浅谈地质构造对煤矿安全生产的影响

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1、浅谈地质构造对煤矿安全生产的影响　　摘要：在煤炭形成的漫长地质时期，煤层受到沉积作用、煤化作用和构造运动等影响，在煤体内部产生大量的裂隙、孔隙、褶皱和断层等构造类型。煤矿都处在一个具体的地质构造的大环境中，从而导致矿井的安全生产不可避免地受到地质构造的影响。地质构造主要通过控制煤与瓦斯突出、煤层自燃、矿区采动损害发生的地质条件，具体地影响煤矿的安全生产。　　关键词：地质构造煤矿安全安全生产　　1、引言　　地质构造主要通过影响煤层中瓦斯的保存条件和软分层的发育来控制煤与瓦斯突出发生的条件。在煤炭形成的漫长地质时期，煤层受到沉积作用、煤化作用和构造运动等影响，在煤体内部

2、产生大量的裂隙、孔隙、褶皱和断层等构造类型。煤层的自燃主要经过氧化放热、蓄热散热和蔓延扩展等环节，裂隙、孔隙、褶皱和断层通过影响各个环节的发展，从而影响煤层的自燃。构造应力是控制矿区采动损害的一个不容忽视的因素。　　2、地质构造对煤层自燃的影响　　2.1煤层中的裂隙主要是内生裂隙和外生裂隙　　内生裂隙：煤层在煤化作用过程中因成煤物质结构、构造等的变化而产生的裂隙，一般面平且直，一般不切入到其它煤层中。　　外生裂隙：煤层形成后，由于区域构造变动而在煤层中发育的裂缝。通常成组出现，方向性明显，裂隙面较平直，延伸远，可切入其它煤层，甚至煤的顶底板岩层。　　裂隙影响煤层的供

3、氧条件，它们的存在可以增大煤氧接触面积，从而导致煤层自燃初期的低温氧化阶段顺利进行。　　2.2孔隙对煤层自燃的影响　　煤层中的孔隙主要是原生孔隙和次生孔隙。　　原生孔隙：煤层在沉积时，沉积物颗粒之间生成粒间孔和植物各组织内部的胞腔，共同组成煤层的原生孔隙。　　次生孔隙：煤层在煤化作用过程中，原生矿物结晶溶蚀而形成的孔隙，因淋滤、溶蚀等作用形成的粒间孔隙，以及煤化作用过程中因甲烷等气体的逸出而留下的孔隙等，共同组成煤层的次生孔隙。　　一般来说，煤中的孔隙越多，氧气越容易进入，煤氧接触面积越大，越容易氧化升温直至自燃。煤的孔隙会随着煤化作用加深而不断减少，煤级较高的煤中

4、原生孔隙基本消失，这就可以解释变质程度低的煤比变质程度高的煤更容易自燃，就是因为变质程度低的煤孔隙度要大于变质程度高的煤，从而使氧气更容易进入到煤层中，增大了煤氧接触的面积。　　2.3褶皱对煤层自燃的影响　　褶皱通过控制煤层氧化释放出的热量的运移方向和聚集状况来影响煤层的自燃。在背斜位置，煤层低温氧化释放出的热量就会运移到背斜的核部，如果核部的煤层顶板是渗透性较差的泥岩、页岩，那么核部处就会集聚大量的热量，从而使煤体温度升高，继而发生自燃。　　在向斜位置，煤层中集聚的热量向上扩散，一般不会在核部周围发生自燃。另外，倒转褶皱可以使煤层厚度变大，有利于热量的集聚，并且增

5、加了燃烧物质的数量，容易诱发大规模的煤层自燃。　　2.4断层对煤层自燃的影响　　在没有受到采动影响的煤层中，断层的数量、规模、性质和走向对煤层通气供氧影响很大，直接影响到煤层的自燃。煤层自燃后，火焰蔓延的方向受断层的性质和断距大小的影响。在正断层位置，煤层被断开，阻止了火焰向煤层深部蔓延。当火焰蔓延到正断层处时，由于煤层已经被断层切断，火焰在此结束蔓延趋势。当正断层完全切断煤层时，断层位置成为天然的防火墙。在逆断层附近，一旦断距较小，就会使煤层发生重复，煤层厚度增大，而厚度又是煤层自燃的一个必不可少的条件，所以煤层自燃会在逆断层处发展和蔓延。当有多个煤层且间距较小时

6、，断层的存在则会引起不同煤层之间的煤火相互贯通，燃烧煤层可导致不同层的煤燃烧。　　另外，由于断层的存在，使得在选择开采方法时必须采取工作面过断层的种种措施，从而严重影响采煤和掘进的速度，给采空区中遗煤的自燃争取了时间，加大了自燃的几率。　　总之，地质构造对煤层自燃的影响很大。裂隙、孔隙、褶皱和断层的数量、规模影响煤层的供氧条件，它们的存在可以增大煤氧接触面积，从而导致煤层自燃初期的低温氧化阶段顺利进行；裂隙和断层也是煤火燃烧过程中物质和能量的喷出通道；断层的性质可决定煤火是否继续向煤层深部发展；褶皱可控制煤低温氧化释放出的热量聚集，如果背斜核部有封闭性好、导热性差的

7、煤层顶板，那么此处是煤层聚热增温的良好场所，也是易于自燃的地方。构造　　3、应力对矿区采动损害的影响　　矿区采动损害，是因煤炭井工开采对覆岩和地表地质环境造成的损害。从构造地质学的观点来看，矿区采动损害是在地壳构造运动产生的应力作用、岩体本身重力以及地下开采活动联合影响下发生的主采煤层上覆岩、土体的一种特殊的表生构造现象。　　对于一个具体的煤矿区来说，要么处于挤压构造应力场，要么处于拉张构造应力场。挤压与拉张是煤矿区常见的两种最基本的构造应力状态。　　由于构造应力的作用，可以改变采动影响下的岩层移动方向和移动量的大小，同时也影响井下巷道的变形破坏模式。如果煤矿区