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摘 要:煤矿开采作业的过程中,会受到来自地质构造因素的重要影响。为提升煤矿开采工作的效率,同时保证煤矿开采作业工人井下工作的安全性。需要重视和关注煤矿开采前期的地质构造勘察工作和相关研究,深入分析和全面总结地质构造对煤矿开采的影响,进而针对影响采取合理的事故防范措施,减少事故问题的发生,由此才能预防矿井事故,从而有效促进我国煤矿产业的整体健康有序发展。
关键词:地质构造;煤矿开采;影响
1地质构造对煤矿开采的主要影响因素
通常情况下,可能对煤矿安全生产产生影响的因素较多,从地质构造自然因素角度分析,岩浆岩侵入体、褶皱构造、陷落柱、断层等都是对煤矿安全开采产生影响的重要因素。地质构造因素可能在煤矿安全生产中产生的事故问题包括:矿井沉陷、煤矿水灾、煤矿瓦斯爆炸等等。煤矿安全事故一旦发生,很可能波及矿井中所有参与作业的矿井工人的生命安全,同时也可能产生非常严重的社会负面影响。
1.1地质构造和采煤沉陷间的联系
采煤沉陷是煤矿开采时经常发生的安全事故之一,采煤沉陷情况的发生与开采矿区的地质结构有密不可分的联系。不同地质结构包含的岩石种类、成分、硬度与强度各不相同,所以,矿区发生采煤沉陷的可能性也有所不同,造成的采煤沉陷程度也存在一定差异。
1.2地质构造和煤矿瓦斯安全事故的联系
1.2.1断层结构
断层结构比较特殊,断层被破坏后,对火灾与煤层自燃的控制力度会降低,煤层发生自燃的概率大大增加,同时,也容易发生瓦斯爆炸,对施工安全造成威胁。
1.2.2褶皱结构
地质中的褶皱结构可以帮助传播煤层中的热量,但也会影响煤矿开采。褶皺结构位置在背斜处时,使地质层的热量逐渐散发到煤层内部,煤层中的热量积少成多,很容易引发瓦斯安全事故;褶皱结构的位置在向斜处时,可以帮助地层内部的热量向褶皱结构处散发,能有效避免瓦斯爆炸安全事故的发生。
1.2.3孔隙与裂隙
煤矿开采层中的孔隙对生产安全有直接影响,尤其煤层内瓦斯含量较高时,孔隙越多发生安全事故的概率越大。孔隙数量多,与煤层间瓦斯和氧气含量的接触程度就越大,发生瓦斯爆炸事故的可能性也随之升高。与孔隙相似的结构还有煤层中的裂隙,也会加大煤层氧化发生自燃的概率。
1.3地质构造和矿井水灾之间的联系
受煤矿采动影响,煤矿井下的地质结构会遭到一定程度的破坏,导致地下水流入矿井,引发矿井水灾。矿井水灾不仅会对煤矿开采的效率造成不良影响,还会降低煤炭的品质。导致矿井水灾的主要原因:(1)由于在回采过程中的不合理操作,沟通了富水构造带导致采煤面发生突水,引发了矿井水灾;(2)未能在采掘前对煤矿井下地质结构进行科学勘测和深入分析,施工人员没有选择合理的掘进方法,破坏了煤矿井下的地质结构,导致地下水流进矿井,酿成矿井水灾。
2降低地质结构对煤矿开采影响的意义
2.1提升煤炭资源开发利用率
准确、及时、合理的地质结构勘测工作,可以帮助煤矿企业分析矿区地质结构,全面掌握矿区资源的储备情况,进而制定出科学合理的开采计划,避免因开采方法应用失误而导致的资源浪费,提高煤炭资源的利用效率,促进煤矿企业的可持续发展,这也是对煤炭这种不可再生资源的一种保护和节约。
2.2提高煤矿开采工作的安全系数
在煤矿开采过程中,一旦发生安全事故,就会阻碍煤矿开采工作的进行,同时造成经济损失,危及施工人员的安全。因此,降低安全事故的发生概率是煤矿开采必不可少的前提和基础。
2.3节约施工时间及施工成本
通过煤矿地质构造的检测反馈的数据报告,为煤矿企业制定开采计划提供了科学依据,企业可根据施工状况对人力、物力进行合理的调配和整合,提高了煤矿开采的准确性,减少了由于施工意外造成的返工情况,缩短了施工进程,提高了煤矿施工的质量。
