摘要：由于我国市场经济体制的完善，我国社会国民经济的发展，对能源的需求量也不断在增长。毋庸置疑，煤矿是中国经济社会建设的主要能量源之一，是中国工业经济得以不断发展壮大的主要依托，在中国的经济社会发展中一直具有着不可或缺的重要意义。也因为中国整个社会市场经济的高速发展一直是离不开能源的，所以中国对煤的需要量也一直是非常庞大的。故此，为了保障煤炭能源充足，就必须保证在地质构造不同的条件下，煤矿的开采能够安全正常的进行。所以对煤炭开发区域的地质结构加以深入研究与解析，对于整个煤矿的开采作业有着十分重要的作用。

关键词：地质构造;煤矿开采;影响

引言

煤矿，作为我国经济发展不可或缺的重要能源，是保障我国工业经济能够持续发展、快速发展的重要力量，因此对煤矿的开采是十分重视的。在不同的地质构造情形下，要保证煤矿的开采效率和开采质量，是长久以来一直在关注的问题。从目前来看，由于地质构造的差异对煤炭开采的巨大影响，使得在整个开采过程中仍将面临着许多的隐患和问题，不但会造成煤炭的开采效果和产品质量无法保证，更重大的还会对矿山职工的人身安全形成巨大危险。因此，对煤矿所在地区的地质构造进行检测与研究，既能保障煤矿的开采效率与质量，还能降低煤矿开采作业中的安全风险，使煤矿开采能够安全稳定的进行。

1 煤矿地质工作的特点

矿井的地质工作状况也确实存在着相当的特点，由于大部分情况下都是在野外或者井下来完成采矿作业，所以在其采矿期间为了提高采矿的稳定性，就必须要对矿井地质结构开展持续性的勘察工作，对各个方面的变动信息加以采集，而唯有如此，方可逐步深入、真实地反映矿山的地质状况，为矿井生产施工提供更可靠地地质基础，进而避免了事故的发生时有发生。煤炭挖掘工作在实施的过程中，受着挖掘空间、照明、视线范围等诸多因素的影响，同时在对所挖掘断面的地质资料进行收集的过程中，其测量分析和对断面的预测等工作也非常容易因为在定量分析等方面所出现的问题，而造成了误差现象的发生。所以，务必要对井下的具体地质学现状加以深入研究，保证了资源的有效性，最大限度的增加了地质学提问得到解答的可行性。此外，还必须要针对整个矿井范围内所出现的各种地质现象开展大范围的勘察工作，若对地质学构造认识不明确，将直接影响采掘方式的选定、对资源储量预测不正确，将影响矿井的服务年限和产能的顺利接续;对水文地质条件、瓦斯环境、煤尘、地热力等情况缺乏查明，则会导致重大的自然灾害，并导致人员、物资、财务上的巨大损失。

2地质构造对煤矿开采的影响

2.1地质断层对煤矿开采的影响

在地壳运动过程中，可能会随着地壳上升，而长时间的发生地壳上升现象，受到外力的冲击，而使

得煤层或岩石中发生断层缺失的情况。故而当煤层或岩石之间存在重叠或缺失的情况时，则代表着矿道

井巷附件有着地质断层存在。

（1）断层在一定程度上有利于煤矿的开采

断裂的发生会导致一些煤炭的埋藏深度由深变浅，更靠近于地表。当断裂出现时，就会造成部分地壳相对上升，而另部分地壳则相对降低，在这个情形下，上升的部分，煤层更靠近于地表。煤层深度降低了，使煤炭的挖掘困难度降低，更利于对煤炭的利用。而与此同时，开放性断层还能够使煤层气体进行部分的排出，从而提高了煤炭生产的安全系数，使施工更方便，更安全。所有这些因素都对煤炭的利用产生了非常有益的影响。

（2）由于断层的存在，既损害了煤层的整体性，也不利于煤炭的整体利用

断裂的发生，导致了地层错位，煤层不连续。而按照断裂的破碎程度，可将其区分为中小断裂、中型断层、较大型断裂和较大型断层。其中，小型断裂的平均落差不足五m，但此类断裂对矿井的整体开采危害不大，且煤层的连续性也没有遭到很大损害，断裂对矿井开采所形成的积极危害与消极影响，在此时期也并未受到特别突出的反映。至于落差在20-5m左右的中性断裂、在50-20m的特大型断裂和落差在50m之上的特大型断裂等，也会给矿井生产造成很大危害。

