王瑞昌

摘要：長(zhǎng)期以來(lái)，由于相關(guān)工作人員對(duì)煤礦掘進(jìn)過(guò)程中的地質(zhì)構(gòu)造狀況不是足夠重視，進(jìn)而導(dǎo)致相關(guān)預(yù)防及防范工作不是十分到位，這也就在一定程度上給煤礦采集事故的發(fā)生埋下了一定的隱患。為此，煤礦開(kāi)采相關(guān)工作人員應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)小地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)地形的了解和認(rèn)識(shí)，進(jìn)而為預(yù)防和降低煤礦采集事故提供一定的前提與保障。文章就小地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦掘進(jìn)的影響以及相關(guān)的策略進(jìn)行了深入細(xì)致的分析與探討。

關(guān)鍵詞：小地質(zhì)構(gòu)造；煤礦掘進(jìn)；相應(yīng)的影響；策略探究

一直以來(lái)，進(jìn)行井下煤礦采集工作的危險(xiǎn)性系數(shù)就相對(duì)較大，這其中頂板事故應(yīng)該是煤礦采集事故中較為常見(jiàn)的一種類型。煤礦頂板事故主要是指相關(guān)工作人員在進(jìn)行井下采煤過(guò)程中由于施工方式及施工策略的失誤所導(dǎo)致的煤層頂板的坍塌現(xiàn)象，這不僅僅會(huì)導(dǎo)致煤礦采集工作的中斷，同時(shí)還可能造成相關(guān)工作人員的傷亡以及生產(chǎn)設(shè)備的損壞及破壞?？梢哉f(shuō)，煤層頂板事故具備突發(fā)性及不可預(yù)見(jiàn)性的特征，同時(shí)其對(duì)人類生產(chǎn)生活的危害性也相對(duì)較大。究其原因，煤層頂板事故的發(fā)生主要是因?yàn)槊簩禹敯迮c中上層地質(zhì)構(gòu)造的不均勻現(xiàn)象。為進(jìn)一步切實(shí)防范煤層頂板事故的頻發(fā)，相關(guān)單位及人員需要針對(duì)相應(yīng)的地質(zhì)構(gòu)造制定出與之對(duì)應(yīng)的應(yīng)急策略及防范措施。而實(shí)際工作中，面對(duì)一些小的地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，相關(guān)工作人員及管理人員往往不對(duì)此給予足夠的重視，進(jìn)而在上報(bào)及制定相應(yīng)措施中忽略掉相關(guān)問(wèn)題，這無(wú)疑給煤礦掘進(jìn)工作埋下了較大的安全隱患，也在某種程度上進(jìn)一步增加了煤礦頂板事故的發(fā)生機(jī)率。多年來(lái)，盡管我國(guó)也一直努力在對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行緩解和控制，但其改善的效果始終不盡如意，其主要原因無(wú)非是對(duì)煤炭開(kāi)采的工作環(huán)境及地質(zhì)構(gòu)造缺乏較深入的了解和認(rèn)識(shí)，為此，在今后煤炭掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)進(jìn)一步加深對(duì)煤炭開(kāi)采相關(guān)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)煤礦事故的預(yù)防與相應(yīng)的防護(hù)工作。

一、小地質(zhì)構(gòu)造類型的相關(guān)介紹

地質(zhì)構(gòu)造是地殼之間的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，它是指構(gòu)造在巖層和巖體中運(yùn)動(dòng)所留下來(lái)的各種行跡。

小地質(zhì)構(gòu)造主要來(lái)源于大型的地質(zhì)構(gòu)造，可以說(shuō)其是大型地質(zhì)構(gòu)造之中的次一級(jí)地質(zhì)構(gòu)造。具體來(lái)說(shuō)，小地質(zhì)構(gòu)造可以分為小斷層、小褶皺以及復(fù)合頂板等相關(guān)類型。盡管這幾種類型同屬于小地質(zhì)構(gòu)造，但具體到每一種地質(zhì)構(gòu)造，它們又有著各自不同的特點(diǎn)及特征。

（一）小斷層

小斷層可以說(shuō)是煤礦采集掘進(jìn)過(guò)程中較為常見(jiàn)的一種小地質(zhì)構(gòu)造類型。此外，小斷層出現(xiàn)的標(biāo)志也各式各樣，在煤層頂板或者是底板出現(xiàn)移位現(xiàn)象時(shí)；煤層厚度不斷降低，最終導(dǎo)致尖滅現(xiàn)象時(shí)；順著煤層的巷道觀察，煤層厚度出現(xiàn)一定的加劇狀況，造成巖石楔子問(wèn)題產(chǎn)生時(shí)；煤層被巖層逐漸取代，進(jìn)而使得煤層的頂板和底板部位出現(xiàn)巖性變化時(shí)，可以說(shuō)，這些現(xiàn)象或狀況的發(fā)生及產(chǎn)生都會(huì)在一定程度上使得煤礦采集掘進(jìn)過(guò)程中極有可能出現(xiàn)小斷層。而具體的情況及相應(yīng)的操作應(yīng)對(duì)措施還需要相關(guān)工作人員做進(jìn)一步的分析及探討。

