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遵义县鸭溪镇万顺煤矿事故风险评估报告
2019-10-11  出处:煤客网  煤客新闻网  煤矿网  来源:网络   


(三) 、构造
万顺煤矿位于鸭溪向斜南东翼,岩层总体呈单斜产出,地层浅部倾向60°~90°,倾角6°~14°,地层平缓,深部于北东部见呈北东展布的宽缓褶皱。矿区内未发现断裂构造。
综上,矿区内无断裂构造,据以往地质工程揭露的地层稳定,含煤地层完整,标志层明显。总体来看,矿区除北部有波状起伏的宽缓褶皱外,其余均为简单的单斜,地层产状变化不大,无断裂构造。地质构造复杂程度属中等类型。
 (四)、 煤层顶、底板条件
1、主采煤层顶底板工程地质条件
矿区煤层岩系属湖沼沉积类型,成煤环境受地质构造单元、地壳升降等的影响,造成含煤岩系及煤层厚度发生变化,有的煤层出现分叉,变薄或尖灭等现象。
可采煤层顶板的岩性以粉砂质泥岩为主,次为泥质粉砂岩,各煤层底板的岩性多数以粉砂质泥岩、细砂岩为主。以往勘探工作取煤层顶底板岩石样8件,包含M3~M15顶底板岩石样8件做室内物理力学指标试验,其试验结果列于下表。
表 煤层顶底板岩性质量等级汇总表
煤层编号           岩性    RQD值(%)    等级    岩体质量    完整性评价
M3    顶    泥质粉砂岩、粉砂质泥岩    54~78.5    Ⅲ~Ⅱ     一般~好    较完整
    底    泥质粉砂岩、泥岩、细砂岩    55~66       Ⅲ       较好    中等完整
M13    顶                    
    底    泥岩、泥质粉砂岩    57~70    Ⅲ       较好    中等完整
M15    顶                    
    底    泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩    50~82    Ⅲ~Ⅱ    一般~好    较完整
表   可采煤层顶板岩石物理力学特征
岩样
编号    岩石
名称    吸水率
(%)    抗压强度(MPa)    抗剪强度    软化
系数
(%)    重度
(g/cm2)
            自然    饱和    ()    C(MPa)        
1    泥质粉砂岩    0.32        26.1    51.6    0.99    0.94    2.67
2    泥质粉砂岩    0.40    51.0        51.6    0.99    0.94    2.63
3    泥质粉砂岩    0.24        40.2    51.6    0.99    0.94    2.61
4    粉砂质泥岩    0.35    27.7        51.6    0.99    0.94    2.63
5    粉砂质泥岩    0.43    18.2                0.94    2.68
6    细砂岩    0.32    32.9                0.94    2.69
7    含泥质
粉砂岩    0.33        24.0            0.94    2.64
8    含泥质
粉砂岩    0.35    29.8                0.94    2.60
平均    0.34    31.92    33.43    51.6    0.99    0.94    2.64
煤层顶、底板岩石的稳定性主要取决于岩石的力学性质及岩石的质量指标(RQD)值,而岩石的力学强度主要取决于岩性及胶结情况,一般顶底板岩性为细砂岩、粉砂岩、灰岩等半坚硬、坚硬岩石。其稳定性一般较好,而顶底板岩石为泥岩、砂质泥岩等稳定性相对较差。另同类岩石由于其岩石的胶结类型,沉积结构面、节理、裂隙发育程度,受断裂构造带等地质因素的影响,对岩石的力学强度也会产生影响,造成煤层顶底板岩性稳定性的差异。如:岩石裂隙发育,层理胶结差等,其抗压强度明显偏低。该区从各钻孔的岩性及采样化验结果分析,煤层顶、底板岩石稳定性中等。
