屯兰矿8号煤层底板岩石隔水性能研究-论文.pdf

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1、增刊山西焦煤科技Supplement2014年8月ShanxiCokingCoalScience&TechnologyAug．2014·专题综述·屯兰矿8号煤层底板岩石隔水性能研究孙涛(西山煤电集团钻探分公司，山西太原030053)摘要分析了屯兰矿8煤层底板隔水岩石的厚度，空间分布与组合关系，并通过物理学测试结果，总结出无论从厚度上还是岩性上，该岩层均具有良好的隔水性能，但在构造发育区域采掘时，要加强探测，防止其导通奥灰水。关键词底板；隔水岩层；研究分析中图分类号：TD74文献标识码：B文章编号：1672—0652(

2、2014)增刊一0157—03随着西山煤电集团公司屯兰矿开采深度的不断现，O顶面标高等值线图见图2。从图2可知，总体增加，受到底部灰岩发育的裂隙岩溶承压水的威胁日上隔水岩层标高北高南低，东高西低，与煤层底板标趋严重。煤层底板与奥灰承压含水层间隔水层的隔高变化趋势基本一致。水能力是影响带压开采安全性的重要因素，隔水层作表18煤层底板隔水层厚度统计表为带压开采的防护层，其隔水能力与厚度、空间分布、岩性组合及力学特征等有密切关系。结合区内勘探资料和生产资料，可以从宏观上对8煤层底板隔水层隔水能力进行分析。1隔水岩层的厚度隔

3、水岩层的厚度决定于其沉积时的古地理环境及后期构造运动的改造，如褶皱变薄带、断裂破碎带等。判断隔水岩层厚度变化情况，区内钻孔是最好的资料。根据该区的钻孔资料，绝大部分钻孔在9、10或11煤下终孔，少数钻至K或cb地层结束；包括水文孔在内，实际穿过整个煤系地层进入奥陶系的钻孔有24个。据统计，除构造影响区段外，井田内钻孔揭露8煤层底板隔水层厚度为75．41～112．87m，见表1，隔水层厚度变化情况及分布规律见图1。由图1可以中看出，煤层底板标高整体呈北高南低，东高西低的趋势。随着煤层埋深的增加，局部区域隔水岩层的厚度增

4、大，但整体并未呈现出规律性增大的趋势。2隔水岩层的空间分布由于NE向断层的切割，将走向NW、倾向SW的隔水岩层的空间分布规律是区内构造作用的表单斜切割成大致3个高低不同的NE向地块。收稿日期：2014—06—25作者简介：孙涛(1985一)，男，山西长治人，2009年毕业于河北工程大学，助理工程师，主要从事煤田地质勘探工作(E—mail)1819265018@qq．tom-158·山西焦煤科技2014年增刊泥岩、硬脆性的砂岩、可溶硬脆性的石灰岩等3类岩石组成。但受其沉积环境和后期构造的影响，在岩性变化上，介于泥岩、砂

5、岩之间的有泥质砂岩、砂质泥岩等，不同部位各类岩层厚度比例也各不相同。1)本溪组(C：b)。该组地层厚度变化19．43～32．76ITI，平均25．70m，岩性由深灰、浅灰及灰色细一中粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩、石灰岩及不稳定的薄煤组成，平行不整合于峰峰组之上。底部主要为山西式铁矿，厚度不稳定，以黄铁矿为主；下部铝质泥岩较稳定，厚度15m左右；中、上部为泥岩、砂质泥岩及浅海相薄层石灰岩1～3层，本组地层具有良好的隔水图18煤层隔水层厚度等值线图性能。2)太原组(Ct)。从晋祠砂岩(K．)底至8煤层底为海陆

6、交互相沉积，岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、石灰岩、浅灰色砂岩及煤层组成。包含整个太原组下段和上段一部分：下段(C3t)下起K砂岩底界，上至11煤，厚45rn左右。K为河床相细、粗砂岩，最大厚度20．71m，有时不发育。其上为一套以过渡相、陆相为主的海陆交互相沉积物，以泥岩、黏土泥岩及砂岩为主，有时含不稳定的石灰岩1～2层，并常含数层薄煤。1l煤至8煤段厚25m左右，岩性以灰、灰黑色的泥质岩及砂岩为主，含一薄层泥灰岩，即11煤上泥灰岩(Lo)，平均厚0．48m。图20：顶面标高等值线图综上所述，8煤层以下至奥陶系顶

7、面隔水岩层所该区隔水岩层总体为倾向西或南偏西，倾角一般包括地层有本溪组和太原组，总的厚度为95m左右。<10。，为一走向北西的单斜构造，在此背景上发育了岩性主要为泥岩，其次为砂岩、石灰岩和煤层煤线，柔短轴褶曲。由于褶曲的存在，区内隔水岩层的空间分性岩层占主导地位，柔性岩石有很好的隔水性能；其布形态大致为波状起伏的褶面形态，隔水岩层东北部次为脆性岩层，脆性岩石有很好的抗破坏能力。无论高，西南部低。值得注意的是，断层附近的变薄带，如从厚度上还是岩性上，该岩层均具有良好的隔水T63等钻孑L附近，在同样的条件下，往往由于构造

8、的性能。影响使有效隔水层厚度变薄，存在奥灰突水危险。在4隔水岩层的力学特征构造发育区域采掘，要特别注意对隐伏断层、陷落柱根据本区GS一10、GS一15及GS一21三个孔的的探测，防止其作为奥灰突水的通道，把奥灰水导通岩石物理力学测试结果表明：石灰岩强度最大，抗压至工作面。强度31．80—69．30MPa，抗拉强度1．62—2．96MPa，3隔水