3降低地质构造对煤矿开采影响的策略
3.1加强勘察与分析工作
加强勘察与分析工作对于降低地质构造对煤矿开采影响至关重要。通常可以采用声纳探测与计算机绘图软件的结合进行地质构造图的绘制,了解地质条件的准确情况,依据精准的探测和采样数据全面掌握地质构造情况和开采过程中可能发生的变化。进而设计科学的开采方案,最大程度降低地质构造条件变化可能引起的安全事故问题。
3.2提高煤矿的回收率和利用率
想要提高煤矿的回收率和利用率,首先要做到对开采的矿井进行地质勘查,根据地质信息判断可能出现伴生矿产的分布位置和能否进行利用。然后根据地质构造、煤层情况、产煤量等数据综合判断,并且制定合理的煤矿回收计划。最后根据开采过程中的实际情况,及时的分析相关数据的变化,不断的修改完善回收计划,选择最优回收方案,最大限度降低煤矿开采的成本,减少资金浪费。以国家庄煤矿的开采区为例,通过对该地区的地质勘查后,发现该地区的地质结构较为简单,蕴含丰富的煤矿资源,目前已经开采出3个工作面,产出200kt的煤量,预计还可采出剩余煤量300kt,但是因为该煤矿采区在之前的开采过程中,对地质构造的破坏较大,盲目下井开采极有可能导致危险的发生,通过对地质构造的不断分析,最终采用加入局部破底板的方式,缩短相关设备的安装长度,对矿区中的剩余资源全部回收,取得了巨大的经济效益。由此可知,提升煤矿开采的回收率和利用率可以有效地促进煤矿业的可持续发展的可能,为国家增加计划外的矿产资源存储,从根本上增加相关产业的经济效益。
3.3升级煤矿使用的设备配置和工艺
现阶段机械化信息化的开采设备逐渐增加,将现代化技术应用到煤矿开采工作中去,有助于提高煤矿开采工作安全性的提高,并且减轻因为落后设备对地质构造造成的不合理的破坏。根据不同地区的地质结构,选择不同的机械化设备,因地制宜,从根本上保证安全生产。山西某矿区在开采初期,缺少高级机械化设备,开采工艺相对落后,从而使得该矿区的经济效益较低,相关工作人员的工资水平无法提高,该矿区一度面临招工困难,职工跳槽,人才大量流失。面对这样的情况,高层决定全面引入机械化开采设备,2012年引入了第一台岩巷掘进钻装机,不仅提高了开采工作的工作效率,还解决了该地区特殊地质结构带来的开采困难等问题,同时,也减轻了开采人员的工作压力。除了对开采设备的引入,还应该加强相关保护措施,在开采煤矿的矿井中安装相对应的监控装置、预警装置、以及对瓦斯泄露的检测装置。通过这些装置,及时对煤矿中可能发生的危险进行预警,做到未雨绸缪,有效杜绝危险的发生,保证矿工的生命安全。在此基础上,应不断完善煤矿开采的制度,提高矿业高层对煤矿开采的重视,加强对煤矿开采生产安全教育的宣传,从根本上提高对地质构造的认识,较少矿井事故的发生。
3.4提升对矿井水灾的防治力度
矿井水灾是煤矿开采过程中的常见问题。一旦发生矿井水灾,会对煤矿开采企业造成严重的经济损失。因此,在煤矿开采过程中,应对可能产生突水的煤层留设防水隔离煤柱,加强对老窑积水区的勘测,及时疏通老窑积水和采空积水。同时,在煤矿开采的过程中,应对煤矿周边区域的地质情况和水文情况进行实时监测,编制完善的水文地形图。
总之,煤矿开采工艺复杂,地质结构是影响煤矿开采的重要因素,为了保证煤矿开采的顺利进行,煤矿企业必须全面勘测矿区的地质结构,分析其可能带来的安全风险,并提出有针对性的安全预案,进而降低煤矿开采安全事故的发生概率。
参考文献
[1]李永强.地质构造对煤矿开采的影响研究[J].内蒙古煤炭经济,2017(18):93+114.
