川南煤田洛表勘查区岩石工程地质特征分析

黄继烈



川南煤田洛表勘查区岩石工程地质特征分析

黄继烈

（四川省煤田地质局141队，四川德阳 618000）

洛表勘查区位于川南煤田筠连矿区东段，区内岩石种类较多，工程地质类型为中等型，地质构造复杂程度属中等。根据工程岩组划分、岩体结构面特征、井巷围岩工程地质特征等方面进行分析，结合对各类岩石的试验成果资料，确定区内各类岩石强度等级、特别是与未来矿山建设有关的煤层顶底板的岩石强度等级，可为未来矿山建设提供地质参考资料。

煤田；工程地质；煤层顶底板；洛表勘查区

为了更好的了解川南煤田洛表勘查区岩石工程地质特征，为未来矿产资源的开发提供地质参考资料，根据区内钻孔原始编录资料及试验结果，结合相邻井田工作成果资料对川南煤田洛表勘查区岩石工程地质特征进行分析。

1 概况

洛表勘查区位于川南煤田筠连矿区东段，区内构造总体表现为一大致向北倾斜之近东西走向的单斜构造，在东西向挤压应力作用下，平行发育着一组大小不等的南北向高角度断层，地质构造复杂程度属中等。本区岩石种类较多，有玄武岩、灰岩、砂岩、泥岩等。通过样品测试资料显示，其中玄武岩饱和抗压强度一般大于65MPa，砂岩饱和抗压强度一般大于35MPa，泥岩一般在35MPa以下，本区工程地质类型为中等型。

图1 主要Ⅲ级结构面分布示意图

2 区内工程地质特征

2.1 工程地质岩组的划分

勘查区工程地质岩组的划分首先考虑岩体的力学性质相近、水理性质相似，然后再考虑其物质成分、成层条件、厚度变化和构造作用、以及未来矿山建设可能对井巷的影响等岩体地质特征，共划分为4个工程地质岩组：

1）峨眉山玄武岩岩组（编号①）：区内峨眉山玄武岩赋存于煤系地层底部，主要工程地质特征是水稳定性好，硬度大，强度高，根据测试成果资料，玄武岩的抗压强度在10.49~373.58Mpa之间。勘查区峨眉山玄武岩组分布不稳定，由西向东逐渐变薄，在勘查区东部尖灭，厚度0～104.67m，一般53.00m左右。该岩组水稳定性好，遇水不易软化，强度高，是建设巷道的理想岩体。

2）砂岩岩组（编号②）：该工程地质岩组包括三叠系中统雷口坡组、下统嘉陵江组灰岩中夹的砂岩，飞仙关组砂岩，二叠系煤系地层中的部分细粒砂岩、粉砂岩以及峨眉山玄武岩顶部凝灰质泥岩。该岩组的工程地质特征是水稳定性较好，浸水后无泥化崩解现象，岩石饱和抗压强度大多大于35MPa（表1）。区内该工程地质岩组分布稳定，单层厚度较大，一般几米至数十米，水稳定性较好，遇水不软化、开裂，饱和抗压强度较高，适宜矿山运输主巷建设。

表1 砂岩岩组力学性质统计表

3）泥岩岩组（编号③）：该层岩组主要工程地质特征为水稳定性差，岩石饱和抗压强度一般小于30MPa。该岩组包括T2T1T1、P3中的泥岩、砂质泥岩以及部分泥化的砂岩。该岩组单层厚度一般0.5～10m，在浸水后崩解、软化、膨胀现象明显，水稳定性差，抗压强度、抗拉强度、抗剪强度低，不宜作为矿井的巷道；若作为巷道时，应加强支护。

4）构造破碎带岩组（编号④）：主要分布在断层附近，如F505、F277、F515等断层，地表及钻孔中均见到断层破碎带，其特点是岩体破碎，RQD值极低，将给巷道工程施工和支护带来很大的困难。

2.2 岩体结构面特征

勘查区以一大致向北倾斜之近东西走向的单斜构造为主体，岩层倾角多为5°～10°，局部地段 20°左右，为缓倾斜矿区。受东西向挤压应力作用在垂直岩层走向上平行发育着一组较密集的大小不等的南北向高角度断层，主体构造及次级断裂制约着本区结构面的发育和分布。根据结构面的分级标准，勘查区内岩体结构面主要为Ⅲ级结构面，Ⅳ级、Ⅴ级结构面发育在Ⅲ级构造面附近。主要结构面的分布情况及各级结构面特征见图1、表2。

