1、202313技术应用与研究84Modern Chemical Research当代化工研究202313技术应用与研究84Modern Chemical Research当代化工研究煤矿地质构造对矿井涌水的影响及其治理研究张 燕（晋能控股集团长治公司 山西 046000）摘要：煤矿涌水是煤矿生产中的一种常见问题，严重影响着煤矿的安全生产。煤矿涌水的形成与地质构造密切相关，因此煤矿地质构造对矿井涌水的影响及其治理研究具有重要意义。本文对煤矿地质构造对矿井涌水的影响进行了比较深入的分析，在此基础上，结合矿井涌水特点，提出了具有一定针对性的涌水治理方法，有助于提高矿井涌水治理工作水平，进而为煤矿的安全
2、开采提供可靠保障。关键词：煤矿；地质构造；矿井涌水中图分类号：TD 文献标识码：ADOI：10.20087/ki.1672-8114.2023.13.028Study on the Infl uence of Coal Mine Geological Structure on Mine Water Infl ow and Its TreatmentZhang Yan(Changzhi Company of Jinneng Holding Group,Shanxi,046000)Abstract：Coal mine water gushing is a common problem in coa
3、l mine production,which seriously affects the safety of coal mine production.The formation of water inrush in coal mines is closely related to geological structures,so it is of great significance to study the impact of geological structures in coal mines on water inrush and its control.This article
4、has conducted a relatively in-depth analysis of the impact of coal mine geological structure on mine water inrush,and on this basis,combined with the characteristics of mine water inrush,proposed targeted water inrush control methods,which can help improve the level of mine water inrush control work
5、,and thus provide a reliable guarantee for the safe mining of coal mines.Key words：coal mine；geological structure；mine water gushing煤矿涌水是煤矿生产中普遍存在的问题，严重威胁着煤矿的安全生产。地质构造是影响煤矿涌水的主要因素之一，因此煤矿地质构造对矿井涌水的影响及其治理研究已成为煤炭工业界关注的热点问题。研究煤矿地质构造对矿井涌水的影响及其治理方法，对于保障煤炭工业的安全生产、提高生产效率和质量、推动煤炭工业的转型升级、实现煤炭行业的可持续发展等方面，具有非常重
6、要的意义。1.煤矿地质构造对矿井涌水的影响(1)煤矿地质构造的分类和特点煤矿地质构造是指在地质演化过程中形成的对煤矿开采产生影响的各种构造体，主要有褶皱和断裂，其中断裂又分为断层和节理，这些形态变化对煤矿开采过程中的地质问题和安全隐患具有重要的影响，以下是煤矿地质构造的分类和特点：分类A.褶皱：褶皱是指地层在受到外部力的作用下，发生弯曲和变形的现象。褶皱按照形态可以分为对称褶皱、反向褶皱、波浪状褶皱等。在煤矿中，褶皱对煤层的倾角和煤质的变化具有明显的影响。B.断层：断层是指在地球表面或地下，由于地壳内部构造应力的作用，导致岩石或地层破裂和位移的现象。断层按照破裂面的方向和位移方向可以分为走向断
