摘要：矿井安全与地质环境因素的关系密切，总结每起事故发生与地质构造、水文地质、瓦斯地质的内在必然联系规律，并从中吸取经验教训，找出解决办法和制定防范措施，从而保障煤矿安全生产。
关键词：矿井安全；地质环境
由于煤矿开采生产系统复杂，环节众多，地质条件频繁变化，给井下生产带来了一个个未知而又不安全因素，特别是顶板、瓦斯、水、火、煤尘等五大自然灾害时刻威胁井下职工的生命安全。由于特殊的自然地质环境和恶劣的地质条件往往是孕育惨痛事故的温床，因此从分析矿井安全与地质环境因素的关系出发，从而总结规律，预防事故的发生，以期在实践中正确指导矿井安全生产。
一、矿井安全与地质构造
（一）地质构造：地质构造常出现岩层滑移，围岩破碎等特征，因而地质构造带往往是发生顶板、透水、瓦斯事故的地段。
1、褶曲构造：由于岩层受到构造应力的作用，地壳的水平运动是造成构造的地质条件。单一岩层受构造应力的作用，不同部位会产生一系列的裂隙、小断层、节理等内部小构造。特别是在褶曲轴部往往裂隙、节理发育，煤层暴露后吸水脱落，同时其轴部产状变化急剧，回采中不易支护，易发生片帮及冒顶事故。
2、断层：断层广泛发育于不同构造环境中，在矿井生产过程中，常遇到许多不同性质的断层，其破碎带大小不一，对围岩破坏程度也不同；同时常在断层两旁产生牵引、揉皱、挤压等现象，导致煤层突增或压薄，煤层突增处易产生煤层偏冒、垮落伤人事故。还有一些顶断底不断及底断顶不断的小断层及小断层及小断层间滑动构造部位，由于受到构造应力的作用，围岩易脱落，且脱落面积较大，没有预兆，采空后顶板来压较快，是产生顶板事故的地段，正确推断断层的性质、断距，及时留设断层煤柱，是防止透水及瓦斯事故的关键。
（二）煤岩组合：即煤层煤顶板厚度、岩性、结构等，它们是引发顶板事故的重要地质因素。由于煤系地层受到地质应力及后期改造影响，煤岩层均已产生形变，导致围岩破碎，顶板多变不平整，煤层形态多变，增加采面顶板管理的难度，通常易引发事故隐患因素有：
1、围岩节理和劈理发育地段，易产生煤岩层脱落、冒顶及跨帮伤人事故。
2、回采过程中，随采空面积的扩大，又未能及时回柱放顶，引起一些部位应力集中，从而导致较脆弱部位顶板跨落，或者诱发煤层瓦斯的异常涌出，从而波及工作面的安全。
3、复杂的煤岩结构煤层中往往含有夹矸层，开采中易发生夹矸至上分层脱落伤人事故。
二、矿井安全与瓦斯地质
本区矿井虽属于高瓦斯矿井，本人认为瓦斯对矿井安全危害主要有以下几个特点：
1、瓦斯的含量随着煤层变质程度增加也随着增加。开采深度的加深，地应力和岩体本身的自重力相应增大，瓦斯含量和瓦斯压力也随着增大。从而增加通风管理难度，导致气体事故的发生。
2、不同构造部位，瓦斯含量不一。在压性断层、复式向、背斜轴部转折端，瓦斯易于聚集，这些部位往往是瓦斯事故常发生地带，而张性断层、褶曲两翼，则瓦斯不易于积聚。
3、“煤包”易造成瓦斯突出事故。煤厚的变化，是由于地应力集中的显观，是后期改造形成的。由于后期改造中可引起明显的煤层结构破坏，瓦斯突出前的煤变松、层理紊乱，以软分层易于突出，并不是所有的“煤包”都会发生瓦斯突出。瓦斯含量与煤包围岩组合特征、与地表距离、煤变质程度、煤体结构、煤岩类型、煤组分、附近岩浆活动、采掘应力等因素成正比。
4、水小瓦斯含量高，水大瓦斯含量低。岩层产状平缓，裂隙发育，围岩透气、透水性差的封闭地段，瓦斯易于积聚，相反裂隙发育，围岩及煤层透气、透水性好的地段，则瓦斯不易于积聚，前者往往是瓦斯气体事故常发生地带。
5、瓦斯是流动的有害气体，随着气压变化而变化，不断地流动，改变聚集地点，常多聚集在老空区和通风不良的废巷、独头巷道和小煤，因而这些地点是最易发生瓦斯气体事故的地方。这方面的事故小煤窑由于通风管理不良最易出现该类事故。
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三、矿井安全与水文地质
由于矿井在开拓、掘进、回采过程中，不断改变原始水文地质条件，从而导致水害发生，危及矿井安全的水害主要有：
