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[摘 要]在煤矿生产中,存在着许多影响生产安全的因素,地质构造就是其中非常重要的一个,必须做好煤矿地质因素的全面细致分析,以减少和预防安全隐患的出现。本文分析和讨论了煤矿地质构造对安全生产的影响问题,希望煤矿企业能够做好相应的预防工作,减少煤矿安全事故的发生。
[关键词]煤矿 地质构造 安全生产 影响
中图分类号:TD7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)21-0024-01
0 引言
工业化进程的加快,推动了社会经济的发展,也使得社会生产对于能源资源的需求与日俱增,煤炭作为当前技术背景下一种重要的工业能源,其开采效率和开采安全成为了人们普遍关注的问题。分析煤矿地质构造对于安全生产的影响,对于保证煤矿的生产安全意义重大,应该得到足够的重视。
1 地质构造对瓦斯突出的影响
1.1 褶皱作用
一是背斜倾伏端,煤层埋深有所增加,瓦斯更容易在煤层中富集,而且在岩层相对运动的作用下,煤层破碎,存在软分层,容易引发瓦斯突出问题;二是向斜轴部,压性以及压扭性节理发育,岩层具备较强的封闭性,瓦斯容易富集,而且在褶皱作用下,岩层出现层间错动,导致煤层产生塑性变形,软分层的范围和厚度较大,同样存在着极大的瓦斯突出隐患。
1.2 断层作用
断层可以分为压性断层和张性断层,压性断层本身的围岩结构致密,透气性差,瓦斯移动困难,具备积聚的有利条件,同时岩层的相对错动会引发煤层的层间错动,软分层的存在增加了瓦斯突出的可性能。与之相比,张性断层的围岩结构疏松,透气性好,不利于瓦斯的保存,而且煤层的轻微错动影响了软分层的发育,其强度小、范围小,几乎不可能发生瓦斯突出问题[1]。
1.3 侵入作用
主要指岩浆岩的侵入,其所带来的不均匀的动力破坏和烘烤作用,会导致煤层结构出现带状变化,渗透率也存在很大的差异,会直接控制瓦斯的保存和运移。通常来讲,越靠近岩浆体,煤层的变质程度也越高,在岩浆冷却后形成的岩墙两侧,是瓦斯突出的高危区。
2 地质构造对煤层自燃的影响
2.1 裂隙
裂隙可以分为内生和外生两种,会影响煤层本身的供氧条件,增加煤层与氧气的接触面积,从而引发低温氧化反应,在温度较高时,就会引发煤层自燃问题。
2.2 孔隙
存在于煤层中的孔隙包括了原生孔隙和次生孔隙,通常来讲,孔隙越多,氧气与煤层的接触也就越充分,产生自燃的可能性也越大。随着煤化作用的深入,煤层中的孔隙会逐渐减少,因此在级别较高的煤层中,几乎看不到原生孔隙,这也就解释了为什么变质程度越高,煤层出现自燃的几率越小。
2.3 断层
在尚未进行开采的煤层中,断层本身的规模、数量以及走向等都会影响煤层的供氧性能,进而影响煤层的自燃问题,不仅如此,在煤层出现自燃后,断层性质及断距还会影响火焰的蔓延方向及蔓延距离。在正断层位置,由于煤层被切断,可以阻止火焰的进一步蔓延。因此,如果正断层完全切断了煤层,其可以作为一道天然的防火墙。而在逆断层位置,如果断距过小,则煤层的厚度会由于重复而增大,很容易导致煤层自燃的进一步发展。而如果存在间距较小的多个煤层,断层可能会贯通不同煤层,导致多个煤层的同时燃烧[2]。
2.4 褶皱
褶皱对于煤层自燃的影响,主要是通过控制煤层氧化放热中热量的聚集状况和运移方向实现的。在向斜位置,煤层氧化过程中释放的热量会向上扩散,因此很少出现中心位置自燃的情况,而倒转褶皱的存在,增加了煤层的厚度,也更加有利于热量的聚集,一旦达到煤层的燃烧温度,就可能引发大规模的自燃问题;在背斜位置,煤层氧化释放的热量会被运移到核心位置,如果该位置的顶板渗透性较差,则在热量的不断聚集中,就可能发生自燃。
3 地质构造对采动损害的影响
采动损害指由于煤炭开采作业,对于地质环境所造成的损害,属于一种比较特殊的表生构造现象。对于采煤矿区而言,其本身的所处的应力构造状态有两种,一是挤压状态,二是张拉状态。受构造应力的影响,岩层的移动方向会出现一定的变化,同时井下巷道的变形破坏也会呈现出新的方式。
假如矿区处于挤压构造应力场,在没有进行煤炭开采前就已经存在有侧向挤压应力,会造成煤层覆岩向上弯曲,煤炭开采后覆岩层的重力作用在抵消侧向应力后,才会导致煤层顶板向下弯曲变形,换言之,侧向挤压应力的存在可以增大岩体的力学强度,减轻煤层开采对于覆岩的损害。而如果矿区处于拉张构造应力场,拉张作用会抵消一部分重力,使得侧向应力减小或消失,进而导致岩体强度的下降,影响煤矿的生产安全[3]。
4 结语
总之,在进行煤矿开采时,必须首先做好地质勘查工作,做好相应的预防措施,时刻关注煤矿开采过程中的地质构造变化,消除安全隐患,切实保证煤矿的生产安全。
参考文献
[1] 张振基,马思迪.地质构造对煤礦安全生产的影响[J].山西煤炭管理干部学院学报,2015,28(3):112-113.
[2] 贾斌武.煤矿地质构造对安全生产的影响问题[J].内蒙古煤炭经济,2015,(12):198-199.
