摘要：由于煤矿的实际所处地点的地质结构的复杂性，导致了煤矿矿井的安全性复杂多变。而煤矿矿井的安全性直接与煤矿所处地地质结构相关。地质结构主要是影响煤层中的瓦斯保存和软分层发育，进而影响瓦斯突出的发生。在煤层的漫长形成中，受到地理沉积作用、板块构造运动以及煤化作用的影响在煤层中产生大量的空隙、断层等结构。由此可见地质构造是影响煤矿安全生产的重要因素之一。
关键词：地质构造；煤矿矿井；瓦斯突出
前言
地质构造通过对煤层瓦斯突出的影响，进而影响到煤矿的安全生产。而煤层的自然：主要指煤层的氧化放热、蓄热散热、以及煤层在蔓延扩展等环节空隙、裂缝、断层而影响煤层的自然。地质构造盈利在其中是一个不容忽视的因素。
1地质构造对煤与瓦斯突出的影响
1.1褶皱对煤与瓦斯突出的影响
背斜倾伏端:在背斜倾伏端，煤层埋深增加，瓦斯在煤层中更加容易保存;褶皱作用发生时，背斜倾伏端岩层经过剧烈的层间错动，甚至伴随着顺倾伏方向的逆断层，导致煤变得十分破碎，软分层发育。所以，背斜倾伏端发生煤与瓦斯突出的可能性极大。
向斜轴部:在向斜轴部，压性和压扭性节理处于主导地位，导致围岩封闭瓦斯的能力明显增强;经过褶皱作用，岩层发生剧烈的层间错动，使得煤层产生塑性变形，褶皱轴部加厚，软分层厚度和分布范围都很大。所以，向斜轴部发生煤与瓦斯突出的可能性很大。背斜轴部:在背斜轴部，张性节理处于主导地位，并且埋深相对较浅，导致围岩封闭瓦斯的能力明显减弱，煤层中瓦斯不易保存下来;背斜轴部围岩处于拉张状态，岩层相对错动不剧烈，形成的软分层厚度和分布范围一般很小。所以，背斜轴部发生煤与瓦斯突出的可能性相对较小。
向斜仰起端:在向斜仰起端，煤层埋深相对较浅，围岩封闭瓦斯的能力也相应减弱;经过褶皱作用，岩层发生层间错动，使得煤层产生塑性变形，翼部变薄，软分层厚度和分布范围都很小。
1.2断层作用对煤与瓦斯突出的影响
压性断层：压性断层导致围岩结构致密，透气性比较差，瓦斯沿断层任何方向的运移都比较困难，对煤层中的瓦斯保存最为有利；压性断层两盘发生剧烈的相对错动，同时周围煤层发生剧烈的层间错动，导致压性断层控制形成的软分层厚度大，分布范围广，强度大。所以，在压性断层附近，发生煤与瓦斯突出的可能性极大。例如：2004年10月20日，郑州煤电公司大平煤矿特大煤与瓦斯突出，21轨道下山岩石掘进工作面遇到强烈的挤压性逆断层，落差高达10m，断层下盘煤层下滑，掘进工作面距离煤层较近，断层破碎带是泥质岩层，坚固性差，从而导致了特大煤与瓦斯突出事故的发生。
张性断层：张性断层导致围岩结构疏松，透气性比较好，瓦斯沿断层任何方向的运移都比较容易，不利于煤层中的瓦斯保存；张性断层两盘发生微弱的相对错动，同时周围煤层发生轻微的层间错动，导致压性断层控制形成的软分层厚度小，分布范围小，强度小。所以，在张性断层附近，发生煤与瓦斯突出的可能性极小。
2地质构造对煤层自燃的影响
2.1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，并且增加了燃烧物质的数量，容易诱发大规模的煤层自燃。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2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，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。
2.3裂隙对煤层自燃的影响
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。
2.4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裂隙孔和植物各组织内部的空隙，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。
3构造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。如果煤矿区处于挤压构造应力场中，在煤层未开采之前，侧向挤压应力早已存在，它使煤层覆岩有向上弯曲的趋势;在煤层被采出后，覆岩重力首先克服侧向力造成的向上的弯矩，剩余的垂向力才引起煤层顶板向下弯曲变形。同时，由于侧向挤压构造应力的存在，使岩体所受围压升高，必将使岩体的力学强度增加，从而减小煤层开采对覆岩的损害。另一方面，由于岩石的抗拉强度最低，在受拉张应力作用后，很容易产生张节理，使岩层的连续性遭到破坏，失去内聚力;拉张应力的作用可以抵消一部分因重力作用在岩层中产生的水平关联应力，从而使岩块受到的侧向夹持力减小甚至消失，很容易在重力作用下失稳沉降，即使拉张应力不足以使岩层破断，也会使岩体的围压降低，从而导致岩体强度的下降。
结束语
在煤矿上产活动中，保障安全是基础。对于煤矿地质构造的研究和监控非常有必要。这样做可以积极的预防事故的发生。通过对地质构造对煤与瓦斯突出影响、对煤层自燃、对矿区采动损害的定量化分析。积极采取相应措施，保证煤矿生产的安全。
参考文献
[1]尉茂河．煤层自燃的内外因分析及其预防对策．煤矿安全，2001．
[2]周世宁.何学秋.煤和瓦斯突出机理的流变假.中国矿业大学学报，2014.
[3]华星.煤型气地质综合研究思路与方法.地质出版社,2011.
论文作者:张长江
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：煤层论文; 断层论文; 瓦斯论文; 孔隙论文; 岩层论文; 裂隙论文; 地质论文; 《基层建设》2017年第27期论文;