黃繼烈

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川南煤田洛表勘查區(qū)巖石工程地質(zhì)特征分析

黃繼烈

（四川省煤田地質(zhì)局141隊(duì)，四川德陽(yáng) 618000）

洛表勘查區(qū)位于川南煤田筠連礦區(qū)東段，區(qū)內(nèi)巖石種類較多，工程地質(zhì)類型為中等型，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。根據(jù)工程巖組劃分、巖體結(jié)構(gòu)面特征、井巷圍巖工程地質(zhì)特征等方面進(jìn)行分析，結(jié)合對(duì)各類巖石的試驗(yàn)成果資料，確定區(qū)內(nèi)各類巖石強(qiáng)度等級(jí)、特別是與未來礦山建設(shè)有關(guān)的煤層頂?shù)装宓膸r石強(qiáng)度等級(jí)，可為未來礦山建設(shè)提供地質(zhì)參考資料。

煤田；工程地質(zhì)；煤層頂?shù)装?；洛表勘查區(qū)

為了更好的了解川南煤田洛表勘查區(qū)巖石工程地質(zhì)特征，為未來礦產(chǎn)資源的開發(fā)提供地質(zhì)參考資料，根據(jù)區(qū)內(nèi)鉆孔原始編錄資料及試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合相鄰井田工作成果資料對(duì)川南煤田洛表勘查區(qū)巖石工程地質(zhì)特征進(jìn)行分析。

1 概況

洛表勘查區(qū)位于川南煤田筠連礦區(qū)東段，區(qū)內(nèi)構(gòu)造總體表現(xiàn)為一大致向北傾斜之近東西走向的單斜構(gòu)造，在東西向擠壓應(yīng)力作用下，平行發(fā)育著一組大小不等的南北向高角度斷層，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。本區(qū)巖石種類較多，有玄武巖、灰?guī)r、砂巖、泥巖等。通過樣品測(cè)試資料顯示，其中玄武巖飽和抗壓強(qiáng)度一般大于65MPa，砂巖飽和抗壓強(qiáng)度一般大于35MPa，泥巖一般在35MPa以下，本區(qū)工程地質(zhì)類型為中等型。

圖1 主要Ⅲ級(jí)結(jié)構(gòu)面分布示意圖

2 區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)特征

2.1 工程地質(zhì)巖組的劃分

勘查區(qū)工程地質(zhì)巖組的劃分首先考慮巖體的力學(xué)性質(zhì)相近、水理性質(zhì)相似，然后再考慮其物質(zhì)成分、成層條件、厚度變化和構(gòu)造作用、以及未來礦山建設(shè)可能對(duì)井巷的影響等巖體地質(zhì)特征，共劃分為4個(gè)工程地質(zhì)巖組：

1）峨眉山玄武巖巖組（編號(hào)①）：區(qū)內(nèi)峨眉山玄武巖賦存于煤系地層底部，主要工程地質(zhì)特征是水穩(wěn)定性好，硬度大，強(qiáng)度高，根據(jù)測(cè)試成果資料，玄武巖的抗壓強(qiáng)度在10.49~373.58Mpa之間?？辈閰^(qū)峨眉山玄武巖組分布不穩(wěn)定，由西向東逐漸變薄，在勘查區(qū)東部尖滅，厚度0～104.67m，一般53.00m左右。該巖組水穩(wěn)定性好，遇水不易軟化，強(qiáng)度高，是建設(shè)巷道的理想巖體。

2）砂巖巖組（編號(hào)②）：該工程地質(zhì)巖組包括三疊系中統(tǒng)雷口坡組、下統(tǒng)嘉陵江組灰?guī)r中夾的砂巖，飛仙關(guān)組砂巖，二疊系煤系地層中的部分細(xì)粒砂巖、粉砂巖以及峨眉山玄武巖頂部凝灰質(zhì)泥巖。該巖組的工程地質(zhì)特征是水穩(wěn)定性較好，浸水后無泥化崩解現(xiàn)象，巖石飽和抗壓強(qiáng)度大多大于35MPa（表1）。區(qū)內(nèi)該工程地質(zhì)巖組分布穩(wěn)定，單層厚度較大，一般幾米至數(shù)十米，水穩(wěn)定性較好，遇水不軟化、開裂，飽和抗壓強(qiáng)度較高，適宜礦山運(yùn)輸主巷建設(shè)。

表1 砂巖巖組力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表

3）泥巖巖組（編號(hào)③）：該層巖組主要工程地質(zhì)特征為水穩(wěn)定性差，巖石飽和抗壓強(qiáng)度一般小于30MPa。該巖組包括T2T1T1、P3中的泥巖、砂質(zhì)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(xiàn)象明顯，水穩(wěn)定性差，抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度低，不宜作為礦井的巷道；若作為巷道時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)。

4）構(gòu)造破碎帶巖組（編號(hào)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(diǎn)是巖體破碎，RQD值極低，將給巷道工程施工和支護(hù)帶來很大的困難。

