淮南煤田口孜集勘查区深部煤层顶、底板工程地质特征研究

口孜集勘查区矿井目前正处于开发阶段,深部煤层顶、底板的稳定性对煤层开采方法具有很大的影响。在分析煤层顶、底板岩性在平面上变化规律的基础上,结合岩石物理力学性质,对影响煤层顶底板稳定性的因素进行了研究。依据本区顶板岩石的单轴抗压强度,结合钻孔工程地质编录RQD值和煤层开采的采高比,对主采煤层进行了工程地质分类,其中13-1煤层顶板在东北部及中部以周期来压顶板为主,而8煤在东南及西北部也以周期来压为主。另外,对该区深部开采的工程地质问题进行了预测,根据预测结果提出了相应的预防措施。     

临涣矿区界沟煤矿工程地质条件研究

根据主采煤层顶底板岩体岩性类型及结构面发育程度对其稳定性进行了评价：72煤层顶板以中等稳定一不稳定类型为主,82煤层顶板以中等稳定类型为主,10煤层顶板以中等稳定一稳定类型为主。在大量统计见煤点硬质岩百分含量（k值）的基础上,结合顶板岩石的单轴抗压强度,对各主采煤层顶底板工程地质类型进行了划分：72煤层以一、二类顶板为主,82、10煤层均以五类顶板为主。综合评价该矿工程地质条件为中等即Ⅲ类二型。根据研究成果,指出该矿在采掘过程中可能出现的工程地质问题,并依此提出了治理建议。     

川南煤田洛表勘查区岩石工程地质特征分析

洛表勘查区位于川南煤田筠连矿区东段,区内岩石种类较多,工程地质类型为中等型,地质构造复杂程度属中等。根据工程岩组划分、岩体结构面特征、井巷围岩工程地质特征等方面进行分析,结合对各类岩石的试验成果资料,确定区内各类岩石强度等级、特别是与未来矿山建设有关的煤层顶底板的岩石强度等级,可为未来矿山建设提供地质参考资料。     

声波测井在煤岩弹性力学分析中的应用

煤岩弹性力学性质是煤层顶底板稳定性分析的重要参数,是煤矿实现安全、绿色开采的基础。随着煤矿开采程度和煤层埋深的增加,容易出现顶底板事故,从而影响矿井的安全生产。以往通过岩心测试获取岩石力学参数的方法具有数据离散、费用高、周期长的缺点,已不能满足生产的需要。在对东胜煤田南部的布尔台煤矿钻孔测井和岩心力学测试数据分析的基础上,探索了声波测井与岩石力学参数的关系,建立计算弹性力学性质参数的数学模型,经井检孔验证,相对误差仅0.9%,表明利用声波测井计算力学参数是可信的,并可快速、连续地建立岩石力学剖面。根据岩石力学计算结果,对煤矿主采煤层顶底板岩石的力学性质进行了分析,依据顶底板稳定性评价标准对煤层顶底板的稳定性进行了分类评价。结果表明:研究区主要可采煤层的顶底板多以粉砂岩、细砂岩及砂质泥岩为主,煤层顶板多数为不稳定Ⅰa类层,煤层底板多数为较软Ⅲb类层,煤层顶底板的稳定性较差;主采煤层顶底板硬度差异较大,普氏系数一般小于6,可采掘性较好,适合开展综合机械化开采。     

岩性探测在煤田测井分析中的应用——以沁水煤田韩庄井田为例

根据数字声波测井和密度测井资料，讨论了山西沁水煤田韩庄井田主要可采煤层顶底板的稳定性，对顶底板岩组的分布及岩体质量优劣做了分级、分区评价。     

测井参数在准东煤田大井矿区一井田煤层及顶底板强度评价中的应用

测井所计算出的岩体弹性强度ε值和RC非常近似,相关性也很好。大井矿区一井田利用声波测井及密度测井,获得岩石速度与密度参数,以此计算岩石强度参数。与24组岩样试验值比较,其绝对差值率为19.77%。计算发现在实验值小于20MPa时,测井计算的岩体强度值偏大;当试验值在20～30MPa之间时,测井计算的岩体强度值偏小;当试验值大于30MPa时,两者非常接近,但测井值偏小者居多。根据测井计算的岩石强度,对该井田B1煤层及其顶底板强度进行了评价,并绘制了B1煤层及其顶底板岩体强度分区图。     

黄县煤田煤层顶底板稳定性分析

本文介绍了黄县煤田主要可采煤层顶底板岩层的工程地质特征及稳定性分区情况。由于本煤田煤层围岩成岩作用差,岩石物理力学性质指标较低,因而煤层顶底板大部不稳定。结合矿井开采实际,本文进一步论述了煤层顶底板稳定性与岩层结构面特征,胶结物成分、岩层破碎程度、软弱夹层存在及构造应力方向等有很重要的关系。并且建议今后新建井主要巷道方向应尽量取南北向,以避免构造应力的影响。     

