来源:森工机械 发布时(shi)间:2025-06-18
在(zai)煤(mei)矿开(kai)采的过(guo)程中,地质条(tiao)件的复杂(za)性(xing)往往给生产带来诸多(duo)挑战。其中,煤(mei)层露(lu)头(tou)、煤(mei)层尖(jian)灭、岩(yan)溶陷落和岩(yan)浆(jiang)侵入这四种地质现象,对煤(mei)矿开(kai)采的影(ying)响尤为(wei)显著。
一、煤层露头:煤炭资源的地表 “窗口”
煤(mei)(mei)层露(lu)头(tou),简单来说,就是地(di)(di)下煤(mei)(mei)层延(yan)伸(shen)到地(di)(di)表的(de)部分。这些露(lu)头(tou)有的(de)是因(yin)为地(di)(di)壳运动,使得(de)原本(ben)深埋(mai)地(di)(di)下的(de)煤(mei)(mei)层逐渐上升,最终出露(lu)地(di)(di)表;有的(de)则是由于长期(qi)的(de)风化(hua)、侵蚀(shi)作(zuo)用,上覆的(de)岩层被(bei)逐渐剥(bo)蚀(shi)掉,从而让煤(mei)(mei)层得(de)以暴(bao)露(lu)。
煤(mei)层露头在煤(mei)矿勘探初期具有(you)重要作用。地质(zhi)勘探人员可以通过(guo)观(guan)(guan)察(cha)露头上(shang)煤(mei)层的(de)厚(hou)度、煤(mei)质(zhi)、煤(mei)层的(de)走向和(he)倾角(jiao)等信息,大致推(tui)断(duan)地下煤(mei)层的(de)分布情况,就像通过(guo)观(guan)(guan)察(cha)冰(bing)山一角(jiao)来推(tui)测整座冰(bing)山的(de)形(xing)状(zhuang)和(he)大小(xiao)一样。
煤层露(lu)头也有(you)其(qi)不利的一(yi)面。由于长(zhang)期暴露(lu)在(zai)地表,受到(dao)风吹、日(ri)晒、雨淋等自然因素的影响,露(lu)头处的煤层煤质(zhi)往往会(hui)变差(cha),煤厚(hou)也可能变薄。而且(qie),煤层露(lu)头容易引发煤炭(tan)自燃,不仅造成资(zi)源浪费,还可能引发火灾,威胁周边环境安全。
二、煤层尖灭:煤层的神秘 “消失”
煤(mei)(mei)(mei)(mei)层(ceng)(ceng)(ceng)尖(jian)灭是(shi)指煤(mei)(mei)(mei)(mei)层(ceng)(ceng)(ceng)在某个(ge)方向上逐渐变薄,最终完全消(xiao)失的(de)(de)现(xian)象(xiang)。煤(mei)(mei)(mei)(mei)层(ceng)(ceng)(ceng)尖(jian)灭的(de)(de)原因(yin)多种(zhong)多样,其(qi)中一种(zhong)常见的(de)(de)原因(yin)是(shi)在成煤(mei)(mei)(mei)(mei)时(shi)期,泥炭(tan)沼泽的(de)(de)基底高(gao)(gao)低不(bu)平,或者其(qi)沉(chen)降不(bu)均(jun)衡。在基底低洼的(de)(de)地方,植物遗体堆(dui)积(ji)(ji)较(jiao)多,形成的(de)(de)煤(mei)(mei)(mei)(mei)层(ceng)(ceng)(ceng)较(jiao)厚;而在基底较(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)地方,植物遗体堆(dui)积(ji)(ji)较(jiao)少,煤(mei)(mei)(mei)(mei)层(ceng)(ceng)(ceng)就逐渐变薄,直至(zhi)尖(jian)灭。此外,地壳运动、沉(chen)积(ji)(ji)环境(jing)的(de)(de)变化,以及(ji)后期的(de)(de)河(he)流冲刷等因(yin)素,也都可能(neng)导(dao)致煤(mei)(mei)(mei)(mei)层(ceng)(ceng)(ceng)尖(jian)灭。
对(dui)于(yu)煤矿开(kai)采(cai)来说,煤层(ceng)尖灭是个(ge)棘手的(de)问题。一旦(dan)在开(kai)采(cai)过程(cheng)中(zhong)遇到(dao)煤层(ceng)尖灭区,就意味着(zhe)原本规(gui)划好(hao)的(de)采(cai)煤工作面(mian)无(wu)法(fa)继续(xu)按照原计划推(tui)进,需要(yao)重新调整开(kai)采(cai)方案,这(zhei)不(bu)仅增加(jia)了开(kai)采(cai)成本,还可能(neng)影响煤炭的(de)产量。
三、岩溶陷落:地下的 “陷阱”
