利用井下钻探参数研究掘进巷道上（下）伏煤层赋存情况

郝立民

摘要：文章通过研究岩芯成分、钻探施工钻压的变化、岩芯采取率变化、冲洗液返水情况、钻孔孔口流水量变化、钻孔孔口瓦斯量变化等物性参数，所得数据再与周围石门、附近钻孔资料对比分析，确定掘进巷道上（下）伏各煤层的赋存情况，从而为开采上（下）伏煤层提供既准确又详细的资料。

关键词：掘进巷道；钻孔上（下）；伏煤层层位

中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）06-0112-02

1 概述

吕家坨矿地质构造比较复杂，地面三维地震勘探精度较低；另外地面地质孔比较稀疏，控制程度差，煤层赋存情况不明确，无法达到工程需求。如果不探明上（下）伏煤层赋存情况，容易造成废尺废巷，同时影响工程布置和生产衔接。目前探测上（下）伏煤层的技术主要有物探和钻探手段，但是物探结果准确度较差，不能满足工程需求，钻探手段虽然费用较高，耗时较长，但却能提供准确的数据。因此，钻探成为吕家坨矿探测上（下）伏煤层的重要手段，但目前煤矿地质钻探的分析仅停留在岩芯研究上，对其它物性参数分析极少。本论文将研究钻探施工前后的一切可参考数据，详细分析各构成因素，进而准确判定上（下）伏煤层的赋存情况。

2 研究方法及技术关键

2.1 岩芯分析

煤层层位对比图

打钻取芯，查看岩芯成分是最直接的方法。通过岩芯确定岩石（煤）的成分，可以确定其所属层位，尤其是在全矿井煤层层位基本确定，各煤层间距大致了解的情况下，通过识别岩芯可以较准确的判明（煤）岩层

层位。

例如吕家坨矿在-800水平四采外5476Yx工作面皮带巷施工了7个钻孔，通过岩芯分析确定了下伏四层煤的层位；另外结合实际工程分析1号钻孔附近煤系地层受断层影响，层位及厚度异常。

2.2 钻探施工钻压的变化

不同层位的岩石，因其胶结物及本身岩性成分不同，其软硬程度也不同。一般来说煤层顶底板的硬度差异较大，尤其是伪顶、直接顶与直接底的硬度差异较大。钻探时，使用相同合金钻头和相同转速的情况下，可根据钻压变化确定一套钻压变化与岩性对照表进行对比分析，尤其在硬度标志性层位存在的区域更适用。例如吕家坨矿在-800水平四采外5476Yx工作面皮带巷施工的-90°地质钻孔，在设计角度、钻机转速相同、深度大致相同的情况下，其钻压变化情况统计如表1所示。

2.3 岩芯采取率

固结程度差或者受构造影响的沉积岩，其岩芯采取率低于正常层位岩层的岩芯采取率；岩层的岩芯采取率一般高于煤层的岩芯采取率。因此通过岩芯采取率的差异，可以判定所在层位的构造条件、煤岩层赋存的稳定性等等。例如吕家坨矿在-800水平四采中5422Z工作面施工的地质钻孔，其部分岩芯采取率情况统计如表2所示。

由此表结合钻孔实际揭露资料分析得到，泥质胶结粉砂岩岩层为断层附近岩层，其岩芯采取率明显低于正常层位岩芯采取率；煤层岩芯采取率明显低于岩层岩芯采取率。

2.4 冲洗液返水情况

钻进至不同的岩性层位时，冲洗液返水的颜色、所含杂质成分都不相同。因此可以根据冲洗液返水的颜色、杂质成分估判岩性、钻进层位和离煤层远近程度等，进而确定一套返水颜色、成分与区域岩性对比表。此法对于推断无芯钻进煤（岩）层层位作用很大。例如吕家坨矿在-800水平四采外5476Yx工作面皮带巷施工下扎孔，其返水—岩性统计表如表3所示。

2.5 钻孔孔口流水量变化

不同层位的岩层，其含水量不同（有导水构造的区域除外），尤其在矿井各含水层含水性有一定了解后，更便于对比分析。通过钻孔孔口流水量确定一套区域层位含水量统计表，以利于今后对比分析，更有利于查明矿井含水层分布规律，对于推测断层也十分有帮助，为今后上（下）伏煤层开采带来重要信息。例如吕家坨矿-800水平四采中5422Z工作面的上仰孔，停止钻进并静置4个小时后，其钻孔孔口流水量统计表如表4所示。

