煤田地质构造复杂程度分析与处理赵钧儒

煤田地质构造复杂程度分析与处理赵钧儒

赵钧儒

山东省煤田地质局物探测量队山东济南250000

摘要：在我国发展过程中，煤矿是我国重要的能源，煤田地质构造是煤矿资源开采和利用中需要首先考虑的问题，尤其是一些复杂的煤田地质构造，对煤炭资源开发利用的影响是非常大的。复杂的地质构造不仅使一些深埋地下的煤炭资源难以得到开采利用，造成资源的浪费，并且对于可开采储量而言也增加了开采工作的难度，对煤矿的正常生产带来了很大影响。因此，我们在煤矿开采前必须要对煤田地质构造的基本情况和复杂程度进行分析和了解，才能更为科学、合理地布置井下巷道和组织煤矿生产。

关键词：煤田地质构造；复杂程度分析；断层处理

引言

煤矿是宝贵的矿产资源，被称为“工业的食粮”，在社会经济建设和工业生产中发挥着重要的作用。我国拥有丰富的煤炭资源储量，但由于大多深埋地下，所以开采的难度比较大，开采中也必然会受到煤田地质构造的制约。煤田地质构造按照其复杂程度可分为简单构造、中等构造和复杂构造等几种类型，复杂程度越高的地质构造下煤炭开采的难度越大，对开采的技术要求也更高。例如，裂隙、断层等复杂地质构造对煤矿回采率和工作面布置都有很大的影响，不仅恶化了井下工作环境，还造成了煤层顶板的不稳定，增加了井下顶板冒落、涌水等事故发生的可能性，限制了煤炭资源的开发，对煤矿安全生产构成极大威胁。因此，我们在煤矿开采前必须要摸清该地区的煤田地质构造，掌握其复杂程度，才能在科学指导下合理设计巷道和工作面，做好相应的技术准备工作，为煤炭资源开发利用和煤矿安全生产提供保障。

1煤田地质构造特征浅析

1.1断层

(1)在该断层结构中，主要是以正断层出现，并且具备较为明显的活动性特点，这也是该地质构造中比较突出的特点。这种断层结构还能够在左行走滑方面表现出较为理想的作用效果，能够在相应发育过程中表现出较为理想的作用机制运行效果。(2)该断层的相应分级控制性也是比较突出的一个表现，需要对于其规模级别重点关注。

1.2褶皱

褶皱主要表现为次级褶曲，并且呈现系列分布效果。这种褶皱的出现和地质构造的断裂构造存在较为密切的关联性效果。

1.3滑动构造

滑动构造一般是指地质体在水平方向上的滑动变化。宁阳煤田在该方面表现为滑面的多级滑动构造系，作为滑动系统在滑动过程中形成一系列与主滑面有成生联系的次级滑面，这些次级滑面多沿煤层、泥岩及其与砂岩、石灰岩等坚硬岩层间的界面等构造软弱面发育。某煤田的滑动构造在不同的构造区段具有明显的差异性。东部构造区主要以重力为动力源，为一种常见的重力构造类型。表现为在掀斜断块的基础上，滑动系统在本身重力的作用下沿构造软弱面向下滑移，蠕动流变。该类型滑动构造一般滑速慢，滑距不大，地层滑失量较少，滑动方向与断块掀斜方向相同，与地层倾向一致。西部构造区的滑动构造表现为重力－伸展型，动力来源以重力为主，附加有侧向伸展力。其突出特点是滑动断层往往呈铲式，上陡下缓，地层缺失量大，远远大于重力型滑动构造的地层缺失量，这类滑动构造在宁阳煤田乃至鲁西其他煤田都具有典型的代表性。

2地质构造条件对煤层复杂性的影响分析

断层是地质构造运动中广泛发育的构造形态，是较为常见的断裂构造，断层的出现严重破坏了岩层的完整性和连续性，造成了地质构造稳定性的下降。通常情况下，煤田地质构造的复杂程度是以断层密度、断层落差和断层倾斜角度为主要评价指标的。除此之外，煤层厚度、煤层倾角也是需要全面考虑的因素。各种断层因素的影响下使煤层被破坏的程度也不尽相同，对煤田开采也带来了各种各样的困难。以煤层厚度为例，如果煤层厚度较大，一些落差较小的断层对其造成的破坏影响较为有限，也较有利于大规模的机械化采煤作业；而同样的断层落差对薄煤层则可造成比较大的破坏，使煤层的连续性下降，给煤层开采带来很多困难。在煤矿生产中，必须要对煤田地质构造进行认真分析，不断改进采煤工艺和技术方法，才能适应各种复杂地质构造下的采煤生产。

