煤矿井下巷道围岩地质力学特征.doc

煤矿井下巷道围岩地质力学特征1.1 岩层及顶底板岩层赋存特征1.1.1 基于地质报告的岩层赋存特征分析根据《山西通洲集团留神峪煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》：2号煤层位于山西组中部，平均厚度1.29m，结构简单，不含夹石2号煤层直接顶板岩性为砂质泥岩、泥岩，局部为粉砂岩，厚度0-7.60m，平均厚度3.40m左右，属不稳定类顶板；老顶岩为中细砂岩，厚度1.40-8.20m，平均厚度1.87m左右，据ZK-7号钻孔2号煤层顶底板岩石物理力学性质试验报告资料：2号煤层老顶细砂岩抗压强度13.70-21.30MPa，平均为18.90MPa，抗拉强度0.71-0.92MPa，平均为0.84MPa，抗剪强度1.03-1.33 MPa，平均为1.19MPa，属不稳定类顶板；2号煤层底板为砂质泥岩、粉砂岩，局部为细砂岩或泥岩，厚度0.50-3.20m，平均厚度1.99m左右，经ZK-7号钻孔取样力学试验：2号煤层底板砂质泥岩抗压强度19.00～26.30MPa，平均为21.60 MPa，抗拉强度0.92～1.08 MPa，平均为1.00 MPa，抗剪强度1.18～1.60 MPa，平均为1.39MPa，属松软-较软类底板。

9+10号煤层位于太原组下段顶部、K2灰岩之下，煤层厚度1.10-3.13m，平均1.65m，为井田内稳定全区可采煤层煤层结构简单，含1层夹矸9+10号煤层直接顶板为泥岩，厚度0-1.60m，平均厚度0.75m左右，经ZK-7号钻孔取样力学试验，9+10号煤层顶板泥岩抗压强度11.80-17.30MPa，平均为11.10MPa，抗拉强度0.51-0.85MPa，平均为0.68MPa，抗剪强度1.03-1.33 MPa，平均为1.16MPa，属不稳定类顶板；老顶为K2石灰岩，厚度6.32-8.76m，平均厚度7.55m左右，经ZK-7、ZK-16号钻孔综合取样力学试验，K2石灰岩抗压强度39.50-67.10MPa，平均为55.00MPa，抗拉强度1.59-1.14MPa，平均为1.61MPa，抗剪强度1.71-5.22 MPa，平均为1.16MPa，属中等稳定-稳定类顶板；底板为砂质泥岩或泥岩，局部为细砂岩、粉砂岩，厚度0.80～7.10 m，平均厚度3.30 m左右，节理、裂隙较发育，经ZK-7、ZK-16号钻孔综合取样力学试验，粉砂岩抗压强度15.40-21.60MPa，平均为18.50MPa，抗拉强度0.79-1.13MPa，平均为0.93MPa，抗剪强度1.26-1.84 MPa，平均为1.51MPa；泥岩抗压强度18.50-21.70MPa，平均为21.10MPa，抗拉强度1.12-1.38MPa，平均为1.27MPa，抗剪强度1.83-1.00 MPa，平均为1.90MPa，属松软类底板（表2-1、表2-2）。

表2-1 2#煤层及顶板岩层分布岩石名称层厚m岩性描述单压强度砂质泥岩9.45黑灰色，细腻，含植物根茎叶化石，棱角断口18.90MPa细砂岩1.25灰黑色，植物化石，致密，性脆，棱角断口21.6MPa砂质泥岩3.9黑灰色，致密，性脆，参差断口18.90MPa细砂岩1.23灰黑色，硅质胶结，坚硬，棱角断口21.6MPa砂质泥岩5.0黑灰色，致密，性脆，参差断口，层状构造，松软，含植物根茎叶化石，有煤线18.90MPa2#煤1.29黑色，碎块状，层状构造，松软砂质泥岩、砂岩、泥岩5.5灰色、黑灰色，性脆、松软，含植物根茎叶化石21.6MPa表2-2 9+10#煤层及顶板岩层分布岩石名称层厚m岩性描述单压强度细砂岩1.0灰色、钙质胶结，坚硬18.90MPa泥岩3.2黑灰色，细腻，光滑，植物化石，棱角断口11.10MPaK3灰岩5.2黑灰色，致密，坚硬，性脆，节理发育充填方解石脉，巨厚层状，泥晶结构55MPa8#煤0.65黑色，块状，粉末状，光泽较弱，沥青光泽，性脆易碎，条带状结构，松软砂质泥岩5.15深灰色，致密，性脆，易碎，参差断口，含植物化石11.10MPaK2灰岩6.65黑灰色，致密，坚硬，性脆，节理发育充填方解石。

巨厚层状，微晶结构，棱角断口55MPa9+10#煤1.65黑色，玻璃光泽，较脆，含植物化石，层状结构，松软有松软泥岩夹层砂质泥岩16.25黑灰色，细腻，光滑，植物化石，性脆，松软18.5MPa1.1.2 顶板钻孔窥视分析1）窥视孔布置2#煤层顶板窥视共布置四个窥视钻孔，分别为2301回风顺槽的1号孔、2301运输顺槽的2号孔、20312运输顺槽的3号孔和三采区轨道下山的4号孔（图2-1）图2-1 2#煤层钻孔总体布局图9+10#煤层顶板窥视共布置三个窥视孔，分别为二采区轨道上山的5号孔、一采区回风上山的6号孔和集中回风大巷的7号孔（图2-2）图2-2 9+10#煤层钻孔总体布局图2）顶板钻孔窥视分析1号孔窥视分析1号钻孔位于2301回风顺槽，孔深20m巷道沿2号煤层底板掘进，高度3.0m，两帮从下到上分别由1.5m厚的煤层、0.8m厚的泥岩和0.7m厚的煤矸组成0~3.0m为砂质泥岩，较完整，黑灰色，致密，性脆，在3.0m处层理明显3.0m-6.8m为细粒砂岩，裂隙不发育，从1.8m-6.6m有竖向裂隙6.8m处有煤线6.8~7.8m为泥岩，在6.8m处有煤线7.8m~12m为砂质泥岩，灰色，致密，性脆，较完整。

