地質(zhì)測(cè)量在礦井安全生產(chǎn)中作用

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摘要：在煤礦井下開采時(shí)，地質(zhì)條件對(duì)安全生產(chǎn)的影響十分顯著。為了預(yù)防煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，保證煤礦的安全開采，則必須要做好煤礦地質(zhì)測(cè)量工作。煤礦地質(zhì)測(cè)量工作的主要內(nèi)容是查明煤礦地質(zhì)構(gòu)造的分布和水文情況，其對(duì)安全生產(chǎn)的作用主要是災(zāi)害的防治和預(yù)報(bào)。分析了煤礦地質(zhì)測(cè)量工作內(nèi)容，重點(diǎn)探討了其對(duì)安全生產(chǎn)的作用，可以為煤礦地質(zhì)測(cè)量工作的開展提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；地質(zhì)測(cè)量；安全生產(chǎn)；構(gòu)造；水文地質(zhì)

中國煤礦大多是井工開采，由于地質(zhì)條件的不確定性，煤礦地質(zhì)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，給煤礦企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。隨著進(jìn)入到深礦井開采后，煤礦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性增大。因此，必須要做好煤礦地質(zhì)測(cè)量工作，以防地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生[1-3]。通常情況下，煤礦地質(zhì)測(cè)量的主要工作是摸清礦區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造以及水文情況。本文圍繞煤礦地質(zhì)測(cè)量工作的內(nèi)容展開論述，重點(diǎn)分析了地質(zhì)測(cè)量對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)的作用。

1煤礦地質(zhì)測(cè)量工作內(nèi)容分析

按照煤礦生產(chǎn)中對(duì)地質(zhì)資料的需要，可以將地質(zhì)測(cè)量工作分為構(gòu)造地質(zhì)測(cè)量和水文地質(zhì)測(cè)量，這兩種測(cè)量的重點(diǎn)存在一定的差異。構(gòu)造地質(zhì)測(cè)量側(cè)重于摸清礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造以及分布，而水文地質(zhì)測(cè)量側(cè)重于摸清礦區(qū)內(nèi)礦井水的來源。下面將分別對(duì)這兩方面的內(nèi)容進(jìn)行具體的分析。

1.1構(gòu)造地質(zhì)測(cè)量

在煤礦開采時(shí)，需要對(duì)煤層的構(gòu)造地質(zhì)進(jìn)行測(cè)量。通常情況下，構(gòu)造地質(zhì)測(cè)量的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面[4]：a)測(cè)量煤層的賦存參數(shù)，主要是煤層傾角、厚度以及分布情況；b)測(cè)量煤層頂?shù)装鍘r層的厚度、巖性以及分布情況，也就是巖層的產(chǎn)狀信息；c)查明礦區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況，主要包括斷層、陷落柱、褶皺以及巖漿侵入情況，特別是一些小型地質(zhì)構(gòu)造；d)測(cè)量區(qū)域主應(yīng)力場(chǎng)的大小以及方向。在測(cè)量時(shí)，主要分為地面測(cè)量和井下測(cè)量?jī)蓚€(gè)方面。在地面測(cè)量時(shí)，多以鉆探為主，通常情況下獲得的數(shù)據(jù)精度較低；而在井下測(cè)量時(shí)，多以物探為主，獲得的數(shù)據(jù)精度相對(duì)較高，特別是能測(cè)量出小型地質(zhì)構(gòu)造，例如落差小于2m的斷層。在測(cè)量地應(yīng)力時(shí)，通常采用水力壓裂法，即在巷道壁上打孔注入壓裂液，根據(jù)壓裂液的變化確定地應(yīng)力的大小。在測(cè)量完成后，通常需形成煤礦地質(zhì)構(gòu)造說明書。一些關(guān)鍵的地質(zhì)構(gòu)造還會(huì)在煤礦采掘工程平面圖上標(biāo)注，以供開采時(shí)參考。

1.2水文地質(zhì)測(cè)量

在煤礦開采時(shí)，會(huì)受到礦井水的影響。為此，需要對(duì)礦區(qū)的水文地質(zhì)進(jìn)行測(cè)量。通常情況下，水文地質(zhì)測(cè)量的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：a)含水層的位置，主要是含水的高度和分布范圍。b)含水層的水壓。含水層在重力的作用下會(huì)存在一定的壓力，對(duì)水的流速起著決定性作用。c)水的來源。在煤礦井下開采時(shí)，水的來源主要有地表水、地下水和湖泊水等。d)未知水源的探測(cè)。很多煤礦周邊有許多采空區(qū)，采空區(qū)內(nèi)可能會(huì)存在一定的積水。在進(jìn)行水文地質(zhì)測(cè)量時(shí)，多以鉆探為主，物探為輔。考慮到礦井水的涌出與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)，為此，還要采用物探的方法對(duì)地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域的含水情況進(jìn)行探測(cè)。探測(cè)時(shí)，通常采用的是電磁勘探法，通過電阻率來確定巖層中含水區(qū)域的范圍。在水文地質(zhì)測(cè)量完成后，通常要形成煤礦水文地質(zhì)說明書和圖紙。在說明書中，不僅要說明礦區(qū)的水源分布以及來源情況，還要對(duì)工作面和礦區(qū)的涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2地質(zhì)測(cè)量對(duì)于安全生產(chǎn)的作用分析

地質(zhì)測(cè)量對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)的作用主要體現(xiàn)在是煤礦安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)和為煤礦地質(zhì)災(zāi)害防治提供依據(jù)兩方面。下面將從這兩方面進(jìn)行具體的分析。

2.1是煤礦安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)

