黄玉川煤矿4煤顶板工程地质特征及稳定性评价

公司简介神华亿利能源有限责任公司黄玉川煤矿（以下简称黄玉川煤矿），成立于 2007 年 7 月，位于内蒙古准格尔旗煤田的西南部，是神华亿利 4 × 200MW 煤矸石自备电厂的配套煤矿，由神东电力公司与亿利资源集团公司按照 51 ： 49 的比例共同出资建设。

黄玉川煤矿井田东西长约8.9km，南北宽约5.5km，面积42.64平方公里，井田地质资源储量15.07亿吨,可采储量9.04亿吨，煤质优良。

矿井设计生产能力1000万吨/年，矿井服务年限为86年，配套建设有年入洗原煤 1000 万吨的选煤厂和长 11 公里、设计运输能力1000 万吨 / 年的铁路专用线。

该项目于 2007 年 2 月 13 日国家发改委以“发改能源[2007]331 号文”正式核准，于 2007 年 6 月 28 日正式开工，由中铁十九局、中煤五建、中煤一建、中煤建筑安装工程公司、陕西第五建筑公司、陕西十一建公司、榆林成达建筑公司等单位承建，设计建设工期 28 个月，计划于 2009 年 12 月投产。

配套的选煤厂和铁路专用线也将于 2009 年竣工并投入运营。

黄玉川煤矿是按照科学发展的理念规划设计的循环经济综合项目，矿井采用斜立井联合开拓，水平条带式开采；项目概算总投资为24.9亿元。

该项目副立井是我国煤炭行业迄今为止直径最大的立井工程，煤种主要为中灰 (21.48%) 、低硫 (0.76%) 、高挥发份 (37%) 的优质长焰煤，是极好的动力用煤。

煤矿定员编制905人，现有人员159人，目前下设综合办、财务部、销售部、生活服务部、工程管理部、机电物资部、安健环部、连采队、生产指挥中心等九个部室。

四、工作环境我刚开始的是属于后勤服务部，主要工作是打扫矿上来的家属住宿卫生，以及一些来矿上视察工作领导的住宿卫生，故我们的楼叫探亲楼，楼层有三层，每层十七个房间、有套间、单间、标间三种，我们部门一个总经理，一个专门负责我们的经理，一个办事员，两个前台接待，三个楼层服务员。

准格尔煤田西南部6上煤层煤岩煤质及沉积环境特征张有河;王晓明;刘东娜【摘要】以准格尔煤田西南部黄玉川煤矿6上煤层为研究对象测试了样品的煤岩显微组分、煤质参数、硫分及部分微量元素含量,确定了6上煤层的煤岩煤质特征;结合煤层厚度变化及煤地球化学参数分析了原始泥炭沼泽沉积环境特征.结果表明,黄玉川煤矿6上煤层为深成变质作用下形成的低变质程度烟煤,低水、低灰、低硫、高挥发分,形态硫主要以有机硫为主,不易脱除.有机显微组分组主要为镜质组和惰质组,煤中无机显微组分主要为结晶度较高的粘土矿物高岭石类.含煤沉积体系为上三角洲平原环境,原始泥炭沼泽覆水条件良好,为还原性中～高位泥炭沼泽,成煤时部分分层曾受海水影响.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2015(041)002【总页数】6页(P35-39,83)【关键词】准格尔煤田;煤岩学;煤质;沉积环境【作者】张有河;王晓明;刘东娜【作者单位】神华神东煤炭有限公司,陕西省神木市,719315;内蒙古矿业开发有限责任公司,内蒙古自治区呼和浩特市,010020;太原理工大学,山西省太原市,030024【正文语种】中文【中图分类】P618.11准格尔煤田位于华北地块鄂尔多斯地台向斜的东北缘,煤田内地质构造简单,区内晚古生代石炭－二叠系主要含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组,为一套海陆交互相逐渐向陆相过渡的沉积地层。

煤田内煤炭资源蕴藏丰富,可采煤层多,厚度大,埋藏较浅,易于开采,随着开采技术和交通条件的迅速发展,已成为我国重要的煤炭生产基地。

黄玉川煤矿位于准格尔煤田西南部,行政区划隶属于准格尔旗长滩乡和薛家湾镇,全矿井可采储量1205.57 Mt,设计生产能力10.0 Mt/a,2013年开始正式投产,属于大型新建矿井。

