62310工作面B10煤層缺失區(qū)范圍及巖性組合、物理力學(xué)性質(zhì)探查

程浪

摘要：B10煤層為薄煤層，平均煤厚1.0m，B10煤層作為新莊孜礦的關(guān)鍵保護(hù)層開采，具有“中間來一刀，上下都解放”的作用。B10煤層缺失區(qū)范圍直接關(guān)系62310工作面的準(zhǔn)備、儲量及瓦斯治理。其頂?shù)装鍘r性組合、物理力學(xué)性質(zhì)影響采煤機(jī)配套三機(jī)選型、回采與掘進(jìn)期間層位選取、采場接替時(shí)間、回采進(jìn)度、頂板安全管理等。由此，需對62310工作面內(nèi)B10煤層變薄帶其頂?shù)装鍘r性組合、物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行精確探查，提供準(zhǔn)確的地質(zhì)資料以指導(dǎo)生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：煤層缺失區(qū)范圍;頂?shù)装鍘r性組全;物理力學(xué)性質(zhì);安全高效

1概述

62310工作面位于六水平二采區(qū)三階段，上限標(biāo)高-730m、下限標(biāo)高-883m。走向長1348m、傾斜長182m。B10煤層為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄煤層，暗淡型，油脂光澤。B10煤層直接頂板為灰色砂質(zhì)泥巖，局部相變?yōu)榛疑屑?xì)砂巖，平均厚10.5m;老頂為淺灰色細(xì)砂巖，平均厚4.9m;直接底板為灰色砂質(zhì)泥巖，平均厚9.0m。

由于B10煤層煤厚?。?.8～1.2m），瓦斯含量相對較小，與下伏B8煤層層間距平均36～38m，與上覆B11b煤層層間距32～34m，根據(jù)以往回采經(jīng)驗(yàn)，B10煤層開采對B8、B11b煤層保護(hù)效果好，新莊礦把B10煤層作為關(guān)鍵保護(hù)層開采，具有“中間來一刀，上下都解放”的作用是。因此B10煤層的開采對我礦的瓦斯治理和采場布置有重大影響。

2探查的目的及意義

62310底板巷（B10煤層瓦斯治理巷）施工期間，前探控層時(shí)發(fā)現(xiàn)其上覆B10煤層在62310底板巷對應(yīng)的“C6”～“C16”測點(diǎn)共475m 范圍內(nèi)B10煤層變薄缺失，工作面內(nèi)對應(yīng)有Ⅵ12孔、Ⅴ19孔（B10煤厚分別為1.01m、0.51m）控制，上階段62210順槽控制了62310風(fēng)巷煤層賦存，62210底板巷及切眼掩護(hù)巷施工了前探、卸壓孔控制了對應(yīng)段B10煤層賦存。由以上資料分析，可以初步大致圈定B10煤層缺失帶范圍（詳見附圖1）。

B10煤層缺失帶范圍直接關(guān)系62310工作面的準(zhǔn)備、儲量及瓦斯治理。其頂?shù)装鍘r性組合、物理力學(xué)性質(zhì)影響采煤機(jī)配套三機(jī)選型、回采與掘進(jìn)期間層位選取、采場接替時(shí)間、回采進(jìn)度、頂板安全管理等。由此，需對62310工作面內(nèi)B10煤層缺失帶其頂?shù)装鍘r性組合、物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行精確探查，提供準(zhǔn)確的地質(zhì)資料以指導(dǎo)生產(chǎn)。

3探查方案及要求

3.1 B10煤層層位的確定。由于B10煤層層位缺失，在鉆孔施工過程中無法確定B10煤層層位，需選取穩(wěn)定的標(biāo)志層來確定B10煤層層位，由于該塊段B11b煤層與B10煤層層間距為32～34m，且層間距穩(wěn)定，B11b煤層厚約4m，煤層賦存穩(wěn)定，打鉆過程中易于判層，因此選定B11b煤層做為判定B10煤層層位的標(biāo)志層。

