的发展提供参考。 关键词：煤矿；安全生产；地质工作 我国科学技术的不断发展，对煤矿地质勘测７Ｆ，￣－的要求也更高，煤 矿的地质结构一般比较复杂，如果不进行合理的勘测会造成一定的人 员伤亡。所以做好煤矿的勘察工作对于煤矿的安全生产十分重要。通过 对我国煤矿生产的分析，我们知道在煤矿开采的过程中会发生一些保 障事故等等，这些都是因为没有对地质进行严格的勘测造成的，所以煤 矿生产单位要做好地质工作，利用先进的科学手段以及严谨的工作方 式，对煤矿的地质进行勘测，才能够从根本上保证煤矿生产的安全陛， 为工作人员的生命安全提供保障。 １煤矿地质工作在煤矿生产中的重要作用 １３防止煤矿水灾事故的发生。煤矿地质的工作中主要是对地质情 况的勘测，对勘察的结果进行研究，然后在进行安全的质量的控制，这 样可以有效的提高煤矿地质勘察的效率，同时也能够保证煤矿生产的 安全眭。在进行煤炭的勘测过程中也要注意对地下水位的分析，因为水 文地质是煤矿安全生产中影响最大的因素。所以要想防止煤矿的水灾 事故的发生一定要处理好勘测的工作，通过对相关数据的查阅和搜集， 在通过实地的水文完成了对水文信息的研究，通过研究的数据我们知 道，该方式能够对水灾问题进行具体的控制，还可以为煤矿的采集提供 —定的依据。矿区的地质情况随着环境的发展也会发生一定的改变，夏 季的水分含量比较高，所以在夏季进行煤炭的开采一定要注意对煤矿 的勘测，采取一定的安全措施，对矿区的水分进行抽取和处理，从而提 高了煤矿开采的效率，为开采的安全『生和稳定性提供了保障。 １．２防止瓦斯地质事故的发生。煤矿的矿井内高瓦斯的现象比较 多，这主要是矿区的自然环境影响的，瓦斯是一种易燃的气体，在遇到 明火之后会发生爆炸的情况，所以非常的危险。在进行矿区的生产之前 要对煤矿的瓦斯地质进行严格的勘测和控制。可以采取通风的方式，通 过通风系统可以实现对矿井内瓦斯气体的更换，使得新鲜的空气进行 瓦斯矿井内，降低了瓦斯气体对人们生命的威胁。煤矿瓦斯地质工作相 对于开采的工作更加的重要，因为煤矿瓦斯地质工作是采矿工作的保 障，是为煤矿生产服务的。如果不重视瓦斯地质工作的勘测和研究，很 可能出现大的经济损失和人员伤亡。 比如 省田坝煤矿二号井四采区中区段皮带石门。由于当时对该 区域煤矿瓦斯地质资料研究程度不够，对煤与瓦斯突出和埋藏深度，构 造等因素的关系认识不清，造成该区段皮带石门相对瓦斯涌出量高达 ７０ｍ￣／ｔ。在掘进中当巷道接近煤层位置，并发现瓦斯涌出量增大，煤层结 构紊乱及其它突出征兆时，矿及井口组织召开紧急会议立即采取了一些 诸如加大风量，减少每次放炮火药量等措施控制回风流中的瓦斯浓度。 在较短时间内，突然发生煤与瓦斯突出事故，喷煤距离３０ｍ，有１ ｌｍ的巷 道全断面被煤粉封严。突出煤量２７６ｔ。所幸当时处于交接班时间，现场及 附近没有人员停留，否则这将是一起致多人伤亡的特大事故。 煤矿企业在这次事故以后，也认识到了煤矿瓦斯地质工作的重要 性，虽然没有产生人员的伤亡，但是煤矿开采的安全性却受到了极大的 威胁。该企业的领导部门决定要重视瓦斯地质工作，在进行采矿前一定 要对矿区的瓦斯含量进行检测，并设立通风系统，利用通风系统可以对 矿井内的瓦斯气体进行良好的控制。但是这也是—个教训，如果当时有 工作人员在现场，那么就会造成很大的人身伤亡，所以做好瓦斯地质工 作是必然的要求，如果无法保证瓦斯地质工作的顺利开展，人们的生命 安全也会受到威胁，同时也减低了煤矿生产的效率。 ２防止由于设计不合理而造成的安全隐患 ２．１煤矿地质工作的主要目的就是为了煤炭的生产提供一定的理 论依据。