3煤矿生产中对裂隙和断层的处理

3.1断层的判断

断层是岩体、岩层在受力发生断裂变形时，断裂两侧岩块沿破裂面发生显著位移的断裂构造。断层的出现不是孤立的，而是与周边环境密切相关的，它们规模不等，大小不一，附近煤岩层中常伴有一些非正常情况的地质现象，我们可以根据这些地质现象来判断断层的存在，并在巷道开拓中做好过断层的准备工作。断层的宏观判断标志主要有：煤岩层的重复或缺失，煤岩层的不连续，断层角砾岩和褶曲的突然变化等。

3.2巷道掘进中遇断层的处理

巷道掘进遇断层可分为平巷过断层和斜巷过断层两种情况。平巷过断层时可采用顺断层面掘进过断层和穿过煤层顶、底板横穿断层掘进两种掘进方式。上山、下山等倾斜巷道遇断层时，则应根据实际的地质情况和生产需要采取一种或多种形式通过断层。当断层落差较大时，为防止丢煤和减少岩巷作业，可采用石门、立眼等方式进入另一煤层；当断层落差较小时，可采用挖底、挑顶和两者相结合的方式直接通过断层。

3.3工作面布置中对裂隙的处理

回采工作面的布置需考虑煤层顶板裂隙的发育和方向，如果工作面与主要裂隙方向平行，那么顶板则会因为失去支撑而发生冒顶片帮事故。因此在布置回采工作面和巷道掘进时，应与主要裂隙方向保持足够的角度，保持顶板与围岩的整体性，使顶板具有一定的支撑和保护，分散顶板围岩对支架的集中作用力，从而减少和避免冒顶片帮事故的发生。

3.4回采阶段对断层的处理

回采阶段对断层的处理可分为以下几种情况：当倾向断层、走向断层和斜交断层落差小于煤层厚度时，可采用强行过断层的方法；对于斜交断层和倾向断层，当断层落差大于煤层厚度时，应提前在断层另一端重新开掘切眼，待工作面推进至断层处时停止回采，然后到新切眼内继续开采；对于斜交断层，当断层落差出现一端大、一端小的情况时，可采用分采与合采相结合的办法，将断层上、下盘结合起来开采；对于走向断层，当断层落差大于煤层厚度时，可采用“一分为二”的办法，在断层两侧补掘中间平巷，将原来一个工作面分为两个工作面分别开采。

3.5顶板管理中对裂隙的处理

顶板管理是煤矿开采中的重要内容，对于煤矿安全生产至关重要。当煤层顶板裂隙发育时，顶板的稳定性会很差，这时如果仅单独依靠立柱支撑的话，已无法保证顶板的安全，此时还应加用铰接顶梁或U型梁；并且为了避免顶板沿裂缝面冒落，顶梁的布置不可与裂隙方向平行，应与主要裂隙组有一定交角，以充分发挥顶梁的支撑作用，保证顶板安全。在回柱放顶操作时，放回的圆柱方向应根据顶板的主要裂隙方向来确定，如果顶板裂隙发育，煤层倾角较小，则放顶距离也要适当缩小，如此，则可减小顶板冒落的块度，提高回柱放顶的安全。裂隙是地下水的良好通道，裂隙中的水不仅会对岩体造成侵蚀，造成顶板岩层稳定性的下降，而且裂隙往往还会增加矿井涌水量，恶化井下作业环境，甚至引起井下水患。对于顶板裂隙水的防治，可采用钻孔注浆封堵的办法；或者是进行疏导，通过对采煤工作面调面的办法，使水流向采空区有计划地进行疏干；抑或是在滴水工作面铺设雨棚，保证井下人员在无水环境下工作。

结语

某煤田的构造复杂是其一大特点。本文对宁阳煤田断层发育规律及其形成机制进行了分析，阐述了构造复杂对煤矿生产安全的影响。

参考文献：

[1]崔加利.大兴煤矿地质构造复杂程度分析[J].价值工程，2012，31（2）：37-38.

[2]房玉涛，李翠.煤田地质勘探技术研究[J].硅谷，2011（2）：72.