地质岩性对煤矿压力的影响探究

【摘 要】随着经济的不断发展，作为一种不可再生资源，煤炭资源的需求量也在日益增大，这就需要加大煤炭的开采力度，扩大矿山的开采规模，但是随之而来开采压力也会增大，而其中地质岩性对煤矿压力的影响最为显著。本文简单介绍了煤的形成以及煤矿沉积岩的形成，着重从沉积岩的角度写了地质岩性煤矿的影响，并提出了相应的确保采煤安全性的措施。

【关键词】地质岩性 沉积岩 采空区 支护 煤矿压力

一、引言

煤是远古时期的动植物的遗体腐烂，经过地层的层层掩盖深埋地下而得以发酵形成的。而一般适合植物生长的地段多为大断裂带边缘的丘陵，这些地段具有土质疏松的特点，往往是滑坡和泥石流的多发地带，但却对腐殖质发酵很有益处，从而也增加了土壤的肥沃性，因此许多大断裂带的边缘地区会存在很多可开采的煤矿。煤是由无机物质和有机物质共同构成的，主要构成元素为碳、氢、氧，其中碳元素的含量直接决定着煤化程度的高低，是构成煤的重要成分。由于煤炭是一种不可再生的自然资源，随着人们的煤炭资源需求量日益增加，煤炭矿藏的开采力度、开采范围也在逐步的加大，而伴随着这种情况的日益凸显，煤矿的开采压力也在日趋增大，矿山地质的岩石性往往对煤矿的压力有着巨大的影响作用，所以，探究地质岩性对煤矿压力的影响对于人类未来的发展来说是一件很有意义的事。

二、地质岩性对煤矿压力的影响

地球的岩石圈主要是由沉积岩、岩浆岩以及变质岩组成的。火山喷发物以及一些岩石的风化物，在一定的自然条件作用下形成了沉积岩，沉积岩包括页岩、砂岩和石灰岩等，具有层理清晰、富含生物化石等特点，主要存在于地表或距地表不深的地方，且沉积岩中蕴含着丰富的矿产资源，也正因为如此，沉积岩成为构成煤矿的主要岩石层，地质的层积岩性对煤矿的开采压力起着最重要的影响作用。

（一）采空区岩层变形，导致煤矿周围地质环境的恶化

随着煤矿开采规模的逐渐扩大，由于开采而形成的采空区也越来越大，越来越多，采空区上方的沉积岩由于岩石硬度较小，很容易受到外界的分化和侵蚀，随着煤矿开采活动的进行，开采区周围岩体的地质平衡发生了改变，而产生了作用力，采空区上方的岩层由于受到重力的作用而发生形变，导致煤矿采空区以上地面发生塌陷，在塌陷缓慢的的发展变型过程中，由于受煤层深度、开采的程度，顶板的岩性以及其他地质因素的影响会有不同的形变过程，产生不同的形态的地貌，在不同程度上对地面的村庄、桥梁、管道等建筑物产生了不利的影响，甚至会因为地面的凹陷而发生积水，造成农作为的毁坏和农田土壤失效无法耕种。同时，由于岩石层的稳定和完整受到了影响会造成滑坡、泥石流等自然灾害的发生，而直接造成巨大的经济损失。

（二）采煤及洗煤过程中产生的矸石对煤矿周围环境的破坏

矸石相对于煤炭来说是一种含碳量较低，质地较坚硬，发热值较低的灰黑色岩石，由碳、泥、砂等混合而成，利用价值较低，所以，一般在采煤和洗煤过程中被当做废物固体排出，由于这些矸石固体废物被毫无规划性的堆放，常年下去形成了结构松垮的山石堆体，再加上没有对其进行相应的防护，在大雨季节，就会出现滑坡、泥石流等灾害，导致道路堵塞，地面泥土被严重冲刷而破坏了地形地貌，使得煤矿周围的生态环境受到了严重的破坏，而增加了开采的难度及危险指数。

（三）煤矿底层岩性的不利改变在根本上造成了煤矿的坍塌

由于机械风化，氧气、二氧化碳等作用的化学风化，菌类及藻类产生的生物风化，火山喷发而形成的物质以及动植物腐殖质在大自然的搬运作用下，经过层层沉淀和压力而最终形成了沉积岩。沉积岩的地质硬度很小，而煤矿的主要构成岩石就是沉积岩，再加上许多的煤矿都处在大断裂地域的土质疏松的边缘地段，是煤矿易发生塌陷的根本原因。

三、如何保证煤矿采煤的安全性

地质岩性是影响煤矿开采安全性的本质因素，对煤矿压力有着重要的影响作用。由于煤矿的地质结构不同，煤层的深度不同，或断裂地段的不同等因素会产生不同的影响采煤安全性的地质形态，如岩层裂隙、褶曲等特殊的岩石形态，加大了煤矿的开采难度和危险度，这就需要我们研发制定一系列的措施，如支护措施等，去克服这些开采难关，去避免这些危险发生。

（一）加大对支护操作员的培训力度

煤矿开采过程中需要使用到的锚杆钻装机、检测仪器等采煤专业工具，这就要求与这些工具密切相关的操作员来争取合理的操作运用，才能在保证安全的前提下完成对煤矿的开采，可以说支护操作人员在煤矿开采工作计划中起着主导执行的重要作用，因此，要想从根本上确保煤矿开采的重要性就要努力提高煤矿施工人员，尤其是支护操作员的技能，加强对煤矿开采施工人员的培训。

（二）完善支护理论和支护技术

支护工具完善与否直接决定着煤矿的安全性。支护工具的完善包括理论和技术两个方面的完善。就支护工具的理论来说，现在支护工具的理论多种多样，往往不能与实际支护技术相切合，故要完善支护理论就要提高支护理论的实际应用性和科学性。而对于支护工具的技术的完善，要引进国外先进的支护技术和支护工具，与原有的技术及工具合理的进行融合，逐渐确立出适合我国煤矿地质的支护技术。

四、总结

随着人类的发展，对能源的需求量在不断地增大，由于对能源的过度开采导致多种能源日趋紧张，尤其是不可再生能源。煤作为一种不可再生能源，在人们的日常生活及工业生产等领域都有着广泛的应用，人们对它的需求量也越来越大。然而，随着煤炭开采行业的不断发展，开采规模和强度都与日俱增，煤矿开采的压力越来越大，安全性的挑战也越来越来大，而影响煤矿开采的最主要因素就是地质岩性，沉积岩是构成煤矿岩石层的主要岩石，沉积岩硬度小、易变性等特点造成了煤矿的开采压力，而造成了安全隐患。为降低采矿过程的危险性，就需要采取相应的的措施和支护策略，在安全的前提下，使煤炭开采事业发挥其最大的经济效益。

参考文献：

[1]殷延兵.论地质岩性对煤矿压力的影响与支护策略.《中小企业管理与科技》.2010年21期

[2]孟召平，张贝贝，谢晓彤.基于岩性-结构的煤层底板突水危险性评价.《煤田地质与勘探》.2011年5期