软岩构造复杂区大断面巷道支护技术研究与实施3个报~

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1、软岩构造复杂区大断面巷道支护技术研究与实施3个报〜软岩构造复杂区大断血巷道支护技术研宄与实施研究报告平顶山天安煤业股份有限公司朝川矿2013年10月软岩构造复杂区人断面巷道支护技术研究与实施研究报告完成单位：平顶山天安煤业股份有限公司朝川矿项目负责人：郭明生（朝川矿）主要参加人：鲁大华（朝川矿）郭俊义（朝川矿）研究时间：2013年01月…2013年10月2软岩构造复杂区大断面巷道支护技术研究与实施研究报告一、朝川矿概况及立项的背景和研究意义：平顶III天安煤业股份有限公司朝川矿位于河南省汝州市南部，北距汝州市18km,南距宝丰县25km,距平顶山市60km。地理座标：东经1

2、12°49'14"〜112°56’10",北纬34°02’14"〜34°04’28"。行政区划隶属于汝州市小平煤天安煤业股份有限公司朝川矿一井1970年8月1日建井，1980年5月投产，开采己（二）、庚（一）组煤层，设计年生产能力45万吨，开采标高-130m。2006年核定生产能力45万吨，2007年生产原煤50万吨。一井斜井为多水平分区式开拓，共有主斜井、副斜井、排水斜井、东风井、西风主井、西风副井共6个斜井，一水平标高-10m，二水平标高-250m。开采己（二）组煤和庚（一）组煤。1980年5月简易投产，现一水平（-10m）已报废，生产水平为二3水平（标高-250m）,

3、上部边界为-10m标高，下部以己（二）组煤-250m水平为界。现一8煤己停釆，主采二1煤。一井生产期间，正常涌水量1100m3/h左右，最大涌水量1996m3/h。并且生产过程屮始终受到底部石炭系、寒武系灰岩承压含水层的威胁，因此，该井定为“水文地质复杂”类型。朝川矿地质构造主要表现为断层较发育，摺皱较少，岩浆岩仅在个别地方见到。井田内断层较发育。煤层倾角变化较大，全矿井一般为10-25°,局部达到40°以上。主要开采的二1煤层厚度变化较大，厚煤带和薄煤带大致呈NW向相间分布；四3、四2煤层厚度在横向上有一定变化；二1煤层厚度有由西向东变薄的趋势，且在矿井东翼出现分岔现象。

4、上述煤层均为中厚〜厚煤层，煤厚的变化也多为可采厚度以上的变化，一般不影响布置正规采面。煤质分带性不明显。二1煤层瓦斯含量相对较高，矿井瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井。各主要可采煤层的煤尘均有较人的爆炸危险性；煤层自燃危险等级为n级，其中四2、二1煤层有自燃倾向性。断层不仅条数多，而且互相切割交叉，影响到采区的划分并对开采有一定影响。因此构造复杂程度定为三类，且主要表现为断层，数码代号为Ilia;煤层稳定程度根据一井、三井幵采二1煤层，一井幵采四3煤层进行评价。依据对煤层稳定性的评价指标，二1煤层的可采性指数Km=96.30%,煤厚变异系数r=62.36;结合煤厚变化规律分析，定为

5、较稳定型煤层；四3煤层的可采性指数Km=84.%，煤厚变异系数「=68.37，定为较稳定型煤层；煤层稳定程度综合评定为lid;其它开采地质条件，考虑顶底板较平整，只有局部凹凸不平，裂隙不很发育，评为lie;综合几个指标，全矿井定为Ill-IIIa,Ild，lie。井田地质构造复杂，西部边界和东部边界均以断层为井田边界，区内正、逆断层成套出现，落差变化大，对采区划分和采面布置有明显影响，深部牛庄井田仅4km2左右揭露落差大小不等的断层有40余条，矿井井下揭露小断层80余条,个别断层交叉破坏，给开拓布置带来较大影响，给采掘生产造成严重困难。综上所述，朝川矿区构造复杂程度为屮等。

6、软岩结构主要是指沉积岩中的泥质岩以及岩体中各种特定形态的地质界面。它包括沉积层面、软弱夹层、节理层、不连续裂隙面、颗粒与粒团的排列4与接触方式，微空隙与微裂隙等。这些结构特征有着自身的独特形成过程和客观的发展历史。它是地质历史发展的产物，反映了成岩地址环境和原始应力条件以及各种外力的改造作用。不同时代类型的软岩，具有不同的结构、构造特征，古生代和部分中生代软岩由于长期上覆岩体的压实作用及经常性的构造运动影响，使矿物颗粒在接触处产生重结晶而使颗粒间形成胶结连结。同时由于成岩时间长，构造变动频繁，使矿物定向排列形成密实有序的长带状和链状微结构，岩块吸水率较低，一般小于10%，单

7、轴抗压强度相对较高，多数为20-30Mpa。新生代和部分屮生代软岩，由于成岩时间较短，颗粒间密实性差，颗粒间常以各自的水化膜相互重叠而形成水胶连结，其微结构以无序的蜂窝状结构为特征从胶结程度来看，以中等胶结和弱胶结为主，因而结构较疏松，2吸水率为10%-70%,单轴抗压强度一般为5-20Mpa,如南水北调中线工程邯郸地区的上第三系相沉积的泥岩，其岩性在水平方向和垂直方向常不稳定，它与砂岩互层或呈透镜状夹层分布，有些泥岩碎硝颗粒与泥质物混杂堆积，成岩程度低，岩石中常有较多的粒间孔隙，碎硝颗粒间蒙脱石与蒙脱石、伊利石混