本文以准格尔煤田西南部黄玉川煤矿主采太原组6上煤层为研究对象,在查明成煤地质背景的基础上对其煤岩学煤质特征进行研究分析,探讨其成煤沉积环境特征,旨在为该矿煤炭资源综合开发利用提供理论指导。

煤层顶板工程地质特征及稳定性分析王雄发布时间：2021-07-19T17:37:21.210Z 来源：《基层建设》2021年第12期作者：王雄[导读] 随着我国经济的高速发展，对能源的消耗量持续增加，各种煤田工程越来越多，对煤田开采要求不断提升云南省一四三煤田地质勘探队云南曲靖 655000摘要：随着我国经济的高速发展，对能源的消耗量持续增加，各种煤田工程越来越多，对煤田开采要求不断提升。

在煤田工程进行过程中，煤层顶板工程发挥着非常重要的作用，其地质特征及稳定性对工程施工效果，有着非常直接的影响。

为此，笔者将要在本文中对煤层顶板工程地质特征及稳定性进行分析，希望对促进我国煤矿开采事业的发展，可以起到有利的作用。

关键词：煤层顶板；地质特征；稳定性分析1前言煤层顶板稳定性对煤田工程开采有着直接的影响，不同地质条件，煤层顶板差异较大。

因此，有必要对地质因素对顶板稳定性的影响进行分析，然后及时提出针对性的解决方法。

2煤层顶板稳定性煤层顶板（coal seam roof）它是泥炭堆积后覆盖在泥炭层上的沉积物。

常见的煤层顶板岩石以细碎屑岩和石灰岩为主；也有粗碎屑岩，这时煤层常受到明显冲蚀。

煤层顶板性质与煤质，尤其是煤中的硫含量，有一定关系。

针对现今煤层顶板分类方法存在计算量大、人工参与多、智能化程度低，为煤矿生产不能提供快速指导的问题，结合煤矿现场实际情况，确定了煤层顶板稳定性的影响因素。

以层次分析和模糊聚类为理论核心，建立了煤层顶板稳定性层次分析模型，得出了影响因素的隶属度和合成运算方法。

以Visual Basic6.0为编译环境，将Matlab与Surfer进行二次混合编程，对钻孔数据以及地质资料进行分析整理，自动绘制煤层顶板稳定性类型分区图，形成煤层顶板稳定性智能预测分区系统【1】。

