地质构造对煤矿生产的影响探析

韩振鹏

摘要：文章真对现在煤矿生产中遇到的地质构对生产的影响进行分析，并提出可行的解决方案。

关键词：地质构造煤矿分析研究

P618.130.2

平宝公司于2004年8月16日正式开工建设,2009年7月14日试生产，2010年8月9日正式投产。矿井采用立井两个水平、集中石门、分组大巷、采区上下山开拓方式，走向长壁全部垮落采煤法。矿井分-600米和-760米两个水平开拓。一水平生产采区2个，分别为己一、己二采区。随着高产高效矿井建设的发展，地质问题对矿井生产的影响愈加突出，由于没有超前查明地质构造所造成的生产被动和经济损失逐年加大。 本文将结合平宝公司的生产和地质工作技术现状，分析地质问题凸显的原因，并提出解决地质问题的对策。

1、原因分析

1.1煤田埋藏较深，地质条件复杂

平宝公司地面标高在+101米～+366米，垂深在700米～1100米。平宝公司属于新建矿井，地质资料不清，采掘揭露表明，地质条件明显较复杂。现施工的回采工作采面瓦斯抽放巷均采取边探边掘的施工方法。

1.2地质勘探成果控制程度偏低

本区普查以前开展地质工作较少，无地质钻孔，仅在井田外围部分地段进行了少量物探和钻探工作。

自1980年2月至1991年9月煤田地质第一勘探局129队进行了包括本井田在内的大面积普查地质工作，其工作范围：东起洛岗断层，西至31勘探线，北西至十三矿深部边界；北起胡岗断层及襄郏断层，南至一矿、十矿八矿深部边界和东部边界及寒武系顶界面，面积252km2。于1991年9月提交了“河南省平顶山煤田深部东段普查地质报告”并获审查批准。共施工钻孔57个，55004.05m。在普查区59勘探线以东地段进行了地震勘查，由于没有速度测井孔，精度较差。井田内施工11个钻孔，11037.13m，其中129队施工9个钻孔，9013．20m，特级3孔，甲级2孔，乙级4孔，测井甲级6孔、乙级3孔；矿务局地测处施工2个钻孔，2023.93m，钻孔末评级。

平宝公司的精查勘探成果是1997年5月提交的地质勘探报告，施工钻孔18个，16172.73米，主要是解决勘探程度不足及遗留问题，满足矿井设计、建井及生产采区对地质资料的需要。但整体矿井的勘探程度仍然过低。

地质构造对高瓦斯矿井影响较大

地质构造对瓦斯赋存影响较大，地质构造复杂程度控制着煤与瓦斯突出危险性，构造的发育特征控制着瓦斯抽采和瓦斯治理难度，几乎所有煤与瓦斯突出都间接或直接地与地质构造有关。在巷道掘进和回采工作面回采期间遇到地质构造降低了产量和降低了掘进进尺，增加了瓦斯突危险性。另外，工作面走向长度加大也增加了避开地质构造影响的困难。

1.4超前查明地质构造的方法、手段不能满足需要

矿井地质工作是煤炭生产过程中的一项重要的基础性技术工作。20世纪90年代以来，采煤方法、采掘设备、工作面单产都发生了巨大变化，但地质工作的方式方法则没有很大的变化，仍然是将主要精力放在工作面中，仍然是以分析研究为主，缺乏技术手段方法的应用，查明构造的精度、速度不能满足高产高效生产的要求。总之，地质工作观念、工作方式及资金投入滞后于采煤技术的发展，超前查明地质构造的手段不足， 也是地质问题凸显的原因之一。

2、对策研究

2.1转变地质工作观念立足超前查明的原则

针对矿区地质条件趋于复杂的客观事实，传统的地质工作观念必须改变：(1)地质工作不仅是煤炭企业技术的基础工作，更是经济效益的基础工作，必须加大超前投入力度；(2)地质基础工作不是一劳永逸的，必须随着采煤技术的发展不断补充、完善 和更新，工作标准必须适应主要采煤方法的要求；(3)对于高产高效工作面，地质条件必须立足超前查明。超前查明要把握好采区巷道布置前、综采工作面安装前和采煤工作面遇构造采取措施前3个环节。(4)要坚持“生产需要是目标，超前查明是标准，地质分析是基础， 应用手段是关键”的技术工作思路，根据采煤方法和生产衔接，超前安排地质工作。