表2 岩体结构面分级及其工程地质特征一览表

3 井巷围岩工程地质特征

3.1 未来矿井井巷围岩岩体结构分类

依据《规范》附录H岩体结构分类表，未来井巷围岩峨眉山玄武岩（P3）岩体结构为整体块状结构的第二亚类（Ⅰ2），二叠系宣威组一段（P3x）及煤层顶、底板岩体结构为层状结构，部分属第一亚类（Ⅱ1）层状结构，部分属第二亚类（Ⅱ2）薄层状结构。区内围岩岩体特征见（表3）。

表3 围岩岩体结构特征一览表

3.2 未来矿井井巷围岩岩体强度等级

勘查区岩石强度按照《规范》关于岩石强度的划分，将井巷围岩及煤层顶、底板的岩石强度分为坚硬的、半坚硬的、软弱的～半坚硬的3种。其中：P3岩石饱和抗压强度一般大于65MPa，岩石强度为坚硬的，其顶部凝灰质泥岩及底部玄武岩饱和抗压强度相对较低，一般＜60MPa，属半坚硬的；煤层顶、底板岩石饱和抗压强度一般为20～50MPa，岩石强度为软弱的～半坚硬的（表4）。

表4 井巷围岩岩石强度一览

3.3 岩体质量分级

根据矿区水文地质工程地质勘探规范，本区采用岩体质量标准法进行评价，其质量指标M用下式计算：

公式中：—岩体质量指标；R—岩石饱和单轴抗压强度（MPa）。

根据计算结果进行质量分级，其中：峨眉山玄武岩岩体质量指标（M）为0.15，岩体质量中等，其顶部的凝灰质泥岩质量指标（M）为0.09，岩体质量差；煤层顶、底板岩体质量指标（M）为0.01～0.11，岩体质量差（表5）。

表5 井巷围岩岩体质量一览表

巷道名称地质时代岩组编号岩体质量指标（M）岩体质量岩体类别备注 井巷P3β①0.15中等Ⅲ P3β②0.09差ⅣP3β顶部凝灰质泥岩 P3x1②③0.03差Ⅳ 7号煤层煤巷P3x2②③0.03～0.1差Ⅳ 8-1号煤层煤巷P3x2②③0.01～0.11差Ⅳ 8-2号煤层煤巷P3x2②③0.03～0.09差Ⅳ

3.4 岩石质量等级

根据钻探岩芯RQD值，对井巷围岩的岩石质量等级进行分级，共分为Ⅲ、Ⅳ两个级别，其中峨眉山玄武岩RQD平均值67％，属Ⅲ级，顶部凝灰质泥岩的RQD平均值为47％，为Ⅳ级；煤层顶、底板岩石RQD值为28%～67％，为Ⅲ～Ⅳ级（表6）。

表6 拟建矿山井巷围岩的岩石质量等级评价一览表

拟建矿山巷道名称地质时代岩组编号主要岩性RQD（%）岩石质量等级岩石质量描述岩体完整性评价备注 运输主井巷P3β①玄武岩67Ⅲ中等的中等 P3β②凝灰质泥岩47Ⅳ劣的差P3β顶部凝灰质泥岩 P3x1②③泥岩、粉砂岩、砂岩46Ⅳ劣的差 7号煤层煤巷P3x2②③泥岩、粉（细）砂岩37～60Ⅲ～Ⅳ中等的～劣的中等～差 8-1号煤层煤巷P3x2②③泥岩、粉（细）砂岩28～67Ⅲ～Ⅳ中等的～劣的中等～差 8-2号煤层煤巷P3x2②③泥岩、砂质泥岩、粉砂岩36～62Ⅲ～Ⅳ中等的～劣的中等～差

4 结论

区内岩石种类较多，有玄武岩、灰岩、砂岩、泥岩及构造破碎带。其中玄武岩岩组及砂岩岩组分别属坚硬及半坚硬岩层，适宜未来矿山运输大巷建设岩层；泥岩 岩组及破碎带岩组不宜作为矿井的主要运输巷道布置岩层，且破碎带岩组对巷道施工和支护带来很大的困难。

参考文献:

[1] 矿区水文地质工程地质勘探规范（GB 12719-91）[S].

[2] 四川省煤田地质局141队， 四川省珙县洛表勘查区煤炭资源详查报告[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

黄继烈（1980-），男，汉族，工程师，主要从事水工环地质勘查