新密市超化煤矿工业广场煤柱开采方案研究.pdf

分类号 U D C . 密 级 编 号 . 专业硕士学位论文专业硕士学位论文 新密市超化煤矿工业广场煤柱开采方案研究新密市超化煤矿工业广场煤柱开采方案研究 Research on the Coal Pillar Mining Scheme under Industrial Square of Chaohua Coal Mine in Xinmi City 2016 年 12 月 学位申请人学位申请人 何永胜何永胜 指 导 教 师 指 导 教 师 刘丰军刘丰军 副教授副教授 合 作 教 师 合 作 教 师 专 业 领 域 专 业 领 域 项目管理（建筑工程管理方向）项目管理（建筑工程管理方向） 学 位 类 别 学 位 类 别 工程硕士工程硕士 万方数据 独创性声明独创性声明 本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教育机构的其他 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名 . 日 期 . 关于论文使用授权的说明关于论文使用授权的说明 本人完全了解河南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校拥有 对所有学位论文的复制权、传播权、汇编权及其它使用权（特殊情况需要保密的 论文应提前说明，但在解密后应遵守此规定）。 需要保密的论文请填写 本学位论文在 年 月至 年 月期间 需要保密，解密后适用本授权书。（需要保密的学位论文无须向图书馆提供论文 的电子文档） 研究生签名 导师签名 . 日 期 . 万方数据 摘要 摘摘 要要 新密市超化煤矿为 1959 年建矿的老国有煤矿。矿井自投产至今将近 60 年时 间，截至目前矿井的资源已经枯竭。除工业广场以外的所有批准的可利用储量在 年底前采完，周围可利用资源较少，扩增储量的可能型较小，需要闭坑，矿井闭 坑前需要开采工业广场煤柱。 超化煤矿地面工业广场及周围分布着众多居民住宅、工厂等建筑物。因此需 就技术、经济、安全等方面展开对工业广场保护煤柱开采方案的研究。 首先，分析了工业广场保护煤柱的范围及可采储量，基于完全开采和部分开 采工业广场煤柱的出发点，提出三种不同的开采设计方案，分别从技术、经济角 度，分析了各方案的优缺点，对比研究得出采用两斜井开拓方式、工业广场煤 柱部分开采（可采储量为 50.5 万 t）时的开采方案，实现销售利润最大（8281.2 万元），为最佳的开采方案。 其次，分析了工业广场内井筒煤柱开采过程中所面临的主要问题，通过理论 分析，研究了防止井筒垮落、井筒渗水等几大问题的安全技术措施。同时，分析 了矿井的安全保障系统，提出了“六大系统”的建设管理方案。 文章的研究成果为超化矿闭坑前工业广场煤柱开采提供了理论依据和科学指 导 关 键 词工业广场；保护煤柱；开采方案；安全技术；经济评价 论文类型设计研究 选题来源其他（自选） 万方数据 Abstract AbstractAbstract Chaohua coal mine of Xinmi city is an old state-owned mine, which was founded in 1959. As of now, the resources have been exhausted because of production for nearly 60 years of mining. All approvals available reserves will be finished at the end of the year in addition to the reserves of industrial square, available resources around is less and amplification reserves may be smaller , as a result the mine is need to be closed, in addition, the coal pillar of industrial square need to be mined before the coal mine is closed. There are many buildings in the ground industrial square of Chaohua coal mine, such as residential buildings, factory buildings, etc. Therefore it need moreresearch on protective coal pillar mining scheme of industrial square in the aspecets of technology, economy and safety. First of all, this paper analyzes the protection scope and recoverable reserves of coal pillar of industrial square, and presents three different mining design scheme based on the starting point of fully mining and partial mining of industrial square coal pillar, also it analyzes the advantages and disadvantages of each scheme from the angle of technology and economy. It is concluded that using the mining way of two inclined tunnel and partial mining recoverable reserves of 505000 t can reach the largest sales profit82.812 million yuan, and ia is the best scheme. The second, the paper analyzes the main problems about the shaft coal pillar mining of industrial square, and researches the safety