通过地质工作我们可以了解到，该地域的煤炭含量以及开采中 可能会遇到的水文以及瓦斯气体的影响、矿区的煤、岩层赋存特征、断 层、岩浆侵入、陷落柱等，这些都是煤矿开采过程中需要勘查清楚，根据 勘查成果，煤矿企业的设计部门才能制定出一套符合实际的、具有安全 性的开采方式。一些设计者因为急于求成，或者企业急于取得利润，忽 略了对地质工作或者简化了地质工作的内容，这就会使得设计的方案 缺乏科学的指导，盲目的设计没有根据煤矿的实际的地质成果进行分 析，那么在开采煤矿的过程中就会出现很多事故，给矿区的生产效益以 及开采企业的信誉都带来了很大的伤害，同时也埋下了很多的安全隐 患。因此在设计的过程中一定要结合实际的地质信息。 比如＇井田范围内某一区域存在局部含水层。如果地质资料已详尽 反映了这些事实，在设计时就可考虑使施工远离这些区域，必须能事先 制定有效措施防范事故的发生，使整个生产过程具有预见ｌ生和安全保 障；反之＇如果煤矿地质工作不到位，未能提供详实准确的基础资料，设计 就成了无源之水，无本之木，不能准确地适应客观条件的变化，生产便会 陷入盲目、无原则的状态。这样既可导致透水淹井等直接事故的发生，也 可导致间接事故的发生。这里所说的间接事故就是虽未引起事故的直 接发生饵却对将来的施工生产带来严重安全隐患的一类事故。 一些煤矿安全事故的发生，都伴随着地质工作的失误问题。这种失 误不但带来了财产的损失更威胁到了人们的生命安全。只有完整、准 确、客观的、详细的地质资料才能够为设计者提供依据，才能为矿产的 开采带来安全。那么合格的设计者在进行煤矿生产方案的制定过程中， 一定要正视地质信息的重要性，同时也要保证开采的效率，根据详细的 地质信息确定开采的准备工作以及应该使用的设备，和开采的方式，这 也就要求设计者对地理的知识有了解同时也要具有高水平的职业道德 素质，这样才能保证整个煤矿生产的有效的运行，才能促进我国煤矿行 业的发展，为我国经济建设提供更多的条件。 ２．２防止顶板事故的发生。顶板事故是煤矿生产中另一类常见事故。 虽然近些年来由于先进技术的采用和管理方式的改进这类事故发生的 比例及严重程度有所降低，但在一些不发达地区、非国有煤矿特别是个 体小煤矿中顶板事故依然是制约其安全生产的—个重要因素。造成这 种后果的原因很多，比如工艺落后，生产工序不符合实际情况；工人素质 差，掌握技术、执行措施不到位；开采的地质条件限制，地质构造影响等。 其中与地质条件、地质构造有关的顶板事故占有一定比例。 如果有详尽的地质资料做指导，在施工之前我们就可以对施工层位 的围岩性质（比如坚硬程度，理解隙发育程度 断层、褶曲及煤层产状掌 握准确，以便针对具体情况，合理确定不同地段的施工措施，特别是掘进 爆破工艺及支护方式。材料、设备及人员配置等生产要素能事先到位这 样就能在管理和技术层面上保证对顶板事故的积极预防，有效地减少和 杜绝此类事故的发生。 结束语 煤矿地质工作在煤矿安全生产中起着重要的先导作用，做好煤矿地 质工作对瓦斯事故、水灾事故及顶板事故的发生具有重要的作用从而 保证煤矿安全生产，提高煤矿生产效率及经济效益。在煤矿企业中，只有 正确认识躁矿地质工作的性质和牛寺｜ 才能对本企业进行科学的管理和 决策把工作开展的更好，因此，煤矿地质既是一项专业技术工作，同时又 同生产实际紧密相关列煤矿安全生产起着举足轻重的作用。 参考文献 【ｌＪ罗秀华煤矿安全生产技术措施初探ｍ科技创新导报，２０１ １（２８）． ［２］白宪民．科技与管理提升安全生产水平ＩＪＩ．现代职业安全，２０１ ｌ ． 【３】张璞，林秋珍，崔敏兰＿郑煤集团安全生产信息网络优化改造方案浅析 明．中州煤炭，２０１０（９）．
总609期第4期2017年4月河南科技HenanScienceandTechnology