在煤礦巷道掘進(jìn)施工時(shí)，地質(zhì)測(cè)量是安全掘進(jìn)的基礎(chǔ)。通過地質(zhì)測(cè)量可以了解工作面前方的地質(zhì)情況。根據(jù)地質(zhì)情況，可以提前做好安全措施，降低事故發(fā)生的可能性。例如：在掘進(jìn)工作面穿過陷落柱區(qū)域（見圖1）時(shí)，一方面要采用探水鉆孔探明陷落柱內(nèi)的含水情況，由于陷落柱內(nèi)巖體比較破碎，很容易發(fā)生透水事故，對(duì)安全生產(chǎn)影響極大；另一方面要提前做好加強(qiáng)支護(hù)措施，這是因?yàn)橄萋渲鶅?nèi)巖體比較破碎，很容易發(fā)生冒頂事故。在巷道設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)巖層主應(yīng)力的方向確定巷道的走向。這樣可以使巷道所承受的應(yīng)力最小，從而在最大程度上保證巷道支護(hù)的效果。隨著煤礦進(jìn)入到深礦井開采時(shí)代，巷道支護(hù)變得困難，偶爾還會(huì)有沖擊地壓的發(fā)生，這時(shí)合理地布置巷道顯得尤為重要。然而，這些都需要準(zhǔn)確的地質(zhì)資料才能實(shí)施。目前，綜采技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于煤層的開采中，但是其對(duì)煤礦地質(zhì)條件的適用性比較差，而且對(duì)巖層的擾動(dòng)比較大。當(dāng)工作面附近區(qū)域有大型地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，很容易誘發(fā)一些地質(zhì)災(zāi)害。為了避免發(fā)生礦井動(dòng)力災(zāi)害，則需要對(duì)工作面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。然而，這些也都需要準(zhǔn)確的地質(zhì)資料才能實(shí)施。

2.2為煤礦地質(zhì)災(zāi)害防治提供依據(jù)

在煤礦井下開采時(shí)，水害的發(fā)生對(duì)煤礦安全威脅極大。由于現(xiàn)在礦井的深度比較大，一旦發(fā)生水災(zāi)事故，則救援非常困難，有時(shí)可能會(huì)引起較嚴(yán)重的人員傷亡。在對(duì)礦井水害進(jìn)行防治時(shí)，需要明確礦井水的來源[5]。根據(jù)礦井水的來源可確定合適的防治水措施，例如對(duì)于從裂隙滲流進(jìn)來的水，則需要采用注漿的方式堵水；對(duì)于從廢棄采空區(qū)涌進(jìn)來的水，則需要采用抽水的方式治理。這些均需要準(zhǔn)確的水文地質(zhì)資料才能執(zhí)行。一般情況下，煤層底板或頂板有含水層時(shí)，需要對(duì)導(dǎo)水裂隙帶的高度進(jìn)行計(jì)算。若含水層處于頂板導(dǎo)水裂隙帶范圍以內(nèi)，則需要對(duì)工作面采取合適的措施，以免含水層破裂造成工作面被淹。導(dǎo)水裂隙帶的高度不僅與巖層的厚度有關(guān)，還與巖層的巖性有關(guān)，這也需要準(zhǔn)確的構(gòu)造地質(zhì)資料。圖2為導(dǎo)水裂隙帶高度示意圖。在礦井排水設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)礦井的涌水量設(shè)計(jì)水倉和選擇水泵。若水文地質(zhì)資料中測(cè)得的涌水量比實(shí)際的涌水量小，則會(huì)導(dǎo)致礦井的排水量較小，這會(huì)導(dǎo)致礦井可能出現(xiàn)淹井事故。此外，由于水是一種流體，在巖層發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)造成水的流向發(fā)生變化。若在編寫水文地質(zhì)資料時(shí)未考慮到這一點(diǎn)，則很可能引發(fā)煤礦水災(zāi)事故。由此可見，煤礦地質(zhì)測(cè)量對(duì)煤礦的安全開采十分重要。

3結(jié)語

在煤礦井下開采時(shí)，需要面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件。為了保證開采的安全性，需要獲得準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，而這主要是通過地質(zhì)測(cè)量實(shí)現(xiàn)的。按照煤礦生產(chǎn)中對(duì)地質(zhì)資料的需要，可以將地質(zhì)測(cè)量工作分為構(gòu)造地質(zhì)測(cè)量和水文地質(zhì)測(cè)量，這兩者的側(cè)重點(diǎn)存在一定的差異。構(gòu)造地質(zhì)測(cè)量側(cè)重于摸清礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造以及分布，而水文地質(zhì)測(cè)量側(cè)重于摸清礦區(qū)內(nèi)礦井水的來源。地質(zhì)測(cè)量對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)的作用主要體現(xiàn)在是煤礦安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)和為煤礦地質(zhì)災(zāi)害防治提供依據(jù)兩方面。希望所論述內(nèi)容可以為認(rèn)識(shí)地質(zhì)測(cè)量在煤礦安全生產(chǎn)中的作用提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

［1］程志騰.煤礦地質(zhì)測(cè)量在礦井安全生產(chǎn)中的重要性分析［J］.石化技術(shù)，2019，26(7)：276-277.

［2］喬斐斐.地質(zhì)測(cè)量在煤礦安全生產(chǎn)中的作用分析［J］.化工管理，2019(3)：62-63.

［3］張東林.地質(zhì)測(cè)量與礦井安全生產(chǎn)探討［J］.智能城市，2018，4(20)：73-74.

［4］張?chǎng)?地質(zhì)測(cè)量在煤礦安全生產(chǎn)中的作用分析［J］.能源與節(jié)能，2017(12)：185-186.

［5］林斌.煤礦地質(zhì)測(cè)量在安全生產(chǎn)中的作用分析［J］.科技與企業(yè)，2014(2)：182.

作者:賀俊鵬 單位:山西焦煤金辛達(dá)煤業(yè)有限公司