差距很大的断裂，一方面又会加大了开采的困难度，有的断裂差距过大，部分资源埋设深度由深变浅，而另一些资源则由浅变深，既加大了挖掘的困难度，又提高了挖掘成本。在这些情况，有些开采单位就会“采一半，留一半”，从而导致挖掘过程不完全，资源就不能得以完全发现。但另外，因为断层的落差过大，连续开采的作业困难系数大，施工难度高，就非常容易出现矿难。所以，在这些情形下，人们大多就会沿断层把一条井田范围或一条开采区工作面二盘分割。但这就无疑的是给矿井开发工作带来了压力，也加大了难度。

（3）断层的存在会造成煤炭挖掘施工障碍。

当开挖矿井巷道时，随着断裂的发生，在特定情形下需要对围岩加以施工，或者通过岩巷实施断层，这就无疑地为施工增添了难度，同时也使得开挖矿井的成本大大地提高。有时候甚至由于对断层的判定错误，而造成施I的巷道报废，因此必须再次开挖巷道，再次对矿井实施开挖，而以前对矿井生产巷道所作的不懈努力也付诸东流。这无疑是作了无用功，不仅仅是在技术难度上，更在资金上产生了不必要的耗费，从而导致了人力、物力、财力上都不得不受到了很大的损失。

2.2过陷落柱

由岩层塌陷而产生的细微碎岩就叫做陷柱。在采面过程遇陷柱情况时，作业面煤质层会被细微碎岩所掩盖，而这种情形下就叫无煤柱现象。因为陷柱附近顶板的破裂程度相对很大，在这种情形下就非常容易造成冒顶事件。而过陷柱和过断裂的前兆和现象反应也基本一致。主要区别就是陷柱周围呈现锯齿形，而相对于过断裂，陷柱边界相对凹凸不平，其物质大多为各种碎岩，过断裂周围则基本都为岩石物质。当陷柱范围很大时，就应该通过探巷法对范围加以检查，或者另外开采切缝，避开陷柱范围。当陷柱区域较小时，就应该确定破碎具体的范围，并依据围岩破裂严重程度，采取相应的修复措施。陷柱岩体损坏严重时，可采用横板棚支撑方法，将棚距限制在0.5m以下的区域，防止出现顶部裸露的迹象。当过陷柱严重时，在岩体与陷柱之间的边界处应当架置树垛，来配合支护。而过陷柱则应当由专门人员操纵，并及时采用大眼放枪，以做好准备并加快工作进度，以免损伤支撑柱墙，使开采管理工作能顺利进行。

2.3采煤工作面过冲刷带

当开挖矿井时，覆盖单元煤层开采的物料被水冲洗掉，并通过长期累积而沉降下来，在煤层开采的表面就会产生一个新棚，即为冲刷带。而在出现冲刷带以前一般都会有明显的征兆，比如煤层开采厚度大面积变薄或变得疏松，在冲击带的周围区域煤层被水腐蚀或发生岩石风化，或者煤层开采疏松变薄变脆，缝隙增大等等。在采掘工作面中出现冲击带的范围很大。因为在冲击带煤层的开采越来越薄、变脆甚至直接断裂，离层后更易形成离层坍落的现象。所以，对顶板须进行必要的支护措施才能防止不良状况的产生。工作面在出现冲击带情况时，就需要对顶板进行大面积支护置架，以避免顶部的坍落和冒顶发生。

2.4顶板支护的类型

在采矿过程中，常常发生倾向性和趋势发生改变的状况，煤层松软而失去光泽，并往往存在因岩溶和坍塌影响而产生的岩层聚集体等现状。对顶板实施合理支撑，可以保证煤层采矿安全进行。根据不同的环境条件和地质构造，支撑的方法也随之而有所不同。支架和支柱的形成原理与应用，都可以从采矿经验中，经过对岩层压力的估算而得到。端头顶板支撑法。在基本支撑时，由多个联合将机头机尾支撑拉移，工作面走向与端头支撑的水平推进保持一致，木柱帽走向与巷道水平走向保证相互垂直。侧顶板支撑法。侧顶板支撑一般采取双排支撑的方法，在搭配后排支撑的时候，使支撑水平走向与支架高度保持一致。