地质构造对煤矿采掘生产的影响谢友凤（冷水江市安全生产监督管理局，湖南冷水江417500）摘要：为了更加科学地进行井下采掘布局，对梓改煤矿地质构造相关情况进行分析，得出各煤岩层的细微特征。并提出应建立适合煤岩及生物化石等对比标志，改扩建中应充分考虑到F1、F2等断层对技改扩能的影响。地质工作的重点和难点就是分析此区段的构造规律。关键词：地质构造；采掘布局；构造规律中图分类号：TD712文献标识码：B文章编号：1003-5168（2017）04-0121-02InfluenceofGeologicalStructureonCoalMineProductionXieYoufeng（ProductionSafetySupervisionandAdministrationofLengshuijiang，LengshuijiangHunan417500）Abstract:Inordertocarryoutscientificlayoutofundergroundmining,thegeologicalstructureofZigaicoalminewasanalyzed,thesubtlefeaturesofcoalstratawereobtained.Itwaspointedoutthatthecoalandrockfossilsandoth⁃ercomparativemarkersshouldbeestablished,theinfluenceofF1,F2andotherfaultsontechnologicalexpansionshouldbefullytakenintoaccountinthereformandexpansion.Thekeyanddifficultgeologyworkistoanalyzethestructuralrulesofthissection.Keywords:geologicalstructure；mininglayout；structurallaw梓改煤矿地质构造复杂，吨煤掘进率高，采掘接替紧张。因此，分析矿井地质构造，找出其规律，优先将主采面布置在地质构造较简单的区域，对减少矿井无效进尺，降低成本意义重大。1矿井基本情况梓改煤矿位于金竹山矿区石湾井田中段98～102线之间，井田内出露的地层由上至下主要有：第四系（Q）、中上石炭统壶天群（C2+3ht）、下石炭统梓门桥组（C1z）、测水组（C1c）和石磴子组（C1s）。梓改煤矿位于涟邵盆地桥头河向斜南西段次级向斜北西翼中段，该次级向斜为一两翼不对称向斜，向斜南北长约22km，东西宽约8km，地层产状东缓西陡，轴部平缓开阔，轴向北东向。向斜内发育北东及北西向两组断裂，对煤层破坏严重［1］。2地质构造分析矿井范围内褶皱发育，并倒转，煤层总体近乎直立；地层走向北东；由南西往北东，地层总体倾向由南东变为北西，矿井范围内主要断裂构造有龙盘山逆断层（F1、F2），该断层是井田内破坏性最大的断层，井田内出露长1600m，矿井内出露长450m，断层走向北东，倾向北西，使含煤段地层逆覆在不含煤段中部地层之上，使矿井内煤层最大落差达67m，对未来开采影响较大。地质构造大格局是3条落差大于60m的正断层另加一背斜。主采区就在3条断层构成的夹块内。F1、F2这两条区域性断层，基本上呈南北走向，落差90～160m，延长数十公里，发育在矿区南北两翼边沿，主断层周围次级断层相当发育，可影响到50～150m以外，2151西石门以西，2151东石门以东都是其构造影响区，区内煤层牵引，变薄，小断层和褶皱较发育，无法构成正规推采工作面。