礦山地質構造與瓦斯突出地段的控制

張帥 周雨萌

【摘 要】近年來各種新能源層出不窮，但煤炭仍是我國社會生產生活的重要原料和能源，在社會發展中具有重要的地位。煤炭開采是獲得煤炭的基礎性步驟，這個過程中人們只有運用科學技術和科學的采礦方法，才能夠實現煤炭資源的最大限度開發和利用。當前我國煤炭開采中普遍存在浪費嚴重、回收率低的問題，這不僅不利于煤炭行業的發展，還會影響社會整體的運行。

【關鍵詞】地址構造；瓦斯；控制

國家工作發展中煤炭是重要的原料和能源，所以我國煤炭工業中一項重要政策就是提升煤炭回收率、科學開發煤炭資源，它對于增加礦井壽命、延緩采掘緊張、提高經濟效益、調整煤炭工作具有重要意義。煤礦工作的重要內容之一就是礦井地質工作，其工作水平很大程度上決定了礦井煤炭回收率。礦井地質工作貫穿于礦井建井至礦井報廢的整個過程，主要內容有對生產中遇到的水文地質、地質問題進行處理；尋找礦井增加儲量，核實并計算礦井儲量；了解儲量動態，采取措施增加礦井儲量；提出科學合理開采煤炭資源的建議和報告，為設計部門工作提供可靠的地址資料依據，對于給回采、采區作業面進行合理設計，減少因設計問題造成了資源浪費等。

一、煤層中瓦斯保存中地質構造的控制

（一）煤層中瓦斯保存中褶皺的控制。經過褶皺作用后，巖層不同褶皺部位具有不同的瓦斯封閉能力，背斜軸部主要從內在張性節理，所以其具有較弱的封閉瓦斯能力。向斜軸部主要是壓扭性或壓性節理，所以圍堰瓦斯封閉能力在斜軸部和背斜軸部之間。另外，背斜傾伏端具有相對大的埋深，進而具有更強的封閉瓦斯能力；斜仰起端具有較小埋深，具有較小的瓦斯封閉能力。

（二）煤層中瓦斯保存中斷層的控制。不同斷裂性質對應不同的斷層瓦斯保存能力，由于受到較大壓應力作用，壓性斷層中結構致密的糜棱巖、斷層泥比較發育，透氣性不佳，瓦斯難以沿垂直斷層和斷層方向運移，所以壓性斷層能夠有效保存煤層中的瓦斯。張性斷層則不然，依照張扭性、扭性、壓扭性其斷層的瓦斯保存能力逐漸提升。

二、煤層中軟分層發育中地質構造的控制

（一）煤層中軟分層發育中褶皺的控制。褶皺作用初期在縱向作用下巖層發生彎曲，內凹側受到壓縮、外凸側受到拉伸。在這種不均勻受力作用下會發生層間錯動，這樣堅硬巖層間的軟弱層會發展成為密集劈理帶，破碎的煤會構成軟分層。層間錯動越強軟分層越厚，其中厚度最大的是褶皺兩翼軟分層，該部位主要包含糜棱煤；斜軸部厚度稍小，該部位主要包括碎細煤、糜棱煤；背斜軸軟分層最薄，該部位主要包括碎裂煤。當煤層兩側存在軟弱巖層時，煤層間會有小褶皺產生，進一步發展后會產生軟分層，該部位主要包括碎裂煤。在層間錯動較為強烈的情況下，小褶皺發展而來的軟分層則主要包含糜棱煤。

（二）煤層中軟分層發育中斷層的控制。斷層主要通過兩方面控制煤層中軟分層發育：首先，在斷層兩盤相對錯動的影響下，斷層內煤層中會有不同厚度、不同性質的構造煤產生。其次，在斷層兩盤相對錯動影響下周圍煤層也會產生層間錯動。壓性斷層控制能夠形成分布范圍廣、厚度大的軟分層，該部分主要是強度較低的糜棱煤，并有大量富集瓦斯的煤軟包存在于斷層一側。扭性斷層發生時，兩側會產生小于壓性斷層的層間錯動，并形成稍小的軟分層分布范圍和厚度。在斜交拉賬應力作用下會形成張性斷層，張性斷層作用下會形成不發育的軟分層。壓扭性斷層控制下軟分層的發育程度通常處于扭性斷層和干壓性斷層之間。

三、煤與瓦斯突出中地質構造的控制

（一）煤和瓦斯突出中斷層的控制。第一，壓性斷層。壓性斷層產生的主要原因是受到強烈擠壓作用，所以通常會存在比較發育的糜棱巖和斷層泥，這部分斷層存在透氣性差的特點，進而成為封閉瓦斯的邊界。斷層發育過程中，附近巖層和煤層會產生褶皺，煤層就會受到強烈錯動，進而產生具有不同厚度的軟分層。與此同時，煤層的厚度會發生變化，并有小煤包在局部形成，由于富集瓦斯也被稱為瓦斯包，另外還有一個地應力集中區存在于壓性斷層附近。所以，如果圍巖透氣性不好，那么通常會有煤和瓦斯突出發生于壓性斷層兩側。第二，張性斷層。張性斷層產生的原因主要是受到和走向垂直的次一級拉張力，多位于和背斜軸線平行并位于背斜軸部的正斷層，也有一部分正斷層和軸線垂直，還有一些和斷層傾向不同的擦痕課見于斷層面上，斷層帶內為不發育的糜棱巖，以碎裂巖、斷層角礫為主。

（二）煤和瓦斯突出中褶皺的控制。實際中有以下幾種褶皺構造容易發生煤和瓦斯突出。第一，背斜傾伏端。這種傾伏端部位通常發生過強烈層間錯動，部分還有一系列順傾伏方向逆斷層發育，這樣情況下會產生破碎的煤，存在比較發育的軟分層，并且煤層具有較大埋深，具有較好的瓦斯賦存條件，所以該部位的煤和瓦斯突出更易發生。第二，向傾軸部和兩翼。在褶皺的影響下，煤層會在巖層發生層間錯動時出現塑性變性，褶皺翼部變薄、軸部變后，向斜軸部通常具有較大突出危險。

四、結語

通過以上內容可知，影響煤和瓦斯突出的因素主要包括煤體力學性質、瓦斯壓力，而這些因素分布主要受到礦區地質構造的控制，所以煤礦企業要想控制煤和瓦斯容易發生的地帶，就應當強化對礦區地質構造的了解和控制。文章分析了強化礦山地質構造和瓦斯突出地段控制的策略，但仍存在一定局限希望行業人員加強研究，通過不斷提升控制水平推動我國煤礦行業發展。

參考文獻

[1] 馬超磊.地質構造對煤與瓦斯突出控制作用的研究現狀與發展趨勢[J].技術與市場，2013（11）.

[2] 李東慧，張虎，趙慧.論地質構造對煤和瓦斯突出的控制作用[J].科技傳播，2015（16）.

[3] 任洪斌.淺談地質構造對煤與瓦斯突出地帶的控制[J].裝備制造，2013（01）：138.