作者简介
第一作者:姓名:梁昌伟 身份证号码:370481197609052237,第二作者:姓名:李桂全 身份证号码:370481199004272236,第三作者:姓名:孙启林 身份证号码:370404198611166251。
(作者单位:汉诺联合集团有限公司)
关键词:地质构造;煤矿开采;影响
1地质构造对煤矿开采的主要影响因素
通常情况下,可能对煤矿安全生产产生影响的因素较多,从地质构造自然因素角度分析,岩浆岩侵入体、褶皱构造、陷落柱、断层等都是对煤矿安全开采产生影响的重要因素。地质构造因素可能在煤矿安全生产中产生的事故问题包括:矿井沉陷、煤矿水灾、煤矿瓦斯爆炸等等。煤矿安全事故一旦发生,很可能波及矿井中所有参与作业的矿井工人的生命安全,同时也可能产生非常严重的社会负面影响。
1.1地质构造和采煤沉陷间的联系
采煤沉陷是煤矿开采时经常发生的安全事故之一,采煤沉陷情况的发生与开采矿区的地质结构有密不可分的联系。不同地质结构包含的岩石种类、成分、硬度与强度各不相同,所以,矿区发生采煤沉陷的可能性也有所不同,造成的采煤沉陷程度也存在一定差异。
1.2地质构造和煤矿瓦斯安全事故的联系
1.2.1断层结构
断层结构比较特殊,断层被破坏后,对火灾与煤层自燃的控制力度会降低,煤层发生自燃的概率大大增加,同时,也容易发生瓦斯爆炸,对施工安全造成威胁。
1.2.2褶皱结构
地质中的褶皱结构可以帮助传播煤层中的热量,但也会影响煤矿开采。褶皺结构位置在背斜处时,使地质层的热量逐渐散发到煤层内部,煤层中的热量积少成多,很容易引发瓦斯安全事故;褶皱结构的位置在向斜处时,可以帮助地层内部的热量向褶皱结构处散发,能有效避免瓦斯爆炸安全事故的发生。
1.2.3孔隙与裂隙
煤矿开采层中的孔隙对生产安全有直接影响,尤其煤层内瓦斯含量较高时,孔隙越多发生安全事故的概率越大。孔隙数量多,与煤层间瓦斯和氧气含量的接触程度就越大,发生瓦斯爆炸事故的可能性也随之升高。与孔隙相似的结构还有煤层中的裂隙,也会加大煤层氧化发生自燃的概率。
1.3地质构造和矿井水灾之间的联系
受煤矿采动影响,煤矿井下的地质结构会遭到一定程度的破坏,导致地下水流入矿井,引发矿井水灾。矿井水灾不仅会对煤矿开采的效率造成不良影响,还会降低煤炭的品质。导致矿井水灾的主要原因:(1)由于在回采过程中的不合理操作,沟通了富水构造带导致采煤面发生突水,引发了矿井水灾;(2)未能在采掘前对煤矿井下地质结构进行科学勘测和深入分析,施工人员没有选择合理的掘进方法,破坏了煤矿井下的地质结构,导致地下水流进矿井,酿成矿井水灾。
2降低地质结构对煤矿开采影响的意义
2.1提升煤炭资源开发利用率
准确、及时、合理的地质结构勘测工作,可以帮助煤矿企业分析矿区地质结构,全面掌握矿区资源的储备情况,进而制定出科学合理的开采计划,避免因开采方法应用失误而导致的资源浪费,提高煤炭资源的利用效率,促进煤矿企业的可持续发展,这也是对煤炭这种不可再生资源的一种保护和节约。
2.2提高煤矿开采工作的安全系数
在煤矿开采过程中,一旦发生安全事故,就会阻碍煤矿开采工作的进行,同时造成经济损失,危及施工人员的安全。因此,降低安全事故的发生概率是煤矿开采必不可少的前提和基础。
2.3节约施工时间及施工成本
通过煤矿地质构造的检测反馈的数据报告,为煤矿企业制定开采计划提供了科学依据,企业可根据施工状况对人力、物力进行合理的调配和整合,提高了煤矿开采的准确性,减少了由于施工意外造成的返工情况,缩短了施工进程,提高了煤矿施工的质量。
3降低地质构造对煤矿开采影响的策略
3.1加强勘察与分析工作