F3断层落差约30m，发育于井田北部，近东西走向，两端与F1、F2断层相交。复杂的是F3与F1交汇处，在井田西北部形成一轴向北东的背斜，从F1西段开始，煤层倾角从缓倾斜向近水平转变，走向由北西南东向转为北东南西向或近南北向，这种断层加背斜的组合使该区段地质构造异常复杂。加上煤层层数多，间距近，煤层对比缺乏明显的标志特征，收稿日期：2017-03-01作者简介：谢友凤（1971-），男，助理工程师，研究方向：煤矿安全生产监管与瓦斯防治。矿业与水利·122·第4期识别煤层层位，准确布置工作面需要深入的地质分析［2-4］。3地质工作和采掘布置主采面应优先布置在2151东、西两石门之间。在成煤期，矿区煤层沉积应当是连续稳定的，底部中二叠统峨眉山玄武岩对成煤没有太大的影响，煤层厚度变化主要受地质构造的控制，厚度不可采区大多在地质构造复杂带。3条断层夹块中央，即2151东、西石门之间，距离F1、F2主断层面相对较远，受构造影响相对较少，煤层厚度，顶底板相对比较稳定，是布置主采面之首选，其他区段只宜布置小块采面，需防止在地质构造复杂地带转圈子。F1上盘煤层相对较稳定，F1至2151西石门之间，距离主断层面较远区域可以寻找局部可采煤层；F2断层下盘，因地层相对上升导致煤系地层上段、中段剥蚀，部分煤层可能局部可采，但需要穿过F2断层面才能进入，需要探巷120～280m，而且存在资源量不足的风险。另外，由于断层较多，落差2～5m，即大于煤厚的随处可见，需要仔细判定断失盘煤层可采情况，谨防丢失［5］。地质构造、瓦斯地质的变化。随着开采的深入，井巷工程转向深部和底部煤层中，构造最复杂地段应位于F3断层附近，是背斜与F3断层发育在一起，背斜另一翼地层层序发生变化，单从煤上块分析，煤层赋存较好，达到可采厚度，应当仔细探明，地质工作的着重点和难点就是分析此区段的构造规律。断层附近瓦斯钻屑量指标K1值迅速窜升。日常瓦斯预测中，凡接近断层附近，预测指标K1值从0.1迅速增加至0.4或更高，炮后瓦斯超限频繁，特别在构造复杂，地应力集中，煤厚激增地带，K1指标更高，突出危险性更大，预测手段及防突措施必须具有针对性［6］。4结语建立一套有效的煤岩对比标志至关重要。矿区内可采煤层数量不多，垂向分布散，各煤层的颜色、结构、硬度、光泽、煤质、夹矸、顶底板岩性、层间距和化石层等没有十分明显的特征，可肉眼简易对比的标志几乎没有，煤层识别比较困难。各煤岩层的细微特征，建设立一套适合本矿井的煤岩及生物化石等对比标志。改扩建中应充分考虑到F1、F2等断层对技改扩能的影响。这两条断层都延伸到了梓改改扩建区域，其他比较大的区域性地质构造等，控制着改扩建区段的地质构造形态，在进行改扩建设计中必须认真思考，作出合理的决策［7］。参考文献：［1］吴自立，陈长寿.采掘作业过地质构造带的突出预测及防治方法［J］.矿业安全与环保，2013（3）：118-120，124.［2］郑丽萍.兴隆庄煤矿下组煤开采水文地质条件分析及突水防治措施［J］.洁净煤技术，2009（5）：113-116.［3］闫光达，程功.乌兰煤矿井田水文地质特征分析及水害防治措施探讨［J］.矿业安全与环保，2010（S1）：125-127.［4］贺志宏，李晓晨，李曦滨.双柳煤矿下组煤开采水文地质条件分析及矿井防治水措施［J］.煤炭工程，2012（5）：68-70.［5］李现民.王河煤矿水文地质分析及矿井水害防治对策［J］.中州煤炭，2008（4）：76-77.［6］崔笃峰.铁生沟煤矿水文地质条件分析及水害防治［J］.中州煤炭，2012（4）：50-52.［7］冉松河.梁北煤矿水文地质特征分析及水害综合防治［J］.中州煤炭，2012（5）：92-94.地质构造对煤矿采掘生产的影响