3.2 利用62310底板巷對62310工作面大致圈定的B10煤層缺失帶范圍施工探查孔，其底板巷每30m施工一組探查孔，在62310底板巷“C6”、“C16”測點(diǎn)處加密為每10m施工一組探查孔，以準(zhǔn)確控制B10煤層缺失帶在走向上的邊界，探查孔方位垂直于煤巖層走向，呈扇形布置，鉆孔布置原則：下向孔覆蓋62310順槽，上向孔覆蓋62310底板巷以西30m，其中2#、3#、4#孔穿過B11b煤層頂板0.5m，先施工2#、3#、4#孔，然后根據(jù)2#、3#、4#孔B11b煤層資料反推B10煤層層位，再設(shè)計(jì)施工1#、5#、6#孔，確保穿過B10煤層層位15m。

3.3 在煤層缺失塊段，把每組鉆孔的2#、3#孔做為取芯孔，必須將取芯孔巖芯按取出先后順序擺放整齊，地測科現(xiàn)場鑒定并記錄。對煤層層位、頂、底板巖性組合進(jìn)行觀測。

3.4 所有探查孔需測斜。

3.5 本次探查孔施工任務(wù)由勘探處新莊礦項(xiàng)目部負(fù)責(zé)施工，并建立專門探查孔臺賬，詳細(xì)記錄鉆孔見煤情況。巖石物理力學(xué)性質(zhì)測定與安徽理工大學(xué)合作，由安徽理工大學(xué)測定，選取B10煤層層位向下7m至向上7m段巖芯作為測定巖樣。

4結(jié)論及經(jīng)驗(yàn)

4.1 通過鉆探資料分析，預(yù)計(jì)B10煤層缺失帶影響工作面平均走向長630m，平均傾斜長75m，面積約4.7萬m²，預(yù)計(jì)可采儲量4.67萬噸，該工作面回采后可有效緩解上覆的B11b煤層、C13煤層和下伏的B8煤層的瓦斯威脅，對下一步礦井的生產(chǎn)采區(qū)布置和生產(chǎn)接替有重要的意義。

4.2 通過對所取巖芯的觀測與測定，B10煤層層位處巖性為灰色中細(xì)砂巖，厚2～4m，平均抗壓強(qiáng)度130MPa，平均普氏系數(shù)為13，巖石堅(jiān)硬;B10煤層層位向上7m、向下7m段皆為灰色砂質(zhì)泥巖，平均抗壓強(qiáng)度30MPa，平均普氏系數(shù)為3，巖石較軟。

4.3 由于62310設(shè)計(jì)順槽將橫穿該煤層缺失帶，且B10煤層層位巖性為灰色中細(xì)砂巖，不利于綜掘機(jī)割巖，因此選取B10煤層層位以上2～5m段的砂質(zhì)泥巖做為施工層位，便于綜掘機(jī)割巖且減少了62310工作面在煤層變薄帶所見中細(xì)砂巖的范圍，減小了工作面回采傾角，保證了安全、高效掘進(jìn)。

4.4 62310工作面回采時(shí)選取B10煤層層位以上2～5m段的砂質(zhì)泥巖做為回采層位（小幅錯(cuò)層選擇軟巖回采），同時(shí)根據(jù)在煤層缺失帶邊界加密的探查孔探控的缺失帶邊界處B10煤層賦存的層位標(biāo)高，及時(shí)由煤層缺失帶處的巖石對接賦存正常的B10煤層，減少了對采煤機(jī)械的消耗，提高了回采效率，避免了回采中逮煤頂?shù)那闆r，保證了工作面回采層位的可靠性。

4.5 通防部門利用所圈定的缺失帶，優(yōu)化了區(qū)域防突穿層鉆孔的設(shè)計(jì)，減少了大量的穿層鉆孔施工，節(jié)省了大量的人力、物力。同時(shí)為B10煤層的瓦斯治理提供了可靠的地質(zhì)保障作用。

4.6 此次對B10煤層缺失區(qū)范圍及其頂?shù)装鍘r性組合、物理力學(xué)性質(zhì)探查，為以后工作面出現(xiàn)大面積煤層變薄的探查積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

4.7 工作面缺失帶的圈定對我礦的煤質(zhì)配采有重要的指導(dǎo)意義，通過預(yù)計(jì)煤層的分布情況，綜合配采，確保了煤質(zhì)的穩(wěn)定和可靠，為我礦扭損為贏做出保障。