加强勘察与分析工作对于降低地质构造对煤矿开采影响至关重要。通常可以采用声纳探测与计算机绘图软件的结合进行地质构造图的绘制,了解地质条件的准确情况,依据精准的探测和采样数据全面掌握地质构造情况和开采过程中可能发生的变化。进而设计科学的开采方案,最大程度降低地质构造条件变化可能引起的安全事故问题。
3.2提高煤矿的回收率和利用率
想要提高煤矿的回收率和利用率,首先要做到对开采的矿井进行地质勘查,根据地质信息判断可能出现伴生矿产的分布位置和能否进行利用。然后根据地质构造、煤层情况、产煤量等数据综合判断,并且制定合理的煤矿回收计划。最后根据开采过程中的实际情况,及时的分析相关数据的变化,不断的修改完善回收计划,选择最优回收方案,最大限度降低煤矿开采的成本,减少资金浪费。以国家庄煤矿的开采区为例,通过对该地区的地质勘查后,发现该地区的地质结构较为简单,蕴含丰富的煤矿资源,目前已经开采出3个工作面,产出200kt的煤量,预计还可采出剩余煤量300kt,但是因为该煤矿采区在之前的开采过程中,对地质构造的破坏较大,盲目下井开采极有可能导致危险的发生,通过对地质构造的不断分析,最终采用加入局部破底板的方式,缩短相关设备的安装长度,对矿区中的剩余资源全部回收,取得了巨大的经济效益。由此可知,提升煤矿开采的回收率和利用率可以有效地促进煤矿业的可持续发展的可能,为国家增加计划外的矿产资源存储,从根本上增加相关产业的经济效益。
3.3升级煤矿使用的设备配置和工艺
现阶段机械化信息化的开采设备逐渐增加,将现代化技术应用到煤矿开采工作中去,有助于提高煤矿开采工作安全性的提高,并且减轻因为落后设备对地质构造造成的不合理的破坏。根据不同地区的地质结构,选择不同的机械化设备,因地制宜,从根本上保证安全生产。山西某矿区在开采初期,缺少高级机械化设备,开采工艺相对落后,从而使得该矿区的经济效益较低,相关工作人员的工资水平无法提高,该矿区一度面临招工困难,职工跳槽,人才大量流失。面对这样的情况,高层决定全面引入机械化开采设备,2012年引入了第一台岩巷掘进钻装机,不仅提高了开采工作的工作效率,还解决了该地区特殊地质结构带来的开采困难等问题,同时,也减轻了开采人员的工作压力。除了对开采设备的引入,还应该加强相关保护措施,在开采煤矿的矿井中安装相对应的监控装置、预警装置、以及对瓦斯泄露的检测装置。通过这些装置,及时对煤矿中可能发生的危险进行预警,做到未雨绸缪,有效杜绝危险的发生,保证矿工的生命安全。在此基础上,应不断完善煤矿开采的制度,提高矿业高层对煤矿开采的重视,加强对煤矿开采生产安全教育的宣传,从根本上提高对地质构造的认识,较少矿井事故的发生。
3.4提升对矿井水灾的防治力度
矿井水灾是煤矿开采过程中的常见问题。一旦发生矿井水灾,会对煤矿开采企业造成严重的经济损失。因此,在煤矿开采过程中,应对可能产生突水的煤层留设防水隔离煤柱,加强对老窑积水区的勘测,及时疏通老窑积水和采空积水。同时,在煤矿开采的过程中,应对煤矿周边区域的地质情况和水文情况进行实时监测,编制完善的水文地形图。
总之,煤矿开采工艺复杂,地质结构是影响煤矿开采的重要因素,为了保证煤矿开采的顺利进行,煤矿企业必须全面勘测矿区的地质结构,分析其可能带来的安全风险,并提出有针对性的安全预案,进而降低煤矿开采安全事故的发生概率。
参考文献
[1]李永强.地质构造对煤矿开采的影响研究[J].内蒙古煤炭经济,2017(18):93+114.
作者简介
第一作者:姓名:梁昌伟 身份证号码:370481197609052237,第二作者:姓名:李桂全 身份证号码:370481199004272236,第三作者:姓名:孙启林 身份证号码:370404198611166251。
(作者单位:汉诺联合集团有限公司)