嵩山井田滑动构造对二1煤层顶板岩体分带性的影响

豫西一带含煤地层中的滑动构造相对发育。滑动构造引起煤层顶底板附近岩石力学性质发生变化,进而影响岩体的分带性。从研究嵩山井田滑动构造的分布范围、滑体的组成和滑动形态入手,采用岩石特征研究、构造形态分析和岩体质量指标（RQD）定量等研究方法,对影响二1煤层顶板的工程地质条件进行了分析,划分出三个不同工程地质性质的分带：岩体正常带、构造影响带和破碎带．并对各分带的岩体特征进行详细论述,为今后煤矿的安全开采提供了依据。     

内蒙古鲁蒙能源鹰骏三号矿井工程地质特征

内蒙古鲁蒙能源鹰骏三号矿井赋煤地层为侏罗系,煤层围岩为陆相沉积,胶结较差,其稳定性影响着煤矿的安全绿色开采。采用岩体质量系数法、岩体质量指标法等方法,对2煤、2_下煤、5煤、8煤及15煤的围岩岩体质量和稳定性进行了评价。结果表明,2煤、5煤、8煤和15煤顶板均为不稳定顶板,煤层掘进回采时要采取软弱岩层支护措施,防止顶板冒落事故的发生。煤层底板岩石抗压强度大多小于10MPa,水稳性差,为软弱破碎底板,在掘进回采时要密切注意煤层底板稳定性变化情况,防止底鼓现象的发生。     

基于岩性-结构的煤层底板突水危险性评价

煤层顶底板突水危险性预测与评价是煤矿突水灾害防治的基础和依据。针对煤层底板隔水介质条件,分析了煤系岩石力学性质,煤层底板突水的岩性、结构和厚度特征,建立了煤层底板突水危险性评价理论和方法。研究表明:煤层底板隔水介质条件取决于隔水层岩性和断裂构造,随着底板泥岩含量增加,煤层底板隔水性能增高,但抗水压能力降低;随着断裂发育程度的增加,底板隔水层由完整结构、块裂结构到碎裂结构和松散结构,煤层底板抗水压能力和隔水性能均降低,突水危险性增大。煤层底板抗水压能力与煤层底板隔水层厚度密切相关,统计表明,煤层底板受的极限水压p与底板隔水层厚度h之间为2次幂函数关系。在传统突水系数的基础上考虑了隔水层的岩性和结构特征,提出了煤层底板突水危险评价分类;进一步根据水压P_w与岩体破裂压力P_c关系和水压P_w与最小主应力σ_hmin关系判断是否突水。      

基于岩体阻水能力测试的煤层底板突水评价方法

以金牛能源股份有限公司邢台矿9号煤开采为例,对底板岩体质量及阻水性能进行了评价。首先分析了开采煤层的底板岩体地质结构,获取了岩石力学参数;进行了地应力测试,掌握了该区域地应力性质;进行了矿山压力显现规律研究,获取了工作面的初次垮落步距、周期来压步距和来压强度;在综放和综采工作面进行了底板破坏深度测试,得到了不同开采条件下煤层底板破坏深度;采用三维非线性固-液耦合岩石水力学计算方法,以非线性数值模拟软件ANSYS为手段,建立了三维数值仿真模型,根据矿井水文地质、工程地质特征和开采技术条件,分4种工况,对不同开采阶段、不同深度煤层底板应力分布、破坏状态的影响进行了分析研究。数值模拟结果表明,从突水的必要条件(底板破裂带贯通)和充分条件(水平应力小于承压水压力)来考察,在本次计算采用的工作面开采条件和正常的地质条件下,突水的可能性由大到小依此为:工况Ⅳ >工况Ⅲ >工况Ⅱ >工况Ⅰ,由此为该矿首个9号煤工作面开采选择提供了依据。      

煤层及其顶、底板岩石力学性质对水力压裂裂缝延伸的控制

为了揭示煤层及其顶、底板岩石力学性质对水力压裂裂缝延伸的影响,应用岩石三轴伺服机测试陕西韩城地区煤层及顶、底板岩石力学性质,总结不同类型岩石力学性质特征和差异; 剖析孔隙率和含水率与岩石力学性质之间的关系,探讨岩石力学性质差异对煤层水力压裂的影响。研究表明:岩石强度随孔隙度增大而降低; 岩石矿物成分及其胶结程度与孔隙度决定岩石的软化程度,水分对不同类型岩石强度的影响方式和程度差异较大; 当煤层埋藏较浅,煤层与顶、底板岩石的弹性模量存在较大差异时,水力压裂裂缝更易控制在煤层中,且延伸更长更远。     

刘桥二矿651工作面煤层底板岩体质量评价

华北型煤田煤层底板突水灾害性评价是一种特殊的工程地质问题,目前已有数学、力学和经验的多种方法研究这一问题,但是用岩体分级的方法进行安全性评价的尚未见报道。本文建立了一套新型的岩体分级方法,并将该方法用于刘桥二矿651工作面底板突水评价,收到了很好的效果。这一方法也普遍使用了其他华北型煤田。     

