川南煤田洛表勘查區巖石工程地質特征分析

黃繼烈

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川南煤田洛表勘查區巖石工程地質特征分析

黃繼烈

（四川省煤田地質局141隊，四川德陽 618000）

洛表勘查區位于川南煤田筠連礦區東段，區內巖石種類較多，工程地質類型為中等型，地質構造復雜程度屬中等。根據工程巖組劃分、巖體結構面特征、井巷圍巖工程地質特征等方面進行分析，結合對各類巖石的試驗成果資料，確定區內各類巖石強度等級、特別是與未來礦山建設有關的煤層頂底板的巖石強度等級，可為未來礦山建設提供地質參考資料。

煤田；工程地質；煤層頂底板；洛表勘查區

為了更好的了解川南煤田洛表勘查區巖石工程地質特征，為未來礦產資源的開發提供地質參考資料，根據區內鉆孔原始編錄資料及試驗結果，結合相鄰井田工作成果資料對川南煤田洛表勘查區巖石工程地質特征進行分析。

1 概況

洛表勘查區位于川南煤田筠連礦區東段，區內構造總體表現為一大致向北傾斜之近東西走向的單斜構造，在東西向擠壓應力作用下，平行發育著一組大小不等的南北向高角度斷層，地質構造復雜程度屬中等。本區巖石種類較多，有玄武巖、灰巖、砂巖、泥巖等。通過樣品測試資料顯示，其中玄武巖飽和抗壓強度一般大于65MPa，砂巖飽和抗壓強度一般大于35MPa，泥巖一般在35MPa以下，本區工程地質類型為中等型。

圖1 主要Ⅲ級結構面分布示意圖

2 區內工程地質特征

2.1 工程地質巖組的劃分

勘查區工程地質巖組的劃分首先考慮巖體的力學性質相近、水理性質相似，然后再考慮其物質成分、成層條件、厚度變化和構造作用、以及未來礦山建設可能對井巷的影響等巖體地質特征，共劃分為4個工程地質巖組：

1）峨眉山玄武巖巖組（編號①）：區內峨眉山玄武巖賦存于煤系地層底部，主要工程地質特征是水穩定性好，硬度大，強度高，根據測試成果資料，玄武巖的抗壓強度在10.49~373.58Mpa之間。勘查區峨眉山玄武巖組分布不穩定，由西向東逐漸變薄，在勘查區東部尖滅，厚度0～104.67m，一般53.00m左右。該巖組水穩定性好，遇水不易軟化，強度高，是建設巷道的理想巖體。

2）砂巖巖組（編號②）：該工程地質巖組包括三疊系中統雷口坡組、下統嘉陵江組灰巖中夾的砂巖，飛仙關組砂巖，二疊系煤系地層中的部分細粒砂巖、粉砂巖以及峨眉山玄武巖頂部凝灰質泥巖。該巖組的工程地質特征是水穩定性較好，浸水后無泥化崩解現象，巖石飽和抗壓強度大多大于35MPa（表1）。區內該工程地質巖組分布穩定，單層厚度較大，一般幾米至數十米，水穩定性較好，遇水不軟化、開裂，飽和抗壓強度較高，適宜礦山運輸主巷建設。

表1 砂巖巖組力學性質統計表

3）泥巖巖組（編號③）：該層巖組主要工程地質特征為水穩定性差，巖石飽和抗壓強度一般小于30MPa。該巖組包括T2T1T1、P3中的泥巖、砂質泥巖以及部分泥化的砂巖。該巖組單層厚度一般0.5～10m，在浸水后崩解、軟化、膨脹現象明顯，水穩定性差，抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度低，不宜作為礦井的巷道；若作為巷道時，應加強支護。

4）構造破碎帶巖組（編號④）：主要分布在斷層附近，如F505、F277、F515等斷層，地表及鉆孔中均見到斷層破碎帶，其特點是巖體破碎，RQD值極低，將給巷道工程施工和支護帶來很大的困難。

2.2 巖體結構面特征

勘查區以一大致向北傾斜之近東西走向的單斜構造為主體，巖層傾角多為5°～10°，局部地段 20°左右，為緩傾斜礦區。受東西向擠壓應力作用在垂直巖層走向上平行發育著一組較密集的大小不等的南北向高角度斷層，主體構造及次級斷裂制約著本區結構面的發育和分布。根據結構面的分級標準，勘查區內巖體結構面主要為Ⅲ級結構面，Ⅳ級、Ⅴ級結構面發育在Ⅲ級構造面附近。主要結構面的分布情況及各級結構面特征見圖1、表2。

表2 巖體結構面分級及其工程地質特征一覽表

3 井巷圍巖工程地質特征

3.1 未來礦井井巷圍巖巖體結構分類

依據《規范》附錄H巖體結構分類表，未來井巷圍巖峨眉山玄武巖（P3）巖體結構為整體塊狀結構的第二亞類（Ⅰ2），二疊系宣威組一段（P3x）及煤層頂、底板巖體結構為層狀結構，部分屬第一亞類（Ⅱ1）層狀結構，部分屬第二亞類（Ⅱ2）薄層狀結構。區內圍巖巖體特征見（表3）。

