我国东部煤田煤系地层古风化壳之上多覆盖300-700m厚的新生界土层,深部土-煤系古风化岩接触带附近是由高压态水、土、软弱破碎风化岩体组成的、具有整体不良工程地质性质的地质体;在接近该带下煤层开采时,采场矿压突增压架、突泥溃砂、突水等重大安全事故时有发生,过程机理还不甚清楚。项目以淮南潘谢矿区为例,基于现场大量钻孔勘探、数字测井、露头测绘及室内土-岩样工程地质性质测试研究分析,以土-岩接触面上10m(土层段)、下5m(岩石段)的土岩组成成份,首次提出将深部土-岩接触带划分为砂土-泥岩、砂土-砂岩、粘土-泥岩、粘土-砂岩”四种类型;针对不同深部土-岩接触带类型,首次制作模拟深部土-岩接触带直剪、三轴试验样,进行高应力下水-土-岩相互作用直剪、三轴加卸载力学性试验,并进行了中、细观结构变化研究;对接近不同接触带类型下煤层开采深部土-岩接触带变形破坏过程水-土-岩相互作用进行了模拟计算和理论分析,揭示了”压架突水(突砂、突泥)“等工程地质灾害形成过程机理。发现不同接触带类型下近距离煤层开采不同工程地质问题,即:”砂土-砂岩接触带类型”分布区,主要发生压架突水(突砂);“砂土-泥岩接触带”分布区,主要发生突水(突泥);“粘土-泥岩接触带”分布区,少数发生压架问题(基岩薄时);”粘土-砂岩接触带”分布区,一般不会发生问题。建立了厚表土覆盖矿区”深部土-岩接触带“类型划分、压架突水(突砂、突泥)问题评价和预报系统工程地质方法。研究成果对提升我国煤矿工程地质基础研究、厚表土覆盖矿区煤层安全开采意义重大。 2100433B