摘要：我国是产煤大国，煤炭资源在我国能源消费结构体系中始终占有主导比重，对我国经济的发展一直发挥着重要作用。然而，煤与瓦斯突出由于其发生时间短、作用范围广等特点，严重影响着煤矿的安全生产。尤其，随着我国东部矿区煤炭开采战略不断向深部转移，地质构造越来越复杂，其对煤与瓦斯突出的控制作用越来越显著，因此，探讨地质构造对煤与瓦斯突出的影响对预防和控制其突出具有重要的理论意义。
关键词：地质构造；煤和瓦斯突出；影响
1、宏观构造几何形状及组合形式对煤与瓦斯突出灾害影响
1.1正断层对煤与瓦斯突出影响
1.1.1瓦斯赋存构造逐级控制理论。地壳的运动引起地质演变，地质演变会使地壳出现特殊的地质段，也被称为地质构造区域。变迁后的地质区域会影响人类在该区域的采煤活动，形成突出动力源，发生内部活动。其中，采矿中会用到瓦斯气体，在气体聚集区域会对煤层环境造成一定影响。瓦斯会在地层处形成围岩、区域地质构造情况、矿区状况、采区构造及地应力异常受板块构造情况等，需要地质勘探专家研究和探索。
1.1.2具体研究成果。矿井中会遇到大量断层、断层间堆积、层与层间滑摩和层的侧向拉伸等现象，这些都会影响到煤与瓦斯突出控制作用。实际勘探中会观测到中小型正断层均属于层间断层，经统计分析发现，正断层高位盘是主动盘或者运动盘，引起高位盘产生较宽的带状破坏域，地应力比较集中，地质的煤层和瓦斯会担负较大的压力，促成倾向突出的构造煤产生。
形成正断层的过程中，处于高位盘的主动盘会在地质运动作用后向下方滑动，形成次压力作用。与此同时，主动盘会因断块处在不规则断面活动区或断块内部挤压作用而发生局部应压效果，这些物理互动会引发断层主动盘裂缝产生幅度大于下部盘的裂缝幅度。这时，会有高低位盘相向滑动现象，引起上盘大受次应力作用更强，经剪裂缝和张裂缝扭转作用的伴生现象后，会在断层和断层周围形成脱壳作用下的薄弱带，经扭动力作用，将断裂面和与之对齐的裂缝处形成扭曲作用下的扭张裂隙，进而引发断层周围的大范围的扭张裂隙。
受局部挤压作用而形成的正断层或闭塞性正断层结构，会发生高盘渐薄、低盘增厚的现象，煤层上部的底板石层特性与能干性强的煤层相比较会突显出强效性。而煤层与正断层之间会因两者之间的夹角发生岩层之间的灭端现象，这是由于出现了煤层的倾斜角与正断层之间的夹角之间角度过小导致局部受到挤压而造成的。在这种情况的影响下，煤与瓦斯在岩层中的突出率将会增大。基于此点，在实际的采煤活动中，需要对地质构造采煤区落差进行细致探测，并做好不同断层高位角和煤层间倾斜角的设计，根据不容所需指标，进一步勘察该区域的地质发育规模结构、煤层顶部底板力和破坏力性质、地层水区域线分布状况，得到宏观分析层面的煤与瓦斯突出的测试证据。
1.2逆断层对煤与瓦斯突出的影响
逆断层对煤与瓦斯突出的影响也是很大的，由于逆断层地质特点突出，高位盘处于主动位置，低位盘属于被动位，断层两盘之间的移动又是由高位盘引导致的。逆断层高位盘从伴生节理和牵引褶皱两角度分析都较低位盘强，在构造作用强度分析中也较低位盘大，由此可以看出逆断层上盘更易于形成构造煤。
影响断层封闭的主要因素。断距、断裂填充物质属性、断面的牢固闭紧程度等都是影响断层封闭性质的主要因素。
1.3褶皱对煤与瓦斯突出的影响
在地质中勘测中，褶皱岩层所处于的位面在岩体中的中和面位置，其中褶皱岩层的上部与下部所受到的应力应变的状态具有很大的差异。在中和面的褶皱背斜岩层的上部在拉张力的作用下会使韧性岩层产生厚度变薄的现象，这就会导致脆性岩层产生楔状性张开裂面。而在中和面的褶皱背斜岩层的下部则会受到岩层挤压力的影响，因此在这种作用力的影响下，韧性岩层对背斜轴产生动态挤压的现象，使下部岩层出现增厚现象的同时也会出现许多的小型褶皱，这时的脆岩层则受内部应力的影响出现岩层断裂的现象。而向斜的情况则与背斜完全不同，对褶皱向斜岩层中所受的应力与发生的形变可以结合褶皱背斜岩层的情况进行相反的推论。
