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地质测量在矿井安全生产中作用

摘要:在煤矿井下开采时,地质条件对安全生产的影响十分显著。为了预防煤矿地质灾害的发生,保证煤矿的安全开采,则必须要做好煤矿地质测量工作。煤矿地质测量工作的主要内容是查明煤矿地质构造的分布和水文情况,其对安全生产的作用主要是灾害的防治和预报。分析了煤矿地质测量工作内容,重点探讨了其对安全生产的作用,可以为煤矿地质测量工作的开展提供一定的参考。

关键词:煤矿开采;地质测量;安全生产;构造;水文地质

中国煤矿大多是井工开采,由于地质条件的不确定性,煤矿地质灾害时有发生,给煤矿企业带来巨大的经济损失和人员伤亡。随着进入到深矿井开采后,煤矿地质灾害发生的可能性增大。因此,必须要做好煤矿地质测量工作,以防地质灾害发生[1-3]。通常情况下,煤矿地质测量的主要工作是摸清矿区内的地质构造以及水文情况。本文围绕煤矿地质测量工作的内容展开论述,重点分析了地质测量对于煤矿安全生产的作用。

1煤矿地质测量工作内容分析

按照煤矿生产中对地质资料的需要,可以将地质测量工作分为构造地质测量和水文地质测量,这两种测量的重点存在一定的差异。构造地质测量侧重于摸清矿区内地质构造以及分布,而水文地质测量侧重于摸清矿区内矿井水的来源。下面将分别对这两方面的内容进行具体的分析。

1.1构造地质测量

在煤矿开采时,需要对煤层的构造地质进行测量。通常情况下,构造地质测量的内容主要包括以下几个方面[4]:a)测量煤层的赋存参数,主要是煤层倾角、厚度以及分布情况;b)测量煤层顶底板岩层的厚度、岩性以及分布情况,也就是岩层的产状信息;c)查明矿区内的地质构造情况,主要包括断层、陷落柱、褶皱以及岩浆侵入情况,特别是一些小型地质构造;d)测量区域主应力场的大小以及方向。在测量时,主要分为地面测量和井下测量两个方面。在地面测量时,多以钻探为主,通常情况下获得的数据精度较低;而在井下测量时,多以物探为主,获得的数据精度相对较高,特别是能测量出小型地质构造,例如落差小于2m的断层。在测量地应力时,通常采用水力压裂法,即在巷道壁上打孔注入压裂液,根据压裂液的变化确定地应力的大小。在测量完成后,通常需形成煤矿地质构造说明书。一些关键的地质构造还会在煤矿采掘工程平面图上标注,以供开采时参考。

1.2水文地质测量

在煤矿开采时,会受到矿井水的影响。为此,需要对矿区的水文地质进行测量。通常情况下,水文地质测量的内容主要包括以下几个方面:a)含水层的位置,主要是含水的高度和分布范围。b)含水层的水压。含水层在重力的作用下会存在一定的压力,对水的流速起着决定性作用。c)水的来源。在煤矿井下开采时,水的来源主要有地表水、地下水和湖泊水等。d)未知水源的探测。很多煤矿周边有许多采空区,采空区内可能会存在一定的积水。在进行水文地质测量时,多以钻探为主,物探为辅。考虑到矿井水的涌出与地质构造有关,为此,还要采用物探的方法对地质构造区域的含水情况进行探测。探测时,通常采用的是电磁勘探法,通过电阻率来确定岩层中含水区域的范围。在水文地质测量完成后,通常要形成煤矿水文地质说明书和图纸。在说明书中,不仅要说明矿区的水源分布以及来源情况,还要对工作面和矿区的涌水量进行预测。

