62310工作面B10煤层缺失区范围及岩性组合、物理力学性质探查

程浪

摘要：B10煤层为薄煤层，平均煤厚1.0m，B10煤层作为新庄孜矿的关键保护层开采，具有“中间来一刀，上下都解放”的作用。B10煤层缺失区范围直接关系62310工作面的准备、储量及瓦斯治理。其顶底板岩性组合、物理力学性质影响采煤机配套三机选型、回采与掘进期间层位选取、采场接替时间、回采进度、顶板安全管理等。由此，需对62310工作面内B10煤层变薄带其顶底板岩性组合、物理力学性质进行精确探查，提供准确的地质资料以指导生产。

关键词：煤层缺失区范围;顶底板岩性组全;物理力学性质;安全高效

1概述

62310工作面位于六水平二采区三阶段，上限标高-730m、下限标高-883m。走向长1348m、倾斜长182m。B10煤层为结构复杂的薄煤层，暗淡型，油脂光泽。B10煤层直接顶板为灰色砂质泥岩，局部相变为灰色中细砂岩，平均厚10.5m;老顶为浅灰色细砂岩，平均厚4.9m;直接底板为灰色砂质泥岩，平均厚9.0m。

由于B10煤层煤厚薄（0.8～1.2m），瓦斯含量相对较小，与下伏B8煤层层间距平均36～38m，与上覆B11b煤层层间距32～34m，根据以往回采经验，B10煤层开采对B8、B11b煤层保护效果好，新庄矿把B10煤层作为关键保护层开采，具有“中间来一刀，上下都解放”的作用是。因此B10煤层的开采对我矿的瓦斯治理和采场布置有重大影响。

2探查的目的及意义

62310底板巷（B10煤层瓦斯治理巷）施工期间，前探控层时发现其上覆B10煤层在62310底板巷对应的“C6”～“C16”测点共475m 范围内B10煤层变薄缺失，工作面内对应有Ⅵ12孔、Ⅴ19孔（B10煤厚分别为1.01m、0.51m）控制，上阶段62210顺槽控制了62310风巷煤层赋存，62210底板巷及切眼掩护巷施工了前探、卸压孔控制了对应段B10煤层赋存。由以上资料分析，可以初步大致圈定B10煤层缺失带范围（详见附图1）。

B10煤层缺失带范围直接关系62310工作面的准备、储量及瓦斯治理。其顶底板岩性组合、物理力学性质影响采煤机配套三机选型、回采与掘进期间层位选取、采场接替时间、回采进度、顶板安全管理等。由此，需对62310工作面内B10煤层缺失带其顶底板岩性组合、物理力学性质进行精确探查，提供准确的地质资料以指导生产。

3探查方案及要求

3.1 B10煤层层位的确定。由于B10煤层层位缺失，在钻孔施工过程中无法确定B10煤层层位，需选取稳定的标志层来确定B10煤层层位，由于该块段B11b煤层与B10煤层层间距为32～34m，且层间距稳定，B11b煤层厚约4m，煤层赋存稳定，打钻过程中易于判层，因此选定B11b煤层做为判定B10煤层层位的标志层。

3.2 利用62310底板巷对62310工作面大致圈定的B10煤层缺失带范围施工探查孔，其底板巷每30m施工一组探查孔，在62310底板巷“C6”、“C16”测点处加密为每10m施工一组探查孔，以准确控制B10煤层缺失带在走向上的边界，探查孔方位垂直于煤岩层走向，呈扇形布置，钻孔布置原则：下向孔覆盖62310顺槽，上向孔覆盖62310底板巷以西30m，其中2#、3#、4#孔穿过B11b煤层顶板0.5m，先施工2#、3#、4#孔，然后根据2#、3#、4#孔B11b煤层资料反推B10煤层层位，再设计施工1#、5#、6#孔，确保穿过B10煤层层位15m。

3.3 在煤层缺失块段，把每组钻孔的2#、3#孔做为取芯孔，必须将取芯孔岩芯按取出先后顺序摆放整齐，地测科现场鉴定并记录。对煤层层位、顶、底板岩性组合进行观测。

3.4 所有探查孔需测斜。

3.5 本次探查孔施工任务由勘探处新庄矿项目部负责施工，并建立专门探查孔台账，详细记录钻孔见煤情况。岩石物理力学性质测定与安徽理工大学合作，由安徽理工大学测定，选取B10煤层层位向下7m至向上7m段岩芯作为测定岩样。

4结论及经验

4.1 通过钻探资料分析，预计B10煤层缺失带影响工作面平均走向长630m，平均倾斜长75m，面积约4.7万m²，预计可采储量4.67万吨，该工作面回采后可有效缓解上覆的B11b煤层、C13煤层和下伏的B8煤层的瓦斯威胁，对下一步矿井的生产采区布置和生产接替有重要的意义。

4.2 通過对所取岩芯的观测与测定，B10煤层层位处岩性为灰色中细砂岩，厚2～4m，平均抗压强度130MPa，平均普氏系数为13，岩石坚硬;B10煤层层位向上7m、向下7m段皆为灰色砂质泥岩，平均抗压强度30MPa，平均普氏系数为3，岩石较软。

4.3 由于62310设计顺槽将横穿该煤层缺失带，且B10煤层层位岩性为灰色中细砂岩，不利于综掘机割岩，因此选取B10煤层层位以上2～5m段的砂质泥岩做为施工层位，便于综掘机割岩且减少了62310工作面在煤层变薄带所见中细砂岩的范围，减小了工作面回采倾角，保证了安全、高效掘进。

4.4 62310工作面回采时选取B10煤层层位以上2～5m段的砂质泥岩做为回采层位（小幅错层选择软岩回采），同时根据在煤层缺失带边界加密的探查孔探控的缺失带边界处B10煤层赋存的层位标高，及时由煤层缺失带处的岩石对接赋存正常的B10煤层，减少了对采煤机械的消耗，提高了回采效率，避免了回采中逮煤顶的情况，保证了工作面回采层位的可靠性。

4.5 通防部门利用所圈定的缺失带，优化了区域防突穿层钻孔的设计，减少了大量的穿层钻孔施工，节省了大量的人力、物力。同时为B10煤层的瓦斯治理提供了可靠的地质保障作用。

4.6 此次对B10煤层缺失区范围及其顶底板岩性组合、物理力学性质探查，为以后工作面出现大面积煤层变薄的探查积累了丰富的经验。

4.7 工作面缺失带的圈定对我矿的煤质配采有重要的指导意义，通过预计煤层的分布情况，综合配采，确保了煤质的稳定和可靠，为我矿扭损为赢做出保障。