technical mearsures of two big questions about preventting shaft caving and seepage water. Also it analyzes the security systems of coal mine, and puts forward management solution in the construction of “six systems“. The article research can provide a theoretical basis and scientific guidance for coal pillar mining under the ground industrial square of Chaohua coal mine before it is closed. Keywords Industrial square; protection coal pillar; mining scheme; security technology; economic uation Dissertation type Design research Subject source Else 万方数据 目录 I 目目 录录 第第 1 1 章章 绪论绪论 ............................................................................................ 1 1 1.1 研究背景及意义 ................................................ 1 1.1.1 研究背景 ................................................ 1 1.1.2 研究意义 ................................................ 2 1.2 国内外研究现状 ................................................ 2 1.2.1 国外研究现状 ............................................ 2 1.2.2 国内研究现状 ............................................ 3 1.3 研究内容 ...................................................... 4 第第 2 2 章章 矿井概况矿井概况 .................................................................................... 5 5 2.1 自然属性 ...................................................... 5 2.1.1 位置交通 ................................................. 5 2.1.2 地形、河流、气象、地震 .................................. 5 2.1.3 地质特征 ................................................ 6 2.1.4 水文地质 ................................................ 8 2.1.5 工程地质 ................................................ 8 2.2 建设生产情况 .................................................. 9 2.2.1 井田范围 ................................................ 9 2.2.2 剩余资源储量 ........................................... 10 2.2.2 生产系统现状 ........................................... 11 2.3 本章小结 ..................................................... 13 第第 3 3 章章 工业广场煤柱开采方案研究工业广场煤柱开采方案研究 .................................................. 1515 3.1 煤柱开采原则 ................................................. 15 3.2 煤柱开采开拓方案比选 ......................................... 15 3.2.1 方案一 ................................................. 15 3.2.2 方案二 ................................................. 22 3.2.3 方案三 ................................................. 27 3.2.4 方案确定 ............................................... 31 3.3 采煤方法及设备选型 ........................................... 33 3.3.1 采煤工作面参数 ......................................... 33 3.3.2 回采工艺流程 ............................................ 33 3.3.3 顶板管理及采空区处理 ................................... 34 3.3.4 采煤工作面设备选型 ..................................... 35 3.3.5 通风系统设备选型 ....................................... 36 3.3.6 运输系统设备选型 ....................................... 36 3.3.7 排水系统设备选型 ....................................... 