愛華網(wǎng)??? 我國是發(fā)展中國家，對一次能源的需求量極大。2009年我國一次能源的消耗總量中，煤炭占70.1%。預(yù)計2020年我國一次能源消耗總量中煤炭占57%左右，2030年占52%左右，2050年占43%左右。由此可見，未來一個世紀(jì)之內(nèi)，我國對煤炭的需求量仍然巨大。然而我國的煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，在煤礦生產(chǎn)過程中煤與瓦斯突出、瓦斯煤塵爆炸、透水、礦井火災(zāi)、冒頂?shù)葹?zāi)害的影響[9]，其中多數(shù)災(zāi)害的發(fā)生與地質(zhì)條件有著直接或間接的關(guān)系，其中斷層是對煤礦生產(chǎn)影響最為顯著的地質(zhì)條件之一。斷層不僅破壞了煤層的連續(xù)性和完整性，還會造成斷層帶巖石破碎，巖石強(qiáng)度降底，容易聚集瓦斯引發(fā)瓦斯突出。大量的研究表明，斷層構(gòu)造使地應(yīng)力的分布、瓦斯的賦存和煤層的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，直接控制著煤與瓦斯突出的發(fā)生[3~8]。
1.斷層的產(chǎn)生及其分類 斷層的產(chǎn)生機(jī)理。斷層是在地殼中廣泛發(fā)育的地質(zhì)構(gòu)造之一，是巖層或巖體沿破裂面發(fā)生明顯位移的構(gòu)造。斷層的形成是一個復(fù)雜的過程，在巖石受到的力超過其強(qiáng)度時，巖體出現(xiàn)微裂隙，開始發(fā)生破裂，之后微裂隙繼續(xù)發(fā)展、相互結(jié)合，形成破裂面。如果此時巖體受力超過巖體在破裂面上形成的摩擦力阻力時，兩盤就開始出現(xiàn)移動，形成斷層。斷層的幾何要素主要包括斷層面、斷層帶、斷盤和位移。 斷層的分類。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)中斷層的分類方法有多種，較常用的是按照斷層兩盤的相對運(yùn)動劃分為正斷層、逆斷層、平移斷層這些基本類型的斷層，此外還有這些斷層的組合，例如：正平移斷層、逆平移斷層等。 圖1-1 斷層基本分類示意圖 a-正斷層；b-逆斷層；c-平移斷層 如圖1-1斷層基本分類示意圖所示，正斷層是斷層上盤沿斷層面相對向下滑動的斷層，逆斷層的上盤沿斷層面相對向上滑動，而平移斷層的兩盤順斷層面走向相對移動。 2.斷層對礦井瓦斯的影響 斷層對礦井瓦斯賦存的影響。斷層形成的過程中會破壞煤層的完整性，對斷層帶內(nèi)的煤體進(jìn)行擠壓、揉搓，形成構(gòu)造煤，增大了煤體的吸附表面積，煤的吸附能力提高，游離瓦斯的容積也增大，形成了儲存大量瓦斯的基礎(chǔ)。目前國內(nèi)外的研究趨向于認(rèn)為壓扭性斷層為主的區(qū)域，接觸緊閉延展性差，積聚的形變潛能相對較大，不利于瓦斯的排放，是煤與瓦斯突出的危險區(qū)域；相反，張扭性斷層為主的區(qū)域，延展性好，裂隙發(fā)育，不利于瓦斯的積聚，有利于瓦斯的排放，煤與瓦斯的突出危險性相對較小。 煤層瓦斯賦存受到多方面因素的影響，其中煤層埋藏深度是其中最為顯著的因素之一。其原因是煤層埋藏越深，上覆地層越厚，煤層所受的地應(yīng)力越高，圍巖的透氣性越低，不利于煤層瓦斯的排放。所以，斷層構(gòu)造對煤層瓦斯賦存的影響會受到煤層埋藏深度的影響。煤層埋藏較淺，淺部斷層形成后，斷層帶距離地表較近，有利于瓦斯的排放，反之，煤層埋藏較深，深部斷層形成后斷層帶內(nèi)的瓦斯不利于排放，反而有利于瓦斯的積聚。斷層形成后，破壞了瓦斯運(yùn)移的原有通道，加之?dāng)鄬有纬傻牧严侗荒鄩盐锍涮?，形成瓦斯流動的阻隔帶，從而極易形成局部瓦斯富集的現(xiàn)象。在生產(chǎn)實(shí)際中，井下揭露的小斷層經(jīng)常會發(fā)生煤與瓦斯動力現(xiàn)象。 斷層對礦井瓦斯涌出的影響。煤層瓦斯的涌出分為正常涌出和異常涌出，即瓦斯突出（噴出），其中煤層瓦斯的異常涌出常攜帶大量的煤粉形成煤與瓦斯突出，造成巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡。大量的研究表明，斷層形成的強(qiáng)烈變形區(qū)，井下揭露的小型斷層影響帶內(nèi)，是煤與瓦斯突出危險區(qū)域，會導(dǎo)致煤與瓦斯突出。 3.治理斷層影響帶瓦斯的措施 煤與瓦斯突出預(yù)測。斷層構(gòu)造帶是發(fā)生煤與瓦斯突出的危險區(qū)域，再進(jìn)行采取措施消突之前必須進(jìn)行煤與瓦斯突出危險性預(yù)測。