在煤矿工程开采的过程中，可以根据顶板岩层变形和垮落难易程度，可以将煤层顶板分为伪顶、直接顶和基本顶三种。

煤层顶板的稳定性是指在煤被采动之后，其顶板允许暴露的面积和时间。

怎样客观地评价煤层的稳定性煤层稳定性是影响煤矿的主要地质因素之一，煤层发生分叉、增厚、变薄等变化，直接影响煤矿的正常生产。

仅以传统的定性方式评价会因人而异，难以区分界限，所以应当运用定性与定量结合方法对可采煤层的稳定性评价，使煤层稳定性的评价更加科学合理。

煤层稳定性一般采用传统的定性方式进行评价，即根据井田内煤层成煤期的不均衡沉降、后生地质构造和岩浆侵入等。

这些传统的评价方法对煤层稳定性评价研究具有一定意义，不足之处是该方法较为模糊。

煤层的稳定性可运用煤层厚度的变化、煤层的可采性、煤层结构等指标进行综合定量评价。

煤炭开发生产中，煤层稳定性评价尤为重要。

国家地质勘查规范中，根据煤层稳定性决定勘探工程网度，从而决定储量级别比例。

评定煤层稳定性，首先因素是煤层厚度变化，煤层厚度变化很大，且发生尖灭、增厚、变薄、分叉等，直接影响煤层的稳定性。

进行煤层稳定性评价时，应详细统计区域内见煤点的煤层厚度变化，确定煤层的空间展布形态。

其次是煤层结构的复杂程度，根据见煤点的煤层含夹矸情况，确定其结构是简单、较简单，或是复杂、极复杂煤层。

最后是考虑煤层的可采性，要按见煤点的可采性确定。

煤层稳定性通常以煤层的变化规律和煤层可采性进行划分，采用定性和定量相结合的方法确定。

一、煤层稳定性的定性评价。

定性标准：稳定煤层：煤层的厚度变化小，有一定变化规律，结构简单、较简单；煤类单一。

全区可采或大部可采。

较稳定煤层：煤层的厚度有变化，规律性较明显，结构简单-复杂；有2 个煤类。

全区可采或大部可采。

可采区域内厚度及煤质变化不大。

不稳定煤层：煤层厚度变化较大，无明显的变化规律，结构复杂至极复杂；有3 个或3 个以上煤类。

极不稳定煤层：煤层的厚度变化很大，呈透镜状、鸡窝状，一般不连续，很难找出变化规律，可采范围零星分布；很难进行煤分层对比，层组对比有困难的复合煤层。

二、煤层稳定性的定量评价。

1、主要有两个评价指标：煤层可采性指数Km 和煤厚变异系数γ。

黄玉川煤矿6上煤综放工作面辅运顺槽尾巷治理研究摘要：分析黄玉川煤矿6上煤综放工作面辅运顺槽尾巷巷道变形原因，并提出预防措施和管控方法；关键词：综放工作面；巷道变形；预防；管控；引言：黄玉川煤矿位于准格尔煤田中西部，含煤地层为石炭二叠系，可采煤层共五层，自上而下分别为4#、5#、6上#、6#、9#煤，目前主采最为上部的4#、6上#煤，煤种为长焰煤，煤层平均间距75米。

4#煤埋深在160-240米之间，平均煤厚3.36米布置一个综采工作面回采；6上煤埋深在240-400米之间，平均煤厚12.5米布置一个综放工作面回采。

受黄玉川煤矿生产接续紧张影响，上腹4#煤综采工作面回采完毕后采空区未垮落压实充分（相差一年）下部6上煤综放工作面便已开始回采，导致综放工作面辅运顺槽尾巷由于矿压剧烈引起巷道严重变形，给日常安全生产造成严重影响。

下面以黄玉川煤矿216上03综放工作面辅运顺槽为例，对黄玉川煤矿6上煤综放工作面辅运顺槽尾巷治理进行研究分析。

一情况说明216上03辅运顺槽作为216上03综放面的辅助运输巷道，216上04综放面的回风巷道，在216上03综放面回采过程中受一次采动影响，随着216上03综放工作面向前推进，辅运顺槽尾部巷道矿压显现剧烈，顶底板移近量最大达2米左右，帮部鼓起量最大达0.8米。

目前216上03综放面已推采450米，216上03辅运顺槽尾巷顶板下沉及底鼓严重段位于216上03切眼推进距离850-1270米段。

2 巷道支护强度影响：216上03辅运顺槽掘进时巷道支护参数具体如下：巷道顶部使用φ22*8000mm锚索钢绞线，每排4根压接π形钢带，排距1.6米；锚杆使用φ20*2200mm左旋无纵肋螺纹钢锚杆，每排6根压接焊接钢筋网片，排距0.8米；非开采帮部使用φ20*2200mm左旋无纵肋螺纹钢锚杆，每排4根压接梯形钢带，排距0.8米；开采帮使用φ27*2400mm高强度玻璃钢锚杆，每排4根压接双层高强聚酯塑料网，排距0.8米；详见巷道支护平面图考虑可能因为巷道掘进时巷道支护强度不足是引起尾巷变形的主要原因，在216上03辅运顺槽未受工作面采动影响区域（550-650米处）提前对巷道进行补强支护，顶部使用φ22*8000mm锚索在原有支护锚索中间位置按照1.6米的间距顺着巷道延伸方面补打三排锚索，非开采帮部在距离底板2米位置补打一排帮锚索，锚索规格为φ22*5000mm间距1.6米压接“W”形钢带，详见巷道支护平面图-补强后三目前现场管控措施1 为了减少由于4#、6上煤由于开采间隔较小导致矿压集中在6上煤辅运顺槽尾巷造成的巷道严重变形。

黄玉川煤矿4104首采工作面矿压显现规律预测以黄玉川煤矿首采工作面为例，分析了综采工作面矿山压力显现特征、顶板活动规律。

结合黄玉川煤矿4#煤层4104工作面地质采矿条件，进行了老顶初次来压步距和周期来压步距的理论预测，运用相似物理材料矿压模拟试验验证，希望能有效地指导黄玉川煤矿首采工作面的初采实践。