表3 圍巖巖體結構特征一覽表

3.2 未來礦井井巷圍巖巖體強度等級

勘查區巖石強度按照《規范》關于巖石強度的劃分，將井巷圍巖及煤層頂、底板的巖石強度分為堅硬的、半堅硬的、軟弱的～半堅硬的3種。其中：P3巖石飽和抗壓強度一般大于65MPa，巖石強度為堅硬的，其頂部凝灰質泥巖及底部玄武巖飽和抗壓強度相對較低，一般＜60MPa，屬半堅硬的；煤層頂、底板巖石飽和抗壓強度一般為20～50MPa，巖石強度為軟弱的～半堅硬的（表4）。

表4 井巷圍巖巖石強度一覽

3.3 巖體質量分級

根據礦區水文地質工程地質勘探規范，本區采用巖體質量標準法進行評價，其質量指標M用下式計算：

公式中：—巖體質量指標；R—巖石飽和單軸抗壓強度（MPa）。

根據計算結果進行質量分級，其中：峨眉山玄武巖巖體質量指標（M）為0.15，巖體質量中等，其頂部的凝灰質泥巖質量指標（M）為0.09，巖體質量差；煤層頂、底板巖體質量指標（M）為0.01～0.11，巖體質量差（表5）。

表5 井巷圍巖巖體質量一覽表

巷道名稱地質時代巖組編號巖體質量指標（M）巖體質量巖體類別備注 井巷P3β①0.15中等Ⅲ P3β②0.09差ⅣP3β頂部凝灰質泥巖 P3x1②③0.03差Ⅳ 7號煤層煤巷P3x2②③0.03～0.1差Ⅳ 8-1號煤層煤巷P3x2②③0.01～0.11差Ⅳ 8-2號煤層煤巷P3x2②③0.03～0.09差Ⅳ

3.4 巖石質量等級

根據鉆探巖芯RQD值，對井巷圍巖的巖石質量等級進行分級，共分為Ⅲ、Ⅳ兩個級別，其中峨眉山玄武巖RQD平均值67％，屬Ⅲ級，頂部凝灰質泥巖的RQD平均值為47％，為Ⅳ級；煤層頂、底板巖石RQD值為28%～67％，為Ⅲ～Ⅳ級（表6）。

表6 擬建礦山井巷圍巖的巖石質量等級評價一覽表

擬建礦山巷道名稱地質時代巖組編號主要巖性RQD（%）巖石質量等級巖石質量描述巖體完整性評價備注 運輸主井巷P3β①玄武巖67Ⅲ中等的中等 P3β②凝灰質泥巖47Ⅳ劣的差P3β頂部凝灰質泥巖 P3x1②③泥巖、粉砂巖、砂巖46Ⅳ劣的差 7號煤層煤巷P3x2②③泥巖、粉（細）砂巖37～60Ⅲ～Ⅳ中等的～劣的中等～差 8-1號煤層煤巷P3x2②③泥巖、粉（細）砂巖28～67Ⅲ～Ⅳ中等的～劣的中等～差 8-2號煤層煤巷P3x2②③泥巖、砂質泥巖、粉砂巖36～62Ⅲ～Ⅳ中等的～劣的中等～差

4 結論

區內巖石種類較多，有玄武巖、灰巖、砂巖、泥巖及構造破碎帶。其中玄武巖巖組及砂巖巖組分別屬堅硬及半堅硬巖層，適宜未來礦山運輸大巷建設巖層；泥巖 巖組及破碎帶巖組不宜作為礦井的主要運輸巷道布置巖層，且破碎帶巖組對巷道施工和支護帶來很大的困難。

參考文獻:

[1] 礦區水文地質工程地質勘探規范（GB 12719-91）[S].

[2] 四川省煤田地質局141隊， 四川省珙縣洛表勘查區煤炭資源詳查報告[R]. 2012， 8.

Rock Engineering Geological Characteristics in the Luobiao Exploration Area, Junlian Coal Field

HUANG Ji-lie

（No. 141 Geological Team, Sichuan Bureau of Coal Geology, Deyang, Sichuan 610072）

The Luobiao exploration area is located at the eastern district of the Junlian Coal Field and characterized by multiple rock type, middle complicated engineering geological type and complicated geological structure. This paper deals withstrength grade of various rock, especially, coal seam roof and floor rock based on division of engineering rock group, rock mass structure surface characteristics and wall rock engineering geological characteristics with different test results.

coal field; engineering geology; coal seam roof and floor; Luobiao exploration area

[P642.3]

A

1006-0995（2016）03-0435-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.019

2015-10-14

黃繼烈（1980-），男，漢族，工程師，主要從事水工環地質勘查