我國較常用的是以預(yù)測點(diǎn)劃分的區(qū)域性突出預(yù)測和局部突出預(yù)測（日常預(yù)測），在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)根據(jù)斷層規(guī)模的大小，選取合適的預(yù)測方法。國內(nèi)外較常用的煤與瓦斯突出預(yù)測方法分為單項(xiàng)指標(biāo)法和綜合指標(biāo)法。單項(xiàng)指標(biāo)法包括：煤的破壞類型，煤的破壞程度越高，則發(fā)生煤與瓦斯突出的危險性越大；煤的瓦斯放散初速度△P，當(dāng)△P越大，煤層的突出危險性越大，反之則小；煤的堅(jiān)固性質(zhì)，煤體強(qiáng)度低，則突出危險性大，反之則小；瓦斯壓力和瓦斯含量，國內(nèi)規(guī)定為煤層瓦斯壓力達(dá)到0.74Mpa時，為突出危險性煤層。煤層瓦斯含量大于10m3/t時有突出危險性；綜合指標(biāo)法較常用的為D、K，綜合指標(biāo)法，D≥0.25，K<15時為突出威脅區(qū)域；D≥0.25，K≥15時為突出危險區(qū)域；目前物探技術(shù)在預(yù)測煤與瓦斯突出方面日趨完善，具有代表性的包括：地震勘探技術(shù)；層析成相CT技術(shù)。 斷層影響帶防突建議。加強(qiáng)礦井地質(zhì)條件勘探，提高勘探成果的質(zhì)量。繼續(xù)堅(jiān)持以地質(zhì)鉆探為主，并應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，例如：三維地震、電法勘探、GPS技術(shù)等，加強(qiáng)對井田地質(zhì)條件的調(diào)查，把斷層構(gòu)造的詳細(xì)信息及影響范圍進(jìn)行預(yù)測評價，在礦井施工設(shè)計的同時，制定斷層的處理措施。 強(qiáng)化瓦斯抽排。瓦斯抽排是解決煤與瓦斯突出的根本性措施，在斷層影響帶內(nèi)對瓦斯進(jìn)行強(qiáng)化抽放，進(jìn)行加密鉆孔設(shè)計，消除抽放空白帶，提高成孔質(zhì)量，改進(jìn)封孔工藝，優(yōu)化抽放系統(tǒng)，延長預(yù)抽時間，降低施工過程中的瓦斯涌出量，保證施工安全。 對斷層影響帶內(nèi)的松軟煤體進(jìn)行注漿加固。斷層形成的過程中由于兩盤的相對運(yùn)動會導(dǎo)致斷層兩側(cè)存在大量的斷層泥、斷層角礫巖和被破壞掉的煤體，這些物質(zhì)呈現(xiàn)出松散的結(jié)合體，它們之間的摩擦力很小，自承力很差，從而構(gòu)成了構(gòu)造帶弱面，造成應(yīng)力的高度集中，一旦釋放便極有可能引起煤與瓦斯突出事故發(fā)生。所以，針對斷層破碎帶進(jìn)行注漿固化，提高破碎帶的強(qiáng)度，對減小斷層影響帶煤與瓦斯突出危險性具有一定的效果。 健全管理制度。嚴(yán)格依法落實(shí)責(zé)任制，實(shí)行合理的獎懲制度，對作業(yè)人員的加強(qiáng)職業(yè)教育，提高作業(yè)水平，保證高素質(zhì)的抽放隊(duì)伍。 4.結(jié)論及展望 斷層構(gòu)造對煤層瓦斯的賦存和煤與瓦斯突出的影響具有復(fù)雜性和不確定性，目前的預(yù)測方法多數(shù)是以經(jīng)驗(yàn)為礎(chǔ)提出的，所以其預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性還有待確定，進(jìn)行消突治理時，其效果的檢驗(yàn)結(jié)果也具有片面性。所以對斷層影響帶內(nèi)煤層煤與瓦斯突出的防治工作仍是一件艱巨復(fù)雜的任務(wù)，必須堅(jiān)持“四位一體”的原則。在未來的工作中應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行著手： 增加安全投入，積極引進(jìn)新的科技設(shè)備對煤礦地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)測研究，弄清礦區(qū)內(nèi)的地質(zhì)情況；繼續(xù)研究煤與瓦斯突出預(yù)測技術(shù)，提高預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性；加強(qiáng)科研，探索瓦斯抽放的新工藝，進(jìn)行安全能源型瓦斯抽放；對斷層進(jìn)行深入研究，把斷層對煤礦的影響由定性到數(shù)量化。 參考文獻(xiàn) [1]王東風(fēng),馮耀挺.地質(zhì)條件對瓦斯突出的影響淺析[J].陜西煤炭.2002.02 [2]黃德生.地質(zhì)構(gòu)造控制煤與瓦斯突出的探討[J].地質(zhì)科學(xué)，1999.12
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