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【摘 要】 2011年中国成为世界最大产煤国,但由于我国煤矿分布星散,就业人员多,致使煤矿安全生产难度增加。随着我国经济快速发展,能源消耗日趋严重,煤炭产量逐年上升。国家对煤矿开采的重视程度越来越高,特别是地质因素对煤矿开采产生的灾害事故造成了巨大的人员和财产损失。常见的地质因素有断层、裂隙、褶皱、构造应力、水文地质等等,本文详细分析了常见地理因素对煤矿开采安全生产的影响。
【关键词】 地质因素;煤矿开采;影响分析
一、煤矿开采安全生产的重要性
地理因素对煤矿来说是一个很大的影响因素,不同的地质情况对煤矿开采的影响也不尽相同,它不仅仅会影响到煤矿的的开采效率,还有可能影响到煤矿生产的安全。煤矿开采是一项长期而艰巨的工作,近几年来,随着我国煤矿安全监察体系的实行和强化,煤矿安全生产状况有了很大的改观,然而纵观我国煤矿安全状况,灾害事故仍旧频繁发生,如渗水事故、冲击地压、瓦斯爆炸和顶板灾害事故。我国煤矿大多属于地下作业,开采设备不够精良、加之科技水平不高、自然灾害以及诸多主观原因等因素,尤其是地理条件非常复杂,这一系列的原因导致了我国当前煤矿安全状况差的现象。随着今年对煤矿的深度以及强度上的开采加大,更多的重大动力灾害也随着开采条件的加剧负责性而日渐频繁。煤矿开采行业具有事故发生率高、要求劳动强度高的特点。煤矿安全生产是煤矿开采的根本,效益的保障。只有充分的分析并总结地质因素的影响规律,才能制定出有效的防治措施,提高煤矿开采的经济性和安全性。
二、对煤矿开采产生影响的地理因素
1.水文地质因素对于煤矿开采的影响
水文地质即自然界中地下水的各种变化的现象和运动的现象。水文地质因素主要涉及到地下水的分布走势、形成规律、物理性质和化学成分以及地下水资源及其合理利用等。因此在工程建设以及进行矿山开采工作时必须要首先对一定地区做水文地质研究。水文地质因素对煤矿开采的影响主要包括一下几个方面。
第一,对煤炭质量和储量的影响。煤炭质量和储量的确认关系着煤炭采区的定位以及工作巷道的安排布置格局,甚至对煤矿采掘接替和设备选型等方面都有着重要的影响。一旦煤矿质量或者储量不过关,那么必然导致整个矿区的生产周期相对缩短,这样就容易造成采掘接替紧张同时会浪费巷道设计、采掘设备等方面的资源。
第二,对水文调查工作的影响。水文地质因素对于水文调查工作来说是个不可避免的影响。通常在开采之前,为保障煤矿生产安全,煤矿要对范围内一些废弃的老窑以及周围的一些小煤矿的情况进行搜集以及调查,并且要在矿图上标出开采年限,井口的位置,开采的范围等等。开采前一定要做好充分的预防工作。
第三,对煤矿开采安全的影响。要想防止淹井事件发生,就必须确保充水性图是准确的,充水性图是整体记录煤矿区的水文地质条件。根据它,我们可以详细分析矿井的充水规律,并且及时进行水害预测以及防治水措施制定。煤矿水文地质资料对煤矿安全有着至关重要的影响,其准确性直接关系着煤矿开采是否安全,一旦出错,将会造成无法想象的影响。水文地质的构造情况不仅会影响煤矿开采区设计,而且会影响到采掘巷道布置等具体工作的实施,因此它对煤矿的开采会造成很大的影响。
2.地质构造对煤矿开采的影响
地质构造(简称构造)是指地壳或岩石圈各个组成部份的形态及其相互结合方式和面貌特征的总称。构造运动留在岩层和岩体各种构造形迹,比如断层、岩层褶曲等,我们都可以将之称为地质构造。地质构造的规模小可以小到几毫米甚至几微米,大的则可以达到上千公里。对工程建设与矿山开采来说这无疑是一个重要的地质因素。虽然煤矿工业是我国发展中的重要行业,国家也对其安全生产给予了足够的重视。然而近年来,我国煤矿事故越来越多,情况越来越严重。这些事故严重威胁着煤矿的安全生产。究其原因,地质构造是造成这些安全事故频的关键所在,其对煤矿开采的影响主要表现在以下几个方面。
