煤层顶板岩石力学参数空间变化规律

研究影响煤层顶板岩石力学性质的各因素之后，再分析顶板岩层岩石力学性质的分区规律。主要按照钻孔岩性数据，统计泥岩、砂岩等各分层厚度，然后各分层厚度再乘以岩性抗压强度的平均值。编制兖州煤田和龙固井田顶板岩层岩石力学抗压强度等值线图( 图6.17，图6.18) 。

6.4.1 兖州煤田岩石抗压强度规律

由图6.17 可以看出，兖州煤田顶板抗压强度高的地区主要呈线状、条带状展布，而力学强度低的区域成分散状分布在相邻高强度区之间的区域。大部分地区处于岩石力学强度的过渡状态。顶板岩层抗压等值线图总体上表现规律与研究区的岩性分布规律一致，局部由于其他因素影响稍有差别，区内构造发育情况也对岩体的力学性质起到一定的控制作用。在大型断裂两侧和小型构造密集发育区，岩体完整性较差，构造结构面使岩体破碎成零块，整个岩体力学性质有所降低。

图6.15 L -2 号孔岩石力学性质变化示意图

图6.16 L -21 号孔岩石力学性质变化示意图

分析顶板稳定性从岩石力学的角度出发，由图6.17 中看到，数值较大的区域，抗压强度高，最大抗压强度值大于 56MPa，顶板稳定性好; 数值相对较小的区域，其抗压强度最小值小于 48MPa，稳定性差。其他区域，抗压强度值介于 48～ 52MPa 之间为中等稳定区域，介于 52～56MPa 之间为较稳定区域。

图6.17 兖州煤田 3 煤层顶板岩层抗压强度等值线 ( m) 图

6.4.2 龙固煤层顶板岩石抗压强度规律

由图6.18 可以看出，顶板抗压强度分布较高区域大致呈条带状展布，主要分布于井田的西部，南部和西北部也有小区域出现，而抗压强度较小的区域主要分布于井田北部和中部，面积较小，井田绝大部分抗压强度中等，总体来看，顶板岩层抗压强度分布规律与研究区的岩性分布规律一致，局部稍有出入，区内构造发育情况也对岩体的力学性质起到一定的控制作用，在小构造密布的区域，岩体完整性差，构造结构面使岩体破碎成零块，整个岩体抗压强度有所降低。

图6.18 龙固井田 3 煤层顶板岩层抗压强度等值线 ( m) 图