任楼煤矿主采煤层顶底板岩性工程地质分类

任楼煤矿位于安徽省北部临涣矿区，属淮北煤田， 位于徐宿弧形 构 造 的 前 缘 地 带 的 童 亭 背 斜，构 造 较 复 杂。允许开采煤层为上、下石盒子组的 51 、52 、72 、73 、82 煤层及山西组的 10 煤层。
1 主采煤层顶底板岩性特征
1． 1 51 煤顶底板岩性特征 51 煤顶底板岩层主要由炭质泥岩、泥岩、粉砂岩、
（ 4） 直接顶型（ 图 3e） ，43 － 4 孔可见； （ 5） 伪顶 + 老顶型（ 图 3b） ，47 － 6、1 － 1 孔可见。
图 2 － 3 72 煤顶板结构典型柱状图 2 主采煤层顶底板工程地质分类 2． 1 分类方案
本次采用于《煤层顶底板工程地质分类方案》（ 见 表 1） 。这一方案最大的特点是以钻孔岩芯所获取的 资料作为分类的依据，且又能反映矿压显现规律、顶板 压力大小等特点。
综观全区煤层顶底板柱状图，可将 51 煤顶板结构
* 收稿日期：2011 － 05 － 30 作者简介：黄杰（ 1975 － ） ，男，安徽宿州人，2008 年毕业于中国矿
大地质工程专业，现在皖北煤电任楼煤矿生产技术部从事矿井地质 工作。
A － 老底型； B － 直接底型； C － 直接底 + 老底型； D － 混合型
（ 3） 老顶： 岩性为浅灰 ～ 灰色细 ～ 中粒砂岩，厚度 0． 59 ～ 26． 79m，平均为 6． 06m，一般在 3 ～ 10m 之间。 1． 2． 2 72 煤底板岩性特征
直接底主要由 泥 岩、页 岩、砂 质 泥 岩、粉 砂 岩 及 薄 煤层组成，厚度 0． 8 ～ 16． 42m，平均 4． 2m。老底由细 ～ 中粗粒砂岩组 成，厚 度 0． 0 ～ 30． 09m，平 均 6． 9m。 其结构组合特征与 51 煤基本相同。 1． 2． 3 72 煤顶板结构类型
煤层底板分类较为简单，可以分为两类： （ 1） 软弱破碎底板： 煤层底板岩石单轴抗压强度 小于 10MPa、遇水泥化或崩解碎裂、厚度大于 0． 4m。 （ 2） 普通底板： 煤层底板岩石单轴抗压强度大于 10MPa、遇水稳定、厚度大于 0． 4m。
（ 2） 直接顶： 直接顶广泛发育，厚度 0 ～ 36． 7m，平 均为 8． 1m，一般在 4 ～ 12m 之间。其结构复杂，岩性组 合主要有两种类型： ①煤层之上的泥岩、砂质泥岩与老 顶砂岩呈冲刷接触，厚度较小； ② 煤层顶板由单一泥 岩、粉砂岩互层组成，厚度大，一般不含老顶砂岩。
（ 3） 老顶： 老顶砂岩有两种类型： 一种为直覆于煤 层之上； 另一种则与直接顶呈冲刷接触。 1． 1． 2 51 煤底板岩性特征
2012 年第 1 期
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任楼煤矿主采煤层顶底板岩性工程地质分类
黄 杰，高 宁，张 永
（ 安徽省淮北市皖北煤电集团任楼煤矿，安徽 淮北 235123）
摘 要 煤层顶底板的岩性及其工程性质，直接影响到煤层的回采效率、回采方法、工作面管理方法和生产工作环境安全条件等。该文以直接 顶厚度、强度及采厚比为指标，通过对任楼煤矿 51 煤及 72 煤顶底板进行岩性、厚度、结构与组合特征系统分析，为煤矿生产阶段工作面支护设 计提供可靠的地质理论依据。 关键词 工程地质 岩性特征 结构 中图分类号 TD163 + 1 文献标识码 B
通过对 72 煤顶板柱状图的对比分析，可以看出 72 煤顶板结构组合类型与 51 煤顶板结构相似，可分为 5 种类型（ 图 3） ：
（ 1） 伪顶 + 直接顶 + 老顶型（ 图 3d） ，48 － 2 孔可见； （ 2） 老顶直覆型（ 图 3a） ，34 － 10、36 － 8、38 － 14 孔 可见； （ 3） 直接顶 + 老顶型（ 图 3c） ，48 － 9、35 － 2 ～ 0． 93m，岩层薄弱，容易冒落，零星分布。 （ 2 ） 直 接 顶： 直 接 顶 分 布 不 均，厚 度 变 化 大，0 ～
25． 8m，平均为 5． 02m，一般在 3 ～ 10m 之间。直接顶结 构主要有二种： 一种为直接顶由单一泥岩、砂质泥岩及 粉砂岩组成，厚度大； 另一种为直接顶与老顶砂岩呈冲 刷接触。
51 煤直接底主要由泥岩、粉砂质泥岩和粉砂岩组 成，厚度 0 ～ 20m，平均 8． 9m。老底主要由粉、细砂岩 和中砂岩组成，厚度 0． 0 ～ 21． 88m，平均 5． 6m，大部分 地区厚度在 5 ～ 11m 之间。其组合类型主要有： 老底 型、直接底型、直接底 + 老底型、混合型，见图 1。 1． 1． 3 51 煤顶板结构类型
图 1 51 煤底板岩层组合类型 划分出 5 种组合类型（ 图 2） ：
（ 1） 老顶直覆型： 老顶砂岩直覆于煤层之上，没有 伪顶和直接顶（ 图 2D） ，例如 40 － 4 等孔可见。
（ 2） 伪顶 + 老顶型： 伪顶之上直覆砂岩老顶，缺失 直接顶（ 图 2E） ，例如 47 － 4 孔所见。
图 2 51 煤顶板结构典型柱状图 （ 3） 直接顶 + 老顶型： 煤层之上缺失伪顶，由直接 顶和老顶组成（ 图 2B） ，这种类型最为常见，在 36 － 12 等孔所见。 （ 4） 伪顶 + 直接顶 + 老顶型： 煤层之上三种顶板 均发育（ 图 2A） ，这类顶板在 40 － 12 等孔中可见。 （ 5） 直接顶型： 煤层之上仅发育直接顶（ 图 2C） ， 这类顶板在 37 － 4、40 － 10 等孔中可见。 （ 6） 复合型： 煤层顶板之上有一层薄煤层，构成复 合式顶板（ 图 2F） 。在 36 － 24、36 － 14、41 － 8 等孔中 可见。 1． 2 72 煤顶底板岩性特征 72 煤顶底板岩层主要由炭质泥岩、泥岩、粉砂岩、 细砂岩和中粒 砂 岩 组 成，但 不 同 地 段 顶 底 板 岩 性 组 成 存在一定差异。 1． 2． 1 72 煤顶板岩性特征 （ 1） 伪顶： 岩性一般为炭质页岩或泥岩，厚度 0． 18
细砂岩和中粒 砂 岩 组 成，但 不 同 地 段 顶 底 板 岩 性 组 成 存在一定差异。 1． 1． 1 51 煤顶板岩性特征
依据顶板类型 划 分 方 案 可 划 分 为 伪 顶 、直 接 顶 和 老顶三种。
（ 1） 伪顶： 岩性一般为炭质泥岩或粘土岩，厚度0． 2 ～ 0． 5m，岩层较为薄弱，赋存不稳定。