利用井下鉆探參數(shù)研究掘進巷道上（下）伏煤層賦存情況

郝立民

摘要：文章通過研究巖芯成分、鉆探施工鉆壓的變化、巖芯采取率變化、沖洗液返水情況、鉆孔孔口流水量變化、鉆孔孔口瓦斯量變化等物性參數(shù)，所得數(shù)據(jù)再與周圍石門、附近鉆孔資料對比分析，確定掘進巷道上（下）伏各煤層的賦存情況，從而為開采上（下）伏煤層提供既準確又詳細的資料。

關(guān)鍵詞：掘進巷道；鉆孔上（下）；伏煤層層位

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）06-0112-02

1 概述

呂家坨礦地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，地面三維地震勘探精度較低；另外地面地質(zhì)孔比較稀疏，控制程度差，煤層賦存情況不明確，無法達到工程需求。如果不探明上（下）伏煤層賦存情況，容易造成廢尺廢巷，同時影響工程布置和生產(chǎn)銜接。目前探測上（下）伏煤層的技術(shù)主要有物探和鉆探手段，但是物探結(jié)果準確度較差，不能滿足工程需求，鉆探手段雖然費用較高，耗時較長，但卻能提供準確的數(shù)據(jù)。因此，鉆探成為呂家坨礦探測上（下）伏煤層的重要手段，但目前煤礦地質(zhì)鉆探的分析僅停留在巖芯研究上，對其它物性參數(shù)分析極少。本論文將研究鉆探施工前后的一切可參考數(shù)據(jù)，詳細分析各構(gòu)成因素，進而準確判定上（下）伏煤層的賦存情況。

2 研究方法及技術(shù)關(guān)鍵

2.1 巖芯分析

煤層層位對比圖

打鉆取芯，查看巖芯成分是最直接的方法。通過巖芯確定巖石（煤）的成分，可以確定其所屬層位，尤其是在全礦井煤層層位基本確定，各煤層間距大致了解的情況下，通過識別巖芯可以較準確的判明（煤）巖層

層位。

例如呂家坨礦在-800水平四采外5476Yx工作面皮帶巷施工了7個鉆孔，通過巖芯分析確定了下伏四層煤的層位；另外結(jié)合實際工程分析1號鉆孔附近煤系地層受斷層影響，層位及厚度異常。

2.2 鉆探施工鉆壓的變化

不同層位的巖石，因其膠結(jié)物及本身巖性成分不同，其軟硬程度也不同。一般來說煤層頂?shù)装宓挠捕炔町愝^大，尤其是偽頂、直接頂與直接底的硬度差異較大。鉆探時，使用相同合金鉆頭和相同轉(zhuǎn)速的情況下，可根據(jù)鉆壓變化確定一套鉆壓變化與巖性對照表進行對比分析，尤其在硬度標志性層位存在的區(qū)域更適用。例如呂家坨礦在-800水平四采外5476Yx工作面皮帶巷施工的-90°地質(zhì)鉆孔，在設(shè)計角度、鉆機轉(zhuǎn)速相同、深度大致相同的情況下，其鉆壓變化情況統(tǒng)計如表1所示。

2.3 巖芯采取率

固結(jié)程度差或者受構(gòu)造影響的沉積巖，其巖芯采取率低于正常層位巖層的巖芯采取率；巖層的巖芯采取率一般高于煤層的巖芯采取率。因此通過巖芯采取率的差異，可以判定所在層位的構(gòu)造條件、煤巖層賦存的穩(wěn)定性等等。例如呂家坨礦在-800水平四采中5422Z工作面施工的地質(zhì)鉆孔，其部分巖芯采取率情況統(tǒng)計如表2所示。

由此表結(jié)合鉆孔實際揭露資料分析得到，泥質(zhì)膠結(jié)粉砂巖巖層為斷層附近巖層，其巖芯采取率明顯低于正常層位巖芯采取率；煤層巖芯采取率明顯低于巖層巖芯采取率。

