...知识丛书 原油评价与组成分析 石油及储运区 中国矿业论坛 三人行...
摘 要：作者以官板乌素煤矿为研究对象，分析研究该矿609工作面采煤方法选择的合理性，依据选择合理采煤方法的原则，对该矿609工作面相关工程地质情况和岩石力学情况进行分析，对其6号煤609工作面围岩条件进行了研究。结果表明，6煤顶板为Ⅰ类顶板（不稳定）至Ⅱ类顶板（中等稳定）。
关键词：大采高；放顶煤；数值模拟；煤壁片帮
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.086
从厚煤层储量比例来看，我国具有厚煤层达44.8%，厚煤层的高效开采对实现我国煤矿企业的高产高效具有重大现实意义[1]。目前厚煤层开采方法已经发展为放顶煤、分层开釆、大采高等多种方法[2，3]。要实现煤炭高产高效，需结合相应的开采技术条件和煤层工程、水文等地质条件进行合理的选取和应用。所以，研究并确定针对厚煤层的最优开采方法，因当在确保安全生产情况下，根据所开采矿体赋存情况，从资源回收率，矿山企业的投资及生产成本、高产高效为出发点，优选最佳采煤工艺方法[4]。
1 矿山概况
官板乌素煤矿地处准格尔煤田，矿区区内地形地貌以黄土高原为主，受雨水沿地形冲蚀严重，地貌复杂，冲沟发育，沟壑纵横，海拔最高达1366m，最低达870m。
太原组是该矿区的主要含煤地层，其中主要可采煤层为6号煤，其分布于该组中部区域。依据钻孔数据，煤层底板最低标高899m，最高标高1044m，煤层最小埋深133m，最大埋深305m，平均深度220m。层位较稳定，厚度较大，全区可采；煤层厚度最大为8.5m，最小为1.9m，均厚6.5m；6号煤层厚度达6.0m以上的煤层占全区煤层80%，厚度在7.0m以上达45%。
2 岩石力学实验及煤岩类型
岩石力学实验主要是为了测定煤层顶底板岩性，确定围岩性质对煤矿开采而言至关重要，煤层围岩的力学性质决定矿山开采工程中巷道支护类型、采场顶板控制方式等。因此研究煤层及围岩的力学性质及，煤岩类型对于矿山开采工艺的选取必不可少。
2.1 6号煤煤层煤岩性质
针对6号煤层，要研究确定其最佳采煤法，就测定其顶板岩性及其岩石力学性质。6号煤顶板岩性包括泥岩及砂质泥岩，1号钻孔煤顶板泥岩厚度达19m，占整个顶板厚度70%，粉砂岩占顶板厚度18%，中砂岩占顶板厚度13%；2号钻孔中，顶板中所含泥岩及砂质泥岩层厚19m，為顶板总厚73%，粉砂岩占顶板厚度19.0%，中砂岩占顶板厚度9%；6号煤层底板主要岩性为细砂岩，夹有部分杂砂岩。
2.2 岩石力学参数测定
确定合理的顶板类型，首先要以煤层及其顶底板岩性特征和力学特征为基础，需要对所研究对象的6号煤层609工作面煤层顶底板岩性及物理力学参数、6号煤硬度系数进行岩石力学试验，具体包含煤和顶底板岩石的抗压、抗剪、抗拉强度，岩石容重。见表1和表2。
2.3 煤及围岩类型评价
煤及围岩类型评价主要目的是依据煤层及围岩的力学参数，确定煤层、围岩类型，为工作面开采工艺选取提供参考依据。
（1）煤层类型。依据相关岩石力学试验及现场取芯结果，可确定6号煤层具体特征为：位于太原组上部，最小厚度1.7m，最大厚度8.0m，均厚6.5m，认定为主要可采煤层。该煤层结构单一，夹矸数量少，夹矸岩性以炭质泥岩为主，整体呈西厚东薄。顶底板以泥岩为主要岩性。6号煤层硬度较小，节理裂隙较发育。
（2）6号煤层顶板。MT554-1996是直接顶在我国的分类标准，依据这一标准，按照第一次垮落距离划分：极稳定顶板、不稳定顶板、稳定顶板、中等稳定顶板四大类。依据6号煤岩石力学数据和岩石特性，以泥岩。砂质泥岩、煤为主要岩性特征的直接顶进行试验时，可发现具有黑色特征的泥岩岩样常常发生岩层断裂现象，抗压强度不大于40MPa，最终可认定6煤顶板为Ⅰ类顶板（不稳定）至Ⅱ类顶板（中等稳定）。
3 结束语
确定了官板乌素煤矿6煤层的岩石力学参数及煤岩类型。6煤层顶板为砂质泥岩，可发现具有黑色特征的泥岩岩样常常发生岩层断裂现象，抗压强度不大于40MPa，最终可认定6煤顶板为Ⅰ类顶板（不稳定）至Ⅱ类顶板（中等稳定）。
参考文献：
[1]陈鹏宇，袁广玉.大采高综采面矿压显现规律研究与分析[J]. 科学技术与工程，2013（30）：9007-9011.
[2]闫少宏，于雷，徐刚，刘全明.大采高综采工作面产量再提高的回采工艺研究[J].煤炭科学技术，2015（08）：1-6.
[3]杨娟.大采高综采工作面末采阶段来压规律与顶板控制技术[J]. 煤炭工程，2015（10）：54-57.
[4]范志忠，毛德兵，徐刚，王东攀.大倾角大采高综采面倾向长度尺度效应分析[J].煤炭学报，2016（03）：581-585.
作者简介：乌力吉门都（1985-），男，蒙古族，内蒙古鄂尔多斯人，硕士研究生，主要研究方向：采矿系统工程。endprint