小地質(zhì)構(gòu)造中的小斷層地址類型主要是指落差小于等于五米的斷層，在煤炭采集掘進(jìn)過(guò)程中，小斷層、逆斷層以及小裂縫的現(xiàn)象及狀況時(shí)有發(fā)生。正斷層與其他兩種情況相比較而言，其較為明顯的特點(diǎn)就是上盤(pán)下降和下盤(pán)上升的問(wèn)題，此外，正斷層的穩(wěn)定性及平整程度也相對(duì)較高。逆斷層作為小斷層的一種情況及形式，其斷層結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為傾斜角度相對(duì)較大，另外，逆斷層中會(huì)存在有較為嚴(yán)重的小褶皺現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，巷道支護(hù)工作具備一定的艱難性，可以說(shuō)，隨著時(shí)間的逐步推移，巷道支護(hù)的穩(wěn)定性會(huì)出現(xiàn)明顯的降低，同時(shí)加上較高程度的巖層外力擠壓，此時(shí)層滑構(gòu)造形式逐漸形成及出現(xiàn)。此外，由于較為混亂的煤層層理結(jié)構(gòu)，再加上局部巖層受力程度的集中性，進(jìn)而導(dǎo)致煤巖層極易出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象及狀況。為此，煤炭采集及掘進(jìn)過(guò)程中相關(guān)工作人員應(yīng)進(jìn)一步提高對(duì)于小斷層地質(zhì)構(gòu)造的重視程度，可以說(shuō)，只有這樣，才有可能更有針對(duì)性地對(duì)煤炭開(kāi)采過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析與解決，進(jìn)而有利于提高采煤工作的整體效率水平。

（二）復(fù)合頂板

煤層頂板主要可分為老頂、直接頂和偽頂三種類型，很多煤層頂板中存在一定的薄煤線，這些薄煤線有些是一層，有些是多層，但是所有的薄煤線主要集中在直接頂和偽頂之間的部位。復(fù)合頂板主要是由多層煤線和薄巖層互層構(gòu)成?？梢哉f(shuō)，復(fù)合頂板對(duì)巷道支護(hù)的穩(wěn)固性有著十分不利的影響。

（三）小褶皺

褶皺通常是指在構(gòu)造的運(yùn)作下，巖層因受力發(fā)生一系列的波狀的彎曲變形，最終形成褶皺。它通常包括直接頂、老頂和偽頂。

在向斜結(jié)構(gòu)和背斜結(jié)構(gòu)中，小褶皺出現(xiàn)的機(jī)率相對(duì)較高，在實(shí)際煤炭開(kāi)采過(guò)程中，煤層頂板的撓曲構(gòu)造形式也是小褶皺較為常見(jiàn)的一種形式。煤層頂板的撓曲構(gòu)造不規(guī)則性較為明顯，有很多不規(guī)則的小褶皺，同時(shí)其規(guī)模也相對(duì)較小，一般只有1～26米的影響范圍，為此可以說(shuō)，小褶皺極易對(duì)巷道的支護(hù)工作產(chǎn)生一定的破壞性，此外，周邊的煤巖層因小褶皺的影響存在著塑性變形的可能性，威脅著巷道支護(hù)的穩(wěn)固，極有可能對(duì)相關(guān)工作人員及煤炭開(kāi)采工作造成不可預(yù)見(jiàn)的危害。

二、小地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦掘進(jìn)的影響

在采煤和掘進(jìn)的工程中，原巖的應(yīng)力不斷地受到破壞和改變，應(yīng)力平衡受到破壞，導(dǎo)致頂板和煤層的變形或是損壞回采工作所經(jīng)過(guò)的環(huán)境。當(dāng)進(jìn)行煤礦掘進(jìn)時(shí)，小地質(zhì)構(gòu)造處的應(yīng)力表現(xiàn)的非常明顯，如若在這種情況下，設(shè)備質(zhì)量、管理水平和巖石的變形系數(shù)等都對(duì)煤礦掘進(jìn)工作產(chǎn)生重大的影響，甚至是威脅施工者的安全。因此在挖掘或采煤過(guò)程中要做好頂板的管理工作，如果管理不當(dāng)，頂板便會(huì)出現(xiàn)斷裂等危險(xiǎn)的情況，甚至出現(xiàn)塌方。同時(shí)，也要對(duì)支護(hù)引以高度重視，提高支護(hù)的質(zhì)量，防止局部冒頂?shù)默F(xiàn)象發(fā)生。接下來(lái)本文就從以下幾個(gè)方面對(duì)小地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦掘進(jìn)的影響進(jìn)行分析：