此法对于研究煤层含水性与煤层顶底板含水性较为有利。

2.6 钻孔孔口瓦斯变化

不同煤层，其瓦斯含量有差异。通过钻探手段确定一套煤层与孔口瓦斯量对比表，既可以达到煤层瓦斯抽放的目的，又可以根据瓦斯含量对比分析煤层赋存。

3 结语

经过理论研究与工程实例分析，通过研究岩芯成分、钻探施工钻压的变化、岩芯采取率变化、冲洗液返水情况、钻孔孔口流水量变化、钻孔孔口瓦斯量变化等手段，各建立一套对比分析统计台账，并与周围石门和附近地面钻孔资料对比，可以更准确判断掘进巷道上（下）伏各煤层的赋存情况，为开采上（下）伏煤层提供既准确又详细的资料。但由于施工钻孔少，瓦斯精度测量达不到要求，钻孔孔口瓦斯变化的手段未能完成统计，今后将继续统计研究。

参考文献

[1] 毕令斯MP，张炳票等，译.构造地质学[M].北

京：地质出版社.

[2] 武汉地质学院，等.钻探工艺学（中）[M].北

京：地质出版社.

[3] 淮南煤炭学院，等.矿井地质与矿井水文地质

[M].北京：煤炭工业出版社.

[4] 中国矿业学院煤田勘探教研室.煤矿地质学[M].

煤炭工业出版社，1982.endprint

摘要：文章通过研究岩芯成分、钻探施工钻压的变化、岩芯采取率变化、冲洗液返水情况、钻孔孔口流水量变化、钻孔孔口瓦斯量变化等物性参数，所得数据再与周围石门、附近钻孔资料对比分析，确定掘进巷道上（下）伏各煤层的赋存情况，从而为开采上（下）伏煤层提供既准确又详细的资料。

关键词：掘进巷道；钻孔上（下）；伏煤层层位

中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）06-0112-02

1 概述

吕家坨矿地质构造比较复杂，地面三维地震勘探精度较低；另外地面地质孔比较稀疏，控制程度差，煤层赋存情况不明确，无法达到工程需求。如果不探明上（下）伏煤层赋存情况，容易造成废尺废巷，同时影响工程布置和生产衔接。目前探测上（下）伏煤层的技术主要有物探和钻探手段，但是物探结果准确度较差，不能满足工程需求，钻探手段虽然费用较高，耗时较长，但却能提供准确的数据。因此，钻探成为吕家坨矿探测上（下）伏煤层的重要手段，但目前煤矿地质钻探的分析仅停留在岩芯研究上，对其它物性参数分析极少。本论文将研究钻探施工前后的一切可参考数据，详细分析各构成因素，进而准确判定上（下）伏煤层的赋存情况。

2 研究方法及技术关键

2.1 岩芯分析

煤层层位对比图

打钻取芯，查看岩芯成分是最直接的方法。通过岩芯确定岩石（煤）的成分，可以确定其所属层位，尤其是在全矿井煤层层位基本确定，各煤层间距大致了解的情况下，通过识别岩芯可以较准确的判明（煤）岩层

层位。

例如吕家坨矿在-800水平四采外5476Yx工作面皮带巷施工了7个钻孔，通过岩芯分析确定了下伏四层煤的层位；另外结合实际工程分析1号钻孔附近煤系地层受断层影响，层位及厚度异常。

2.2 钻探施工钻压的变化

不同层位的岩石，因其胶结物及本身岩性成分不同，其软硬程度也不同。一般来说煤层顶底板的硬度差异较大，尤其是伪顶、直接顶与直接底的硬度差异较大。钻探时，使用相同合金钻头和相同转速的情况下，可根据钻压变化确定一套钻压变化与岩性对照表进行对比分析，尤其在硬度标志性层位存在的区域更适用。例如吕家坨矿在-800水平四采外5476Yx工作面皮带巷施工的-90°地质钻孔，在设计角度、钻机转速相同、深度大致相同的情况下，其钻压变化情况统计如表1所示。

2.3 岩芯采取率

固结程度差或者受构造影响的沉积岩，其岩芯采取率低于正常层位岩层的岩芯采取率；岩层的岩芯采取率一般高于煤层的岩芯采取率。因此通过岩芯采取率的差异，可以判定所在层位的构造条件、煤岩层赋存的稳定性等等。例如吕家坨矿在-800水平四采中5422Z工作面施工的地质钻孔，其部分岩芯采取率情况统计如表2所示。

