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“煤矿断层”是煤矿开采过程中遇到的一种重要地质构造现象,以下是对其定义、原因、影响及可能解决方案的详细解释:
一、定义
煤矿断层是指煤岩层在地质构造运动中被切断并破坏其延续性,同时两侧煤岩层发生明显位移的一种断裂构造。这种断裂构造对煤矿开采具有重要影响。
二、原因
煤矿断层的形成原因主要有两种:
构造运动:由地壳构造的变化引起。受地壳构造运动的影响,地层发生断裂,从而形成断层。这是煤矿断层形成的主要原因之一。
岩层滑动:煤矿区域的岩层在应力作用下也会发生滑动,进而形成煤矿断层。
三、影响
煤矿断层对煤矿开采和生产的影响是多方面的:
破坏煤层连续性:断层会破坏煤层的连续性,影响回采煤量。当断层落差大于煤层厚度时,断层将煤层完全断开;当断层落差小于煤层厚度时,煤层未全部断开,但仍需留设保护煤柱,从而影响煤炭储量。
增加采掘难度:掘进工作面和回采工作面遇断层后,应降低掘进和回采速度,甚至改为炮掘方式通过断层,以增加巷道掘进的工程量。同时,断层附近岩性遭到破坏,过断层时需要更改巷道支护方式,增加支护的难度和成本。
引发安全事故:断层附近岩层遭到破坏,岩块较为破碎,若支护不及时容易造成偏帮、冒顶等事故。此外,高瓦斯矿井和煤(岩)与瓦斯(CO2)突出矿井掘进巷道遇断层时,易发生煤(岩)与瓦斯(CO2)突出事故。
影响井田划分和开拓方式:煤田遭到地质构造破坏后,可能被大断层分割为若干断块,影响井田划分和开拓方式的选择和采区布置。
增加掘进率和煤炭损失:煤巷掘进时遇到断层后,为了寻找断失煤层,必然增加巷道掘进量。同时,由于断层影响安全生产,需在断层两侧留设一定宽度的保安煤柱,从而造成煤炭资源损失。
四、解决方案
针对煤矿断层带来的问题,可以采取以下解决方案:
加强地质勘探:在煤矿开采前,进行详细的地质勘探工作,准确查明断层的分布、性质、规模及其对煤层的影响,为开采设计提供可靠依据。
优化开采设计:根据地质勘探结果,优化开采设计,合理布置工作面和巷道,尽量避开大断层或采取有效措施通过断层。
加强支护和固结:在掘进和回采过程中,加强断层附近巷道的支护和固结工作,确保巷道稳定和安全。
实时监测和预警:采用地震仪、应变仪、振动监测仪等设备对断层进行实时监测,一旦发现异常情况及时预警并采取措施处理。
合理设置排水设施:在地质条件复杂、存在断层的情况下,合理设置排水设施,及时排除巷道中的水,减少因水压而引起的地压,提高巷道的稳定性。
综上所述,“煤矿断层”是煤矿开采过程中遇到的一种重要地质构造现象,其形成原因多样且对煤矿开采和生产具有多方面的影响。通过加强地质勘探、优化开采设计、加强支护和固结、实时监测和预警以及合理设置排水设施等措施,可以有效应对煤矿断层带来的问题,确保煤矿安全高效开采。