（一）回采作業(yè)過(guò)程中的影響

回采作業(yè)過(guò)程中，在小地質(zhì)構(gòu)造的環(huán)境下，煤層和頂板在一定的壓力及作用力下，極有可能會(huì)出現(xiàn)一定的變形及破碎現(xiàn)象，此時(shí)也就為局部冒頂?shù)某霈F(xiàn)提供了一定的條件及前提。在回采放頂煤作業(yè)過(guò)程中，由于頂板與煤層之間所承受的壓力過(guò)大，發(fā)生破碎之后的煤會(huì)沿著架前煤壁跌落到下方，進(jìn)而在煤層頂板形成一定的空間，同時(shí)產(chǎn)生較大面積的滑坡現(xiàn)象，最終使得煤層支架上空出現(xiàn)懸空的現(xiàn)象。較為嚴(yán)重時(shí)，可能會(huì)形成一定的倒架危險(xiǎn)，進(jìn)而給相關(guān)作業(yè)人員造成一定的生命威脅，同時(shí)也給煤炭生產(chǎn)帶來(lái)較大的安全隱患。

（二）掘進(jìn)作業(yè)過(guò)程中的影響

掘進(jìn)作業(yè)過(guò)程中，在小地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境下，采掘活動(dòng)對(duì)于工作區(qū)域外圍煤體的影響范圍可達(dá)三十米，這種情況下極易造成局部冒頂現(xiàn)象的出現(xiàn)，一旦形成巷道高冒區(qū)，就易造成瓦斯泄露和大量的聚集。在瓦斯壓力梯度較大的情況下，一定范圍內(nèi)，瓦斯壓力變化的幅度也相對(duì)較大，此時(shí)極易造成爆炸事故的產(chǎn)生，進(jìn)而對(duì)煤礦生產(chǎn)的安全性帶來(lái)十分不利的影響。

（三）在進(jìn)行打頂板錨桿和錨索作業(yè)時(shí)的影響

一些小地質(zhì)構(gòu)造在回采及掘進(jìn)過(guò)程中很難發(fā)現(xiàn)其中的不尋常狀況，而在進(jìn)行打頂板錨桿和錨索作業(yè)時(shí)，當(dāng)鉆機(jī)的工作速度明顯快于正常狀態(tài)時(shí)，則意味著極有可能遇見(jiàn)小地質(zhì)構(gòu)造情形，依據(jù)相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn)，可以初步判斷出現(xiàn)的這類小地質(zhì)構(gòu)造屬于相對(duì)隱蔽的一種小地質(zhì)構(gòu)造類型，作為隱藏在煤層頂部的小地質(zhì)構(gòu)造，其引發(fā)冒頂事故的機(jī)率相對(duì)較大，同時(shí)其危害性也是巨大的。為此，對(duì)于這種隱蔽的小地質(zhì)構(gòu)造，相關(guān)人員應(yīng)給予足夠的重視，進(jìn)而降低其進(jìn)一步產(chǎn)生危害的可能性。

三、煤炭掘進(jìn)過(guò)程中相應(yīng)的策略探究

不同的小型地質(zhì)構(gòu)造所采取的煤炭掘進(jìn)方法不同，根據(jù)小型地質(zhì)構(gòu)造的種類將煤炭掘進(jìn)方法分為以下幾種：正斷層的掘進(jìn)方法、逆斷層的掘進(jìn)方法、頂板撓曲的掘進(jìn)方法和復(fù)合頂板煤層的掘進(jìn)方法等。

（一）正斷層的掘進(jìn)方法

正斷層是地質(zhì)構(gòu)造中斷層的一種，它通常由兩種形式組成，分別是巷道由斷層上盤(pán)向下盤(pán)掘進(jìn)和巷道由下盤(pán)向上盤(pán)掘進(jìn)。