从上表煤层顶底板岩石试验资料综合分析,矿区煤矿顶、底板岩石主要为泥质粉砂岩、含泥质粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩,其抗压强度在自然条件下为18.2~51.0MPa,平均31.92MPa,饱和状态下为24.0~40.2MPa,平均为33.43MPa,比重在25.51~26.29(KN/m3),软化系数均为0.94;吸水率在平均0.34%。其抗压强度、稳定性好,物理力学指标较好。对采煤比较有利。但部分岩体结构类型为薄层至层状结构,岩层稳固性差,易产生硐室顶板冒顶垮塌及底鼓等矿山不良工程地质问题。井下开采应注意采取有效的支护措施和合理的采矿方法。
2、工程地质条件预测评价
矿区可采煤层顶底板岩性均为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等,其风化程度低,多为中风化至微风化,岩质新鲜、坚硬,岩芯采取率大于95%,RQD值在50~80%,岩体的抗压强度高,据试验资料为18.2~51.0MPa,稳定性总体较好。例如矿区北部的老矿井主巷道长达500m,分支矿道达380m,其顶底板为粉砂岩、粉砂质泥岩,稳定性较好。但从纵、横方向上综合分析,其岩性、厚度、力学性质及岩性组合关系具有复杂多变性,而矿区面积较大(9.6599km2),而取样点比较集中,几件岩样试验的强度不能全部代表整个矿区煤层顶底板岩石物理力学性质。加之,各岩体遭受节理、裂隙、断层的切割程度不同,其稳定性具有复杂多变性。当井巷或工作面遇到断裂破碎带及岩溶发育带,老矿井积水带时,有可能出现掉块、坍落、渗入、突水、底鼓、岩爆等不良工程地质问题,对于这些不良工程地质问题,应采取支撑、支护衬砌,挂网锚喷、灌浆加固,排水等方法进行防护治理。如永利矿的主矿井、分支矿井,黄水沟矿的矿井等矿山采用衬木进行支护效果也较好。矿区煤系地层含水性差,主采煤层顶、底板岩石强度较高,而侵蚀基准面低,有利于煤矿开采。
总之,矿井的岩体质量较好,矿井开采技术条件比较理想,工程地质条件中等复杂。
二、煤层
1、煤层
矿区内含煤层及煤线共12-16层,煤层编号自上而下编定,其中矿区内含可采煤层3层(M3、M13、M15)。
M3煤层:位于P3l上部,上距P3c底界23.87~30.29m,平均厚26.32m;下距M13煤顶界65.01~80.72m,平均71.32m。煤层厚度0.74~0.98m,平均0.85m,煤层结构简单,其厚度沿走向向两侧变薄之趋势,仅矿区中北—北东部可采,呈条带产处,该煤层局部可采,属不稳定型煤层。顶板岩性为泥质粉砂岩及砂质泥岩,底板岩性为泥岩及砂质泥岩,煤层结构简单~中等,不稳定局部可采的薄煤层。
M13煤层:位于P3l中下部,上距M3煤层65.01~80.72m,平均71.32m,下距M15煤层顶界18.86~32.97m,平均24.17m。全区稳定可采,煤厚0.88~1.40m,平均1.24m,夹矸0~1层,厚0.08~0.20m。该煤层层位稳定、对比可靠、为全区可采煤层,属较稳定型煤层。顶板为泥岩、粉砂质泥岩,产个体完整的动物化石;底板为泥质粉砂岩、砂岩,个别点为炭质泥岩,煤层厚度变化不大。属结构简单~中等,属全区可采较稳定薄煤层。
M15煤层:位于P3l底部,上距M13煤层底界18.86~32.97m,平均24.17m。下距茅口组(p2m)顶界1.86~5.28m,平均2.82m。煤层厚0.72~1.30m,平均1.04m。夹矸1~2层,厚0.08~0.26m。顶板为泥岩、中厚层状泥灰岩,产个体完整的动物化石;底板为铝质粘粘土岩。煤层厚度变化较大,属结构简单~中等,不稳定局部可采的薄煤层。
综上,M3、M15煤属结构简单~中等,局部可采煤层,属不稳定煤层;M13煤层属结构简单~中等,全区可采煤层,属稳定煤层。
2、煤质特征
(1)、物理性质及煤岩特征
矿区范围内M3、M13、M15煤的物理特征基本相似,颜色为黑色或深灰黑色,多为玻璃、金属光泽,性脆,贝壳状及参差状断口,条带状结构为主,层状构造,节理发育,煤层裂隙中常见少量细脉状、星点状黄铁矿。煤岩类型,M13煤层为半亮~光亮型煤,M3、M15为半暗~半亮型煤。
 (2)、化学性质
1、水分(Ma.d)
矿区内各可采煤层(M3、M13、M15)原煤水分变化不大,其中 M3煤层原煤水分1.86~3.01%,平均为2.48%。M13煤层原煤水分2.04~4.19%,平均2.89%。M15煤层原煤水分1.53~3.66%,平均2.25%。M3煤层浮煤水分1.48~2.13%,平均1.88%。M13浮煤水分1.16~2.18%,平均1.68%。M15煤层浮煤水分1.36~1.64%,平均1.50%。

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