岩(yan)(yan)溶(rong)(rong)(rong)陷(xian)(xian)落,通(tong)常也被(bei)称为陷(xian)(xian)落柱(zhu),是(shi)一种(zhong)在(zai)可(ke)溶(rong)(rong)(rong)性岩(yan)(yan)石(如(ru)石灰岩(yan)(yan)、白云岩(yan)(yan))分(fen)布地(di)区常见的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)质(zhi)(zhi)现(xian)象(xiang)。在(zai)漫长的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)质(zhi)(zhi)历(li)史(shi)时(shi)(shi)期,地(di)下(xia)水(shui)在(zai)这(zhei)些(xie)可(ke)溶(rong)(rong)(rong)性岩(yan)(yan)石中不断(duan)流(liu)动,逐渐溶(rong)(rong)(rong)蚀出大(da)大(da)小小的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)洞。随着溶(rong)(rong)(rong)洞的(de)(de)(de)(de)(de)不断(duan)扩大(da),顶(ding)(ding)部的(de)(de)(de)(de)(de)岩(yan)(yan)层由(you)于(yu)失去足够的(de)(de)(de)(de)(de)支撑,在(zai)重(zhong)(zhong)力作用下(xia)发(fa)生坍塌。当这(zhei)种(zhong)坍塌向上(shang)发(fa)展到煤(mei)(mei)(mei)(mei)系地(di)层时(shi)(shi),就(jiu)会(hui)导致煤(mei)(mei)(mei)(mei)层及其上(shang)覆岩(yan)(yan)层向下(xia)陷(xian)(xian)落,形成(cheng)(cheng)一个柱(zhu)状的(de)(de)(de)(de)(de)塌陷(xian)(xian)体,这(zhei)就(jiu)是(shi)岩(yan)(yan)溶(rong)(rong)(rong)陷(xian)(xian)落。岩(yan)(yan)溶(rong)(rong)(rong)陷(xian)(xian)落对煤(mei)(mei)(mei)(mei)矿(kuang)开采(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)危(wei)害极大(da)。首先,它会(hui)破坏煤(mei)(mei)(mei)(mei)层的(de)(de)(de)(de)(de)完整性,使得原本连续(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)煤(mei)(mei)(mei)(mei)层被(bei)切断(duan),采(cai)(cai)煤(mei)(mei)(mei)(mei)设(she)备无法正常通(tong)过,严(yan)重(zhong)(zhong)影(ying)响采(cai)(cai)煤(mei)(mei)(mei)(mei)效(xiao)率。其次(ci),岩(yan)(yan)溶(rong)(rong)(rong)陷(xian)(xian)落柱(zhu)内部的(de)(de)(de)(de)(de)岩(yan)(yan)石破碎,结构松(song)散(san),在(zai)开采(cai)(cai)过程中容易引(yin)(yin)发(fa)顶(ding)(ding)板垮(kua)落、片帮等事故,威胁井下(xia)作业人员的(de)(de)(de)(de)(de)生命安(an)全。更为严(yan)重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi),岩(yan)(yan)溶(rong)(rong)(rong)陷(xian)(xian)落柱(zhu)可(ke)能(neng)成(cheng)(cheng)为地(di)下(xia)水(shui)涌(yong)入矿(kuang)井的(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)道,一旦遇到这(zhei)种(zhong)情况,就(jiu)可(ke)能(neng)引(yin)(yin)发(fa)突(tu)水(shui)事故,给煤(mei)(mei)(mei)(mei)矿(kuang)带来巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)损失。
四、岩浆侵入:煤炭的 “高温来客”
岩浆(jiang)侵入是指在地(di)质历史时期,地(di)下深处的(de)岩浆(jiang)沿着岩石的(de)薄弱地(di)带(dai),如断层、裂隙等,侵入到煤系地(di)层中。一(yi)方面,岩浆(jiang)带(dai)来的(de)高温会使接触到的(de)煤层发(fa)生变(bian)质,原本的(de)烟煤可(ke)能会变(bian)成无烟煤,甚至形成天(tian)然焦。这种变(bian)质后的(de)煤,其工业价(jia)值和(he)燃烧性能可(ke)能会发(fa)生很大变(bian)化。
另一方面,岩(yan)浆侵入体的(de)(de)形态和分(fen)布不规则(ze),会破(po)(po)坏煤层(ceng)的(de)(de)连续性和稳定(ding)性。在(zai)开采(cai)过(guo)程中,遇到(dao)岩(yan)浆侵入体时,采(cai)煤设备的(de)(de)正常运行会受到(dao)阻碍,而(er)且由(you)于侵入体周围的(de)(de)煤层(ceng)结构遭(zao)到(dao)破(po)(po)坏,容易引发(fa)顶板(ban)事故。此外(wai),岩(yan)浆侵入还可能(neng)改变煤系地层(ceng)的(de)(de)应力状态,增加(jia)开采(cai)过(guo)程中的(de)(de)安全风险(xian)。
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