官板烏素煤礦6煤層大采高下圍巖類型評價

摘 要：作者以官板烏素煤礦為研究對象，分析研究該礦609工作面采煤方法選擇的合理性，依據選擇合理采煤方法的原則，對該礦609工作面相關工程地質情況和巖石力學情況進行分析，對其6號煤609工作面圍巖條件進行了研究。結果表明，6煤頂板為Ⅰ類頂板（不穩定）至Ⅱ類頂板（中等穩定）。

關鍵詞：大采高；放頂煤；數值模擬；煤壁片幫

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.086

從厚煤層儲量比例來看，我國具有厚煤層達44.8%，厚煤層的高效開采對實現我國煤礦企業的高產高效具有重大現實意義[1]。目前厚煤層開采方法已經發展為放頂煤、分層開釆、大采高等多種方法[2，3]。要實現煤炭高產高效，需結合相應的開采技術條件和煤層工程、水文等地質條件進行合理的選取和應用。所以，研究并確定針對厚煤層的最優開采方法，因當在確保安全生產情況下，根據所開采礦體賦存情況，從資源回收率，礦山企業的投資及生產成本、高產高效為出發點，優選最佳采煤工藝方法[4]。

1 礦山概況

官板烏素煤礦地處準格爾煤田，礦區區內地形地貌以黃土高原為主，受雨水沿地形沖蝕嚴重，地貌復雜，沖溝發育，溝壑縱橫，海拔最高達1366m，最低達870m。

太原組是該礦區的主要含煤地層，其中主要可采煤層為6號煤，其分布于該組中部區域。依據鉆孔數據，煤層底板最低標高899m，最高標高1044m，煤層最小埋深133m，最大埋深305m，平均深度220m。層位較穩定，厚度較大，全區可采；煤層厚度最大為8.5m，最小為1.9m，均厚6.5m；6號煤層厚度達6.0m以上的煤層占全區煤層80%，厚度在7.0m以上達45%。

2 巖石力學實驗及煤巖類型

巖石力學實驗主要是為了測定煤層頂底板巖性，確定圍巖性質對煤礦開采而言至關重要，煤層圍巖的力學性質決定礦山開采工程中巷道支護類型、采場頂板控制方式等。因此研究煤層及圍巖的力學性質及，煤巖類型對于礦山開采工藝的選取必不可少。

2.1 6號煤煤層煤巖性質

針對6號煤層，要研究確定其最佳采煤法，就測定其頂板巖性及其巖石力學性質。6號煤頂板巖性包括泥巖及砂質泥巖，1號鉆孔煤頂板泥巖厚度達19m，占整個頂板厚度70%，粉砂巖占頂板厚度18%，中砂巖占頂板厚度13%；2號鉆孔中，頂板中所含泥巖及砂質泥巖層厚19m，為頂板總厚73%，粉砂巖占頂板厚度19.0%，中砂巖占頂板厚度9%；6號煤層底板主要巖性為細砂巖，夾有部分雜砂巖。

2.2 巖石力學參數測定

確定合理的頂板類型，首先要以煤層及其頂底板巖性特征和力學特征為基礎，需要對所研究對象的6號煤層609工作面煤層頂底板巖性及物理力學參數、6號煤硬度系數進行巖石力學試驗，具體包含煤和頂底板巖石的抗壓、抗剪、抗拉強度，巖石容重。見表1和表2。

2.3 煤及圍巖類型評價

煤及圍巖類型評價主要目的是依據煤層及圍巖的力學參數，確定煤層、圍巖類型，為工作面開采工藝選取提供參考依據。

（1）煤層類型。依據相關巖石力學試驗及現場取芯結果，可確定6號煤層具體特征為：位于太原組上部，最小厚度1.7m，最大厚度8.0m，均厚6.5m，認定為主要可采煤層。該煤層結構單一，夾矸數量少，夾矸巖性以炭質泥巖為主，整體呈西厚東薄。頂底板以泥巖為主要巖性。6號煤層硬度較小，節理裂隙較發育。

（2）6號煤層頂板。MT554-1996是直接頂在我國的分類標準，依據這一標準，按照第一次垮落距離劃分：極穩定頂板、不穩定頂板、穩定頂板、中等穩定頂板四大類。依據6號煤巖石力學數據和巖石特性，以泥巖。砂質泥巖、煤為主要巖性特征的直接頂進行試驗時，可發現具有黑色特征的泥巖巖樣常常發生巖層斷裂現象，抗壓強度不大于40MPa，最終可認定6煤頂板為Ⅰ類頂板（不穩定）至Ⅱ類頂板（中等穩定）。

3 結束語

確定了官板烏素煤礦6煤層的巖石力學參數及煤巖類型。6煤層頂板為砂質泥巖，可發現具有黑色特征的泥巖巖樣常常發生巖層斷裂現象，抗壓強度不大于40MPa，最終可認定6煤頂板為Ⅰ類頂板（不穩定）至Ⅱ類頂板（中等穩定）。

參考文獻：

[1]陳鵬宇，袁廣玉.大采高綜采面礦壓顯現規律研究與分析[J]. 科學技術與工程，2013（30）：9007-9011.

[2]閆少宏，于雷，徐剛，劉全明.大采高綜采工作面產量再提高的回采工藝研究[J].煤炭科學技術，2015（08）：1-6.

[3]楊娟.大采高綜采工作面末采階段來壓規律與頂板控制技術[J]. 煤炭工程，2015（10）：54-57.

[4]范志忠，毛德兵，徐剛，王東攀.大傾角大采高綜采面傾向長度尺度效應分析[J].煤炭學報，2016（03）：581-585.

作者簡介：烏力吉門都（1985-），男，蒙古族，內蒙古鄂爾多斯人，碩士研究生，主要研究方向：采礦系統工程。endprint