由此表结合钻孔实际揭露资料分析得到，泥质胶结粉砂岩岩层为断层附近岩层，其岩芯采取率明显低于正常层位岩芯采取率；煤层岩芯采取率明显低于岩层岩芯采取率。

2.4 冲洗液返水情况

钻进至不同的岩性层位时，冲洗液返水的颜色、所含杂质成分都不相同。因此可以根据冲洗液返水的颜色、杂质成分估判岩性、钻进层位和离煤层远近程度等，进而确定一套返水颜色、成分与区域岩性对比表。此法对于推断无芯钻进煤（岩）层层位作用很大。例如吕家坨矿在-800水平四采外5476Yx工作面皮带巷施工下扎孔，其返水—岩性统计表如表3所示。

2.5 钻孔孔口流水量变化

不同层位的岩层，其含水量不同（有导水构造的区域除外），尤其在矿井各含水层含水性有一定了解后，更便于对比分析。通过钻孔孔口流水量确定一套区域层位含水量统计表，以利于今后对比分析，更有利于查明矿井含水层分布规律，对于推测断层也十分有帮助，为今后上（下）伏煤层开采带来重要信息。例如吕家坨矿-800水平四采中5422Z工作面的上仰孔，停止钻进并静置4个小时后，其钻孔孔口流水量统计表如表4所示。

此法对于研究煤层含水性与煤层顶底板含水性较为有利。

2.6 钻孔孔口瓦斯变化

不同煤层，其瓦斯含量有差异。通过钻探手段确定一套煤层与孔口瓦斯量对比表，既可以达到煤层瓦斯抽放的目的，又可以根据瓦斯含量对比分析煤层赋存。

3 结语

经过理论研究与工程实例分析，通过研究岩芯成分、钻探施工钻压的变化、岩芯采取率变化、冲洗液返水情况、钻孔孔口流水量变化、钻孔孔口瓦斯量变化等手段，各建立一套对比分析统计台账，并与周围石门和附近地面钻孔资料对比，可以更准确判断掘进巷道上（下）伏各煤层的赋存情况，为开采上（下）伏煤层提供既准确又详细的资料。但由于施工钻孔少，瓦斯精度测量达不到要求，钻孔孔口瓦斯变化的手段未能完成统计，今后将继续统计研究。

参考文献

[1] 毕令斯MP，张炳票等，译.构造地质学[M].北

京：地质出版社.

[2] 武汉地质学院，等.钻探工艺学（中）[M].北

京：地质出版社.

[3] 淮南煤炭学院，等.矿井地质与矿井水文地质

[M].北京：煤炭工业出版社.

[4] 中国矿业学院煤田勘探教研室.煤矿地质学[M].

煤炭工业出版社，1982.endprint

摘要：文章通过研究岩芯成分、钻探施工钻压的变化、岩芯采取率变化、冲洗液返水情况、钻孔孔口流水量变化、钻孔孔口瓦斯量变化等物性参数，所得数据再与周围石门、附近钻孔资料对比分析，确定掘进巷道上（下）伏各煤层的赋存情况，从而为开采上（下）伏煤层提供既准确又详细的资料。

关键词：掘进巷道；钻孔上（下）；伏煤层层位

中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）06-0112-02

1 概述

吕家坨矿地质构造比较复杂，地面三维地震勘探精度较低；另外地面地质孔比较稀疏，控制程度差，煤层赋存情况不明确，无法达到工程需求。如果不探明上（下）伏煤层赋存情况，容易造成废尺废巷，同时影响工程布置和生产衔接。目前探测上（下）伏煤层的技术主要有物探和钻探手段，但是物探结果准确度较差，不能满足工程需求，钻探手段虽然费用较高，耗时较长，但却能提供准确的数据。因此，钻探成为吕家坨矿探测上（下）伏煤层的重要手段，但目前煤矿地质钻探的分析仅停留在岩芯研究上，对其它物性参数分析极少。本论文将研究钻探施工前后的一切可参考数据，详细分析各构成因素，进而准确判定上（下）伏煤层的赋存情况。