第一,瓦斯事故与地质构造的关系。伴随着煤矿的形成,地质内部会同时出现一些孔隙、褶皱、裂隙、断层等等特殊构造。实践表明,煤层自燃就来源于这些地质构造,从而造成瓦斯爆炸等一系列安全隐患,瓦斯事故的频发与开采对地质构造的破坏有着密切的联系:地质构造中裂隙是煤与瓦斯接触氧气的通道,只要氧气充足就可以造成瓦斯爆炸;煤层中的孔隙可以为煤与瓦斯输送氧气,孔隙越多,那么,煤和瓦斯所接触到的氧气就越多,这样一来就会使煤层氧化自燃的可能性增加;煤层中的热流动方向是由褶皱来控制的,褶皱的位置如果向斜,那么热量就会顺着褶皱往上扩散,散发掉煤层中的热量,褶皱的位置如果背斜,不那么煤层中的热量就不容易散发了,热量集聚到一定程度以后,一旦触发就很可能造成瓦斯爆炸;此外,煤層的供养和热量流向是受断层影响的,正断层更是可以控制煤层自燃时火势的蔓延,然而如果在煤矿开采中断层会影响开采的效率。
第二,矿井水灾与地质构造的关系。在进行煤矿开采时,一旦破坏了地质构造,就会造成地下出水现象,很容易引发矿井水灾。因此对矿井水灾做好预防工作就显得非常必要,首先需要认真分析煤矿周围的地质构造,从容掌握地质构造的基本运动规律。通常而言,矿井水灾会发生在掘进巷道的迎头。譬如在掘进过程中,有些煤矿为追求施工的速度,对矿井地质构造了解地不够深入,贸然进行工作面的挖掘,就会造成地下水突入井内的后果。
第三,采坑塌陷与地质构造的关系。在实际的煤矿施工过程中,施工者不能严格进行实地勘测往往会造成采矿塌陷,不同的地质构造是需要区别对待的。由于地质岩性、岩层组成都存在着较大的差异,每个煤矿的地质构造是不相同的。针对于不同的地质构造,我们应该指定相应的开采方案,从而保证施工的安全性。所以针对矿坑塌陷,最重要的是先进行实地勘测,在此基础上有针对性地制定多套开采方案,尽量避开容易发生沉陷的区域。
三、地质因素对顶板的影响 第一,断层对顶板的影响。断层的存在会破坏顶板的完整性,通常情况下,大断层的两侧会时常伴随着小断层和裂隙,顶底板中小断层的存在使得初次放顶、初次来压和周期来压的步距缩小。这样一来就会在顶板岩层中产生弱面,非常不利于顶板的管理。
第二,褶曲对顶板的影响。褶曲也分大褶曲和小褶曲,一般来讲,褶曲能够改变应力分布,进一步来影响顶板的受力情况。不同大小的褶曲对顶板的影响也不同,通常情况下,大的对顶板的影响较小,而小褶曲则会使顶板破碎,出现冒顶的现象。
四、地质因素对煤层自燃的影响
裂隙可以分为两种,分别是外生裂隙和内生裂隙,也即外部地质变化和煤层内部运动形成的煤层裂缝。裂隙增大了煤层和氧气的接触面积,使得煤层出现低温氧化现象,对自燃起到助推作用。孔隙也分为两种,分别为原生和次生孔隙,即煤层煤化过程中颗粒内部组织和颗粒间出现的孔缝。氧气容易进入孔隙中,使得煤层与氧气的接触面进一步扩大,致使煤层氧化。但孔隙也会随着煤层煤化程度的加深而减少,甚至消失。也就是说煤化程度高的煤层基本可以忽略孔隙对煤层自燃的影响。褶皱可以控制煤层释放热量的移动和积聚。在向斜位置褶皱的作用会使热量向上扩散,降低热量的存积。
五、分析地理因素对煤矿开采影响的意义
地理因素是多种多样的,通过分类具体的分析其对煤矿开采影响有利于找出两者之间的关系,对安全生产,减少安全煤矿安全事故有着非常重要的意义。根据不同的地质,可以采取相应的措施,提前做好防范工作,在保障安全的基础上不仅提高了煤矿的开采效率还对企业带来了美誉,这对企业来说是无价的,也必然会促进企业自身发展,提高生產效益,走可持续发展道路,推动我国经济的健康发展。
六、总结
煤矿开采作业是一种高危险性的职业,其安全问题可谓是重中之重,本文通过对不同的地理因素进行分析,找出不同地理因素对煤矿开采造成的不同影响,进而总结了具体地理因素与煤矿开采的紧密关系。对煤矿安全生产有一定的参考意义。在实际的煤矿作业中,一定要分析好地理因素对煤矿的影响,防患于未然,针对不同的地质制定相应的安全管理措施,这样煤矿企业才会有更好的发展。
参考文献:
[1]崔旭芳,王龙方,刘云岗.煤矿防治水措施研究[J].矿山天地,2010.
[2]庞渭舟,刘维周.煤矿水文地质学[M].北京:新华书店出版社,2010.
