深部煤層穩(wěn)定性與煤巖體力學性質的研究——以淮南煤田潘一井田為例.pdf

1、煤礦開采由淺部向深部延伸，必然面對深部的高地溫、高地壓、高水壓及高瓦斯壓力等一系列開采問題。煤層做為以有機組分為主的特殊沉積巖層，由淺部進入深部，由于圍壓、溫度改變，必然表現出與淺部不同的特性。本文主要研究煤層厚度穩(wěn)定性、煤體結構及煤巖力學性質在深部與淺部的差異?；茨厦禾锱艘痪镂挥诨茨蠌拖蛐迸思承蹦弦砑皷|傾伏轉折端。13-1煤由-300m標高向深部延伸，是本區(qū)的主采煤層，厚度穩(wěn)定，在全區(qū)內均可采。所以本文選擇潘一井田13-1煤層做為

2、研究對象，
　　 論文根據所收集的226個鉆孔數據，統(tǒng)計煤層厚度變異系數，分析煤層厚度變化規(guī)律。利用142個鉆孔測井曲線判識構造煤的發(fā)育情況，探討其分布特征。間接測試了13組煤巖樣品的抗壓強度，結合所收集的頂、底板巖石力學參數資料，分析煤與頂底板巖層力學性質在深、淺部的變化規(guī)律。主要取得以下幾點認識：
　　 1)通過對13-1煤層厚度變異系數與深度的相關分析，揭示煤層厚度穩(wěn)定性與深度有一定的聯系，即隨著深度加深，煤層厚度

3、穩(wěn)定性趨于穩(wěn)定。
　　 2)潘一井田13-1煤層內構造煤都較發(fā)育。多數鉆孔的13-1煤層內夾有1～2層構造煤分層，且多發(fā)育在煤層的頂部和底部。約有70％的鉆孔中13-1煤構造煤分層的累計厚度占煤層總厚度的30％以上。按構造煤發(fā)育特征，潘一井田全區(qū)13-1煤層都具有煤與瓦斯突出危險性。已有資料沒有顯示構造煤的發(fā)育與深度有關。但是依據構造煤發(fā)育狀況有可能推測小構造。在潘一井田中部F4斷層東側及井田東部背斜轉折端的部位，構造煤較為發(fā)育

4、，預示該兩部位的構造很可能比現有煤層底板等高線圖所表示的更為復雜。
　　 3)通過煤巖的堅固性系數測試，推算13-1煤的抗壓強度在-480m標高為8.6MPa，在-850m標高為4.6MPa，線性相關曲線的斜率為-0.0099；而頂底板巖層的抗壓強度隨深度變化的斜率為-0.0424，顯示隨深度加深，煤和巖石的力學性質雖然都由剛性轉向柔性，但是巖石的轉變快于煤。因此，往深部煤與巖石的力學性質有相互接近的趨勢。由此預測深部構造變形對