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通过对褶皱岩层的研究，结合在实际中的地质状况，可以对褶皱岩层对煤层瓦斯的影响进行分析推理，根据褶皱岩层的变形情况可以对内部岩层的煤层与瓦斯的形成情况进行推论，可以发现在褶皱岩层的影响下，煤层与瓦斯有以下几种状态：背斜上层逸散型、背斜下层聚集型、向斜上层聚集型、向斜下层逸散型。在实际的煤与瓦斯开采中发现，在褶皱岩层中的背斜与向斜都会受到褶皱的影响，这是非常常见的现象，其中因背斜轴部位于中和面，岩层受到一定的应力拉张，使岩层出现一定的伸展状态，裂缝的产生与小型的正断层发育使得煤层及顶底板透气性很高，瓦斯不易保存。
2、矿区地质构造对煤层中瓦斯保存的控制
2.1褶皱对煤层中瓦斯保存的控制
岩层经过褶皱作用后，在褶皱不同部位围岩封闭瓦斯能力具有较大的差别，在背斜轴部节理以张性为主，因此，封闭瓦斯的能力明显减弱。在向斜轴部，节理以压性或压扭性为主，因此，围岩封闭瓦斯的能力介于背斜轴部和向斜轴部之间。此外，背斜倾伏端埋深相对大，封闭瓦斯的能力也相应增强；而向斜仰起端埋深相对减少，封闭瓦斯的能力也相对减弱。
2.2断层对煤层中瓦斯保存的控制
断层保存瓦斯的能力则随断裂性质的不同而具显著的差异。压性断层因其受到较大压应力作用，结构致密的断层泥、糜棱岩较发育，透气性差，沿断层和垂直断层面方向上的瓦斯运移都相对困难，因此，压性断层对煤层中瓦斯的保存最为有力；张性断层则相反，其中，结构松散的碎裂隙岩、断层泥发育，透气性好易于瓦斯释放，其它断层对瓦斯的保存能力则按压扭性、扭性、张扭性的顺序逐渐减弱。此外，断层对煤层中瓦斯保存的控制还明显地受构造作用的强烈程度影响，随着地质构造作用的加强，断层泥、糜棱岩进一步发育，压性断层变得更有利于瓦斯保存，扭性断层保有瓦斯的能力也有一定程度的提高，张性断层则变得更有利于瓦斯释放。
3、地质构造对煤层中软分层发育的控制
软分层是煤层中比较软弱的煤分层，是由构造错动形成的结构遭受一定程度破坏的构造煤，呈带状或透镜状分布，它是发生煤与瓦斯突出的必要条件。
褶皱对煤层中软分层发育的控制。在褶皱作用初期，岩层受到纵向的作用而发生弯曲，岩层为凹侧处于压缩状态，而外凸侧则处于拉张状态。这种不均匀受力状态就会引起层间错动。层间错动会使得坚硬岩层之间的软弱层形成密集的劈理带，劈理的进一步变形发展就会使煤破碎形成一定厚度的软分层，软分层的厚度随层间错动的加强而变厚，其中褶皱两翼软分层厚度最大，以糜棱煤为主，向斜轴部次之，以糜棱煤、碎粒煤为主，背斜轴部软分层厚度最小，且以碎裂煤为主。当煤层两侧岩层也为软弱岩石时，煤层容易产生层间小褶皱，小褶皱的进一步发展也可以形成软分层，且以碎裂煤为主，当层间错动比较强烈时，小褶皱才能发育成为以糜棱煤为主的软分层。
4、地质构造对煤与瓦斯突出的控制
地质构造对煤与瓦斯突出的控制是通过控制发生煤与瓦斯突出的条件（瓦斯、软分层）而表现出来的。
褶皱对煤与瓦斯突出的控制。容易发生煤与瓦斯突出的褶皱构造大致有以下几种：背斜倾伏端。这种构造的倾伏端部位多有过比较强烈的层间错动，有的还发育一系列顺倾伏方向的逆断层，使得煤变得比较破碎，软分层比较发育，而且，煤层埋深增大，瓦斯赋存条件也变好，因此，倾伏端部位容易发生煤与瓦斯突出。向斜轴部及两翼。在褶皱作用过程中，岩层发生层间错动易于使煤层产生塑性变形，褶皱轴部加厚，翼部变薄，向斜轴部突出危险性一般较大。
一般来说，张性断层引起两盘岩层产生层间错动的规模是很小的，因此，形成软分层的厚度也是很小的，而且，地应力集中的程度也很低，所以张性断层两侧发生煤与瓦斯突出的现象也是比较少的。
5、结语
除地质结构外，煤系地层中煤层围岩性质、煤层厚度与倾角等对煤与瓦斯突出也起到一定的控制作用，但瓦斯压力、煤体力学性质是影响煤与瓦斯突出的主要因素，矿区地质构造明显地控制了这些因素的分布，从而控制了矿区易于发生煤与瓦斯突出的地带。
参考文献：
[1]王恩义.煤与瓦斯突出机理的研究[J].焦作工学院学报（自然科学版），2004，（06）.
[2]王恩义.地质构造突出机理研究[J].河南理工大学学报（自然科学版）2005，（03）.
[3]张玉贵，张子敏，曹运兴.构造煤结构与瓦斯突出[J].煤炭学报，2007，（03）.
论文作者:任建建
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：瓦斯论文; 断层论文; 岩层论文; 煤层论文; 褶皱论文; 地质论文; 向斜论文; 《基层建设》2018年第26期论文;