2.4 沖洗液返水情況

鉆進至不同的巖性層位時，沖洗液返水的顏色、所含雜質(zhì)成分都不相同。因此可以根據(jù)沖洗液返水的顏色、雜質(zhì)成分估判巖性、鉆進層位和離煤層遠近程度等，進而確定一套返水顏色、成分與區(qū)域巖性對比表。此法對于推斷無芯鉆進煤（巖）層層位作用很大。例如呂家坨礦在-800水平四采外5476Yx工作面皮帶巷施工下扎孔，其返水—巖性統(tǒng)計表如表3所示。

2.5 鉆孔孔口流水量變化

不同層位的巖層，其含水量不同（有導(dǎo)水構(gòu)造的區(qū)域除外），尤其在礦井各含水層含水性有一定了解后，更便于對比分析。通過鉆孔孔口流水量確定一套區(qū)域?qū)游缓拷y(tǒng)計表，以利于今后對比分析，更有利于查明礦井含水層分布規(guī)律，對于推測斷層也十分有幫助，為今后上（下）伏煤層開采帶來重要信息。例如呂家坨礦-800水平四采中5422Z工作面的上仰孔，停止鉆進并靜置4個小時后，其鉆孔孔口流水量統(tǒng)計表如表4所示。

此法對于研究煤層含水性與煤層頂?shù)装搴暂^為有利。

2.6 鉆孔孔口瓦斯變化

不同煤層，其瓦斯含量有差異。通過鉆探手段確定一套煤層與孔口瓦斯量對比表，既可以達到煤層瓦斯抽放的目的，又可以根據(jù)瓦斯含量對比分析煤層賦存。

3 結(jié)語

經(jīng)過理論研究與工程實例分析，通過研究巖芯成分、鉆探施工鉆壓的變化、巖芯采取率變化、沖洗液返水情況、鉆孔孔口流水量變化、鉆孔孔口瓦斯量變化等手段，各建立一套對比分析統(tǒng)計臺賬，并與周圍石門和附近地面鉆孔資料對比，可以更準確判斷掘進巷道上（下）伏各煤層的賦存情況，為開采上（下）伏煤層提供既準確又詳細的資料。但由于施工鉆孔少，瓦斯精度測量達不到要求，鉆孔孔口瓦斯變化的手段未能完成統(tǒng)計，今后將繼續(xù)統(tǒng)計研究。

參考文獻

[1] 畢令斯MP，張炳票等，譯.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)[M].北

京：地質(zhì)出版社.

[2] 武漢地質(zhì)學(xué)院，等.鉆探工藝學(xué)（中）[M].北

京：地質(zhì)出版社.

[3] 淮南煤炭學(xué)院，等.礦井地質(zhì)與礦井水文地質(zhì)

[M].北京：煤炭工業(yè)出版社.

[4] 中國礦業(yè)學(xué)院煤田勘探教研室.煤礦地質(zhì)學(xué)[M].

煤炭工業(yè)出版社，1982.endprint

摘要：文章通過研究巖芯成分、鉆探施工鉆壓的變化、巖芯采取率變化、沖洗液返水情況、鉆孔孔口流水量變化、鉆孔孔口瓦斯量變化等物性參數(shù)，所得數(shù)據(jù)再與周圍石門、附近鉆孔資料對比分析，確定掘進巷道上（下）伏各煤層的賦存情況，從而為開采上（下）伏煤層提供既準確又詳細的資料。

關(guān)鍵詞：掘進巷道；鉆孔上（下）；伏煤層層位

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）06-0112-02

1 概述

呂家坨礦地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，地面三維地震勘探精度較低；另外地面地質(zhì)孔比較稀疏，控制程度差，煤層賦存情況不明確，無法達到工程需求。如果不探明上（下）伏煤層賦存情況，容易造成廢尺廢巷，同時影響工程布置和生產(chǎn)銜接。目前探測上（下）伏煤層的技術(shù)主要有物探和鉆探手段，但是物探結(jié)果準確度較差，不能滿足工程需求，鉆探手段雖然費用較高，耗時較長，但卻能提供準確的數(shù)據(jù)。因此，鉆探成為呂家坨礦探測上（下）伏煤層的重要手段，但目前煤礦地質(zhì)鉆探的分析僅停留在巖芯研究上，對其它物性參數(shù)分析極少。本論文將研究鉆探施工前后的一切可參考數(shù)據(jù)，詳細分析各構(gòu)成因素，進而準確判定上（下）伏煤層的賦存情況。

