工程地质特征有哪些(浅析富煤一矿后备区工程地质特征)

为了给后备区，的前期井设计和施工提供可靠的工程地质参数，利用ZK408、ZK508、ZK608、ZK706的钻井资料和岩心物理力学测试结果，对后备区，对的工程地质特征进行了综合分析和评价。

1季(q)松散土壤

大部分分布在勘探区，的沟谷、山坡和洼地，分布范围广，厚度变化大，一般厚度为1.00 ~ 27.90米。岩性主要由冲积、洪积和残积砂质粘土、粘性粉砂、砾石、砾石和砾石组成。结构松散，潜水位以下常形成饱和砂层，对第四系井巷影响不大。

2基岩工程地质条件

2.1下三叠统永宁镇组三段(T1y3)可溶性盐岩半

岩性为浅灰色、灰色灰岩、泥质灰岩，薄至中，隐晶质，顶部有钙质条带，主要分布在勘探区，东北部，厚度267.40 ~ 269.77 m，节理发育，岩芯多为柱状和短柱状。中厚层状石灰岩，底部近30米。根据富煤二矿资料，饱和抗压强度为32.7 ~ 45.5兆帕，软化系数为0.91，粘聚力为15.2兆帕，内摩擦角为30.4，属于半硬岩。钻孔岩石质量的RQD值为80%，岩体整体性好，岩组整体稳定性好，不易出现工程地质问题。

2.2下三叠统永宁镇组一段可溶岩半

岩性为浅灰色薄至中厚层状灰岩夹泥灰岩，上部裂缝发育，主要分布在四号勘探线以北，呈带状分布，厚度为56.48 ~ 146.46 m，岩芯相对破碎。中下部岩芯相对相对完整，钻遇岩石的RQD值为81%。根据富煤二矿资料，饱和抗压强度为32.7 ~ 45.5兆帕，软化系数为0.91，粘聚力为5.0兆帕，内摩擦角为31.3，属于半硬岩。钻孔岩石质量的RQD值为83%，岩体整体性好，岩组整体稳定性好，不易出现工程地质问题。

2.3薄层状岩类和下三叠统飞仙关组四段半

勘探区出露于南北条带，厚度55.67 ~ 137.47米，岩性上部夹灰绿色钙质细砂岩、紫灰色粉砂岩和砂质泥岩，顶部夹薄泥质灰岩。中，褐灰色和紫灰色粉砂岩与砂质泥岩薄层互层，下部以鲜红色和紫红色块状泥岩为主。钻孔岩芯的RQD值为62 ~ 92%，平均为80%。岩体相对完整，但岩层被切割，岩层的整体稳定性是中

2.4 层状岩类下三叠统飞仙关组二、三段(T1F 2-3)为半硬至坚硬岩组

岩性底部和顶部为灰紫色和浅灰绿色厚层状细砂岩，含钙质结核，局部夹中厚层状粉砂岩和粉质砂质泥岩，厚度139.27 ~ 237.55米，钻孔岩芯多为柱状或短柱状，RQD值为57 ~ 89%，平均82%，岩体整体性为中。软弱岩为泥岩，形成岩组的软弱岩体，属二级构造面。

2.5下三叠统飞仙关组1 (T1f1)厚层状岩类软弱岩组

岩性以紫红色厚层状粉质砂质泥岩和泥岩，为主，上部为中厚层状细砂岩和粉砂岩。全层厚度为65.34 ~ 134.90米，岩体耐候性差，钻岩芯的RQD值为50 ~ 88%，平均71%，岩芯大部分为短柱状。根据富煤二矿资料，泥岩天然抗压强度为12 ~ 31.4兆帕，软化系数为0.47 ~ 0.75，内摩擦角为37.2 ~ 37，大部分属于软弱岩石，易风化，岩体完整，中，等。稳定性差，对对矿床的开采影响不大。

2.6 层状岩类下三叠统卡伊头组(T1k)厚，半坚硬岩组

中， 岩性下部主要由灰绿色细砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩组成，夹粉质砂质泥岩和泥岩，据钻探，全层厚度为63.69 ~ 117.43米，一般为98.50米。上部以灰绿色细砂岩为主，节理裂隙发育，断裂速率8 ~ 11条/米，断裂倾向305 ~ 330，倾角63 ~ 85。根据本次钻探岩石物理力学样品测试结果，细砂岩的饱和抗压强度为38.0 ~ 61.8兆帕，属于半硬岩。粉砂岩和泥质粉砂岩，饱和抗压强度为33.5 ~ 39.7 MPa，平均内摩擦角为32.6，为半硬岩。泥质岩的平均饱和抗压强度为22.0兆帕，内摩擦角为26.4 ~ 30.0，属于软岩。钻孔岩芯的RQD值为57 ~ 91%。岩芯，细砂岩除长柱状外，大部分为短柱状，总体岩石质量属于中，等。岩体的完整性是中，等。而岩层的整体稳定性是中，等。对矿床的开采具有一定的影响。