7、层和倾向断层。在煤矿中，断层的出露和断裂区带对煤层的保存、倾斜和断裂破碎具有明显的影响。C.节理：指在煤层中发育的一些断裂或裂隙，通常是垂直或近垂直于地层面的。它们是由于地壳运动或煤层自身应力的作用而形成的。特点A.褶皱波动性强：煤矿褶皱是一种周期性的波动形变，具有波长、振幅和波峰波谷等特征。大范围分布：煤矿褶皱通常分布在广阔的煤田区域内，可覆盖数十至数百平方千米。形态多样：煤矿褶皱形态多种多样，有轻微弯曲的弧形褶皱，也有强烈弯曲的褶皱，形态复杂，难以预测。与煤层质量关系密切：煤矿褶皱会对煤层的物理性质、力学性质和水文地质性质等产生影响，直接影响采煤效果和矿井安全。变形过程复杂：煤矿褶皱形成的
8、过程受到多种因素的影响，变形过程复杂，不易预测和控制。B.断层分布广泛：煤矿断层是煤矿地质中的常见现象，分布范围广泛，煤层中常常存在多个断层。形态多样：煤矿断层的形态多样，可以是水平断层、倾斜断层、弧形断层等。对煤矿开采的影响较大：煤矿断层会对煤矿的开202313技术应用与研究85Modern Chemical Research当代化工研究202313技术应用与研究85Modern Chemical Research当代化工研究采造成一定的影响，如断层带内的煤层破碎严重、煤层厚度变化大、采场支护困难等。煤炭资源的变化：煤矿断层的存在会导致煤层的破碎和错动，从而影响煤炭资源的质量和储量。存在隐患
9、：煤矿断层的存在也会带来地质灾害的隐患，如断层带内的煤层易于发生自燃、顶板易于塌落等。C.节理节理具有一定的连通性。煤矿节理呈网状分布，多个节理之间存在交汇和连通，形成了一定的节理系统。节理的分布规律较为明显。煤矿节理分布规律较为有序，呈现出一定的方向性和规律性。节理对煤层物理力学性质的影响显著。煤矿节理会对煤层的渗透性、强度、应力分布等物理力学性质产生显著影响，是煤层工程设计和煤矿安全生产中需要重视的因素。节理与煤质的关系密切。煤矿节理与煤质的关系密切，会对煤的品质和开采效果产生重要影响。(2)煤矿地质构造对矿井涌水的影响机理地质构造对煤层水文地质特征的影响煤矿地质构造对煤层中水文地质特征的
10、影响主要表现为以下几个方面：A.影响煤层渗透性：煤矿地质构造对煤层中的裂隙和孔隙产生影响，从而影响煤层的渗透性。如断层和褶皱等地质构造会破坏原有的孔隙系统，使得煤层渗透性下降。B.影响煤层厚度：地质构造会影响煤层的厚度分布，而煤层厚度对煤层的储水能力和渗透性有很大的影响。C.影响煤层空间结构：地质构造对煤层中的空间结构产生影响，如断层和褶皱等地质构造会使煤层中的孔隙、裂隙、溶隙形成不规则的空间结构，从而影响地下水的流动。地质构造对地下水运动规律的影响地质构造对地下水的运动规律也有很大的影响，主要表现在以下几个方面：A.影响地下水的渗透路径和流速：地质构造会对地下水的渗透路径和流速产生影响，如断
11、层和褶皱等地质构造会改变地下水的渗透路径和流速。B.影响地下水的质量：地质构造还会影响地下水的质量，如在断层带中，由于裂隙带的存在，地下水易受到地表污染的影响。(3)不同形态的地质构造对矿井涌水的影响不同形态的地质构造对矿井涌水的影响有所不同，具体如下所示：褶皱。首先，褶皱的存在会导致地层形态的复杂性，使得煤层走向、倾角等参数变得不规则。由于煤层中的裂隙、空隙等构造特征，褶皱会影响煤层的透水性、透气性等水文地质特征，进而影响煤矿的涌水情况。其次，褶皱对于煤层中的气体、水等流体的运移也会造成影响。褶皱使得煤层内部的空隙、孔隙发生变化，进而影响了煤层中的流体运移和分布，这种变化会导致煤层中出现涌水