2．2推广应用三维地震为主的综合勘探手段，提高地质成果质量

提高地质成果质量,查明隐伏地质构造，必须依赖于有效的地质勘探手段。就当前技术水平而言，应完善以下3个方面的勘探工作。首先，以钻探为主要手段的补充勘探工作必须到位。新布置采区内的高级储量比例必须达80%以上，构造及煤层控制程度必须满足高产高效的要求。其次，大力推进三维地震勘探。应当结合生产统一规划，逐步实施，实现在采区设计前完成三维地震勘探的工作目标。要基本查明30m以上陷落柱、5m以上落差断层以及无煤区 ，准确率不低于70%。第三，加大井下无线电坑透工作力度。坑透工作应当按照“集中管理，专业队伍，提高精度，市场引导”的指导方针，在一次坑透取得较好成果的基础上对异常区开展二次坑透，分析研究各种地质构造的异常规律，由多解向单解，由定性向定量逐步过渡；分析新的干扰因素及其排除方法，进一步提高坑透成果的准确率，满足高产高效要求。 2．3优化采区、工作面设计，有效避让地质构造

地质条件可以查明，但不可以改变。采区和工作面设计前必须认真分析地质条件的特点和地 质资料的可靠程度，结合采煤方法及矿井产量等因素，提出趋利避害的设计方案，有效避让地质构造。对于多煤层开采区域，要合理安排开采顺序。（1）设计必须依据地质部门正式批准的采区地质说明书，首采区段应有三维地震勘探资料；（2）采区和工作面设计在总体上向、大走向发展的同时，要兼顾地质条件、采煤工藝、采掘队伍及矿井产量安排等因素，合理布置工作面尺寸，并针对构造随着采掘探明发生的变化而留有变化预案；（3 ）选择合理的采煤方法和开采顺序，以大面综采为主，优化工作面衔接顺序，做到合理集中生产。对于工作面遇构造缩短、跳采等方案要进行详细的经济效益评估和方案比较，突出经济效益；（4）开采结束的采区应对其设计进行总结、反思，积累经验教训。

2．4合理选择采掘设备，提升设备过构造的能力

针对平宝公司地质条件向复杂变化的趋势， 要根据不同的地质条件，选用不同的采掘设备，加大采掘设备适应和克服构造 的能力。（1）总体上讲，应具备开采薄、中、厚煤层的各类支架和采掘机械；（2）加大采煤机组主要部件如滚筒、刀齿的强度，对于较小构造和有夹矸的煤层可直接采过，以降低因过构造采取特殊措施的费用，并提高生产效率；（3）必须加强支架的爬坡能力和抗倾倒能力，防止褶曲构造和煤层坡度变化造成的支架倒架、窜架、窜溜等，对于构造复杂区和回收区，可采用小面开采，配备轻型支架。

2．5加强工作面过构造的技术研究，规范施工组织和措施

加强工作面过构造的技术研究，顺利通过地质构造已成为提升高产高效水平的重要环节。（ 1）要加大构造探明力度，确保每个工作面进行坑透，对坑透异常区必须打钻证实，必要时进行巷探；（2）对过构造的技术方案要反复论证，不仅要考虑构造规模、性质，还要考虑产量、衔接安排及队伍状况，要进行经济效益评价，要有遇特殊情况的应变方案；（3）加强现场管理。地质部门要不间断地跟踪构造变化情况，定期向施工单位和有关部门提供剖面图及预测资料；生产部门要认真研究过构造的施工工艺措施，要确保各项技术措施落实到位，并保持一定的推进速度；（4）严密组织领导，大胆创新。过构造期间要制定专项的经济分配政策，并严格考核，施工单位领导要跟班上岗，确保有效的组织协调。要及时总结经验教训，积极探索，大胆创新，走出一条符合自身实际的路子，真正实现高产高效。

2．6加快建立高产高效地质保障系统

高产高效地质保障系统是今后地质工作的目标。这一保障系统决不是将现有的各项地质工作简单相加结合而成，而应该是以本矿区特定地质条件为基础，以满足综采工艺对地质要素查明程度要求为目标，使用先进可靠的技术手段，及时有效地为矿井生产提供准确可靠地质资料的工作过程。系统的主要构成是：以计算机为基础的地测基础资料、图件 、数据信息化管理技术；以三维地震、无线电坑透、小型高效钻探为基础的地质构造探测技术；以系统评价严格考核为主的科学管理技术。系统的主要技术目标是：在采区工作面设计前，基本查明大于30m的陷落柱和大于5m的断层、无煤区及煤层分布形态，准确率不低于7 0％；在工作面生产前查明大于30m以上陷落柱和落差大于1/2煤厚的断层，基本查明影响综采生产的各类地质因素，准确率不低于85%；在生产过程中要及时准确查明工作面、掘进头 遇到的地质构造，平面位置误差不超过5m。系统建立应遵循的原则是：“总体规化、分步实施、逐项突破、完善提高”。