1、老窑、老硐水：
小煤窑主要分布于可采煤层浅部，并均有不同程度的积水，随着小煤窑的不断延伸和超层越界开采，导致很多小煤窑与矿井相通，把老窑水往矿井内排放，而大部分小煤窑由于其开采的具体位置、范围以及老塘积水量难以测定，故在采矿过程中很容易发生透水事故，有的甚至还引起淹井，给矿井安全生产造成极大的潜在威胁。
2、断层水、地下水：
在矿井地层中都普遍存在多少、大小不等的断层，有些断层是导水断层，若不采取过断层措施，也容易发生断层透水事故，有的断层直接沟通地表水体，对开采其影响范围内的煤层也是一个极大的隐患。此外，井田内一些早期施工的钻孔，由于封孔质量不好，有个别钻孔出现漏水及导水现象，对矿井来说也是一个安全隐患，须加以防范。
四、结论及防范措施
多年来，人们在调查、分析和处理事故过程中常常侧重于主观因素，而往往淡漠了事故产生的客观地质环境因素，没有很好地总结每起事故发生与其地质条件的内在必然联系的规律，并从中吸取经验教训，因而现实中我们常常发现同样性质的事故屡防屡犯，防而不止，杜而不绝的被动局面。
为此，就地质环境因素与矿井安全存在的矛盾，浅谈一下自己的见解，提出如下解决办法和防范措施：
1、加强顶板管理：
（1）采掘工作面在开工之前，要以《煤矿安全规程》为指导思想，制定严格、详细的作业规程，规程中要针对工作面的具体的地质条件，制定详细的采面地质说明书与完善的顶板管理措施，特别是对工作面支护质量、规格要作严格细致的规定，并且要随着工作面的不断推进和地质条件的不断变化而作出相应的补充和完善，并做到培训到位，贯彻到个人。
（2）采掘工作面首先要严格按照《煤矿安全规程》规定施工作业，严禁违章作业。其次，工作面的支护质量规格和方式要严格按照规程要求进行，不合格的坚决令其停产整改，遇到地质条件特殊地段如断层、褶曲、挤压带和顶板特别破碎地点要采取特殊和稳妥的支护方式。其三，采面要坚持按规程要求及时回柱放顶，无及时回柱放顶的不准作业。
2、加强瓦斯管理，深入开展瓦斯地质的预测预报工作：
（1）地质人员要及时准确做好断层、褶曲等瓦斯富集地段的地质构造具体情况的预测预报工作，以便为开采过程及时留设断层煤柱或及时做好瓦斯管理工作提供可靠依据。
（2）加强采掘工作面的瓦斯管理，切实落实瓦斯检测制度，在过断层、褶曲等瓦斯富集地段，应适当增加瓦斯检测次数或加大供风量冲淡瓦斯。
（3）做好局部通风工作，保证工作面有足够的风量冲淡瓦斯浓度。采掘作业点要坚持“一炮三检”制度。
3、加强水害的治理工作：
（1）加强对周边小煤窑的整治，对非法超层越界开采而危及矿井安全生产的小煤窑，坚决给予封闭，并追究法律责任。
（2）加强小煤窑的调查力度，经常组织地质、生产、安监等部门有关人员深入周边小煤窑对小煤窑开采现状、老窑及老空区进行全面彻底调查，并密切注意周边小煤窑生产动态，超前做好井下透水隐患的预测预报工作，及时治理塌陷区和护巷煤柱被破地段。
（3）加强采掘工作面的探放水工作，坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，把透水隐患消灭在萌芽状态。
参考文献：
[1]钱鸣高，缪协兴，许家林，等．岩层控制的关键层理论[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003．
[2]吴健斌. 倾斜煤层综放开采数值模拟分析[J].煤炭工程.2010（06）：12-15
作者简介：
冯波（1986-09-09），男，汉族，四川大竹，大专，研究方向：煤矿开采技术。
张世源（1985-03-14），男，汉族，重庆江津，本科，研究方向：煤矿开采技术。
论文作者:冯波1,张世源2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/14
标签：瓦斯论文; 断层论文; 地质论文; 矿井论文; 煤层论文; 事故论文; 顶板论文; 《基层建设》2019年第28期论文;