巷道由斷層上盤(pán)向下盤(pán)掘進(jìn)是指在掘進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)斷層出現(xiàn)在視線之后，煤層的頂板突然呈上升趨勢(shì)，并且會(huì)時(shí)常發(fā)現(xiàn)有冒頂?shù)默F(xiàn)象。巷道由斷層下盤(pán)向上盤(pán)掘進(jìn)是指在掘進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)斷層出現(xiàn)在視線之后，煤層的頂板突然呈下降趨勢(shì)，這時(shí)要對(duì)下降巷道的坡度進(jìn)行調(diào)整。由此可見(jiàn)，當(dāng)遇到斷層時(shí)，要充分做好穿過(guò)各種斷層準(zhǔn)備，并且要不斷通過(guò)運(yùn)用風(fēng)鉆探空對(duì)煤層頂板進(jìn)行照明，以防有冒頂或其他的危害等災(zāi)害的威脅。同時(shí)，在通過(guò)斷層時(shí)，要利用錨帶網(wǎng)做好支護(hù)工作以防塌方等危害，但在做好支護(hù)工作的同時(shí)，要使錨桿的間距進(jìn)行縮小。

（二）逆斷層的掘進(jìn)方法

逆斷層也是地質(zhì)構(gòu)造中斷層的一種，一般表現(xiàn)為上盤(pán)上升，下盤(pán)下降，一般是由重力和水平力共同作用形成的，是引發(fā)地震主要原因。

在通過(guò)逆斷層時(shí)，一般會(huì)遇到重疊現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象比較困難，因此，逆斷層中主要需要克服的困難便是重疊現(xiàn)象。當(dāng)進(jìn)行由上盤(pán)向下盤(pán)的掘進(jìn)方向時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)脑龃笙锏赖钠露龋c此同時(shí)，也要做好必要的超前支護(hù)處理；當(dāng)進(jìn)行由下盤(pán)向上盤(pán)的掘進(jìn)方向時(shí)，需要注意煤層的重疊現(xiàn)象，即首先進(jìn)行頂板重疊煤層的防控，防止冒頂現(xiàn)象的發(fā)生，然后運(yùn)用加密錨桿和頂板雙層支護(hù)加強(qiáng)支護(hù)的可靠性。

（三）頂板撓曲構(gòu)造的掘進(jìn)方法

對(duì)于頂板而言，撓曲構(gòu)造是一個(gè)很危險(xiǎn)的地質(zhì)構(gòu)造，因此對(duì)頂板撓曲構(gòu)造進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)需要對(duì)其觀測(cè)，及時(shí)準(zhǔn)確的掌握其中的構(gòu)造特點(diǎn)和特征，做好可靠的預(yù)防工作。但當(dāng)煤層的傾角變大時(shí)，首先要用錨索鉆機(jī)對(duì)煤層頂板進(jìn)行勘測(cè)，確定安全后方可繼續(xù)掘進(jìn)，但是要采取加密支護(hù)的方式。

（四）復(fù)合頂板煤層的掘進(jìn)方法

煤層與原巖之間的關(guān)系并不是一成不變的，并且兩者之間的聯(lián)系方式都是自然隨機(jī)形成的，因此煤層與頂板之間難免會(huì)有復(fù)合的接觸方式。復(fù)合頂板容易冒頂且不好支護(hù)，所以在掘進(jìn)的工程中要盡量避免復(fù)合頂板區(qū)域，向著直接頂板掘進(jìn)。

不同小型地質(zhì)構(gòu)造有著不同的煤礦掘進(jìn)方法，但它們大致可以歸納為三個(gè)方面：采煤工作面局部冒頂、掘進(jìn)過(guò)程中局部冒頂以及隱蔽小地質(zhì)構(gòu)造。

1. 采煤工作面局部冒頂?shù)南鄳?yīng)策略

一般在采煤工作面出現(xiàn)局部冒頂?shù)那罢字饕儸F(xiàn)為：煤層頂板出現(xiàn)一定的裂縫，同時(shí)其裂縫有進(jìn)一步加劇的現(xiàn)象；頂板裂縫內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)掉碴現(xiàn)象等。在發(fā)現(xiàn)這些征兆時(shí)，為進(jìn)一步預(yù)防局部冒頂事故的出現(xiàn)，相關(guān)工作人員可以選擇采用淺截深割煤的方式進(jìn)行采礦作業(yè)，作業(yè)時(shí)一次截深的高度應(yīng)在半米之內(nèi)。此外，割煤后應(yīng)及時(shí)移架或者及時(shí)補(bǔ)打臨時(shí)性的支護(hù)。在對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，相關(guān)人員一定要嚴(yán)格遵循相應(yīng)的操作流程，同時(shí)為進(jìn)一步降低空頂?shù)臅r(shí)間，在移動(dòng)的同時(shí)應(yīng)及時(shí)搬回臨時(shí)支柱，在出現(xiàn)頂板破碎狀況時(shí)，一定要先打托板，之后再進(jìn)行移動(dòng)輸送機(jī)的工作，以確保移動(dòng)過(guò)程中的安全問(wèn)題。

