鸳鸯湖矿区2号煤层顶板岩性及物理力学性质关系研究Study on the Relationship Between Lithology and Physical and Mechanical Properties of No. 2 Coal Seam Roof in the Yuanyanghu Mining Area
王贝,马永祥,黄康,刘晶,马健,孙迪,王宁杨
摘要(Abstract):
宁夏宁东煤炭基地是“国家级煤化工基地”之一,鸳鸯湖矿区是宁东煤炭基地的重要组成部分,位于宁东煤田中北部,拥有5座现代综合机械化生产矿井,近几年为当地和国家煤炭工业经济做出了突出贡献。与此同时,各煤矿巷道也不同程度出现了冒顶、片帮、底鼓等一系列工程地质问题,矿区也出现了大面积的地面沉陷等环境地质问题。本文以鸳鸯湖矿区2号煤层顶板岩性及物理力学性质关系为研究对象,通过分析生产矿井煤层埋藏深度、顶板岩层沉积相,顶板岩性分布及岩性组合特征,岩石矿物显微特征、物理力学性质特征,研究岩石颗粒粗细与真密度之间的关系,物理性质与力学性质之间的相关关系。研究表明:鸳鸯湖矿区2号煤层顶板岩性以灰和浅灰色长石石英、石英粉砂岩及泥质粉砂岩为主,含铝质黑灰、黑色泥岩,遇水容易软化;岩石单项抗压强度总体很低,平均饱和单项抗压强度均小于10MPa,多属于软弱、极软弱岩层的容易冒落顶板;岩石物理、力学性质关系密切,相关性强,浅埋深煤层开采后,导水裂隙带高度能够发育导通至地面。文章从煤层顶板岩性及岩石物理力学性质方面研究了矿区面临的工程地质和环境地质问题,为现代化煤矿生产与资源环境协调发展提供理论依据参考,对黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设具有指导意义。
关键词(KeyWords): 煤层顶板;力学性质;抗压强度;鸳鸯湖矿区
基金项目(Foundation): 宁夏回族自治区自然科学基金项目(2021AAC03466);; 宁夏回族自治区财政资金支持地质资源勘探专项(710002-21501)
作者(Author): 王贝,马永祥,黄康,刘晶,马健,孙迪,王宁杨
参考文献(References):
- [1]王鹏.神华宁夏煤业集团有限责任公司梅花井煤矿首采区水文地质补充勘探报告[R].宁夏银川:宁夏回族自治区煤炭地质局,2013.
- [2]周光华.宁夏煤业有限责任公司梅花井煤矿二分区(2-2煤+650m以深)地质补充勘探报告[R].宁夏银川:国家能源集团宁夏煤业有限责任公司,2021.
- [3]孙学阳,李玲华,李成,等.双煤层工作面开采布置方式对采煤沉陷的影响[J].西安科技大学学报,2022,42(1):99-106.
- [4]吴淑莹,周伟,袁涛,等.宁东煤矿基地采煤沉陷区植被动态变化研究[J].西北林学院学报,2020,35(1):218-225.
- [5]李义毫.基于InSAR的宁东矿区地表形变监测[D].北京:中国地质大学(北京),2021.
- [6]王鹏胜.不同方法对确定采煤沉陷影响范围的应用研究[D].山西太原:太原理工大学,2021.
- [7]陈江峰,林志峰,王振康,等.布尔台煤矿侏罗纪沉积岩特征及对物理力学性质的影响[J].煤炭科学技术,2018,46(2):28-34.
- [8]张占海.大同煤矿坚硬顶板物理力学性质研究与工程应用探讨[M].北京:中国科学技术出版社,1993:251-256.
- [9]刘继岩,廉旭刚,黄晓冬,等.王家岭矿岩石物理力学试验研究[J].矿业工程研究,2010,25(2):17-19.
- [10]高宏.岩石物理力学试验及数据处理分析[J].中国标准化,2019(14):167-168.
- [11]靳拓.淮南煤田潘集煤矿外围山西组岩石物理力学性质试验研究[D].安徽淮南:安徽理工大学,2018.
- [12]贡同. M区块压裂地质特征及裂缝扩展规律数值模拟研究[D].黑龙江大庆:东北石油大学,2019.
- [13]马登辉.水岩作用对岩石物理力学特性劣化机制研究[D].安徽合肥:合肥工业大学,2020.
- [14]张磊,秦小光,刘嘉麒,等.淮南采煤沉陷区积水来源的氢氧稳定同位素证据[J].吉林大学学报(地球科学版),2015,45(5):1502-1514.
- [15]杜锋,PENG S S.神东矿区岩石物理力学性质变化规律研究[J].采矿与安全工程学报,2019,36(5):1009-1015.
- [16]占建琴,唐辉明,熊承仁,等.鄂西恩施地区岩石物理力学参数的相关性[J].煤田地质与勘探,2010,38(4):43-46.
- [17]岳阳.红柳煤矿I020308工作面回风巷围岩稳定性分析及支护技术研究[D].江苏徐州:中国矿业大学,2021.