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矿区构造特征及其对开采技术的影响分析

2020-09-10侯瑞东

中国化工贸易·上旬刊 2020年3期
关键词:矿区影响

摘 要:煤炭开采期间,矿区构造特征对于煤炭的开采工作具有较大的影响。在开采之前,相关的工作者需要对于矿区内部主要煤层特性、构造等进行深入的探查掌握,依照实际情况,采取针对性的采煤技术。通过分析矿区构造特征及其对煤炭开采技术的影响内容,可以对于矿区本身的特征跟构造全面的了解,是提供科学的煤层开采技术的重要依据。

关键词:矿区;构造特征;煤炭开采技术;影响

煤矿开采工作中,矿区构造特征直接的影响到煤矿开采的效率,同时关联着选择哪种煤炭开采技术。因为矿区内部的很多要素,均能够对煤矿开采工作产生不同的影响,具体包括构造、地层岩石、煤层特性等因素。正式的煤矿开采之前,必须要深入的探析矿区内构造、煤层特性,对煤层顶底板特征合理的判断,按照不同矿区构造特征,采取最优的采煤技术,提升煤矿开采的工作质量以及效率。本文基于某煤矿的实际案例基础上,分析矿区构造特性、开采技术受矿区构造特 征的影响因素,提供给实践工作有价值的指导。

1 矿区构造的特性

某矿区,总面积是8.2km2。开采作业的前期,地质勘查技术工作者进行全面的勘察,并对于此煤矿区域展开综合的分析。勘查结果表明,此煤矿区域中煤炭资源丰富,种类多样,所以开采利用的价值巨大。在此矿区内部,能够见开采的煤层有三层,依据勘察的顺序,决定项目工程的重点以第三段中的开采环节为准。纵观此煤层的综合构造,主要是向斜构造特性,四周相对较高,中间相对较低。同时存在大量的断层、滑脱构造。此处位置最深的地方处于南部,可以看到存在滑脱断层,具有倾斜状态,大概25°的角度。

勘察矿区内部情况过程中,有大量的辉绿岩、花岗岩。主体岩浆岩的构成,就是其中的辉绿岩,在南侧引水涵洞内,也发现了部分辉绿岩。因此,此处岩层内部,不会对于煤层产生较大程度的影响。在另一个位置,也就是东南侧矿区,勘察到了部分花岗岩,以黑云母岩层为主。花岗岩很容易导致热变质的岩层影响,进一步推动煤层、岩层产生的质的改变。在三叠纪末期,西南部产生巨大的褶皱力量,所以形成复式的向斜结构、背斜构造。因不平衡沉积的影响因素,含煤岩被水平挤压,而且经历了很长的一段时间,岩性地层渐渐的产生虚脱现象,并且发展到消失的情况。沿煤层的软弱面,地层可以形成非常严重的滑动问题,基于逆冲的作用下,可以产生一些小型断层,而且是侧向状态的。

2 矿区构造特征及其对煤炭开采技术的影响探究

通常矿区煤层中包括上部的沉积层,项底板稳定性特征跟整体沉积环境具有紧密的关联性。但是因各种因素的影响,顶底板通常稳定性并不高。主要就是因为煤层构造内部一些因素,形成了明显的影响,例如岩性组合、水文条件、层理发育、地质状态等。对于煤层进行勘查期间,可以对后期小构造的坚固性、稳定性进行了解,如果其延伸性能较强,则会对岩层自身稳定性、强度产生影响。构造运动期间,容易改变整体产状,进而导致改变煤岩体的结构,甚至破损掉煤层。通常平缓的岩层产状破坏性更小,但是具有较强的急倾斜的产状破坏性。鉴于此,后期构造对煤层产生的实际影响,对顶底板的倾斜角直接关联,并且对煤层破坏的实际状态进行表现。观察组合岩层,组合岩层的特征也影响着项板整体是否满足最佳稳定度。