2 研究方法及技术关键

2.1 岩芯分析

煤层层位对比图

打钻取芯，查看岩芯成分是最直接的方法。通过岩芯确定岩石（煤）的成分，可以确定其所属层位，尤其是在全矿井煤层层位基本确定，各煤层间距大致了解的情况下，通过识别岩芯可以较准确的判明（煤）岩层

层位。

例如吕家坨矿在-800水平四采外5476Yx工作面皮带巷施工了7个钻孔，通过岩芯分析确定了下伏四层煤的层位；另外结合实际工程分析1号钻孔附近煤系地层受断层影响，层位及厚度异常。

2.2 钻探施工钻压的变化

不同层位的岩石，因其胶结物及本身岩性成分不同，其软硬程度也不同。一般来说煤层顶底板的硬度差异较大，尤其是伪顶、直接顶与直接底的硬度差异较大。钻探时，使用相同合金钻头和相同转速的情况下，可根据钻压变化确定一套钻压变化与岩性对照表进行对比分析，尤其在硬度标志性层位存在的区域更适用。例如吕家坨矿在-800水平四采外5476Yx工作面皮带巷施工的-90°地质钻孔，在设计角度、钻机转速相同、深度大致相同的情况下，其钻压变化情况统计如表1所示。

2.3 岩芯采取率

固结程度差或者受构造影响的沉积岩，其岩芯采取率低于正常层位岩层的岩芯采取率；岩层的岩芯采取率一般高于煤层的岩芯采取率。因此通过岩芯采取率的差异，可以判定所在层位的构造条件、煤岩层赋存的稳定性等等。例如吕家坨矿在-800水平四采中5422Z工作面施工的地质钻孔，其部分岩芯采取率情况统计如表2所示。

由此表结合钻孔实际揭露资料分析得到，泥质胶结粉砂岩岩层为断层附近岩层，其岩芯采取率明显低于正常层位岩芯采取率；煤层岩芯采取率明显低于岩层岩芯采取率。

2.4 冲洗液返水情况

钻进至不同的岩性层位时，冲洗液返水的颜色、所含杂质成分都不相同。因此可以根据冲洗液返水的颜色、杂质成分估判岩性、钻进层位和离煤层远近程度等，进而确定一套返水颜色、成分与区域岩性对比表。此法对于推断无芯钻进煤（岩）层层位作用很大。例如吕家坨矿在-800水平四采外5476Yx工作面皮带巷施工下扎孔，其返水—岩性统计表如表3所示。

2.5 钻孔孔口流水量变化

不同层位的岩层，其含水量不同（有导水构造的区域除外），尤其在矿井各含水层含水性有一定了解后，更便于对比分析。通过钻孔孔口流水量确定一套区域层位含水量统计表，以利于今后对比分析，更有利于查明矿井含水层分布规律，对于推测断层也十分有帮助，为今后上（下）伏煤层开采带来重要信息。例如吕家坨矿-800水平四采中5422Z工作面的上仰孔，停止钻进并静置4个小时后，其钻孔孔口流水量统计表如表4所示。

此法对于研究煤层含水性与煤层顶底板含水性较为有利。

2.6 钻孔孔口瓦斯变化

不同煤层，其瓦斯含量有差异。通过钻探手段确定一套煤层与孔口瓦斯量对比表，既可以达到煤层瓦斯抽放的目的，又可以根据瓦斯含量对比分析煤层赋存。

3 结语

经过理论研究与工程实例分析，通过研究岩芯成分、钻探施工钻压的变化、岩芯采取率变化、冲洗液返水情况、钻孔孔口流水量变化、钻孔孔口瓦斯量变化等手段，各建立一套对比分析统计台账，并与周围石门和附近地面钻孔资料对比，可以更准确判断掘进巷道上（下）伏各煤层的赋存情况，为开采上（下）伏煤层提供既准确又详细的资料。但由于施工钻孔少，瓦斯精度测量达不到要求，钻孔孔口瓦斯变化的手段未能完成统计，今后将继续统计研究。

参考文献

[1] 毕令斯MP，张炳票等，译.构造地质学[M].北

京：地质出版社.

[2] 武汉地质学院，等.钻探工艺学（中）[M].北

京：地质出版社.

[3] 淮南煤炭学院，等.矿井地质与矿井水文地质

[M].北京：煤炭工业出版社.

[4] 中国矿业学院煤田勘探教研室.煤矿地质学[M].

煤炭工业出版社，1982.endprint