[3]陈瑞生,张子敏,冯涛.安林煤矿岩浆岩和煤与瓦斯突出关系[J].中州煤炭.2010
[4]李荣庆.浅析地理因素对煤矿开采的影响[J].科技咨询.2013.
【关键词】 地质因素;煤矿开采;影响分析
一、煤矿开采安全生产的重要性
地理因素对煤矿来说是一个很大的影响因素,不同的地质情况对煤矿开采的影响也不尽相同,它不仅仅会影响到煤矿的的开采效率,还有可能影响到煤矿生产的安全。煤矿开采是一项长期而艰巨的工作,近几年来,随着我国煤矿安全监察体系的实行和强化,煤矿安全生产状况有了很大的改观,然而纵观我国煤矿安全状况,灾害事故仍旧频繁发生,如渗水事故、冲击地压、瓦斯爆炸和顶板灾害事故。我国煤矿大多属于地下作业,开采设备不够精良、加之科技水平不高、自然灾害以及诸多主观原因等因素,尤其是地理条件非常复杂,这一系列的原因导致了我国当前煤矿安全状况差的现象。随着今年对煤矿的深度以及强度上的开采加大,更多的重大动力灾害也随着开采条件的加剧负责性而日渐频繁。煤矿开采行业具有事故发生率高、要求劳动强度高的特点。煤矿安全生产是煤矿开采的根本,效益的保障。只有充分的分析并总结地质因素的影响规律,才能制定出有效的防治措施,提高煤矿开采的经济性和安全性。
二、对煤矿开采产生影响的地理因素
1.水文地质因素对于煤矿开采的影响
水文地质即自然界中地下水的各种变化的现象和运动的现象。水文地质因素主要涉及到地下水的分布走势、形成规律、物理性质和化学成分以及地下水资源及其合理利用等。因此在工程建设以及进行矿山开采工作时必须要首先对一定地区做水文地质研究。水文地质因素对煤矿开采的影响主要包括一下几个方面。
第一,对煤炭质量和储量的影响。煤炭质量和储量的确认关系着煤炭采区的定位以及工作巷道的安排布置格局,甚至对煤矿采掘接替和设备选型等方面都有着重要的影响。一旦煤矿质量或者储量不过关,那么必然导致整个矿区的生产周期相对缩短,这样就容易造成采掘接替紧张同时会浪费巷道设计、采掘设备等方面的资源。
第二,对水文调查工作的影响。水文地质因素对于水文调查工作来说是个不可避免的影响。通常在开采之前,为保障煤矿生产安全,煤矿要对范围内一些废弃的老窑以及周围的一些小煤矿的情况进行搜集以及调查,并且要在矿图上标出开采年限,井口的位置,开采的范围等等。开采前一定要做好充分的预防工作。
第三,对煤矿开采安全的影响。要想防止淹井事件发生,就必须确保充水性图是准确的,充水性图是整体记录煤矿区的水文地质条件。根据它,我们可以详细分析矿井的充水规律,并且及时进行水害预测以及防治水措施制定。煤矿水文地质资料对煤矿安全有着至关重要的影响,其准确性直接关系着煤矿开采是否安全,一旦出错,将会造成无法想象的影响。水文地质的构造情况不仅会影响煤矿开采区设计,而且会影响到采掘巷道布置等具体工作的实施,因此它对煤矿的开采会造成很大的影响。
2.地质构造对煤矿开采的影响
地质构造(简称构造)是指地壳或岩石圈各个组成部份的形态及其相互结合方式和面貌特征的总称。构造运动留在岩层和岩体各种构造形迹,比如断层、岩层褶曲等,我们都可以将之称为地质构造。地质构造的规模小可以小到几毫米甚至几微米,大的则可以达到上千公里。对工程建设与矿山开采来说这无疑是一个重要的地质因素。虽然煤矿工业是我国发展中的重要行业,国家也对其安全生产给予了足够的重视。然而近年来,我国煤矿事故越来越多,情况越来越严重。这些事故严重威胁着煤矿的安全生产。究其原因,地质构造是造成这些安全事故频的关键所在,其对煤矿开采的影响主要表现在以下几个方面。
