本论文创新点
（1）构建了煤矿智能开采工作面构造隐蔽致灾因素透化勘查技术体系，实现了屯宝煤矿智能开采工作面隐蔽致灾因素的快速调查、多手段综合勘查、多方法的分析与评价，采用数字化、相关性分析技术、三维建模实现了对构造隐蔽致灾因素的三维透明化展示，形成了区域构造地质研究、隐蔽致灾因素精细勘查、致灾威胁性科学评价、地质构造透明化的4个层级的地质构造隐蔽致灾因素逐级透明化勘查技术体系。
（2）查明了屯宝煤矿总体构造形态为单斜构造背景上发育有断层、挠褶皱及其低幅度的褶曲构造，其中以断裂构造为主，断裂构造的发育严重的制约着矿井采掘工程面的设计和部署，同时威胁着煤矿的安全、高效、绿色、智能化开采。
（3）揭示了屯宝煤矿与地质构造相关的隐蔽致灾因素包括断层诱发的地应力集中、煤层厚度突变、煤层瓦斯富集、煤岩体结构特征变化、巷道掘进冒顶、工作面回采强矿压显现、顶板冲击地压显现等矿井灾害致灾因素，其中冲击地压和瓦斯突出是主要的矿井灾害类型。
（4）提出了将隐蔽致灾因素透明化与灾害的监测预警相融合，煤矿隐蔽致灾因素透明化与矿井预警联动的隐蔽致灾因素透明化管控思路。
题目 地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查技术——以新疆屯宝煤矿为例
作者 王海军1 , 郑三龙2, 王相业1, 董敏涛1, 吴艳1, 马良1, 杨伟3, 朱玉英1
单位 1. 中煤科工西安研究院(集团)有限公司 2. 国家能源集团新疆能源有限责任公司屯宝煤矿 3. 国家能源集团新疆能源有限责任公司
摘要:
煤矿隐蔽致灾因素是制约矿井安全、高效、绿色、智能化开采的关键地质因素，透明地质是实现煤矿隐蔽致灾因素探测的重要技术手段，其中地质构造透明化勘查是重中之重。为建立适用于不同地质条件或煤矿区的地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查技术体系，首先在对构造隐蔽致灾因素分析的基础上，提出了区域构造分析入手，地面、井下联合调查的构造隐蔽致灾因素快速排查技术体系，高效圈定矿井地质构造异常发育区、分析其分布规律；基于以往地面地质勘查钻孔资料和三维地震勘探数据初步分析全井田煤层厚度、断裂构造以及顶底板构造起伏形态；采用槽波勘探、定向钻探、超前物探、随采随掘地震、巷道快速写实等综合技术手段，对采掘工作面的地质构造逐级透明化；采用理论分析、工程类比、数值模拟、相似材料模拟、现场工程验证等方法，对地质构造类型、属性特征与煤层厚度、煤岩体结构、瓦斯涌出量、瓦斯压力、顶板矿压的相关性进行分析，研究在开采条件下采掘工作面过断裂构造不同区内的瓦斯参数、顶板/矿压灾害的响应规律，通过特征参数阈值选取实现工作面构造隐蔽致灾因素的监测和预警；利用数字化技术实现对不同地质构造及其灾害属性的数字化表达，通过建模软件实现对构造隐蔽致灾因素的三维透明化显示；构建了区域构造地质研究、隐蔽致灾因素精细勘查、致灾威胁性科学评价、地质构造透明化4个层级的地质构造隐蔽致灾因素逐级透明化勘查技术体系，并在屯宝煤矿进行了工程实践。研究结果表明：屯宝煤矿地质构造类型复杂，不仅发育有地堑式、地垒式、雁列式、挠曲等断裂构造样式，同时发育有小型冲刷带、断层及其破碎带等；复杂地质构造是诱发矿井瓦斯突出、顶板灾害、应力集中以及矿井冲击地压显现等矿井灾害的关键性地质因素，断层对巷道应力集中的影响范围为10～15m，对工作面的影响范围为20～30m ；工作面内存在瓦斯富集区，瓦斯含量与瓦斯涌出量的分布具有明显分带性，且分带性受断层的控制；煤层瓦斯的含量、瓦斯涌出量随着工作面与断层的距离变化呈现对数相关性，在距离断层25m处出现明显增加，在大于25m区域变化不大，在小于25m区域随着距离的减小呈指数型增大。工作面初次来压位置前后20m、工作面见方前后30m为中等冲击危险区域，采空区煤柱影响区、终采线前后50m、落差大于4m的断层前后30m等区域为弱冲击危险区域；冲击地压、顶板和瓦斯等多种矿井灾害的隐蔽致灾因素叠合区域为灾害防治的重点区域。研究成果实现了构造复杂区域地质构造隐蔽致灾因素与矿井灾害透明化的无缝衔接，为煤矿区传统的地质勘查向数字化、智能化的发展提供了可行的技术路径。
作者简介
王海军 副研究员
王海军，男，1985年6月生，陕西榆林人，副研究员，硕士生导师。陕西省科技好人，国家矿山安全监察局、神木市能源局、榆林市政策咨询决策等煤炭地质专家，《工矿自动化》青年编委。
研究方向 煤矿隐蔽致灾因素一体化技术、煤与煤层气综合勘查技术、地质透明化勘查技术
主要成果
承担全国主要煤矿区煤与煤层气综合勘查工程10余项，陕西省地质勘查基金项目2项，煤矿企业委托项目100余项，获省部级科技进步一等奖1项、二等奖1项，授权国家发明专利2余项，发表论文近50篇。
王海军，郑三龙，王相业，等. 地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查技术：以新疆屯宝煤矿为例[J]. 煤炭科学技术，2024，52（9）：173−188.