渝阳煤矿茅口灰岩岩溶发育特征及控制因素

渝阳煤矿茅口灰岩岩溶发育特征及控制因素

1矿区地质特征1.1地理总结渝阳煤矿位于重庆南部，靠近重庆与贵州省交界处。地理坐标为东经106°40′~106°46′,北纬28°34′~28°40′。1.2两井田范围矿区位于四川盆地东南缘与贵州高原过渡带,地势东南高北西低,并被河流切割成各种形状的河间地块。大坪子井田范围属侵蚀剥蚀类型的河间地块地貌,东部边缘及南端、西缘被三岔河、羊叉河切割成低谷深沟。井田内地形高度一般在550~750m,最高点为南面的大山堡,高程+804.60m,最低处为羊叉河谷,高程+350m,相对高差455m。属低山浅切割地形,侵蚀剥蚀地貌。1.3统茅口组组矿区地层由上至下有三叠系下统嘉陵江组,飞仙关组和玉龙山组,二叠系上统长兴组和龙潭组,二叠系下统茅口组。其中以三叠系地层嘉陵江组灰岩、飞仙关组泥岩、玉龙山组灰岩分布最广,其覆盖面积占井田面积的90%以上,二叠系地层长兴组灰岩、龙潭组煤系地层、茅口组灰岩仅分布于井田西南缘羊叉河河谷地带,第四系地层零星分布于山间凹地及河谷、槽谷地带,主要为近代河流冲积物、坡积、残积物等,厚0~5m。2茅口岩溶发育根据矿井采掘生产过程揭露的资料,在距茅口顶界古剥蚀面垂距20m以内岩溶发育,随着这一距离的增大,岩溶发育逐渐减弱,即茅口灰岩岩溶发育的分带性。在距古剥蚀面垂距20m内,茅口岩溶形态主要以溶洞为主,在距古剥蚀面的垂距大于20m而小40m时,茅口岩溶形态以溶洞蚀裂隙和溶洞孔为主,在距古剥蚀面垂距大于40m时,岩溶洞形态以溶隙为主。但在构造断裂发育带,茅口灰岩的岩溶发育情况主要受构造控制。茅口灰岩主要为古岩溶,不存在现代岩溶,同时茅口灰岩岩溶方向主要为N0°~45°,这说明茅口灰岩的岩溶是在断裂的基础上,经地下水对断裂面长期的溶蚀及地下水的偏流等作用而形成,故在茅口灰岩岩溶发育具有方向性和不均匀性。3项目总结3.1增加上分层开采,实现巷道全覆盖+290~+320m水平四号集中上山连接+150~+290m水平运输大巷和+320m水平集中轨道巷,主要是为我矿北二东区M11煤层工作面的开采提供通风、行人以及运输的通道,总工程量为192m。设计该巷道分上下两头对掘,下头在+150~+290m水平运输大巷编尺495m的东帮开口,上头在+320m水平集中轨道巷编尺637m的东帮开口,计划上头将上车场、绞车硐室以及绳道施工完,然后由下头施工下车场、联络巷以及上山,在上山与绳道变坡处贯通整个巷道。(如图1)3.2底定位段原设计+320m水平集中轨道巷是沿M11煤层层位掘进,当巷道掘进至编尺编尺546m处揭露f9、f10、f11正断层,落差为12.90m。由此该巷按照腰线(坡度为12°)继续施工至+290~+320m水平四号集中上山上头开口处。由于受断层影响,+290~+320m水平四号集中上山、+320m水平集中轨道巷巷道在茅口灰岩中掘进。根据探孔资料推断,+290~+320m水平四号集中上山上平点处巷道顶距茅口顶界为6.10m,转2点处巷道顶板距茅口顶界4.72m;+320m水平集中轨道巷集8点处巷顶距茅口顶界为6.98m,集9点处巷顶距茅口顶界为5.10m,集10点处巷顶距茅口顶界为3.50m。3.3充填物无排气+290~+320m水平四号集中上山掘进过程中,在上头(上车场编尺44m)遇溶洞,充填物岩性松软,常规掘进无法正常施工,于是停头;在下头(上山编尺32m)再次遇到溶洞。根据推断,两处揭露的溶洞是相连通的,并一直贯穿整个上车场和绞车硐室,其产状为300°∠70°,裂隙宽为0.1~0.5m,中间夹有方解石脉,岩性坚硬,局部风化段岩性松软。4挖掘方案4.1保证炮眼深度最低设计探眼深度为3.5m,当探眼无法施工至设计深度时,施工人员应根据进钎长度量出已探明深度,在施工炮眼时必须保证炮眼深度比探明深度浅300mm(即留有300mm的最小抵抗限)。4.2无底泥封泥.采用浅掘浅进,每班循环进度不得超过1.2m。施工炮眼过程中,若出现卡钻等无法钻进的现象时,在孔深大于0.4m,孔内瓦斯浓度不大于1%,且使用底泥的前提下,将该炮眼视为有效炮眼,可进行装药放炮。(1)炮眼深度小于0.4m时,该炮眼为无效炮眼,严禁进行装药放炮。(2)炮眼深度为0.4~0.6m时,封泥长度不得小于0.3m且必须填满整个炮眼。(3)炮眼深度为0.6~1m时,封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。(4)炮眼深度为1~2.5m时,封泥长度不得小于0.5m。当碛头无坚硬岩层且无法采用凿岩机施工炮眼时,采用人工钻眼放小炮辅助人工开挖的形式进行。5支出计划采用砌筑料石墙配合架设钢梁的方式进行顶板支护。(如图2)6安装前准备工作工艺流程:出矸→刷炮→临时支护→清矸→砌料石墙→养护→正式支护。(1)出矸:使用耙岩机将巷道两帮的矸子耙至实底,以保证料石墙的基础的施工。(2)刷炮:刷炮时,炮眼平行于巷道两帮布置,炮眼深度为1000mm,炮眼间距400mm,每眼装药量0.2kg,最小抵抗线不小于300mm。可根据现场实际情况需要,酌情改变炮眼深度、炮眼间距及装药量。(3)临时支护:在已经架设好的顶梁上安装前探梁配合抱箍作临时支护。(4)将刷炮后巷道两帮的矸子清理干净,以保证料石墙的基础的施工。(5)砌料石墙:砂浆标号为M10,水泥选用325#普通硅酸盐水泥,砂浆配合比为水泥:石粉(细)=1:4.8(重量比),水灰比为0.45,施工时必须按照规定的配合比添加混合料并搅拌均匀。料石墙砌筑在巷道的两帮,厚度不低于250mm,料石墙砌筑后上车场的净宽必须保证3800mm,绳道的净宽必须保证3600mm,净高不低于2200mm。砌墙前,巷底杂物及积水必须清理干净,并首先用水泥砂浆淌上厚度为200mm的底。砌料石墙时垂直缝要错开,横缝要水平,灰缝要均匀,饱满。砌块与砂浆紧密结合。砌料石墙的同时,应用矸石将壁后的空隙及溶洞内部充填密实。(6)养护:料石墙砌筑好后,必须养护24h以上,方可进行下一步工作。(7)正式支护:利用11号矿用工字钢在砌筑好的两帮料石墙上按中对中为550mm的间距架设双梁,钢梁在料石墙上搭接长度不小于200mm。在钢梁上方平铺金属网、木料及水泥