12m~19m为细粒砂岩，浅灰色，11.8m、11.0m和15.1m处出现竖向裂隙19m~孔底为炭质泥岩黑灰色，层理发育，夹有煤线表2-3 1号钻孔窥视结果表岩层层厚m累深m窥视描述炭质泥岩1.020.0黑灰色，层理发育，夹有煤线细砂岩7.019.011.8m、11.0m和15.1m处出现竖向裂隙，19.2m处于煤线砂质泥岩1.211.0灰色，致密，性脆，较完整泥岩1.07.8深灰色，较完整，细砂岩3.86.8较完整，从1.8m-6.6m有竖向裂隙6.8m处有煤线泥岩3.03.0较完整，黑灰色，致密，性脆，在3.0m处层理明显煤矸0.7黑色，破碎，松软，厚度变化大泥岩0.8深灰色，裂隙发育，易风化，厚度变化大2#煤1.5黑色，层状构造，松软2号孔窥视分析2号窥视孔位于2301运输顺槽，窥视深度19.3m巷道沿2号煤层底板掘进，高度3.2m，两帮从下到上分别由1.5m厚的煤层、1.0m厚的泥岩和0.7m厚的煤矸组成0~0.5m为泥岩，深灰色，松软破碎0.5~1.8m为泥岩，深灰色，松软1.8~1.0 m为泥岩，深灰色，松软破碎1.0~5.0 m为泥岩，深灰色，较松软，层理发育，1.8m、1.2m处有煤线。

5.0~11.6m为砂质泥岩，深灰色，较完整，7~8m、110.6m处有煤线11.6~11.8m为细砂岩，灰色11.8~13.4m为泥岩，深灰色，较松软13.4~11.8m为细砂岩，灰色，较松软11.8~19.3m为泥岩，深灰色，层理发育，松软破碎，19.0m处有煤线表2-4 2号钻孔窥视结果表岩层层厚m累深m窥视描述泥岩1.519.3深灰色，层理发育，松软破碎，19.0m处有煤线泥岩0.613.4灰色，较松软细砂岩1.211.8灰色，较完整，砂质泥岩6.611.6深灰色，较松软，7～8m、110.6m处有煤线泥岩5.05.0深灰色0～0.5m松软破碎，0.5～1.8m松软，1.8～1.0 m松软破碎，1.0～5.0 m较松软，层理发育，1.8m、1.2m处有煤线煤矸0.7黑色，破碎，松软，厚度变化大泥岩1.0深灰色，裂隙发育，易风化，厚度变化大2#煤1.5黑色，层状构造，松软3号孔窥视分析3号窥视孔位于20312运输顺槽，窥视深度17m巷道沿2号煤层底板掘进，高度3.3m，两帮从下到上分别由1.5m厚的煤层、1.0m厚的泥岩和0.8m厚的煤矸组成0~0.8m为泥岩，黑灰色，较软0.8~1.5m为砂质泥岩，深灰色，较完整。

1.5~1.5m为砂质泥岩，深灰色，较完整1.5~5.7m为泥岩，深灰色，较完整5.7~7.5m为泥岩，深灰色，较完整7.5~10m为砂质泥岩，深灰色，较软10~14m为砂岩，完整性较好，12m处有软弱夹层14~11.5m为泥岩，深灰色，软弱破碎11.5~17m为泥岩，深灰色，较软表2-5 3号钻孔窥视结果表岩层层厚m累深m窥视描述泥岩3.017深灰色，较软，14～11.5m软弱破碎砂岩1.014深灰色，完整性较好，12m处有软弱夹层砂质泥岩1.510深灰色，较软泥岩3.07.5深灰色，较完整，5.7 m处有软弱夹层砂质泥岩3.71.5深灰色，较完整，1.5m处有软弱夹层泥岩0.80.8黑灰色，较软煤矸0.8黑色，破碎，松软，厚度变化大泥岩1.0深灰色，裂隙发育，易风化，厚度变化大2#煤1.5黑色，层状构造，松软4号钻孔窥视分析4号窥视孔位于三采区轨道下山，窥视深度20m巷道沿2号煤层底板掘进，高度1.8m，两帮从下到上分别由1.5m厚的煤层、0.7m厚的泥岩和0.6m厚的煤矸组成0~1.6m为砂质泥岩，灰色，较完整1.6~1.35m为泥岩，浅灰-深灰色，层理发育1.35~6.2m为砂质泥岩，深灰色，较完整。

6.2~8.25m为泥岩，灰色，较完整8.25~11.7m为砂质泥岩，深灰色，9.4、11.7m处有煤线，12m处有软弱夹层11.7~17m为泥质砂岩，灰色，完整性较好，17~18m为炭质泥岩，深灰-黑灰色，17.05m处松软炭质泥岩夹层18~20m为砂岩，灰色表2-6 4号钻孔窥视结果表岩层层厚m累深m窥视描述砂岩22018灰色，较完整炭质泥岩118深灰-黑灰色，17.05m处松软炭质泥岩夹层泥岩1.317灰色，完整性较好。