袁店二井煤礦巷道附近巖性對巷道施工的影響

       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(zhèn)境內(nèi)，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(jīng)線為界與單集勘查區(qū)接壤，南至10煤層露頭線，北到32煤層-1000m的水平投影線或區(qū)塊登記邊界。礦井東西長10.9～13.3km，南北寬1.3～5.3km，礦區(qū)面積41.59km2。
　　2 設(shè)計巷道對應(yīng)鉆孔深度
　　結(jié)合鉆孔的傾角、方位以及地層傾角等因素，對設(shè)計巷道對應(yīng)的鉆孔深度進行了分析，見下表1。
　　3 地質(zhì)情況
　　3.1 第四系、新近系（Q+N）
　　本次勘探?jīng)]有嚴格劃分第四、新近系界面，基巖面以上統(tǒng)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(zhì)編錄和巖石RQD值統(tǒng)計工作，詳見表2。
　　3.4 主采煤層頂?shù)装鍘r石質(zhì)量、巖體完整性評價及巖體質(zhì)量等級
　　由表2可以看出：（1）一般情況下主采煤層頂?shù)装鍘r石RQD值變化規(guī)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(gòu)造破壞，應(yīng)力擠壓，裂隙發(fā)育的層段，無論是泥巖、粉砂巖或是砂巖，RQD值都很小。
　?。?）主采煤煤層頂?shù)装鍘r石質(zhì)量、巖體完整性評價標準。主采煤煤層頂?shù)装鍘r石質(zhì)量、巖體完整性評價標準，依據(jù)《礦區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘探規(guī)范（GB/12719-91）》中巖石質(zhì)量等級表（見表3）。（2）巖體質(zhì)量等級評價標準。主采煤層頂?shù)装鍘r體質(zhì)量等級評價首先利用公式M=Rc/30*RQD對巖體質(zhì)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(jù)估算的M值按照《礦區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘探規(guī)范（GB/12719-91）》中巖體質(zhì)量分級表（詳見表4）進行分級評價。（3）主采煤層頂?shù)装鍘r石質(zhì)量、巖體完整性評價及巖體質(zhì)量等級結(jié)果見表5。
　　根據(jù)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(nèi)巖石質(zhì)量及巖體完整性進行了評價，評價結(jié)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(nèi)巖體質(zhì)量等級進行了分級，分級結(jié)果詳見表4。
　　表4中可以歸納出：
　?。?）一般砂巖質(zhì)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(zhì)量多數(shù)為中等～良， 巖體分類為III～II類。
　?。?）粉砂巖質(zhì)量多為中等的，巖體完整性多為中等完整，巖體質(zhì)量多數(shù)為中等，少數(shù)為良，巖體分類多數(shù)為III類，少數(shù)為II類。
　?。?）泥巖質(zhì)量為中等，巖體完整性為中等完整，巖體質(zhì)量中等，巖體分類為III類。
　?。?）32、72、82、煤層頂?shù)装鍘r石質(zhì)量一般為中等～好的，巖體完整性屬中等完整～較完整，巖體質(zhì)量為中等～良，巖體分類為III～II類。
　?。?）各巖石的質(zhì)量、完整性受構(gòu)造裂隙、風化裂隙發(fā)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(xiàn)象明顯，在風化帶附近的巖石也較破碎。風化帶巖石及受構(gòu)造影響的破碎巖石，RQD值均很低，巖石質(zhì)量劣～極劣，巖體破碎～巖體完整性差，巖體質(zhì)量多為差～壞，巖體分類多數(shù)為IV～V類。
　　3.5 巖體巖性類型分類
　　根據(jù)K值的大小將可采煤層頂板巖體巖性分為三類，即硬質(zhì)巖體、中硬巖和軟質(zhì)巖（見表5）。
　　本文對頂板30m范圍的砂巖進行了統(tǒng)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(zhì)較多，性脆，屬于軟質(zhì)巖體。 　　巷道上下50m范圍內(nèi)揭露破碎帶的情況，膠結(jié)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(zhì)膠結(jié)，巖芯擠壓揉皺，呈糜棱狀，斷層泥巖發(fā)育，較破碎，明顯擠壓現(xiàn)象。460.40-466.00為泥巖、斷口參差狀，泥質(zhì)膠結(jié)，局部巖芯擠壓揉皺，呈糜棱狀，斷層泥巖發(fā)育，較破碎，明顯擠壓現(xiàn)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(zhì)膠結(jié)，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(zhì)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(fā)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(fā)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?guī)r沖洗液漏失情況
　　2019-D1孔、2019-D2孔鉆探見灰?guī)r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(jié)砂巖和泥巖的兩極值
　　經(jīng)過統(tǒng)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(yīng)巷道上及巷道下，該層位泥巖RQD值較高，含有少量砂質(zhì)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(yīng)巷道頂、底板，該層位泥巖RQD值中等，含有少量砂質(zhì)成分，巖石致密性好，吸水性差，故抗壓強度偏大。
　　結(jié)束語
　　本文在總結(jié)勘查區(qū)地質(zhì)鉆孔成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合巷道開采可能出現(xiàn)的工程地質(zhì)問題對巷道的頂?shù)桶鍘r性進行了分類，分類的方法簡單明確。反應(yīng)了巷道頂?shù)装宓膲毫Γ锏篱_挖隨深度的增加，地下水滲透壓力相應(yīng)增大，軟質(zhì)巖體可能會出現(xiàn)變形，對巷道產(chǎn)生不利的影響，相應(yīng)巷道段地面應(yīng)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(wěn)定，建議施工過程中加以監(jiān)控量測手段，以判斷圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，判斷支護狀態(tài)的合理性，及時的予以檢驗修正。