來源:森工機械 發布時間:2025-06-18
在煤礦開采的過程中,地質條件的復雜性往往給生產帶來諸多挑戰。其中,煤層露頭、煤層尖滅、巖溶陷落和巖漿侵入這四種地質現象,對煤礦開采的影響尤為顯著。
一、煤層露頭:煤炭資源的地表 “窗口”
煤層露頭,簡單來說,就是地下煤層延伸到地表的部分。這些露頭有的是因為地殼運動,使得原本深埋地下的煤層逐漸上升,最終出露地表;有的則是由于長期的風化、侵蝕作用,上覆的巖層被逐漸剝蝕掉,從而讓煤層得以暴露。
煤層露頭在煤礦勘探初期具有重要作用。地質勘探人員可以通過觀察露頭上煤層的厚度、煤質、煤層的走向和傾角等信息,大致推斷地下煤層的分布情況,就像通過觀察冰山一角來推測整座冰山的形狀和大小一樣。
煤層露頭也有其不利的一面。由于長期暴露在地表,受到風吹、日曬、雨淋等自然因素的影響,露頭處的煤層煤質往往會變差,煤厚也可能變薄。而且,煤層露頭容易引發煤炭自燃,不僅造成資源浪費,還可能引發火災,威脅周邊環境安全。
二、煤層尖滅:煤層的神秘 “消失”
煤層尖滅是指煤層在某個方向上逐漸變薄,最終完全消失的現象。煤層尖滅的原因多種多樣,其中一種常見的原因是在成煤時期,泥炭沼澤的基底高低不平,或者其沉降不均衡。在基底低洼的地方,植物遺體堆積較多,形成的煤層較厚;而在基底較高的地方,植物遺體堆積較少,煤層就逐漸變薄,直至尖滅。此外,地殼運動、沉積環境的變化,以及后期的河流沖刷等因素,也都可能導致煤層尖滅。
對于煤礦開采來說,煤層尖滅是個棘手的問題。一旦在開采過程中遇到煤層尖滅區,就意味著原本規劃好的采煤工作面無法繼續按照原計劃推進,需要重新調整開采方案,這不僅增加了開采成本,還可能影響煤炭的產量。
三、巖溶陷落:地下的 “陷阱”
巖溶陷落,通常也被稱為陷落柱,是一種在可溶性巖石(如石灰巖、白云巖)分布地區常見的地質現象。在漫長的地質歷史時期,地下水在這些可溶性巖石中不斷流動,逐漸溶蝕出大大小小的溶洞。隨著溶洞的不斷擴大,頂部的巖層由于失去足夠的支撐,在重力作用下發生坍塌。當這種坍塌向上發展到煤系地層時,就會導致煤層及其上覆巖層向下陷落,形成一個柱狀的塌陷體,這就是巖溶陷落。巖溶陷落對煤礦開采的危害極大。首先,它會破壞煤層的完整性,使得原本連續的煤層被切斷,采煤設備無法正常通過,嚴重影響采煤效率。其次,巖溶陷落柱內部的巖石破碎,結構松散,在開采過程中容易引發頂板垮落、片幫等事故,威脅井下作業人員的生命安全。更為嚴重的是,巖溶陷落柱可能成為地下水涌入礦井的通道,一旦遇到這種情況,就可能引發突水事故,給煤礦帶來巨大的損失。
四、巖漿侵入:煤炭的 “高溫來客”
巖漿侵入是指在地質歷史時期,地下深處的巖漿沿著巖石的薄弱地帶,如斷層、裂隙等,侵入到煤系地層中。一方面,巖漿帶來的高溫會使接觸到的煤層發生變質,原本的煙煤可能會變成無煙煤,甚至形成天然焦。這種變質后的煤,其工業價值和燃燒性能可能會發生很大變化。
另一方面,巖漿侵入體的形態和分布不規則,會破壞煤層的連續性和穩定性。在開采過程中,遇到巖漿侵入體時,采煤設備的正常運行會受到阻礙,而且由于侵入體周圍的煤層結構遭到破壞,容易引發頂板事故。此外,巖漿侵入還可能改變煤系地層的應力狀態,增加開采過程中的安全風險。
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