2.2 巖體結(jié)構(gòu)面特征

勘查區(qū)以一大致向北傾斜之近東西走向的單斜構(gòu)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(qū)。受東西向擠壓應(yīng)力作用在垂直巖層走向上平行發(fā)育著一組較密集的大小不等的南北向高角度斷層，主體構(gòu)造及次級(jí)斷裂制約著本區(qū)結(jié)構(gòu)面的發(fā)育和分布。根據(jù)結(jié)構(gòu)面的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，勘查區(qū)內(nèi)巖體結(jié)構(gòu)面主要為Ⅲ級(jí)結(jié)構(gòu)面，Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)結(jié)構(gòu)面發(fā)育在Ⅲ級(jí)構(gòu)造面附近。主要結(jié)構(gòu)面的分布情況及各級(jí)結(jié)構(gòu)面特征見圖1、表2。

表2 巖體結(jié)構(gòu)面分級(jí)及其工程地質(zhì)特征一覽表

3 井巷圍巖工程地質(zhì)特征

3.1 未來礦井井巷圍巖巖體結(jié)構(gòu)分類

依據(jù)《規(guī)范》附錄H巖體結(jié)構(gòu)分類表，未來井巷圍巖峨眉山玄武巖（P3）巖體結(jié)構(gòu)為整體塊狀結(jié)構(gòu)的第二亞類（Ⅰ2），二疊系宣威組一段（P3x）及煤層頂、底板巖體結(jié)構(gòu)為層狀結(jié)構(gòu)，部分屬第一亞類（Ⅱ1）層狀結(jié)構(gòu)，部分屬第二亞類（Ⅱ2）薄層狀結(jié)構(gòu)。區(qū)內(nèi)圍巖巖體特征見（表3）。

表3 圍巖巖體結(jié)構(gòu)特征一覽表

3.2 未來礦井井巷圍巖巖體強(qiáng)度等級(jí)

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

表4 井巷圍巖巖石強(qiáng)度一覽

3.3 巖體質(zhì)量分級(jí)

根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范，本區(qū)采用巖體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，其質(zhì)量指標(biāo)M用下式計(jì)算：

公式中：—巖體質(zhì)量指標(biāo)；R—巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度（MPa）。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量分級(jí)，其中：峨眉山玄武巖巖體質(zhì)量指標(biāo)（M）為0.15，巖體質(zhì)量中等，其頂部的凝灰質(zhì)泥巖質(zhì)量指標(biāo)（M）為0.09，巖體質(zhì)量差；煤層頂、底板巖體質(zhì)量指標(biāo)（M）為0.01～0.11，巖體質(zhì)量差（表5）。

表5 井巷圍巖巖體質(zhì)量一覽表

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

3.4 巖石質(zhì)量等級(jí)

根據(jù)鉆探巖芯RQD值，對(duì)井巷圍巖的巖石質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分級(jí)，共分為Ⅲ、Ⅳ兩個(gè)級(jí)別，其中峨眉山玄武巖RQD平均值67％，屬Ⅲ級(jí)，頂部凝灰質(zhì)泥巖的RQD平均值為47％，為Ⅳ級(jí)；煤層頂、底板巖石RQD值為28%～67％，為Ⅲ～Ⅳ級(jí)（表6）。

表6 擬建礦山井巷圍巖的巖石質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)一覽表

擬建礦山巷道名稱地質(zhì)時(shí)代巖組編號(hào)主要巖性RQD（%）巖石質(zhì)量等級(jí)巖石質(zhì)量描述巖體完整性評(píng)價(jià)備注 運(yùn)輸主井巷P3β①玄武巖67Ⅲ中等的中等 P3β②凝灰質(zhì)泥巖47Ⅳ劣的差P3β頂部凝灰質(zhì)泥巖 P3x1②③泥巖、粉砂巖、砂巖46Ⅳ劣的差 7號(hào)煤層煤巷P3x2②③泥巖、粉（細(xì)）砂巖37～60Ⅲ～Ⅳ中等的～劣的中等～差 8-1號(hào)煤層煤巷P3x2②③泥巖、粉（細(xì)）砂巖28～67Ⅲ～Ⅳ中等的～劣的中等～差 8-2號(hào)煤層煤巷P3x2②③泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖36～62Ⅲ～Ⅳ中等的～劣的中等～差

4 結(jié)論

區(qū)內(nèi)巖石種類較多，有玄武巖、灰?guī)r、砂巖、泥巖及構(gòu)造破碎帶。其中玄武巖巖組及砂巖巖組分別屬堅(jiān)硬及半堅(jiān)硬巖層，適宜未來礦山運(yùn)輸大巷建設(shè)巖層；泥巖 巖組及破碎帶巖組不宜作為礦井的主要運(yùn)輸巷道布置巖層，且破碎帶巖組對(duì)巷道施工和支護(hù)帶來很大的困難。

參考文獻(xiàn):

[1] 礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范（GB 12719-91）[S].

[2] 四川省煤田地質(zhì)局141隊(duì)， 四川省珙縣洛表勘查區(qū)煤炭資源詳查報(bào)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(huán)地質(zhì)勘查