2 研究方法及技術(shù)關(guān)鍵

2.1 巖芯分析

煤層層位對比圖

打鉆取芯，查看巖芯成分是最直接的方法。通過巖芯確定巖石（煤）的成分，可以確定其所屬層位，尤其是在全礦井煤層層位基本確定，各煤層間距大致了解的情況下，通過識別巖芯可以較準確的判明（煤）巖層

層位。

例如呂家坨礦在-800水平四采外5476Yx工作面皮帶巷施工了7個鉆孔，通過巖芯分析確定了下伏四層煤的層位；另外結(jié)合實際工程分析1號鉆孔附近煤系地層受斷層影響，層位及厚度異常。

2.2 鉆探施工鉆壓的變化

不同層位的巖石，因其膠結(jié)物及本身巖性成分不同，其軟硬程度也不同。一般來說煤層頂?shù)装宓挠捕炔町愝^大，尤其是偽頂、直接頂與直接底的硬度差異較大。鉆探時，使用相同合金鉆頭和相同轉(zhuǎn)速的情況下，可根據(jù)鉆壓變化確定一套鉆壓變化與巖性對照表進行對比分析，尤其在硬度標志性層位存在的區(qū)域更適用。例如呂家坨礦在-800水平四采外5476Yx工作面皮帶巷施工的-90°地質(zhì)鉆孔，在設(shè)計角度、鉆機轉(zhuǎn)速相同、深度大致相同的情況下，其鉆壓變化情況統(tǒng)計如表1所示。

2.3 巖芯采取率

固結(jié)程度差或者受構(gòu)造影響的沉積巖，其巖芯采取率低于正常層位巖層的巖芯采取率；巖層的巖芯采取率一般高于煤層的巖芯采取率。因此通過巖芯采取率的差異，可以判定所在層位的構(gòu)造條件、煤巖層賦存的穩(wěn)定性等等。例如呂家坨礦在-800水平四采中5422Z工作面施工的地質(zhì)鉆孔，其部分巖芯采取率情況統(tǒng)計如表2所示。

由此表結(jié)合鉆孔實際揭露資料分析得到，泥質(zhì)膠結(jié)粉砂巖巖層為斷層附近巖層，其巖芯采取率明顯低于正常層位巖芯采取率；煤層巖芯采取率明顯低于巖層巖芯采取率。

2.4 沖洗液返水情況

鉆進至不同的巖性層位時，沖洗液返水的顏色、所含雜質(zhì)成分都不相同。因此可以根據(jù)沖洗液返水的顏色、雜質(zhì)成分估判巖性、鉆進層位和離煤層遠近程度等，進而確定一套返水顏色、成分與區(qū)域巖性對比表。此法對于推斷無芯鉆進煤（巖）層層位作用很大。例如呂家坨礦在-800水平四采外5476Yx工作面皮帶巷施工下扎孔，其返水—巖性統(tǒng)計表如表3所示。

2.5 鉆孔孔口流水量變化

不同層位的巖層，其含水量不同（有導(dǎo)水構(gòu)造的區(qū)域除外），尤其在礦井各含水層含水性有一定了解后，更便于對比分析。通過鉆孔孔口流水量確定一套區(qū)域?qū)游缓拷y(tǒng)計表，以利于今后對比分析，更有利于查明礦井含水層分布規(guī)律，對于推測斷層也十分有幫助，為今后上（下）伏煤層開采帶來重要信息。例如呂家坨礦-800水平四采中5422Z工作面的上仰孔，停止鉆進并靜置4個小時后，其鉆孔孔口流水量統(tǒng)計表如表4所示。

