袁店二井煤礦巷道附近巖性對巷道施工的影響

萬海文 代濤 車夏光

摘 ?要：巷道作為煤礦開采的重要通道，巖性的穩定關系到巷道開挖的難易程度，文章以巷道頂底板巖性為例，分析了巷道頂底板巖性對巷道開挖的影響。

關鍵詞：頂底板;巖性穩定性;巷道

中圖分類號：TD163 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）18-0057-03

Abstract： As an important channel of coal mining， the stability of lithology is related to the difficulty and ease of roadway excavation. Taking the lithology of roadway roof and floor as an example， this paper analyzes the influence of roadway roof and floor lithology on roadway excavation.

Keywords： roof and floor; lithologic stability; roadway

1 概況

袁店二井煤礦位于濉溪縣與渦陽縣交界處，工廣位于曹市鎮境內，其中心東距宿州市55km，東北距淮北市52km。井田東以袁店斷層為界與袁店一井毗鄰，西以39444200m經線為界與單集勘查區接壤，南至10煤層露頭線，北到32煤層-1000m的水平投影線或區塊登記邊界。礦井東西長10.9～13.3km，南北寬1.3～5.3km，礦區面積41.59km2。

2 設計巷道對應鉆孔深度

結合鉆孔的傾角、方位以及地層傾角等因素，對設計巷道對應的鉆孔深度進行了分析，見下表1。

3 地質情況

3.1 第四系、新近系（Q+N）

本次勘探沒有嚴格劃分第四、新近系界面，基巖面以上統稱為松散層。2019-D1～D5孔揭露基巖界面深度分別為281.45m、287.10m、286.10m、288.45m、294.50m、兩極值為：起伏變化不大。

3.2 煤層：本次5孔大巷附近揭露煤層（線）情況

2019-D1～D5孔揭露各標志00煤層情況如下：（1）3煤：揭露厚度0.30-1.62m，平均厚度0.99m，距離巷道間距16.75-77.15m，平均38.80m。（2）5煤：揭露厚度0.48-1.04m，平均厚度0.83m，距離巷道間距61.13-68.08m，平均64.40m。（3）7煤：揭露厚度1.80m，平均厚度1.80m，距離巷道間距157.10m。

3.3 巷道段（上下10m）巖石情況巖石的RQD值

對5個鉆孔進行了工程地質編錄和巖石RQD值統計工作，詳見表2。

3.4 主采煤層頂底板巖石質量、巖體完整性評價及巖體質量等級

由表2可以看出：（1）一般情況下主采煤層頂底板巖石RQD值變化規律是細砂巖>粉砂巖>泥巖。（2）不同部位同一巖性的巖石RQD值差異性較大。（3）構造破壞，應力擠壓，裂隙發育的層段，無論是泥巖、粉砂巖或是砂巖，RQD值都很小。

（1）主采煤煤層頂底板巖石質量、巖體完整性評價標準。主采煤煤層頂底板巖石質量、巖體完整性評價標準，依據《礦區水文地質、工程地質勘探規范（GB/12719-91）》中巖石質量等級表（見表3）。（2）巖體質量等級評價標準。主采煤層頂底板巖體質量等級評價首先利用公式M=Rc/30*RQD對巖體質量指標M值進行了粗略估算。式中Rc為巖石飽和軸向抗壓強度（MPa）。然后根據估算的M值按照《礦區水文地質、工程地質勘探規范（GB/12719-91）》中巖體質量分級表（詳見表4）進行分級評價。（3）主采煤層頂底板巖石質量、巖體完整性評價及巖體質量等級結果見表5。

根據RQD值成果，按照表3對主要可采煤層頂板上30m至底板下20m范圍內巖石質量及巖體完整性進行了評價，評價結果詳見表4。按照表5對主要可采煤層頂板上30m至底板下20m范圍內巖體質量等級進行了分級，分級結果詳見表4。

表4中可以歸納出：

（1）一般砂巖質量多為中等～好的， 巖石的完整性多為中等完整～較完整，巖體質量多數為中等～良， 巖體分類為III～II類。

（2）粉砂巖質量多為中等的，巖體完整性多為中等完整，巖體質量多數為中等，少數為良，巖體分類多數為III類，少數為II類。

（3）泥巖質量為中等，巖體完整性為中等完整，巖體質量中等，巖體分類為III類。

（4）32、72、82、煤層頂底板巖石質量一般為中等～好的，巖體完整性屬中等完整～較完整，巖體質量為中等～良，巖體分類為III～II類。

（5）各巖石的質量、完整性受構造裂隙、風化裂隙發育程度的控制，一般在斷層帶附近及褶曲軸部巖石較破碎，擠壓揉皺現象明顯，在風化帶附近的巖石也較破碎。風化帶巖石及受構造影響的破碎巖石，RQD值均很低，巖石質量劣～極劣，巖體破碎～巖體完整性差，巖體質量多為差～壞，巖體分類多數為IV～V類。

