试论煤炭开采对地质结构及地质安全的影响

赵彦旭 张予川 郅红魁 谢佳兴

摘  要：近年来，煤炭的深层开发已成为必然趋势。煤炭资源所在区域地质条件复杂，开采活动也会对地质构造产生一定影响。本章重点分析了常见地质构造下煤炭开采活动可能产生的危害以及成因，并通过做好采矿前期地质测量和勘探、提高煤矿采矿技术、采取多样化煤炭开发手段，实现对采煤活动的标准化、规范化管理。

关键词：煤炭开采;地质结构;地质安全;影响分析

煤炭作为主要化石燃料，在国民经济发展和社会稳定中发挥着无可替代的重要功能。但随着中国社会各行业规模迅速扩大，煤炭资源开采过程中存在的问题也日益突出。若不能预先考虑到采矿作业对地质结构和地质安全的影响，极易造成重大安全事故，也无法保证开采效率。所以必须着力于发展煤矿开采技术，并通过选择多样性、科学化的技术手段，来努力减少开采过程对地质结构和地质安全的影响。

一、地质结构概述

煤炭资源形成条件很特殊，其分布与地质构造有关，因而开采活动会直接影响到地质构造和地质安全。一旦采矿技术选用错误，不但采矿效益无法提高，更会危及整个矿区。所以，针对不同地质构造需要选用适当的采矿技术。

1.岩层地质结构

在岩层地质构造下进行采矿作业，易发生岩石钻探问题，有时甚至会引发地质构造变化，这对采矿过程的可靠性和安全带来了极大挑战。

2.黄土地质结构

煤炭开采常见地质构造还涉及黄土地质构造。与一般地质构造相比，黄土地质以砂质土壤为主，且砂土粒径较大，地质构造垂直性与稳定性均不足，无法保障采矿活动安全性，采矿工作难度呈直线型上升。但如果能将黄土地质构造中砂粒黏着为块态或层状，则整个地质构造会相对稳定下来，也有助于在采矿过程中应对地质构造的突发异动。

3.丘陵山地地质结构

丘陵山地地质构造也是煤炭资源开发过程中可能面临的地理条件。丘陵山地地质构造状况特殊，常伴有大量溶洞与地下水河道，这就在一定程度上影响着煤矿的采矿活动。所以，要实现对丘陵山区地质下的煤炭的有效开发工作，作业人员就需要认真勘测丘陵与山地的构造状况，以掌握山体走向和地下水分布具体情况，并在此基础上提出开发方法[1]。

4.平原沙土地质结构

煤矿开发中还可能涉及平原沙土地质构造条件。与其他地理构造比较，平原中沙土地貌构造地质检测困难系数最高，若无法进行更细致的地质调查和评估，将会造成开发中人力物力资源的巨大耗费。在前期工作中，作业人员要充分保证地质构造具备良好的承载能力，并尽量避免采矿过程中构造不平衡问题的出现，以保证开采工作有效进行。同時，针对平原沙土地质构造，需采取针对性采矿技术。

二、煤炭开采过程中对地质结构的安全影响分析

1.天然性的地质灾害

影响煤矿开采地质结构安全的因素不少，例如自然地质条件。考虑到自然地貌变化是无法预见的，多数情况下仅能运用感知技术手段来稍加监测，但是在实际开采管理过程中仍会出现很多问题。自然地质条件大多包括了矿压、岩爆、冒顶、片帮等问题。特殊的开采条件还会伴随着突水等其他自然灾害。此外，随着煤矿发展深度的增加，开采过程中的高温不仅对采矿人员十分不利，同时部分采矿设备在高温下也无法稳定工作，无法确保开采工作安全性与连续性。

2.开采活动造成灾害

采矿活动本身也会导致一定危害。例如，特殊的开采条件会引起瓦斯爆炸。随着煤矿开采推进和开采深度增加，煤层内的地应力、瓦斯压力逐步增大，瓦斯爆炸可能性与日俱增[2]。

3.开采人员经验不足

现如今，采矿人员普遍缺乏经验、技术能力有限，很难保证开采效率、品质与安全。多数地质安全事故都是由于采矿人员经验不足造成的，应该加强对采矿人员的培训与监管。

三、促进煤炭开采安全性提升的有效策略

1.加强开采前的地质测量与勘察

为了降低在实际采矿作业中对地质结构和地质安全的干扰，效开展采掘管理工作，就需要在作业前进行初期地质测量与探查，掌握岩体种类、岩体分布情况等，并据此构建开采流程。若无法从前期探查中掌握实际的煤层环境条件，地质结构中土层、岩石、地下水等因素均会对正常采矿活动形成一定干扰。当前，矿井地质勘查科研技术水平已日趋完善，能够极大程度上提高勘察与检测数据的完整性与精度。先进勘察科技的应用也大大提高了采矿工作效率，并为开采管理工作提供了可靠保证。

2.提升煤炭开采技术水平

在煤炭资源开发中，开采技术的选择性尤为重要。为进一步提高矿井的安全性与有效性，以便克服采矿过程中的地质构造制约问题，有必要提高煤矿开采技术水平，为采矿工作提供技术支持。目前，煤炭资源开发技术已经越来越完善，可选择性也逐渐加强。此外，煤炭企业应结合考量煤炭资源开采过程中可能遇到的各种地质安全风险，并为其制定完整的应急对策。

3.采用多元化煤炭开采手段

煤矿的特殊性往往会导致其开采作业中存在许多安全隐患。为了尽量保持现有地质结构的稳定和安全，必须采用多种采矿方法和技术，做好事故早期预防工作。在煤炭工业现代化的过程中，多样化的采矿方法包含多方面内容，包括强化周围环境保护等[3]。多元化采矿方法在一定程度上可以确保采矿工作的顺利运行，加强环境保护，帮助实现煤炭企业可持续发展目标。

4.规范煤炭开采工作

不规范的采矿活动会对地质结构和地质安全产生恶劣影响。所以，要进一步提高采矿技术水平，保证地质构造的稳定安全。还需根据煤炭资源分布，建立完整的采矿作业标准，并保证作业人员严格遵守，保证开采工作顺畅开展。

四、结语

煤矿开采与地质构造、地质安全等之间存在着不可分割的关联。为保证作业顺利推进，各煤炭企业应当从煤炭资源分布区地质构造入手，从根本上明确矿业开采方向，提升矿业开采管理水平。

参考文献：

[1]冯洁，侯恩科，王苏健.宁东煤炭基地煤炭开采对地下水的影响预测[J].地质通报，2018（12）：2184-2191.

[2]苏意凯.井下采煤技术与采煤工艺对生产的影响[J].江西化工，2020， （2）：311-312.

[3]黄嗣琪，徐晓明.矿区煤炭资源的开采强度对地质灾害的影响[J].能源研究与管理，2020（04）：102-104+110.DOI：10.16056/j.2096-7705.2020.04.020.

作者简介：赵彦旭（1991.05-），男，汉，河南范县人，本科，河南省地震局，职称：助工，研究方向：地震构造。