标签：矿压显现；规律；支架载荷；预测；矿压控制文章編号：1672-3198（2011）09-0286-02本研究主要为摸清该工作面的顶板矿压显现规律，确定顶板的来压步距及强度，为综采设备的选型提供理论依据，为综采工作面的开采提供理论支撑，从而实现工作面的高产高效。

1 4104工作面概况与地质条件1.1 工作面概况4104工作面位于矿区的东北方向，距地表约200余米，走向长度为1200m。

区内地表为黄土高原的一部分，由于受水流风蚀等影响，沟谷纵横交错，十分发育，部分深沟由泉水涌出，但流量小，工作面长为250m。

1.2 地质条件工作面内4#煤层顶板岩性从下至上可分为三层：第一层为砂质泥岩：深灰色。

巨厚层状，以胶岭石为主，砂质物次之，含砂不均，有滑痕，水平层理，断口平坦，局部含植物化石碎片，半坚硬。

厚度为5.38米。

第二层为粉砂岩：水平层理，层面含细波纹煤线，硬度中等，稳定性好，厚度8.06米。

第三层为中砂岩：灰白色。

巨厚层状，以石英为主，石及其它矿物次之，分选中等，次棱角状，无层理及裂隙，半坚硬，局部含砾石，砾径1～2cm左右。

厚度为12.78米。

1.3 煤层4#煤层是矿主采煤层，平均厚度为4.0m煤质较硬，含2-5层夹肝，夹肝成分多为高灰煤，厚度从0.1～0.5m不等，煤层稳定性好。

1.4 井田区域内地应力概况黄玉川井田位于准格尔煤田南部详查区的深部区，迄今未做详细的地应力测试。

通过以上对鄂尔多斯盆地（伊陕斜坡）东北部构造应力场及最大水平主应力方向以及准格尔煤田主要构造的资料分析，可初步判定井田区域内最大水平主应力的方向为NNE-SSW向。

综采作业面顶板稳定性控制分析摘要：众所周知，煤矿综采作业面顶板稳定是地采作业安全的前提,本文笔者以某煤矿1502 综采作业面为研究对象,对顶板岩层运移规律、综采作业面顶板控制进行简要阐述,希望可以确保综采作业面顶板稳定性,提升综采作业效率,为企业带来了更多经济效益。

关键词：综采作业面；顶板；稳定性；1 综采作业面情况概述某个煤矿1502 综采作业面的煤厚处于3.1~5.2m之间，平均值为4.9m，构造较为复杂，包含有1~2层厚度的0.1~0.6m的夹矸。

老顶、直接顶分别为石英砂岩和砂质泥岩，两者的厚度分别处于2.00~7.43m和6.81~10.85m之间，其平均值分别为2.55m 和8.71m。

煤层的方向也发生了相应的转变，由以往的西南转变为南东，其倾斜的角度处于1°~15°，其平均约为5°。

为了使综采作业面具备较强的安全性，与原先的经验相结合，空顶距可以设为2.4m。

该方案的使用导致综采作业面工作中产生了较多的交替作用，对其效率造成了严重的影响。

2 顶板岩层运移规律分析为了对煤矿1502 综采作业面回采后顶板稳定性进行有效的针对性分析，运用 UDEC 数值模拟软件对 15#煤层采场力学参数建模分析，从而总结其开采后覆岩运移破坏特性。

模型依照 1502 作业面实际条件构建，模型作业长度200 m，自作业进行开挖，边界煤柱留设长度30 m，分别取推进长度为20 m、40 m、60m和80m 时的顶板垮落情况，构成图1所示的A矿15#煤层顶板回采垮落过程。

图1 A矿15#煤层顶板回采垮落过程示意图分析图由图1可知，煤矿1502综采作业面基本顶初次来压步距为40m，周期来压步距为20m。

3 综采作业面顶板控制分析3.1 顶板岩层结构力学分析基于A矿1502 综采作业面的实际工况，结合以往生产实践经验，构建作业面顶板结构力学模型。

通过对其的分析研究，能够知道综采作业面液压支架作业时所承受的载荷主要由两部分构成，分别是支架上方顶煤重力和顶板岩层垂直变形压力。

地质概况井田大部被第四系黄土和风积砂所覆盖，只有局部的梁顶或冲沟中才有基岩出露，但仅为非煤系地层。

根据地表出露及钻孔揭露，井田地层层序自下而上为：下奥陶统亮甲山组、中奥陶统马家沟组，中石炭统本溪组、上石炭统太原组，下二叠统山西组、下石盒子组，上二叠统上石盒子组、石千峰组，新近系上新统，第四系上更新统及全新统的近代沉积。