12、现象，给煤矿的开采和安全带来了威胁。断层。断层是煤矿涌水的主要通道。在断层带中，由于断层面的错动和岩体的变形，导致裂隙扩张、连通，从而形成了煤矿涌水的通道。断层的发育程度越高，涌水量越大。在涌水治理中，需要采取相应的治理措施，如封闭、截水等。节理。煤矿节理对煤矿矿井涌水具有重要影响。首先，节理是煤层中水的主要运移通道之一，水可以通过节理裂缝渗透进入煤层，从而形成煤层中的地下水；其次，节理的发育程度和密度会影响煤层的渗透能力，进而影响涌水的规模和速度。煤层中的节理裂隙越多、越发达，煤层的渗透能力就越大，导致涌水的可能性也越高。此外，煤矿节理的存在还会导致煤层中水的流动路径复杂化，使得涌水的位置和
13、规模难以预测和控制。2.矿井涌水治理方法(1)煤矿涌水治理的目标和基本原则煤矿涌水是煤炭开采中常见的地质灾害之一，对煤炭安全生产和矿井环境保护带来很大的威胁。因此，开展煤矿涌水治理十分必要。煤矿涌水治理的目标是保障煤炭生产的安全和高效，实现矿井的可持续发展。涌水治理的基本原则如下：确保安全。涌水治理的首要目标是保障煤炭生产的安全。在涌水治理过程中，必须始终以安全为出发点，充分考虑涌水治理对矿井的安全和稳定性的影响。全面了解情况。在涌水治理前，必须全面了解涌水的情况，包括涌水位置、涌水通道、涌水量等，确保涌水治理方案的科学性和可行性。同时，还需要对矿井的地质情况、水文地质条件等进行全面评估。综合
14、治理。涌水治理必须采取综合治理的方法，根据涌水情况和涌水治理目标，结合矿井的特点和地质条件，采用不同的治理技术和措施，形成综合治理方案，达到最佳治理效果。阶段性实施。涌水治理过程是一个复杂的过程，必须阶段性地实施。在涌水治理的各个阶段中，需要充分评估治理效果，及时调整涌水治理方案，确保涌水治理的顺利实施。技术创新。涌水治理需要采用先进的涌水治理技术和装备，利用先进的科学技术手段，对煤矿涌水202313技术应用与研究86Modern Chemical Research当代化工研究202313技术应用与研究86Modern Chemical Research当代化工研究进行治理，提高治理效果。(2
15、)煤矿涌水治理方法的分类和特点煤矿涌水治理方法按照其基本原理和涌水治理方式的不同，可以分为以下几类：封闭法。封闭法是指通过对涌水水源和涌水通道进行封闭，从而阻止涌水的发生。封闭法是一种常用的治理方法，主要适用于涌水水源单一、涌水量较小的情况。该方法特点是简单、易行，但涌水水源复杂、涌水量较大时，治理效果受到限制。截水法。截水法是指通过对涌水通道进行截断，从而减少涌水的发生。截水法通常适用于涌水通道明确、涌水量较大的情况。该方法特点是可以有效控制涌水，但涌水通道复杂、涌水量极大时，治理难度较大。降水法。降水法是指通过降低矿井水位，从而减少涌水的发生。该方法需要采用排水井、排水管道等降水设施，对矿
16、井的地下水进行排放。该方法特点是能够控制矿井水位，防止涌水的发生，但需要占用大量的人力和物力资源，治理周期较长。防渗法。防渗法是指通过加强地下防渗措施，从而减少矿井的渗透和渗漏。该方法需要在矿井周围布置防渗墙、防渗帷幕等设施，以阻止地下水向矿井渗透。该方法特点是适用范围广，治理效果显著，但需要投入大量的资金和人力，治理周期较长。补灌法。补灌法是指通过向煤层注水，增加煤层的压力，从而抑制煤层水向井下渗透。该方法需要在煤层中注入水，使煤层内部的压力达到平衡状态，从而控制煤层水的渗透。该方法特点是能够有效控制煤层水的渗透，但需要投入大量的资金和人力，治理周期较长。(3)煤矿涌水治理案例分析某煤矿发生了一起严重的涌水事故，导致该煤矿生产中断，工人伤亡，经济损失巨大。经初步调查，涌水原因可能与局部煤层顶板下沉和地下水突然涌入有关。因此，针对这两个可能的涌水原因，对地质构造和水文地质情况进行了详细分析。在地质构造方面，该煤矿所在区域属于断层和褶皱带，具有复杂的地质构造。经过实地勘察和地质资料分析，发现该煤层处于一条近东西向的大断层的南侧，断层位于煤层底部，同时在煤层的北部和西部还存在多条小断层。这
