陕西省陕北侏罗纪煤田榆横矿区小纪汗井田工程地质特征

■张涛　张波

（西安地质矿产勘查开发院　陕西　西安　710100）

陕西省陕北侏罗纪煤田榆横矿区小纪汗井田工程地质特征

■张涛张波

（西安地质矿产勘查开发院陕西西安710100）

本文对小纪汗井田的位置、自然地理、地层和构造等概况进行了综述，对井田的工程地质特征进行了较为详细的探讨，为以后煤矿的设计及开采提供了较为详尽的地质资料。

小纪汗井田岩（土）体工程煤层顶底板稳定性工程地质类型

1　位置

小纪汗井田位于榆林城北西方向直距约20km处，行政区划隶属榆林市榆阳区小纪汗乡、芹河乡、岔河则乡、巴拉素镇管辖。

2岩（土）体工程地质分类及特征

根据井田内1:10000工程地质填图、钻孔工程地质编录及岩土力学样的采样分析，可将井田岩土体分为三大岩类八大岩组（表1）。

3岩（土）体结构类型及质量等级

3.1岩（土）体结构类型

根据组成岩体的结构面和岩石性质，从煤矿生产应用的角度出发，把区内岩体划分为散体结构、碎裂结构、层状结构和块状结构四大岩体结构类型。

3.2岩体质量

依据《矿区水文地质工程地质勘探规范》（GB12719—91）中推荐的几种方法对比评价各种结构岩体和岩体质量。

3.2.1岩石质量等级和岩体完整性评价，即RQD值评价法

表1　岩土体工程地质分类表

3.2.2岩体质量系数法（Z值）

3.2.3岩体质量指标法（M值）

式中：I—岩体完整系数（以RQD值计）；f—结构面摩擦系数；s—岩块坚硬系数；Rc—岩石饱和抗压强度（Mpa）；M—岩体质量指标。

以上各参数选择除结构面摩擦系数选用经验数值外，其余均采用实测数值。各岩体RQD值、Z值、M值评价列于表2中。

从表中可以看出,三种定量方法所得结果基本一致，而且各种结构岩体定性评价和定名与定量评价相吻合，故报告中对岩体结构类型的划分反映了本区岩体的工程地质特征。

4　煤层顶底板稳定性评价

4.1煤层顶板

煤层顶板稳定程度可划分为以下三种类型：Ⅰ级—易冒落顶板，一般无基本顶，直接顶板为泥岩。Ⅱ级—中等冒落顶板，有基本顶，直接顶板为泥岩。Ⅲ级—难冒落顶板，基本顶直接位于煤层之上。依据上述标准，结合其岩石物理力学性质，对井田内2、2下、3-1、4-1、4-2、5、7、9号煤层顶板稳定性作出定性评价。2号煤层基本顶板以细砂岩为主,中粗砂岩及粉砂岩次之；直接顶板为泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩等;煤层稳定性Ⅲ级为主，Ⅱ级次之。2下号煤层基本顶板以细砂岩为主,粉砂岩次之;直接顶板为泥岩、粉砂质泥岩等;煤层稳定性Ⅰ级。3号煤层基本顶板以中粒长石砂岩为主，局部地段为细粒砂岩;直接顶板泥岩为主;煤层稳定性Ⅱ级为主，Ⅰ级次之。3-1号煤层基本顶板以中细砂岩为主,粗砂岩、坚硬粉砂岩次之;直接顶板泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩等;煤层稳定性Ⅱ级为主，Ⅰ级次之。4-1号煤层基本顶板以中、细砂岩为主,粉砂岩次之;直接顶板泥岩、粉砂质泥岩;煤层稳定性Ⅱ级为主，Ⅰ级次之。4-2号煤层基本顶板以中砂岩为主,粗砂岩细砂岩次之;直接顶板泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩等;煤层稳定性Ⅲ级为主，Ⅱ级次之。5号煤层基本顶板以细粒长石砂岩为主、中粒砂岩及粉砂岩次之;直接顶板粉砂质泥岩及泥质粉砂岩等;煤层稳定性Ⅲ级为主，Ⅱ级次之。7号煤层基本顶板以细粒、中粒砂岩为主，次为粉砂岩;直接顶板泥岩、泥质粉砂岩等;煤层稳定性Ⅱ级。9号煤层基本顶板以中粒砂岩为主、次为细粒砂岩;直接顶板泥岩、粉砂质泥岩等;煤层稳定性Ⅱ级。

表2　岩体质量等级定量评价表

4.2煤层底板

2号煤层底板大部分地段为泥岩，强度较小，砂岩次之，强度较大。除局部地段岩质较软，强度较小，易产生底鼓现象外，一般稳定性较好。2下号煤层底板与2号煤层底板强度基本相同。3号煤层底板岩性较复杂，以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩较多，局部地段为泥岩和砂岩。通过周边煤矿调查，3号煤层底板较稳定，未发生底鼓现象。3-1号煤层底板岩性以泥岩、泥质粉砂岩为主，强度较小，局部地段为砂岩及粉砂岩，强度较大。除局部地段泥岩质地较软，易产生底鼓现象外，一般底板稳定性较好。4-1号煤层号煤层底板岩性以泥岩为主，粉砂质泥岩次之。强度较小，稳定性相对较差。4-2号煤层底板岩性以泥岩为主，粉砂岩次之。泥岩强度较小，稳定性较差，局部地段易产生底鼓现象；粉砂岩强度较大，稳定性好。5号煤层底板岩性以泥质粉砂岩为主，泥岩、粉砂岩次之。除少量泥岩强度小，稳定性较差，易产生底鼓现象外，总体底板岩石强度较大，稳定性较好。7号煤层底板岩性以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主，粉砂岩和细砂岩次之。强度较大，稳定性较好。9号煤层底板岩性以泥质粉砂岩、泥岩为主，局部地段为细砂岩。除少部分泥岩岩质较软，强度小，稳定性较差外，其余地段均为稳定性较好底板。

5　井田工程地质类型

井田地形地貌和地质构造简单，地层岩性较单一，岩体结构多为厚层状，岩体各向异性，饱水抗压强度一般为20～40MPa，属于中硬为主的层状矿床。可采煤层顶板多属中等冒落到难冒落顶板，稳定性较好；底板多以泥岩、粉砂质泥岩为主，强度较低，局部易产生底鼓现象。根据《水文地质、工程地质勘探规范》有关规定，井田工程地质勘探类型可划分为三类一型，即层状岩类简单型矿床。

X752[文献码]B

1000-405X（2016）-9-30-1

张涛（1985～），男，学士，勘查技术与工程专业。