3降低地质构造影响的措施

3.1做好前期勘察工作

在矿井挖掘前，必须先由专门的勘测队伍对矿井所在区域的地貌、水文等实际状况进行勘察，并利用当前最先进的测量装置提高了检测成果的正确性和精度。需要检查的内容，主要涵盖了矿山中可能出现的断裂情况、褶皱、裂缝等地质结构状况，以及矿山下的土壤分布、岩层的类型、硬度与强度以及地下水流量的多寡与分布情况等，将可能会影响到矿井开采工作的各种原因都要做好了提前的勘察工作，并把勘察所获得的科学数据进行了录入和备案。

通过前期勘察获得地质结构数据，能够帮助我们在采矿过程中精准的规避地质结构复杂、威胁度高的矿区，从而确保了采矿工作得以稳定的进行，提高了安全保障。如：在前期的勘察工作中，发现了某一区域存在地质断层或地质沉陷问题，就可以在矿道预设中对其规避，既能保障安全，又能顺利开采煤矿。

3.2加强地质勘察分析

进行采矿前期的地质勘测工作，是希望前期的数据能够对矿山地区的地质构造进行全面的了解，但这一数据只是一个初期方案参考数据，实际作业情况随时都在发生变化，因此为提高煤炭开发工作的顺利进行，就可以运用当前出色的计算机信息技术对矿山开采区进行定期的地质勘察，以更实时、更全面的视角对当前的地质信息进行解决，从而了解煤矿开采过程中存在地质问题和风险，才能有效防止开发过程中出现的地质结构变化所产生的新的问题。如：在煤矿开采过程中，通过计算机信息技术勘察到某一开采区出现地质沉陷趋势时，就可以立即停止该区域的开采，从而降低了安全事故和地质灾害的发生。

3.3制定科学的安全保障方案

煤炭开发过程中，开发单位应科学布局和规划道路，以尽量减少对原始地质结构的破坏，同时还应尽可能采取放顶煤的设计方式，运用锚杆固定、支护井内的岩壁和岩巷的方式，提高煤炭开发的质量稳定性。

3.4建立地质保障系统

完备的地质保障系统是煤炭开发的基石，地质环境监测部门对于地质结构变动状况实行有效的监控，定期提供有关的平面图、剖面图和预测资料，配合煤炭开发主管部门做好工艺数据分析，保证开发技术应用的科学合理。同时，应根据矿井的实际地质条件、采矿方法、地面地形特征和井巷施工情况等，运用无线电传输、三维地震、钻孔、光电法勘探等现代信息技术手段，把地质结构信息、变形情况等融入信息系统模型之中，从而形成全面的地质网络系统，为数字矿山体系的建立打下了良好的技术物质基础。

4降低地质结构影响的重要意义

4.1提高了煤炭资源开采效率

精确的地质构造勘察数据能够完成对煤炭开发区域的合理分类，有助于煤炭开发公司更加全面对煤炭开发状况进行了解，减少由于开发方法及地质条件勘察不到位所导致的资源浪费和安全事件的产生，提升煤炭资源开发效率，推动煤炭开发公司的可持续发展。

4.2增加煤炭开发工作的安全系数

合理的地质结构分析可以很大程度地降低煤炭开发过程中安全事故的产生，降低无谓的经济损失和员工伤亡事件的产生。

4.3节约施工时间及施工成本

通过对煤炭开采区地质结构的数据分析可以为公司提供科学地质数据分析报表，提高公司对煤炭开采区对开发范围的掌握程度，从而按照实际状况对人力、物资作出科学合理的调度，大大提高了煤炭开发效益和产品质量，减少煤炭开发成本。

5结语

煤炭地质构造问题是中国煤层开发过程中必然的问题，因此应该受到国家有关部门的重视。地质勘探是判断煤层地质结构的主要方式，也是收集地质资料的唯一方式。地质数据是采掘工作面和巷道布局的主要基础。所以，要确保煤炭公司的安全有效生产，就必须掌握最详尽的地质资料。同时煤炭公司还必须对矿井地质构造加以详细分析，从而降低地质构造对煤炭开发的负面影响，从而降低矿井内地质事件的产生，从而提升矿井的经济利用率，从而有效减少了煤炭公司的采矿成本。

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作者简介： 李娜（1980-），女，山东淄博人，高级工程师，主要从事煤田地质、水文地质工作; E-mail：sdmtsdlj@163.com。