中小型地质构造对煤矿掘进的影响与应对措施

马宪文

摘要：本文通过剖析煤炭开采施工中由中小地质构造造成的问题，同时根据多年实践经历，对中小地质前提下可能造成的局部冒顶意外的初期现象进行预估和探究，同时，也给出了相关应对的策略。希望通过本文能够提升在煤炭开采施工过程中安全高质量生产的水平，進而促使煤炭开采行业的良性循环发展。

关键词：中小型地质；煤矿开采；解决措施

不同于大规模地质形态的是，在实际施工过程中，中小型煤矿地质形态包含于次级构造，其包括了中小型地质构造中的皱褶、断层以及顶板复合。由于地形的差异，不同种类的中小型地质构造所对应的施工情况大相径庭，在煤矿开采中，我们会遇到不同的问题。所以，了解各种门类的中小型地质结构的特点和在施工情况下的应对方法，无论是在理论方面还是实际操作过程中，都是很有必要的。

一、不同的中小地质构造种类

（一）中小型地质构造中的皱褶

中小型地质构造中的皱褶主要包括了向斜、背斜和顶板的挠曲构造。这三种皱褶类型最常见的就是煤层顶板挠曲构造，这一类型的皱褶是我们施工掘进过程中常常碰到的一类皱褶，由于它的状态往往不规整，并且会持续很长的施工范围，所以这种皱褶会对施工的保护设备造成巨大的损害，还会干扰到周边的煤层，导致了严重的变形。

（二） 复合顶板

首先介绍煤矿的构造，通常，煤层的顶板由老直接顶和伪顶构成。通常，煤线都隐含在煤层顶板中，最突出的就是直接顶及伪顶的构造。在作业过程中，复合顶板又存在于比较轻薄的煤层中，这样的结构无疑会造成保护设施的毁坏，从而对煤矿开采带来更加不可预估的伤害。

（三） 中小型地质构造中的断层现象

与其他较大的断层比较，中小型地质构造中的断层往往不会超过五米，作业人员在实际的开采过程中会碰到正断层、逆断层和平断层以及逆掩断层这几种常见的断层类型。我们在实际作业中发现了这些断层，譬如：底板和顶板出现了移动的现象，还有类如煤层变厚等，可以根据这些情况判断巷道出现了断层。因煤炭形成的时间非常久远，煤层可能会变为牢固的岩石层，并且在施工过程中，这些断层的裂缝还会位移和加深。

二、煤炭开采作业中中小型地质构造的影响

在实际煤炭开采的操作情况下，施工人员仅通过肉眼观察是很难发现这些中小型的地质构造的，这是由于中小型地质构造仅从外观判断和正常情况差别不大，很难发现是否存在不正常的情况。熟练的操作人员在使用钻孔机打孔进行专业的操作时，才会发现这些异常的问题。因为打孔机在打孔中如果遇到了中小型地质构造，它前进的速度要远快于平时打孔的一般情况，所以，操作的技术工人可以根据经验拿捏是否存在这些潜藏的中小型地质构造。由于这些中小型地质构造不容易被发现的特性，常常会给施工作业带来安全隐患。

技术操作人员在煤炭开采施工过程之中若碰到了中小型地质构造，就会导致开采施工的进度会被意外发生处前方几十米的煤炭开采主体所干扰，从而引起局部的安全事故。在这种特殊状况发生时，煤矿巷道就会造成高高的冒顶区域，那些可燃气体也就会聚集在这个较高的区域之中。因这个冒顶的区域中有了大量的可燃气体，会导致施工区域内压强不平衡的后果，在临近煤壁的区域压强远大于其他区域，随着可燃气体的浓度不断升高，井下发生爆炸的概率也就越大，此时若有任何引燃气体的行为，就会导致严重的安全事故，对施工人员的人身安全造成极大的影响，所以必须对这个问题重视起来。

三、对中小型地质结构造成的问题给出解决策略

通常来说由于中小型地质结构的皱褶和断层都隐没于开采层的最上面，所以在施工中，常常会因为无法发现这些细微差别而导致安全事故。但是如果我们尽早采取一些相关防范手段，可以达到防止一些意外事故发生的目的。因此，操作技术人员应当在开采中时刻警惕开采面的各项非正常情况，从最源头上预防，才能有效防止安全事故的发生。

（一） 防范采煤面冒顶

冒顶事故是我们在煤炭开采过程中较常发现的意外事故之一，这种事故通常发生在作业区域的局部。一些可以被观测到的先兆可以作为冒顶事故的判别标准，比如：如果在作业或者打眼的时候发现煤层的顶板出现了许多不同寻常的裂缝，并且过了一段时间之后，这些裂缝变大变深了，那就要引起警惕，来测试一下这是否是冒顶的前兆。具体操作可以参考通过敲击的声音，但是由于煤层的间隙中都有空洞，所以施工人员在进行开采煤层和顶板接触的位置的时候会被掉落的硬块所弄伤。所以对于冒顶这个在煤层顶部的现象，我们可以通过深割这个有效的操作手段，在煤层经过深割之后，由于现在的煤层可能会出现塌陷，所以作业人员应做好支护的准备，如果出现顶板断裂，一定要保护施工人员的人身安全。

（二） 预防隐没的中小地质构造

中小地质构造隐藏在煤层之中，拥有很大的隐蔽特性，在作业过程中我们可以依照已经发现的情况来预估哪里可能会出现中小地质构造的问题。譬如：作业人员如果开展锚索工作，出现了钻机在工作区域行进速度加快的现象，这就相当于预估了该煤层中出现了中小地质构造的现象。再比如：完成了上述锚索的工作时，发现了巷道中出现了漏水严重的问题，也可以由此断定存在着中小地质构造。因此，在煤炭开采作业工作开展之前，技术支持人员就应当根据实际情况做好有效的全面的安全措施，确认设备的稳定性。再者，支护设备的选取也应当根据实际情况做出调整，而不是死板的根据既定参数设置，若掘进巷道横截面积大于16平方米的时候，就需要采取额外的防护措施以保证工作的安全进行。

（三） 冒顶现象的预防与处理

若能够提早发现并判断冒顶现象的出现，那么冒顶事故所带来的损害就可以很大程度上被降低。作业人员在操作过程中，通常会发现一些预示着事故的先兆，这些先兆可以被概括为非正常的声响、作业层的裂缝、煤矸石不同寻常的掉落以及巷道上方有水珠滴滴答答的流下来。只有提高作业人员整体的安全意识，严格禁止开采工作空顶进行，才能最大限度的保障安全。若果发现了异常现象，应当尽快向上级部门报告，并尽快采取应对措施。

四、 结束语

我们或许会在媒体报纸上看到发生煤矿事故的新闻，这意味着许多家庭的分崩离析，这些悲惨的事故往往由于一些开采人员在作业过程中对中小地质构造的忽视所造成。所以这就要求我们在开始正式开采煤炭作业之前，就应该探索工作区域的地质情况，并且全面地分析。做好了这一项准备工作之后，也要开展全面的安全设施工作，妥善处理中小型地质构造带来的不良影响，从而维护安全生产。

参考文献：

[1] 张亚文. 煤矿掘进中小型地质构造的识别及处理对策[J]. 山西焦煤科技， 2010， 34（3）：38-40.

[2] 王国华. 煤矿中小型地质构造预测方法[C]// 陕晋冀煤炭学会地质测量专业学术研讨会. 2006.

（作者单位：山东能源临矿集团古城煤矿）