此法對于研究煤層含水性與煤層頂?shù)装搴暂^為有利。

2.6 鉆孔孔口瓦斯變化

不同煤層，其瓦斯含量有差異。通過鉆探手段確定一套煤層與孔口瓦斯量對比表，既可以達到煤層瓦斯抽放的目的，又可以根據(jù)瓦斯含量對比分析煤層賦存。

3 結(jié)語

經(jīng)過理論研究與工程實例分析，通過研究巖芯成分、鉆探施工鉆壓的變化、巖芯采取率變化、沖洗液返水情況、鉆孔孔口流水量變化、鉆孔孔口瓦斯量變化等手段，各建立一套對比分析統(tǒng)計臺賬，并與周圍石門和附近地面鉆孔資料對比，可以更準確判斷掘進巷道上（下）伏各煤層的賦存情況，為開采上（下）伏煤層提供既準確又詳細的資料。但由于施工鉆孔少，瓦斯精度測量達不到要求，鉆孔孔口瓦斯變化的手段未能完成統(tǒng)計，今后將繼續(xù)統(tǒng)計研究。

參考文獻

[1] 畢令斯MP，張炳票等，譯.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)[M].北

京：地質(zhì)出版社.

[2] 武漢地質(zhì)學(xué)院，等.鉆探工藝學(xué)（中）[M].北

京：地質(zhì)出版社.

[3] 淮南煤炭學(xué)院，等.礦井地質(zhì)與礦井水文地質(zhì)

[M].北京：煤炭工業(yè)出版社.

[4] 中國礦業(yè)學(xué)院煤田勘探教研室.煤礦地質(zhì)學(xué)[M].

煤炭工業(yè)出版社，1982.endprint

摘要：文章通過研究巖芯成分、鉆探施工鉆壓的變化、巖芯采取率變化、沖洗液返水情況、鉆孔孔口流水量變化、鉆孔孔口瓦斯量變化等物性參數(shù)，所得數(shù)據(jù)再與周圍石門、附近鉆孔資料對比分析，確定掘進巷道上（下）伏各煤層的賦存情況，從而為開采上（下）伏煤層提供既準確又詳細的資料。

關(guān)鍵詞：掘進巷道；鉆孔上（下）；伏煤層層位

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）06-0112-02

1 概述

呂家坨礦地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，地面三維地震勘探精度較低；另外地面地質(zhì)孔比較稀疏，控制程度差，煤層賦存情況不明確，無法達到工程需求。如果不探明上（下）伏煤層賦存情況，容易造成廢尺廢巷，同時影響工程布置和生產(chǎn)銜接。目前探測上（下）伏煤層的技術(shù)主要有物探和鉆探手段，但是物探結(jié)果準確度較差，不能滿足工程需求，鉆探手段雖然費用較高，耗時較長，但卻能提供準確的數(shù)據(jù)。因此，鉆探成為呂家坨礦探測上（下）伏煤層的重要手段，但目前煤礦地質(zhì)鉆探的分析僅停留在巖芯研究上，對其它物性參數(shù)分析極少。本論文將研究鉆探施工前后的一切可參考數(shù)據(jù)，詳細分析各構(gòu)成因素，進而準確判定上（下）伏煤層的賦存情況。

2 研究方法及技術(shù)關(guān)鍵

2.1 巖芯分析

煤層層位對比圖

打鉆取芯，查看巖芯成分是最直接的方法。通過巖芯確定巖石（煤）的成分，可以確定其所屬層位，尤其是在全礦井煤層層位基本確定，各煤層間距大致了解的情況下，通過識別巖芯可以較準確的判明（煤）巖層

層位。

例如呂家坨礦在-800水平四采外5476Yx工作面皮帶巷施工了7個鉆孔，通過巖芯分析確定了下伏四層煤的層位；另外結(jié)合實際工程分析1號鉆孔附近煤系地層受斷層影響，層位及厚度異常。

2.2 鉆探施工鉆壓的變化

不同層位的巖石，因其膠結(jié)物及本身巖性成分不同，其軟硬程度也不同。一般來說煤層頂?shù)装宓挠捕炔町愝^大，尤其是偽頂、直接頂與直接底的硬度差異較大。鉆探時，使用相同合金鉆頭和相同轉(zhuǎn)速的情況下，可根據(jù)鉆壓變化確定一套鉆壓變化與巖性對照表進行對比分析，尤其在硬度標志性層位存在的區(qū)域更適用。例如呂家坨礦在-800水平四采外5476Yx工作面皮帶巷施工的-90°地質(zhì)鉆孔，在設(shè)計角度、鉆機轉(zhuǎn)速相同、深度大致相同的情況下，其鉆壓變化情況統(tǒng)計如表1所示。