36 3.4 临时工业广场布置及巷道支护方案 ............................... 37 3.4.1 临时工业广场布置 ....................................... 37 3.4.2 主要硐室及巷道工程量 ................................... 37 3.4.3 巷道断面及支护方式 ..................................... 37 万方数据 河南科技大学硕士论文 II 3.5 生产能力及服务年限 ........................................... 38 3.5.1 工作面循环生产能力 ..................................... 38 3.5.2 工作面年生产能力 ....................................... 38 3.5.3 服务年限 ............................................... 39 3.6 本章小结 ..................................................... 39 第第 4 4 章章 安全技术措施及六大系统管理安全技术措施及六大系统管理 .............................................. 4141 4.1 安全技术措施 ................................................. 41 4.1.1 井筒煤柱开采的问题 ..................................... 41 4.1.2 井筒煤柱地质现状 ....................................... 41 4.1.3 井筒煤柱开采的安全技术措施 ............................. 42 4.2 六大系统管理 ................................................. 45 4.2.1 矿井监测监控系统 ....................................... 45 4.2.2 井下人员定位系统 ....................................... 45 4.2.3 井下紧急避险系统 ....................................... 46 4.2.4 矿井压风自救系统 ....................................... 46 4.2.5 矿井供水施救系统 ....................................... 46 4.2.6 矿井通讯联络系统 ....................................... 46 4.3 本章小结 ..................................................... 47 第第 5 5 章章 结论及展望结论及展望 .............................................................................. 4949 5.1 主要结论 ..................................................... 49 5.2 展望 ......................................................... 49 参考文献参考文献 ................................................................................................ 5151 致致 谢谢 ...................................................................................................... 5555 万方数据 第 1 章 绪论 1 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 研究背景及意义研究背景及意义 采矿工程是以自然资源为对象进行开采的，能为人类服务的资源是地球在漫 长的形成和演化过程中逐步形成的、在目前的条件下可以被人们利用的资源[1-3]。 人们利用这些资源来进行生产、生活和探索宇宙，以满足人们的生活要求和社会 发展。煤炭作为一种能源类资源，是从古生代（Pz）特别是石炭纪C以来由古代 森林由于地壳的升降，经过沉积作用，形成的一种含有有机碳元素的，可被氧化 成 CO2的并放出热量的岩层[4-7]。 该岩层在地壳表层靠近地表处有规律地不均衡分 布，受目前生产力水平的限制，地表以下 1500 米以浅具有经济利用价值[8-10]。凡 是成片连续发育有煤层的地域叫煤田。为了开采方便，把一块煤田按地质构造情 况划分为小的块段，在这个小的块段内建设井筒，进行开采，这个小的块段叫做 井田。当井田范围内的矿物的可采储量采完时，矿井就面临报废[11-13]。从矿井开 始回采边角煤柱，工业广场煤柱到矿井可采资源全部采完，井筒回填复耕的过程 为矿井闭坑过程，简称闭坑。 我国是世界上的产煤大国，同时也是煤炭资源消费大国，国民经济的乐观稳 步发展，使得能源需求量也不断增长，在能源结构中，我国煤炭资源消耗占到总 消耗量的六成以上。片面的追求经济利益，加之复杂的地质条件使得我国煤炭资 源损失严重[14-15]。据统计目前我国煤炭开采回收率仅为 40左右，其中“三下” 压煤占据很大比例，这其中建筑物下压煤数量最大[16-17]。为了保证煤炭资源的充 分开采，提高煤炭资源的回收率，近年也提出了一系列科学采矿、绿色采矿的理 念，致力于在保证安全、保护环境的前提下最大限度的开采煤炭资源，减少煤炭 损失[18-20]。 我国煤矿开采多采用井工开采，工业广场以及井筒下压煤量达到数千万吨， 从资源角度出发，回收工业广场等保护煤柱是必然要求[21-24]。另外在我国的河南、 山西等省份，存在着很多上世纪六七十年代的老矿井，近年来已进入资源衰竭期， 井田范围内仅剩下各种煤柱资源，只能依靠回收煤柱维持矿井运行，因此回收工 业广场保护煤柱也是势在必行。 1.1.1 研究背景研究背景 新密市超化煤矿为 1958 年建矿的老国有企业， 矿井自投产以来已经安全生产 了将近 60 年时间。