首先,断裂带的影响。勘查显示,此煤矿结构属于汇水盆地,中部低、两侧高,矿区断裂带中拥有较高的导水性,所以拥有良好的煤层富水性。此煤矿拥有的内部结构特性,决定了隔水岩组是主要岩石层。开采过程中,一些灰岩所产生的影响力不高,不用考虑,但针对缓倾角岩层、断层应该高度的关注。开采煤炭期间,充水边界对开采工作顺利的展开会形成一定的干扰,要落实好防控策略。而且矿区掘进的施工期间,也会破坏煤层的地下水,此时会将应力平衡打破,所以挖掘时,要对充水因素充分的考虑全面。

其次,岩层节理的影响。通过对矿区内部特征进行分析,显示矿区岩层中包括细砂岩、泥质砂岩、泥岩等,花岗岩、辉绿岩也出现在矿区局部。围岩的构造中并无发达的节理,所以此矿区的地质相对简单,并不繁杂。但是在断层、褶曲作用下,岩石出现一些节理裂隙,引发岩层性状明显降低。所以,开采环节应该注重运用科学的支护措施开拓矿井,而且要严格的防止开采期间形成瓦斯中毒问题,避免出现聚集二氧化碳,给人的身体造成威胁。

最后,岩浆岩的影响。勘察结果显示,上侧包括石英斑岩、辉绿岩两种岩石,由此产生一些岩脉。在煤层软弱的地带,会侵入很多的岩浆岩。随着时间的推移,大量的岩浆岩被积累,会导致吞食下边的煤层,对于开采工作产生明显的影响。另外,煤层中具有不均衡的水量,同样会对于顺利的开采构成阻碍,较弱富水性是此问题的主要原因。所以,开采期间,要重视水体切割导致的含水岩组相关问题。

3 开采技术的选择及分析

基于矿区的整体形态考虑,矿区的构成是南北方向的轴向形态,即属于向斜构造,其中涵盖滑脱构造。矿区内具备小型断层,顶底板跟主要的采煤层之间具有较短的距离。岩层里面产生一些裂隙,能够看见层问错动、岩体滑面。完整度較低的部位,岩层的强度降低,顶底板丢失理想的稳定性。开采矿山时,工作人员要对内部的导水通道切实的考虑,因为采煤施工紧密的关联于煤层内部的充水情况。

因矿区局部构造比较发达,所以因岩浆 岩脉、褶曲、断层导致的影响是较普遍的。岩石内部具备较多节理裂隙,存在较高的岩层破碎度,拓矿井时,必须对于软弱的岩层夹层严加注意。所以,施工者应该科学的运用最优的矿区支护方式以及最佳的采煤措施。矿井的结构较为发达,开采期间,要采取暗斜井联合其他类型矿井的模式。开采矿区,可以按照从北向南的顺序进行,而且要对于巷道工程合理的布置。

另外,主采煤层埋藏深度较深,所以矿区瓦斯聚集较多。煤层顶底板透气特征较差,同时也有褶皱发育情况。施工期间,工作人员要对褶曲聚集的瓦斯高度重视,采取针对性的技术手段应对,做好日常的通风工作。

4 结语

采煤的过程中,开采煤炭的总量、资源状况,均密切的关联于矿区构造。工作人员选用开采技术之前,需要先严密的勘察构造。包括勘查矿区的项底板、主要的采煤层以及断层等煤层构造。实际的勘察中,部分矿井的内部构造是相对复杂的,所以仅使用单一的开采技术效果不理想,需要运用多种开采技术联合开采。当前我国的煤矿开采技术中的矿区构造勘查还有待进一步的完善,未来的实践中,工作者要积极的创新,对勘察矿区构造特征的方式改进,促进煤矿开采综合质量有效的提升。

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作者简介:

侯瑞东(1989- ),男,籍贯:山西省忻州市定襄县,2013年7月毕业于昆明理工大学,现就职于西山煤电官地矿。

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