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第五章其他开采技术条件

第一节煤层顶底板岩石工程地质特征

根据该矿生产资料、钻孔及周边生产矿井资料，对主要可采煤层

顶底板工程地质特征分分述如下。

一、开采方法

井田主要可采煤层为5号、9号和11号等3层全区稳定可采煤层。

井田原各矿井主要开采5号煤层，已形成较为完整的矿井生产系统。

根据煤层赋存现状和矿井生产系统的实际情况，本着合理开发利用资

源的原则，建议首先开采5号煤层，井型和采煤方法可根据实际情况

进行经济技术比选。

二、顶底板条件

（一）煤层顶底板物理力学性质指标

1、5号煤层

顶板多为泥岩、砂质泥岩，偶尔相变为粉砂岩，厚0.46m-3.98m；

底板多为泥岩、砂质泥岩，偶尔相变为细粒砂岩，厚0.40m-2.20m。

顶板一般不稳定，易发生冒落；底板时有底鼓现象。

顶、底板泥岩饱和抗压强度10.0Mpa-56.4Mpa，属次软-次硬

岩石；抗拉强度0.8Mpa-1.4Mpa，平均1.2Mpa；内摩擦角32.82°

-35.73°；凝聚力系数4.6-6.2，平均5.2；其软化系数为0.40-0.85，

平均值＜0.75，一般属易软化岩石。由于该类岩石顶底板稳定性差，

开采时，应及时支护，以防发生顶板冒落事故。

2、9号煤层

老顶为石灰岩，伪顶为泥岩，底板多为泥岩、砂质泥岩。泥岩伪

顶厚0～0.75m，平均厚度0.45m。

老顶K石灰岩厚2.40m－3.50m，局部较为破碎，饱和抗压强

2

度32.8Mpa-86.8Mpa，从试验指标看，属次硬-极硬岩石；抗拉强

度2.2Mpa-6.1Mpa，平均4.1Mpa；内摩擦角39.33°-42.53°；

凝聚力系数9.2-13.9，平均11.1；软化系数0.71-0.92，平均值0.84，

属不易软化岩石。

底板泥岩厚0.37m－4.61m，饱和抗压强度28.0Mpa-80.0Mpa。

属次软-极硬岩石；抗拉强度1.5Mpa-5.0Mpa，平均2.8Mpa；内摩

擦角35.48°-43.85°；凝聚力系数6.2-15.2，平均9.2；软化系数

0.64-0.88，平均值0.75，属易软化岩石和不易软化岩石。

3、11号煤层

因与9号煤层间距仅10m左右，故其顶板与9号煤层底板岩性

和物理力学性质基本相同。

底板一般为砂质泥岩，局部为细粒砂岩或粉砂岩，厚0.63m-8.00

m。底板砂质泥岩饱和抗压强度14.8Mpa-88.4Mpa，属次软-极硬

岩石；抗拉强度0.9Mpa-5.9Mpa，平均2.6Mpa；内摩擦角34.45°

-43.45°；凝聚力系数4.4-15.2，平均8.1；软化系数0.47-0.86，

平均值0.64，属易软化-不易软化岩石。

综上所述，5号煤层顶底板属较稳定分级；9号煤层顶板为极稳

定顶板，底板属较稳定底板，遇水稳定；11号煤层顶板为较稳定顶

板，底板属较稳定底板，但遇水膨胀、变软。

需要特别说明的是，由于岩石力学试验样采样点分散，井田不同

部位构造发育程度不同，使得岩石原始物理力学性质受到不同程度影

响，岩石物理力学试验指标离散性较大，从某种程度上说，反映了同

一煤层顶底板在井田不同部位的差异。为此，未来矿井设计、施工和

生产过程中，需有针对性地进行工程地质专项工作。

各主要煤层顶底板岩石物理力学性质指标见表5.1。

（二）岩石RQD分级

从钻孔岩芯看，泥质岩类RQD大多小于50%，少部分达到50%以

上，RQD分级属坏；在断裂构造两侧200m范围内，RQD小于25%，

属极坏分级。为此，泥质岩类煤层顶底板一般完整性差。

砂岩类岩石RQD一般可达到50以上，在断裂构造两侧150m范

围内，RQD一般为25-50%，岩石完整性属坏分级；一般地段可达到

50-75%，分级属中等；个别地段可达到75-90%，完整性分级属好。

为此，砂岩类煤层顶底板完整性一般