background image

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。

 

  另外,由于断层的存在,使得在选择开采方法时必须采取工作面过断层的种种措施,
从而严重影响采煤和掘进的速度,给采空区中遗煤的自燃争取了时间,加大了自燃的几率。

 

  总之,地质构造对煤层自燃的影响很大。裂隙、孔隙、褶皱和断层的数量、规模影响煤层
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;裂隙和断层也是煤火燃烧过程中物质和能量的喷出通道;断层的性质可决定煤
火是否继续向煤层深部发展;褶皱可控制煤低温氧化释放出的热量聚集,如果背斜核部有
封闭性好、导热性差的煤层顶板,那么此处是煤层聚热增温的良好场所,也是易于自燃的地
方。

 

  三、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
向挤压应力早己存在,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。为了保护煤矿区地质环境,煤炭资源开发活动必须要有一个度,要把开采强度限
制在煤矿区地质环境可以承受的范围之内。

 

  四、结论

 

  在煤矿的开采活动中,探明地质构造的类型和规模是保障安全生产的第一步。时刻注意
地质构造的变化,预防煤矿重大事故的发生。关于地质构造对煤矿安全生产的研究,今后将
主要集中在以下几个方面:地质构造对煤与瓦斯突出影响的定量化分析;地质构造对煤层
自燃的定量化分析;地质构造对矿区采动损害的定量化分析。

 

  参考文献:

 

  

[1]尉茂河. 煤层自燃的内外因分析及其预防对策 [J]. 煤矿安全,1998,(2). 

  

[2]文虎. 煤自燃的热量积聚过程及影响因素分析[J].煤炭学报,2003,(4). 

  

[3]华星. 煤型气地质综合研究思路与方法[M]. 北京:地质出版社,2004.