2地质测量对于安全生产的作用分析

地质测量对于煤矿安全生产的作用主要体现在是煤矿安全生产的基础和为煤矿地质灾害防治提供依据两方面。下面将从这两方面进行具体的分析。

2.1是煤矿安全生产的基础

在煤矿巷道掘进施工时,地质测量是安全掘进的基础。通过地质测量可以了解工作面前方的地质情况。根据地质情况,可以提前做好安全措施,降低事故发生的可能性。例如:在掘进工作面穿过陷落柱区域(见图1)时,一方面要采用探水钻孔探明陷落柱内的含水情况,由于陷落柱内岩体比较破碎,很容易发生透水事故,对安全生产影响极大;另一方面要提前做好加强支护措施,这是因为陷落柱内岩体比较破碎,很容易发生冒顶事故。在巷道设计时,可以根据岩层主应力的方向确定巷道的走向。这样可以使巷道所承受的应力最小,从而在最大程度上保证巷道支护的效果。随着煤矿进入到深矿井开采时代,巷道支护变得困难,偶尔还会有冲击地压的发生,这时合理地布置巷道显得尤为重要。然而,这些都需要准确的地质资料才能实施。目前,综采技术已经被广泛应用于煤层的开采中,但是其对煤矿地质条件的适用性比较差,而且对岩层的扰动比较大。当工作面附近区域有大型地质构造时,很容易诱发一些地质灾害。为了避免发生矿井动力灾害,则需要对工作面进行合理的设计。然而,这些也都需要准确的地质资料才能实施。

2.2为煤矿地质灾害防治提供依据

在煤矿井下开采时,水害的发生对煤矿安全威胁极大。由于现在矿井的深度比较大,一旦发生水灾事故,则救援非常困难,有时可能会引起较严重的人员伤亡。在对矿井水害进行防治时,需要明确矿井水的来源[5]。根据矿井水的来源可确定合适的防治水措施,例如对于从裂隙渗流进来的水,则需要采用注浆的方式堵水;对于从废弃采空区涌进来的水,则需要采用抽水的方式治理。这些均需要准确的水文地质资料才能执行。一般情况下,煤层底板或顶板有含水层时,需要对导水裂隙带的高度进行计算。若含水层处于顶板导水裂隙带范围以内,则需要对工作面采取合适的措施,以免含水层破裂造成工作面被淹。导水裂隙带的高度不仅与岩层的厚度有关,还与岩层的岩性有关,这也需要准确的构造地质资料。图2为导水裂隙带高度示意图。在矿井排水设计时,需要根据矿井的涌水量设计水仓和选择水泵。若水文地质资料中测得的涌水量比实际的涌水量小,则会导致矿井的排水量较小,这会导致矿井可能出现淹井事故。此外,由于水是一种流体,在岩层发生运动时,会造成水的流向发生变化。若在编写水文地质资料时未考虑到这一点,则很可能引发煤矿水灾事故。由此可见,煤矿地质测量对煤矿的安全开采十分重要。

3结语

在煤矿井下开采时,需要面对复杂的地质条件。为了保证开采的安全性,需要获得准确的地质资料,而这主要是通过地质测量实现的。按照煤矿生产中对地质资料的需要,可以将地质测量工作分为构造地质测量和水文地质测量,这两者的侧重点存在一定的差异。构造地质测量侧重于摸清矿区内地质构造以及分布,而水文地质测量侧重于摸清矿区内矿井水的来源。地质测量对于煤矿安全生产的作用主要体现在是煤矿安全生产的基础和为煤矿地质灾害防治提供依据两方面。希望所论述内容可以为认识地质测量在煤矿安全生产中的作用提供一定的参考。

参考文献:

[1]程志腾.煤矿地质测量在矿井安全生产中的重要性分析[J].石化技术,2019,26(7):276-277.

[2]乔斐斐.地质测量在煤矿安全生产中的作用分析[J].化工管理,2019(3):62-63.

[3]张东林.地质测量与矿井安全生产探讨[J].智能城市,2018,4(20):73-74.

[4]张雯.地质测量在煤矿安全生产中的作用分析[J].能源与节能,2017(12):185-186.

[5]林斌.煤矿地质测量在安全生产中的作用分析[J].科技与企业,2014(2):182.

作者:贺俊鹏 单位:山西焦煤金辛达煤业有限公司

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