第一,瓦斯事故与地质构造的关系。伴随着煤矿的形成,地质内部会同时出现一些孔隙、褶皱、裂隙、断层等等特殊构造。实践表明,煤层自燃就来源于这些地质构造,从而造成瓦斯爆炸等一系列安全隐患,瓦斯事故的频发与开采对地质构造的破坏有着密切的联系:地质构造中裂隙是煤与瓦斯接触氧气的通道,只要氧气充足就可以造成瓦斯爆炸;煤层中的孔隙可以为煤与瓦斯输送氧气,孔隙越多,那么,煤和瓦斯所接触到的氧气就越多,这样一来就会使煤层氧化自燃的可能性增加;煤层中的热流动方向是由褶皱来控制的,褶皱的位置如果向斜,那么热量就会顺着褶皱往上扩散,散发掉煤层中的热量,褶皱的位置如果背斜,不那么煤层中的热量就不容易散发了,热量集聚到一定程度以后,一旦触发就很可能造成瓦斯爆炸;此外,煤層的供养和热量流向是受断层影响的,正断层更是可以控制煤层自燃时火势的蔓延,然而如果在煤矿开采中断层会影响开采的效率。
第二,矿井水灾与地质构造的关系。在进行煤矿开采时,一旦破坏了地质构造,就会造成地下出水现象,很容易引发矿井水灾。因此对矿井水灾做好预防工作就显得非常必要,首先需要认真分析煤矿周围的地质构造,从容掌握地质构造的基本运动规律。通常而言,矿井水灾会发生在掘进巷道的迎头。譬如在掘进过程中,有些煤矿为追求施工的速度,对矿井地质构造了解地不够深入,贸然进行工作面的挖掘,就会造成地下水突入井内的后果。
第三,采坑塌陷与地质构造的关系。在实际的煤矿施工过程中,施工者不能严格进行实地勘测往往会造成采矿塌陷,不同的地质构造是需要区别对待的。由于地质岩性、岩层组成都存在着较大的差异,每个煤矿的地质构造是不相同的。针对于不同的地质构造,我们应该指定相应的开采方案,从而保证施工的安全性。所以针对矿坑塌陷,最重要的是先进行实地勘测,在此基础上有针对性地制定多套开采方案,尽量避开容易发生沉陷的区域。
三、地质因素对顶板的影响 第一,断层对顶板的影响。断层的存在会破坏顶板的完整性,通常情况下,大断层的两侧会时常伴随着小断层和裂隙,顶底板中小断层的存在使得初次放顶、初次来压和周期来压的步距缩小。这样一来就会在顶板岩层中产生弱面,非常不利于顶板的管理。
第二,褶曲对顶板的影响。褶曲也分大褶曲和小褶曲,一般来讲,褶曲能够改变应力分布,进一步来影响顶板的受力情况。不同大小的褶曲对顶板的影响也不同,通常情况下,大的对顶板的影响较小,而小褶曲则会使顶板破碎,出现冒顶的现象。
四、地质因素对煤层自燃的影响
裂隙可以分为两种,分别是外生裂隙和内生裂隙,也即外部地质变化和煤层内部运动形成的煤层裂缝。裂隙增大了煤层和氧气的接触面积,使得煤层出现低温氧化现象,对自燃起到助推作用。孔隙也分为两种,分别为原生和次生孔隙,即煤层煤化过程中颗粒内部组织和颗粒间出现的孔缝。氧气容易进入孔隙中,使得煤层与氧气的接触面进一步扩大,致使煤层氧化。但孔隙也会随着煤层煤化程度的加深而减少,甚至消失。也就是说煤化程度高的煤层基本可以忽略孔隙对煤层自燃的影响。褶皱可以控制煤层释放热量的移动和积聚。在向斜位置褶皱的作用会使热量向上扩散,降低热量的存积。
五、分析地理因素对煤矿开采影响的意义
地理因素是多种多样的,通过分类具体的分析其对煤矿开采影响有利于找出两者之间的关系,对安全生产,减少安全煤矿安全事故有着非常重要的意义。根据不同的地质,可以采取相应的措施,提前做好防范工作,在保障安全的基础上不仅提高了煤矿的开采效率还对企业带来了美誉,这对企业来说是无价的,也必然会促进企业自身发展,提高生產效益,走可持续发展道路,推动我国经济的健康发展。
六、总结
煤矿开采作业是一种高危险性的职业,其安全问题可谓是重中之重,本文通过对不同的地理因素进行分析,找出不同地理因素对煤矿开采造成的不同影响,进而总结了具体地理因素与煤矿开采的紧密关系。对煤矿安全生产有一定的参考意义。在实际的煤矿作业中,一定要分析好地理因素对煤矿的影响,防患于未然,针对不同的地质制定相应的安全管理措施,这样煤矿企业才会有更好的发展。
参考文献:
[1]崔旭芳,王龙方,刘云岗.煤矿防治水措施研究[J].矿山天地,2010.
[2]庞渭舟,刘维周.煤矿水文地质学[M].北京:新华书店出版社,2010.
[3]陈瑞生,张子敏,冯涛.安林煤矿岩浆岩和煤与瓦斯突出关系[J].中州煤炭.2010
[4]李荣庆.浅析地理因素对煤矿开采的影响[J].科技咨询.2013.