2.3 巖芯采取率

固結(jié)程度差或者受構(gòu)造影響的沉積巖，其巖芯采取率低于正常層位巖層的巖芯采取率；巖層的巖芯采取率一般高于煤層的巖芯采取率。因此通過巖芯采取率的差異，可以判定所在層位的構(gòu)造條件、煤巖層賦存的穩(wěn)定性等等。例如呂家坨礦在-800水平四采中5422Z工作面施工的地質(zhì)鉆孔，其部分巖芯采取率情況統(tǒng)計如表2所示。

由此表結(jié)合鉆孔實際揭露資料分析得到，泥質(zhì)膠結(jié)粉砂巖巖層為斷層附近巖層，其巖芯采取率明顯低于正常層位巖芯采取率；煤層巖芯采取率明顯低于巖層巖芯采取率。

2.4 沖洗液返水情況

鉆進至不同的巖性層位時，沖洗液返水的顏色、所含雜質(zhì)成分都不相同。因此可以根據(jù)沖洗液返水的顏色、雜質(zhì)成分估判巖性、鉆進層位和離煤層遠近程度等，進而確定一套返水顏色、成分與區(qū)域巖性對比表。此法對于推斷無芯鉆進煤（巖）層層位作用很大。例如呂家坨礦在-800水平四采外5476Yx工作面皮帶巷施工下扎孔，其返水—巖性統(tǒng)計表如表3所示。

2.5 鉆孔孔口流水量變化

不同層位的巖層，其含水量不同（有導(dǎo)水構(gòu)造的區(qū)域除外），尤其在礦井各含水層含水性有一定了解后，更便于對比分析。通過鉆孔孔口流水量確定一套區(qū)域?qū)游缓拷y(tǒng)計表，以利于今后對比分析，更有利于查明礦井含水層分布規(guī)律，對于推測斷層也十分有幫助，為今后上（下）伏煤層開采帶來重要信息。例如呂家坨礦-800水平四采中5422Z工作面的上仰孔，停止鉆進并靜置4個小時后，其鉆孔孔口流水量統(tǒng)計表如表4所示。

此法對于研究煤層含水性與煤層頂?shù)装搴暂^為有利。

2.6 鉆孔孔口瓦斯變化

不同煤層，其瓦斯含量有差異。通過鉆探手段確定一套煤層與孔口瓦斯量對比表，既可以達到煤層瓦斯抽放的目的，又可以根據(jù)瓦斯含量對比分析煤層賦存。

3 結(jié)語

經(jīng)過理論研究與工程實例分析，通過研究巖芯成分、鉆探施工鉆壓的變化、巖芯采取率變化、沖洗液返水情況、鉆孔孔口流水量變化、鉆孔孔口瓦斯量變化等手段，各建立一套對比分析統(tǒng)計臺賬，并與周圍石門和附近地面鉆孔資料對比，可以更準確判斷掘進巷道上（下）伏各煤層的賦存情況，為開采上（下）伏煤層提供既準確又詳細的資料。但由于施工鉆孔少，瓦斯精度測量達不到要求，鉆孔孔口瓦斯變化的手段未能完成統(tǒng)計，今后將繼續(xù)統(tǒng)計研究。

參考文獻

[1] 畢令斯MP，張炳票等，譯.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)[M].北

京：地質(zhì)出版社.

[2] 武漢地質(zhì)學(xué)院，等.鉆探工藝學(xué)（中）[M].北

京：地質(zhì)出版社.

[3] 淮南煤炭學(xué)院，等.礦井地質(zhì)與礦井水文地質(zhì)

[M].北京：煤炭工業(yè)出版社.

[4] 中國礦業(yè)學(xué)院煤田勘探教研室.煤礦地質(zhì)學(xué)[M].

煤炭工業(yè)出版社，1982.endprint