[3] 仝存有.煤矿地质构造对安全生产的影响分析[J].科技创新导报,2012,(4):65.
作者简介
韩利廷(1989—)本科,,助理工程师。
[关键词]煤矿 地质构造 安全生产 影响
中图分类号:TD7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)21-0024-01
0 引言
工业化进程的加快,推动了社会经济的发展,也使得社会生产对于能源资源的需求与日俱增,煤炭作为当前技术背景下一种重要的工业能源,其开采效率和开采安全成为了人们普遍关注的问题。分析煤矿地质构造对于安全生产的影响,对于保证煤矿的生产安全意义重大,应该得到足够的重视。
1 地质构造对瓦斯突出的影响
1.1 褶皱作用
一是背斜倾伏端,煤层埋深有所增加,瓦斯更容易在煤层中富集,而且在岩层相对运动的作用下,煤层破碎,存在软分层,容易引发瓦斯突出问题;二是向斜轴部,压性以及压扭性节理发育,岩层具备较强的封闭性,瓦斯容易富集,而且在褶皱作用下,岩层出现层间错动,导致煤层产生塑性变形,软分层的范围和厚度较大,同样存在着极大的瓦斯突出隐患。
1.2 断层作用
断层可以分为压性断层和张性断层,压性断层本身的围岩结构致密,透气性差,瓦斯移动困难,具备积聚的有利条件,同时岩层的相对错动会引发煤层的层间错动,软分层的存在增加了瓦斯突出的可性能。与之相比,张性断层的围岩结构疏松,透气性好,不利于瓦斯的保存,而且煤层的轻微错动影响了软分层的发育,其强度小、范围小,几乎不可能发生瓦斯突出问题[1]。
1.3 侵入作用
主要指岩浆岩的侵入,其所带来的不均匀的动力破坏和烘烤作用,会导致煤层结构出现带状变化,渗透率也存在很大的差异,会直接控制瓦斯的保存和运移。通常来讲,越靠近岩浆体,煤层的变质程度也越高,在岩浆冷却后形成的岩墙两侧,是瓦斯突出的高危区。
2 地质构造对煤层自燃的影响
2.1 裂隙
裂隙可以分为内生和外生两种,会影响煤层本身的供氧条件,增加煤层与氧气的接触面积,从而引发低温氧化反应,在温度较高时,就会引发煤层自燃问题。
2.2 孔隙
存在于煤层中的孔隙包括了原生孔隙和次生孔隙,通常来讲,孔隙越多,氧气与煤层的接触也就越充分,产生自燃的可能性也越大。随着煤化作用的深入,煤层中的孔隙会逐渐减少,因此在级别较高的煤层中,几乎看不到原生孔隙,这也就解释了为什么变质程度越高,煤层出现自燃的几率越小。
2.3 断层
在尚未进行开采的煤层中,断层本身的规模、数量以及走向等都会影响煤层的供氧性能,进而影响煤层的自燃问题,不仅如此,在煤层出现自燃后,断层性质及断距还会影响火焰的蔓延方向及蔓延距离。在正断层位置,由于煤层被切断,可以阻止火焰的进一步蔓延。因此,如果正断层完全切断了煤层,其可以作为一道天然的防火墙。而在逆断层位置,如果断距过小,则煤层的厚度会由于重复而增大,很容易导致煤层自燃的进一步发展。而如果存在间距较小的多个煤层,断层可能会贯通不同煤层,导致多个煤层的同时燃烧[2]。
2.4 褶皱
褶皱对于煤层自燃的影响,主要是通过控制煤层氧化放热中热量的聚集状况和运移方向实现的。在向斜位置,煤层氧化过程中释放的热量会向上扩散,因此很少出现中心位置自燃的情况,而倒转褶皱的存在,增加了煤层的厚度,也更加有利于热量的聚集,一旦达到煤层的燃烧温度,就可能引发大规模的自燃问题;在背斜位置,煤层氧化释放的热量会被运移到核心位置,如果该位置的顶板渗透性较差,则在热量的不断聚集中,就可能发生自燃。
3 地质构造对采动损害的影响
采动损害指由于煤炭开采作业,对于地质环境所造成的损害,属于一种比较特殊的表生构造现象。对于采煤矿区而言,其本身的所处的应力构造状态有两种,一是挤压状态,二是张拉状态。受构造应力的影响,岩层的移动方向会出现一定的变化,同时井下巷道的变形破坏也会呈现出新的方式。
假如矿区处于挤压构造应力场,在没有进行煤炭开采前就已经存在有侧向挤压应力,会造成煤层覆岩向上弯曲,煤炭开采后覆岩层的重力作用在抵消侧向应力后,才会导致煤层顶板向下弯曲变形,换言之,侧向挤压应力的存在可以增大岩体的力学强度,减轻煤层开采对于覆岩的损害。而如果矿区处于拉张构造应力场,拉张作用会抵消一部分重力,使得侧向应力减小或消失,进而导致岩体强度的下降,影响煤矿的生产安全[3]。
4 结语
总之,在进行煤矿开采时,必须首先做好地质勘查工作,做好相应的预防措施,时刻关注煤矿开采过程中的地质构造变化,消除安全隐患,切实保证煤矿的生产安全。
参考文献
[1] 张振基,马思迪.地质构造对煤礦安全生产的影响[J].山西煤炭管理干部学院学报,2015,28(3):112-113.
[2] 贾斌武.煤矿地质构造对安全生产的影响问题[J].内蒙古煤炭经济,2015,(12):198-199.
[3] 仝存有.煤矿地质构造对安全生产的影响分析[J].科技创新导报,2012,(4):65.
作者简介
韩利廷(1989—)本科,,助理工程师。