2. 掘進(jìn)過(guò)程中局部冒頂?shù)南鄳?yīng)策略

在掘進(jìn)過(guò)程中局部冒頂?shù)某霈F(xiàn)一般也伴隨著一定的前兆，除與采煤工作面局部冒頂征兆相似的現(xiàn)象外，掘進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)局部冒頂前一般還伴隨著頂板劈落面淋水滴落現(xiàn)象的出現(xiàn)。在出現(xiàn)這些征兆時(shí)，一定要保持迎頭、頂板支護(hù)和巷道的一致性，特別禁止滯后現(xiàn)象的出現(xiàn)，此外，相應(yīng)的支護(hù)材料及配套設(shè)施一定保障其質(zhì)量的合格性。此外，在執(zhí)行敲幫問(wèn)頂時(shí)一定要嚴(yán)格遵循相應(yīng)的規(guī)章程序進(jìn)行操作，以防止出現(xiàn)空頂作業(yè)，對(duì)于礦壓及支護(hù)參數(shù)也應(yīng)適時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

3. 出現(xiàn)隱蔽小地質(zhì)構(gòu)造時(shí)的相應(yīng)策略

出現(xiàn)隱蔽小地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，在完成錨桿和錨索作業(yè)后，往往會(huì)出現(xiàn)一定的淋水狀況。在出現(xiàn)一定征兆時(shí)，相關(guān)工作人員應(yīng)及時(shí)將其具體情況向上級(jí)進(jìn)行匯報(bào)和登記，進(jìn)而再由相應(yīng)的人員進(jìn)行負(fù)責(zé)與處理。在錨桿和錨索作業(yè)完工后，一定要及時(shí)補(bǔ)打一些其他類型的支護(hù)，以進(jìn)一步預(yù)防小地質(zhì)構(gòu)造對(duì)相關(guān)工作造成的不利影響。

4. 除以上三個(gè)方面外，還可以提前預(yù)知小型地質(zhì)結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)超預(yù)報(bào)結(jié)果提前對(duì)煤礦掘進(jìn)工作做出相應(yīng)的針對(duì)性的措施。對(duì)礦區(qū)的小型地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行超預(yù)報(bào)，是有效避免危害、事故等災(zāi)難的根本和前提。

四、結(jié)論

總而言之，小地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦掘進(jìn)工作有很大的影響，在進(jìn)行煤礦的掘進(jìn)工作中要對(duì)小地質(zhì)構(gòu)造引起高度的重視，做好各方面的準(zhǔn)備，根據(jù)小地質(zhì)構(gòu)造的影響及危害，確定相對(duì)應(yīng)的策略措施，降低因小地質(zhì)構(gòu)造所引起的事故率，提高煤礦掘進(jìn)的速度、質(zhì)量和安全率。由于時(shí)間的關(guān)系，本文不能對(duì)小地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦掘進(jìn)進(jìn)行更全面、更深入的研究，今后可以在以下幾個(gè)方面加以研究：小地質(zhì)構(gòu)造在煤礦掘進(jìn)過(guò)程中對(duì)煤層自然的分析；小地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦掘進(jìn)中的礦區(qū)的影響分析以及不同的小地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)煤礦掘進(jìn)的影響等。

參考文獻(xiàn)：

[1]張亞文.煤礦掘進(jìn)中小型地質(zhì)構(gòu)造的識(shí)別及處理對(duì)策[J].山西焦煤科技，2010（03）.

[2]賈坡，仲崇武，王英德.南屯煤礦采掘工作面地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測(cè)[J].中國(guó)煤炭，2010（06）.

[3]周曉彬.論小構(gòu)造對(duì)煤礦掘進(jìn)和采煤的影響分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（07）.

[4]商來(lái)軍.小地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦掘進(jìn)和采煤的影響與應(yīng)對(duì)措施[J].黑龍江科技信息，2015（07）.

[5]任坤民.小構(gòu)造對(duì)煤礦掘進(jìn)和采煤的影響[J].山西煤炭，2012（02）.

[6]Tang，J.Zhou，C.Wang， X.Xiao XiaoL，Q.Deep electrical structure and geological significance of tongling ore district[M].Tectonophysics： International Journal of Geotectonics and the Geology and Physics of the Interior of the Earth，2013.

（作者單位：國(guó)投新集能源股份有限公司劉莊煤礦總工辦）