2.7 层状岩类上统(P2C)二叠系长兴组半软硬岩组

中， 岩性下部主要由灰色至深灰色细砂岩和粉质砂质泥岩，组成，含泥岩，泥质粉砂岩、含碳泥岩，菱铁矿泥岩和煤，根据钻孔揭露厚度为47.75 ~ 79.41米。有一个可采煤层，全区大部分可作为M2 1煤层，岩芯破碎，整体性差，RQD值为38 ~ 79%。根据该岩石物理力学试验结果，细砂岩的饱和抗压强度为32.6 ~ 57.7 MPa，粉砂岩和泥质粉砂岩的饱和抗压强度为19.5 ~ 49.6 MPa，平均软化系数为0.76，内摩擦角为30.3 ~ 34.6，粉末砂质泥岩的饱和抗压强度为6.3~27.7MPa，软化系数为0.5，内摩擦角为29.21，属于软岩。总体来看，全层以泥岩，为主，为多层软弱层的岩组，三、四、五构造面发育，岩芯~ 中，整体性差。岩体基本素质差，岩体稳定性差，岩组不太稳定，矿井回采巷道易发生围岩变形和冒落等破坏。对矿床开采有直接影响。

2.8二叠系龙潭组(P2l)，薄层状岩类，半硬至弱互层岩组

岩性主要为灰色至深灰色菱铁矿粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩，属于该区主要含煤段，包括8 ~ 14层可采或局部可采煤层。据钻探，全层厚度为158.22 ~ 189.77米。根据岩石物理力学测试结果，细砂岩的饱和抗压强度为32.6 ~ 57.7兆帕，粉砂岩和泥质粉砂岩的饱和抗压强度为19.5 ~ 49.6兆帕，平均软化系数为0.76，内摩擦角为30.3 ~ 34.6，为半硬岩。粉末砂质泥岩的饱和抗压强度为6.3 ~ 27.7兆帕，软化系数为0.5，内摩擦角为29.21，属于软岩。总体来说，该岩组以泥岩层为主，是一个多软弱层的岩组。岩性多旋回沉积，形成以泥岩，为主的多层软弱层，特别是煤层底板多为含碳的泥岩或泥岩，强度和塑性较低，遇水易软化膨胀。整个组内相变大、相态稳定的岩性对为M9煤层顶菱铁矿粉砂岩，M16、M21煤层顶粉砂岩或细砂岩。其他以泥质岩为顶底板的煤层属于软弱岩层。整个编队的岩芯被打破了，大部分是短列或碎片。岩芯钻井的RQD值为34 ~ 67%，平均为55%。岩体整体性差，岩层普遍不稳定，岩石质量差，井巷难以维护，是造成矿床工程地质问题的主要地层。

3围岩稳定性评价

井巷围岩工程地质评价

根据GB12719-91《矿区水文地质工程地质勘探规范》的有关规定，采用岩体质量系数法和岩体质量指数法对对勘探区，各工程地质岩组进行定量评价。

3.1 岩体质量系数法

岩体质量系数Z用于评价对矿床围岩，其公式为：Z=IfS

中： z型；I—岩体完整性系数(替换为钻孔的RQD平均值)；F ——结构面摩擦系数(层状结构一般取0.4—0.5)；S—岩块的硬度系数(由S=计算)；—岩石块的饱和轴向抗压强度(使用每个岩石组的试验平均值)。计算系数值和计算结果见表1。

3.2 岩体质量指数法

采用岩体质量指数m和对矿床围岩进行评价，公式为：

M=RcRQD/30

中：质量指数；Rc—岩块的饱和轴向抗压强度(试验结果的平均值)。RQD——所有钻孔相应层位的RQD平均值。

m值的计算参数值和计算结果见表2。

根据岩体质量系数法的计算结果，该矿床围岩的岩体质量极差。根据岩体质量指数法计算结果，该矿床围岩岩体质量较差。岩体的完整性相对完整~ 中，等。矿床围岩的岩体完整性被评价为相对完整-完整。矿床围岩稳定性差。

4结束语

除了上覆岩层部分地段分布的下三叠统永宁镇组(T1y)为可溶岩外，该区井巷围岩及煤层顶底板为弱至半弱，尤其是该区主要含煤地层为软硬岩组。半硬岩层夹软弱层，结构面发育、、级，岩体质量系数0.06 ~ 1.50，中岩体质量等级等，煤系RQD值41.2 ~ 70.8%，中岩体完整性等。