现从老至新叙述如下：）一、中下奥陶统（O1+2）：为浅海相沉积，岩性上部为浅黄色、黄色中1．下奥陶统亮甲山组（O1L厚层状白云质灰岩，夹薄层状泥质、钙质白云岩，呈自形～半自形细晶结构，中含黑色棕黑色燧石结核及条带。

下部为灰黄色薄层白云质灰岩、白云岩，夹竹叶状白云岩，常见氧化褐铁矿斑点。

致密，性脆，风化后呈黄褐色，化石少见，孔隙、喀斯特溶洞发育，常见方解石充填，井田南部198、200号钻孔揭露到该层。

本次补勘OM3、OM4、OM5、OM6均揭露该层。

m）：为浅海相沉积，是煤系地层的直接基底。

2．中奥陶统马家沟组（O2岩性上部为浅灰色石灰岩，中厚层～厚层状，微晶质结构；下部为薄层状灰岩、豹皮状灰岩，含较多的砂质、粘土质，底部夹灰白色石英砂岩。

见有明显的溶蚀现象，富含动物化石。

二、中石炭统本溪组（Cb）2为一套浅海～过渡相细碎屑岩沉积，假整合于奥陶系之上。

出露于黄河沿岸及较大沟谷中。

下部为浅灰、暗紫色铝土岩、铝土质粘土岩，块状构造，相当于华北G 层铝土矿，层厚0～6m，不稳定，常相变为砂泥岩、泥岩。

底部富含铁质结核，局部形成鸡窝状铁矿层。

相当于著名的“山西式铁矿”。

中部为灰黑色砂泥岩、泥岩、灰白色细～粗粒石英砂岩，含铁质，硅质胶结，坚硬致密。

上部以深灰色、灰黑色泥岩、粘土岩为主，夹透镜状灰岩、泥灰岩1～2层，偶夹1～2层煤线，粘土岩富含黄铁矿结核。

灰岩呈黄褐色、富含海相动物化石及生物碎屑。

本组地层厚度14.62～49.72m，平均厚22.25m，全井田分布，与下伏地层中奥陶统呈假整合接触，井田内无出露。

内蒙古准格尔煤田黄玉川区煤层地质特征摘要：对黄玉川区煤系地层及构造特征、煤层进行了分析，阐述了煤层、瓦斯、煤厚变化特征及影响厚度变化的因素。

上述分析对该区煤矿开采及瓦斯防治等有较大的借鉴及参考意义。

关键词：黄玉川区、煤层、特征、因素Abstract: HuangYuChuan area of coal formation and tectonic characteristics, coal seam is analyzed, the coal, gas, coal thickness variation characteristics and the influence factors of thickness changes. The above analysis on the coal mining and gas and has much reference and reference significance.Key words: HuangYuChuan area, coal, characteristics, factors中图分类号：P641.4+61 文献标识码：A文章编号：黄玉川区位于内蒙古准格尔煤田西南部，准格尔南部详查区的西部。

勘查区东西长约8.9公里，南北宽约5.5公里，面积为42.64平方公里。

资源量147413万吨。

该区石炭——二叠系地层含煤7层，可采煤层为山西组4、5号煤层、太原组6上、6号和9号煤层，其余不可采。

1、煤系地层及构造特征本区位于华北地台鄂尔多斯台向斜的东北缘，总体走向近于南北，倾角10°以下，波状向西倾斜的单斜构造，盆地边缘，倾角稍大，有轴向与边缘方向一致的短轴背向斜，区内断层不发育，可见几条小的张性断层。

地层走向北北东，倾向北西西。

局部地区有宽缓的波状起伏。

区内无岩浆活动。

地层自下而上为：下奥陶统亮甲山组、中奥陶统马家沟组，中石炭统本溪组与下伏地层中奥陶统呈假整合接触、上石炭统太原组与下伏地层本溪组整合接触，下二叠统山西组与下伏地层太原组整合接触、下石盒子组，上二叠统上石盒子组与下伏地层山西组整合接触、石千峰组与下伏地层呈整合接触，第三系上新统与下伏地层不整合接触，第四系上更新统及全新统的近代沉积不整合于下伏地层之上。