3.5 巖體巖性類型分類

根據K值的大小將可采煤層頂板巖體巖性分為三類，即硬質巖體、中硬巖和軟質巖（見表5）。

本文對頂板30m范圍的砂巖進行了統計，并計算了各巖體K值。

綜上所述，在各層位的巖石RQD值較低，主要位于那一段巷道，原因為2019-D1孔巷道上20米段RQD值較低，主要位于3煤下，巖性含化石較多，性脆;屬于中硬巖體。2019-D3孔巷道上20米段RQD值較低，巖性，斷口參差狀、性脆，易遭受機械外力破碎;屬于中硬巖體。2019-D4孔巷道上20米段RQD值較低，巖性為紫斑泥巖、性脆，易遭受機械外力破碎;屬于中硬巖體。2019-D5孔巷道上段RQD值較低，主要位于3煤處，巖性含化石及炭質較多，性脆，屬于軟質巖體。

巷道上下50m范圍內揭露破碎帶的情況，膠結情況，充填物，破碎程度描述。

2019-D2孔在455-466m有11m的破碎帶，位于巷道上50米，455.00-460.40為粉砂巖，鈣質膠結，巖芯擠壓揉皺，呈糜棱狀，斷層泥巖發育，較破碎，明顯擠壓現象。460.40-466.00為泥巖、斷口參差狀，泥質膠結，局部巖芯擠壓揉皺，呈糜棱狀，斷層泥巖發育，較破碎，明顯擠壓現象，局部見擦痕。

2019-D3孔在588.10-594.80m有6.70m的破碎帶，位于巷道上54米。泥質膠結，巖芯較破碎，斷口參差狀，斷面光滑，見大量植物莖葉化石，有揉搓狀。

4 水文地質情況

4.1 大巷上下50m沖洗液漏失情況

（1）2019-D1孔378-480m巷道段沖洗液漏失，漏失量約0-0.16m3/h; 459.70m處沖洗液消耗，漏失量約0.80m3/h。（2）2019-D2孔458-560m巷道段沖洗液漏失，漏失量約0-0.16m3/h，漏失正常。（3）2019-D3孔600-700m巷道段沖洗液漏失，漏失量約0.16-0.42m3。（4）2019-D4在700-800m巷道段沖洗液漏失，漏失量約0.16-0.32m3/h。（5）2019-D5孔在730-830m巷道段沖洗液漏失，漏失量約0-0.16m3/h。

4.2 K3砂巖層位沖洗液漏失情況

2019-D1～D4孔揭露K3砂巖段，巖性主要為細砂巖，少量裂隙發育，且被方解石脈充填，在鉆探過程中，漏失量約0.16-0.48m3/h消耗正常。

2019-D5在846.80-854.43m K3砂巖（細砂巖）段（巷道下71米）裂隙發育、且被方解石脈充填、沖洗液漏失，漏失量約0.16-3.20m3/h，消耗量大因為受破碎影響。

4.3 斷層帶沖洗液漏失情況

各孔斷層帶沖洗液漏失量均正常消耗。

4.4 灰巖沖洗液漏失情況

2019-D1孔、2019-D2孔鉆探見灰巖沖洗液漏失正常消耗0.16m3/h。

5 大巷層位巖石抗壓強度分析

5.1 分孔描述（見表6）

5.2 總結砂巖和泥巖的兩極值

經過統計，砂巖的抗壓強度21.20-78.80MPa，平均值56.90MPa;泥巖的抗壓強度32.60-67.60MPa，平均值49.6MPa。

5.3 分析抗壓強度高低的原因，分別位于的層位

2019-D1：泥巖抗壓強度為32.60-67.60MPa，層位在3煤下30-70m，對應巷道上及巷道下，該層位泥巖RQD值較高，含有少量砂質成分，巖石致密性好，吸水性差，故抗壓強度偏大。

2019-D2：泥巖抗壓強度為33.4-53.8MPa，層位分別在3煤下33m、2煤下2m，對應巷道頂、底板，該層位泥巖RQD值中等，含有少量砂質成分，巖石致密性好，吸水性差，故抗壓強度偏大。

6 結束語

本文在總結勘查區地質鉆孔成果的基礎上，結合巷道開采可能出現的工程地質問題對巷道的頂低板巖性進行了分類，分類的方法簡單明確。反應了巷道頂底板的壓力，巷道開挖隨深度的增加，地下水滲透壓力相應增大，軟質巖體可能會出現變形，對巷道產生不利的影響，相應巷道段地面應增加定向鉆孔進行注漿加固。巷道附近的巖性將決定巷道開挖后圍巖的安全與穩定，建議施工過程中加以監控量測手段，以判斷圍巖的穩定狀態，判斷支護狀態的合理性，及時的予以檢驗修正。

參考文獻：

[1]于雙忠.煤礦工程地質研究[Z].

[2]劉剛.井巷工程[Z].