《深部土-煤系古風化岩接觸帶工程地質研究》是依託中國礦業大學，由李文平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：深部土-煤系古風化岩接觸帶工程地質研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李文平
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國東部石炭二疊紀煤系地層古風化殼之上多覆蓋300-700m厚的新生界土層，深部土-煤系古風化岩接觸帶是由高壓態土體、高壓水和軟弱破碎風化岩體組成的、具有整體不良工程地質性質的地質體；在近該帶下煤層開採時，處於不同開採空間部位上的深部土-煤系風化岩接觸帶，會產生高壓載入或卸載變形破壞、高滲壓場變化過程；易發生采場頂板礦壓突變劇增、突泥潰砂、突水等重大安全事故；開展深部土-煤系古風化岩接觸帶地質結構組成、基本工程地質性質測試、接觸帶類型工程地質劃分等研究；在此基礎上，針對不同土-岩接觸帶類型，進行高應力、高滲壓、水化學作用影響下水-土-岩相互作用加卸載力學性、滲透性實驗，並用CT成像技術探測土-岩接觸帶細觀結構變化，建立非線性水-土-岩相互作用蠕變損傷本構模型等；為一具有重大工程套用價值取向的水-土-岩相互作用基礎理論研究課題，意義重大。
結題摘要
我國東部煤田煤系地層古風化殼之上多覆蓋300-700m厚的新生界土層，深部土-煤系古風化岩接觸帶附近是由高壓態水、土、軟弱破碎風化岩體組成的、具有整體不良工程地質性質的地質體；在接近該帶下煤層開採時，采場礦壓突增壓架、突泥潰砂、突水等重大安全事故時有發生，過程機理還不甚清楚。項目以淮南潘謝礦區為例，基於現場大量鑽孔勘探、數字測井、露頭測繪及室內土-岩樣工程地質性質測試研究分析，以土-岩接觸面上10m（土層段）、下5m（岩石段）的土岩組成成份，首次提出將深部土-岩接觸帶劃分為砂土-泥岩、砂土-砂岩、粘土-泥岩、粘土-砂岩”四種類型；針對不同深部土-岩接觸帶類型，首次製作模擬深部土-岩接觸帶直剪、三軸試驗樣，進行高應力下水-土-岩相互作用直剪、三軸加卸載力學性試驗，並進行了中、細觀結構變化研究；對接近不同接觸帶類型下煤層開採深部土-岩接觸帶變形破壞過程水-土-岩相互作用進行了模擬計算和理論分析，揭示了”壓架突水（突砂、突泥）“等工程地質災害形成過程機理。發現不同接觸帶類型下近距離煤層開採不同工程地質問題，即：”砂土-砂岩接觸帶類型”分布區，主要發生壓架突水（突砂）；“砂土-泥岩接觸帶”分布區，主要發生突水（突泥）；“粘土-泥岩接觸帶”分布區，少數發生壓架問題（基岩薄時）；”粘土-砂岩接觸帶”分布區，一般不會發生問題。建立了厚表土覆蓋礦區”深部土-岩接觸帶“類型劃分、壓架突水（突砂、突泥）問題評價和預報系統工程地質方法。研究成果對提升我國煤礦工程地質基礎研究、厚表土覆蓋礦區煤層安全開採意義重大。
