煤矿井下地质构造对地应力分布的影响

2020-02-23刘志斌

江西化工 2020年2期

刘志斌

(山西新元煤炭有限责任公司，山西晋中 045400)

引言

近几年，煤矿开采过程中经常发生一些问题，使得煤矿行业的长远发展受到了不同程度的影响，这些问题的存在与矿区的违规操作具有十分重要的关系。但是其中最主要的原因还是来自煤矿的井下地质构造以及相关地应力的分布。因此从煤矿开采的安全性出发，对于其中的地应力分布特征以及影响因素进行全面的探究应该是实现该行业长远发展的关键措施。

1 地质构造和地应力概述

在远古时期，随着时间的发展，动植物的尸体被掩埋在地下，而煤炭也是有这样发展来的，所以，煤炭的类型和特征也变化多样，这个原因也可以解释地应力的存在。相关的煤炭工作在进行开采工作之前，一定要提前了解煤炭的形成要求和原始应力。对地质构造的了解是必不可少的，地质构造可以推断出整个地层的构成状况，而且还可以根据这些状况推断出具体的地理构造，地理构造的不同所形成的煤炭特征也是不同的。对地用力的探究也是必不可少的，定力是一种基础力，地球内部温度和水的差异性所导致的地壳运动力量的差异性，这种力量是非常巨大的，因此要加强最低应力的关注。只有确保对两种方式的正确应用，才能保证开发出来的煤的质量。

2 地应力和煤炭层之间的关系浅析

现阶段我国煤矿资源分布来看，依照其倾斜角的不同，能够依照所处环境的特性来对有关数据进行调整，详细分析不同区域的地质结构，同时实施应力变化研究。通过有关数据能够看出，断裂的程度以及粗砂岩通常能够按照正比的方式实施布局，同时其单斜、背斜和向斜的分布也会存在一定的差异，施工人员一定要强化对此过程当中煤层倾斜角度给与高度关注，结合煤层断裂带附近的时间变化和应力变化等开展相关研究工作，可以有效保证其工作质量。另外煤矿施工期间还要强化对孔径比较小的水压进行重点关注，使用与之相对应的应力测量设备来开展测量工作。

3 煤矿井下地质构造对地应力分布的影响

3.1 小孔径水压致裂地应力测量装置的应用

在地应力测量装置中，小孔径水压致裂地应力装置是其中最常用的一种。在这里我们将会列举实例来具体分析，如下：第一步，在全部工作开展之前要做好数据的收集，也就是说，相关工作人员要使用高新技术设备来对所要进行工作的矿区的地应力进行检测，并将所得数据收录在案。第二步，分析所得数据，即对上一步骤所得的数据进行分析，根据不同的地质构造来得出不同的结果。然后利用数据实际进行检测和分析，从而可以得到地应力与整个煤矿方向发展的联系。第三步，利用数值分析方法得出最后的结果。

3.2 断层附近的地应力测量以及分析

3.2.1 断层对地应力值的影响

对地应力的分析，在本文中是使用水压致裂地应力来进行工作的。我们从结果中可以看出，存在于断层中的低应力的响应值比较小。而存在于断层附近的地应力，其特征是最大程度主应力相似于垂直力，从而导致应力场的产生，这部分的发生也会对地应力产生很多的影响。

3.2.2 断层对地应力方向分布的影响

地应力受多种因素的影响产生不同的结果，其中对其影响较大的是断层结构。断层的出现会影响水平上的地应力，从而加强地应力的性能。

3.3 模拟测试结果分析

煤炭可以通过自身的重力实现对自身压实的处理，这样可以进一步增强煤炭的密度，来夯实它内部的结构。但是，在整个模型进行计算的过程中，我们逐步的会发现相差不大的它和垂直应力也在不断增大的特点。水平应力受到重力的影响之后，煤炭层的水平仪就会受到不同的作用和制约发生变化，所以水平应力还跟填埋的深度有着密切的关系。在对其进行调查的时候一定要从实际情况来进行出发。

在水平力的作用下，煤体的表面会出现隆起的现象，之后还会使得应力场呈现出不同程度的演化。在这样的前提下，地层之间的模型变化程度也会有所不同，隆起的速度和程度也会各有所异。如果一旦遇到斜滑面，就会使得整体的模形发生形变。不同的现状。使得地面发生扭曲和变化。

经过权威的数据表现表明水平应力的大小和煤体之间相互挤压的作用有着密切的关系，所以通过煤岩层的弹性模量的变化对水平应力变化的来进行全面的分析。在挤压的作用上煤体内部的水平，压力也会不断的提升，为了后面那个开采工作奠定了良好的根基。除此之外，水平应力的提升和媒体之间有着线性的关系。如果出现较小的弹性模量，与此同时水平应力也会变小。

数据中表明，可以直接通过基本顶直接顶和煤顶之间的联系可以为模型结构来奠定基础。进一步使得进一步让水平力分布可以得到直观的显示。要多加注意的是，顶层的水平里要大于垂直的应力。这样才可以保障。斜轴部的范围。

4 合理的进行煤矿井下开采工作的改进因素

4.1 在施工之前做好相关的煤矿井下地质构造的勘察工作以及做好后期的维护工作

从我国当前的煤矿开采业来进行观察。这个行业也在不断地进行着发展和进步，范围也在逐渐的扩大。但是正是因为他的广泛性，所以才会在施工的过程中遇到各式各样的问题和情况。就比如说在对煤矿进行开采的施工过程中，当地的天气和气候和地质因素决定了施工的质量和进度。所以在对煤矿进行开采之前，一定要对当地的地势和气候天气等要进行严格的审查，除此之外还要对开采的位置进行科学合理的判断来进行确定，最后再经过多次的模拟实验来确保工程的万无一失，除此之外，在对煤矿进行开采的过程中，还要对各项的因素进行定期的审核，在整合的过程中，如果发现的问题要及时的进行处理和解决。对于井下开采施工的一些设备和机器要进行定时的维修和检查，来保障井下人员的生命安全，发现问题要及时的处理。除此之外，在对机械设备这些进行检查的过程中，还要保障工作人员的工作素养和专业知识，要不断地对这些员工进行培训和审查，来保障项目的高质量进行，容易发生泥石流暴雨雷电等地区的矿井进行多次的审核和调试来进一步制定科学合理又可行的施工方案，还要对一些出故障的机械设备进行登记和记录，发现问题时要合理的解决，避免损坏的工具给工程带来不利的影响。