煤炭开采对煤层底板变形破坏及渗透性的影响

煤层底板变形破坏除受地质因素控制外,还受开采因素影响。通过试验和理论分析,系统研究了煤炭开采对回采工作面底板应力、应变和破坏及渗透性的影响。研究结果表明,不同岩性岩石的渗透性在全应力-应变过程中为应变的函数,在微裂隙闭合和弹性变形阶段,岩石的原生孔隙和裂隙容易被压密,岩石的渗透率随应力的增加由大变小明显,当应力增大至极限强度时岩石试件破坏形成贯穿裂隙,岩石的渗透率迅速增大至最大,不同岩性岩石存在一定差异性;随着回采工作面推进,煤层底板岩层在横向上划分为原岩应力区、超前压力压缩区、采动矿压直接破坏区和底板岩体应力恢复区4个区。煤层底板岩体的渗透性随着煤炭开采底板岩体变形破坏而呈规律性变化。      

用测井资料评价煤层顶底板稳定性

根据数字测井资料计算在自然条件下岩石的弹性参数,定量预测煤层开采的工程地质条件,评价煤层顶底板岩性及其稳定性。      

澜沧老厂铅锌矿巷道围岩工程地质特征分析及质量评价

地质力学分类方法是目前工程地质围岩分类中综合多因素分类方法中较常见的一种。它主要是通过完整的岩石强度、岩石质量指标（RQD）、节理间距、节理状态和地下水条件这五个参数来对岩体进行量化打分,最终通过总得分来对围岩进行分类。本文就是通过该分类方法对澜沧老厂铅锌矿的巷道围岩进行质量评价。     

黄陇侏罗纪煤田李家河勘查区煤层顶底板稳定性评价

李家河勘查区煤层埋深较大,顶底板岩性松软,抗压强度不大,在矿井建设和生产阶段易出现顶底板事故,影响矿井的安全生产。在分析勘查区地质背景的基础上,对主采煤层的发育特征进行了分析,对顶底板岩石的力学性质进行了测试,依据划分方案对顶底板的稳定性进行了评价。结果表明:勘查区2煤伪顶与直接顶普遍发育,其岩性多为炭碳质泥岩、砂质泥岩、泥岩等抗压强度相对较小的岩石,属于不稳定的顶板;3煤伪顶零星分布,厚度较小,为碳质泥岩、砂质泥岩、泥岩;勘查区局部地段煤层直接与砂岩老顶接触,抗压强度相对较大,属于稳定性较差的顶板;勘查区2煤和3煤伪底均为泥岩及砂质泥岩,呈孤岛状零散分布,直接底砂泥岩及铝质泥岩普遍发育,抗压强度相对较大,属于稳定性较差的底板。     

用常规测井技术评价煤体结构与煤层封闭性能的实现途径

加强煤矿区煤炭和煤层气综合勘查评价是《煤炭工业发展"十三五"规划》提出的明确要求。通过系统收集整理相关研究资料,提出了在煤炭与煤层气综合勘查阶段,利用常规测井技术是评价煤体结构、煤储层封闭性能的有效途径:依据井径、电阻率、自然伽马和补偿密度等油井曲线典型特征可准确判识煤体结构;而煤层顶底板一定距离内围岩的泥岩与砂岩厚度之比及煤层顶底板岩石的泥质含量可定量判断煤层围岩封闭性能。     

云浮硫铁矿尖山区段岩体工程地质岩组的特征及稳定性

岩体工程地质单元蚜分是工程地质评价的基础,也是坑道或边坡稳定性评价的依据。云浮硫铁矿尖山区段具有矿体埋藏深、岩体风化深度大和褶皱、断裂发育的特点,只宜于坑采。其岩体工程地质单元的划分应突出岩石风化这一主导因素,以岩体工程地类型、岩石风化特征、岩性组合、岩石物理力学和水理性质等作为依据,以风化界面、岩性组合界面和主权构造等带线为标志进行岩组划分,共牙分为３个岩体工程地质岩类和７个工程地质岩组。软弱松     

芦岭煤矿8煤层顶板特征研究

基于钻孔岩心资料,分析了芦岭煤矿8煤层顶板的岩性类型和顶板的结构类型,统计了顶板30m以内砂岩的厚度和8煤直接顶厚度。按照硬质岩石百分含量(K)的大小将顶板岩体岩性分为硬质岩体、中硬岩体和软质岩体三类;按照直接顶厚度/采高的比值(Km)将顶板的工程地质类型分为无周期来压顶板、周期来压顶板和周期来压强烈顶板三种类型,得出了8煤顶板类型分区。研究结果为该矿工作面布置方法、顶板支护方式的选择提供了依据,为顶板事故的预防提供了参考资料。