矿井经过理念的建设和改造，生产系统健全，产量稳定，管理 制度健全，工作人员固定，矿井的一切系统和制度均符合煤矿安全规程要求 万方数据 河南科技大学硕士论文 2 和国家法律法规的要求。但是，因为连年开采，资源已经枯竭，工业广场以外的 所有批准的可利用储量基本采完，且矿井井型较小，周围可利用资源较少，扩增 储量的可能型较小，需要闭坑。矿井闭坑前需要开采工业广场煤柱，煤柱回收完 毕后关闭矿井。 1.1.2 研究意义研究意义 回收保护煤柱通常分为完全回收和部分回收，新密市超化煤矿属老矿井，工 业广场范围内设施完善，周围居民建筑物众多，采用何种煤柱回收方案，既能最 大限度的回收煤炭资源，又能达到最大的经济效益，是超化煤矿闭坑前继续解决 的技术问题。 因此，本文以超化矿为背景，通过理论分析等研究方法，展开对工业广场煤 柱开采方案的研究，以期在技术可行、经济合理、安全可靠的前提下，为超化矿 闭坑前煤柱开采提供理论依据和科学指导。 1.2 国内外研究现状国内外研究现状 工业广场保护煤柱开采，归根到底是“三下”采煤当中的建筑物下采煤问题， 工业广场保护煤柱开采的研究实质是为了平衡地下采矿与地面建筑物的关系，如 何在保证地面建筑物安全条件下，或合理解决地面建筑物的前提下，最大限度的 开采地下煤炭资源是研究的重点[25-27]。针对该研究方向，国内外众多学者也展开 了不同的研究，形成了一定的成果。 1.2.1 国外研究现状国外研究现状 德国学者 Niemczyk.o 于 1949 年出版了Bergsehadenkund，这是第一本具 有代表意义的关于开采沉陷的著作，根据现场实测，系统分析了地下开采引起的 地表移动规律[28]。 Palchik V 研究了房柱式开采时，采空区沉陷与上覆岩层性质的关系，并得出 了沉陷与岩层厚度的经验公式[29]。 Amanda、Sirivardan 等学者采用有限元和边界元法研究了采空区冒落的条件、 开采宽度、冒落高度与裂隙发育高度的关系[30]。 俄罗斯学者 A.A.Baryakh 等研究了动态条件下地表沉陷预测方法[31]。 印度 K.B,Sing 等学者基于新的观测手段，对地表沉陷形成机理、控制方法以 及预测方法进行了研究[32]。 上世纪 50 年代， 德国以及比利时学者展开井筒与工业广场保护煤柱开采的实 验研究。 万方数据 第 1 章 绪论 3 上世纪 60 年代以来，德国、英国、波兰等国家进一步研究了工业广场保护煤 柱开采方法，并取得了一定的成果[33]。 1974 年，西德学者针对不同的开采条件，分析井筒受采动影响的保护及加固 措施，提出了井壁外加固、井筒内设置滑动层、分隔缝以及可缩性木垫层的措施 [34]。 2001 年，美国学者 Brady 运用有限元数值模拟了井筒煤柱开采，并取得了预 期效果。 1.2.2 国内研究现状国内研究现状 我国自 19 世纪 70 年代开始了对井筒与工业广场煤柱开采的试验性研究，对 各种原因造成的井筒变形破坏进行了广泛研究，发展迅速，成果较多[35]。 吕泰和对井筒煤柱开采引起井壁附加应力状态测定问题进行探讨，给出了井 壁围岩附加水平应力场与井壁附加应力状态之间的关系式，为井壁附加应力测定 提供了方法[36]。 毕思文、张文泉、卢玉华等指出兖滕矿区立井井壁损坏的主要原因是深部土 层失水、土相对井壁产生下沉，造成井壁内“竖直附加应力”所致，其井筒破坏 主要发生在松散层底部含水层与基岩交界附近[37-38]。 吴怀俊对竖井井壁破坏应力进行了研究， 将引起井壁应力的因素分为 4 个因 素负摩擦力，内外壁温差、地压和井壁自重[39]。 戴华阳等以大黄山矿暗立井破坏为例，对釆动引起井筒穿过软弱层面处的应 力集中现象进行了有限元分析，揭示了井筒变形破坏的力学原因，预测了进一步 开采影响及其变形发展趋势[40]。 冯俊杰针对平煤集团香山公司副立井井筒出现的局部裂缝情况，分析了裂缝 产生的原因及处理方案，并探讨了预防井筒裂缝的对策措施[41]。 中国矿业大学吕恒林、崔广心[42]，对井筒治理进行了广泛的研究与试验，提 出了井筒破裂后的治理措施抢修加固、开卸压槽和注浆加固地层。 韦袆[43]采用多工作面联合开采的方法，对工广保护煤柱进行设计开采，取得 了较好的效果。虞岳明、戴华阳[44]采用分阶段对称跳采的方法对长广矿区六矿进 行煤柱开采，实践表明对井筒和建筑物的危害在可控范围之内。 耿道华，周大伟[45]为保证井下通道和井筒提升系统的安全，提出了全采与条 采相结合的开采方法。 我国矿井关闭后的通用做法就是煤炭采完以后设备拆除，井筒回填，人员分 流，工业广场复耕。 万方数据 河南科技大学硕士论文 4 1.3 研究内容研究内容 新密市超化煤矿工业广场周围分布着众多居民住宅、工厂，因回收工业广场 保护煤柱会造成矿井原有生产系统不能继续使用，且完全或部分回收煤柱会造成 地面建筑物的完全和部分破坏。为了提出技术可行、经济合理的开采方案，本文 通过理论分析等研究方法，展开对工业广场煤柱开采方案的研究，主要研究内容 如下 （1）工业广场煤柱开采方案研究 基于完全开采和部分开采工业广场煤柱的出发点， 提出三种不同的开采方案， 分别从技术、经济角度，分析了各方案的优缺点，通过方案比选确定最佳的开采 方案。这是本文研究的核心内容。 （2）工业广场内井筒煤柱开采的安全技术研究 井筒煤柱开采是工业广场煤柱开采的关键工作，基于已确定的工业广场煤柱 开采方案，采用理论分析的方法，分析了井筒煤柱开采的关键技术，并提出了针 对性的安全技术措施。 万方数据 第 2 章 矿井概况 5 第第 2 章章 矿井概况矿井概况 2.1 自然属性自然属性 2.1.1 位置交通位置交通 新密市超化煤矿位于河南省新密市超化镇境内，西北距超化镇 1.5km，有地 方柏油公路相连，超化镇与四周各市、县均通有柏油公路；向东北直距郑州市约 40km，区内有公路直达新密、登封、新郑和郑州等地市，矿井交通位置便利。见 图 2-1。 图图 2 2- -1 1 矿区交通位置图矿区交通位置图 Fig.2-1 The traffic location map of Chaohua coal mine 2.1.2 地形、河流、气象、地震地形、河流、气象、地震 本区地貌成因类型属构造剥蚀地貌，地貌单元为丘陵区，总体呈西北高东南 低之势。最高海拔标高 241.4m，最低 174.6m，最大相对高差 66.8m。绝大部分被 第四系黄土所覆盖，地面冲沟较发育。 本区属于淮河流域双洎河水系，大气降水汇集于低洼沟壑后于超化镇附近注 万方数据 河南科技大学硕士论文 6 入双洎河，往东经新郑到长葛南汇入淮河。矿区范围内无常年性河流及湖泊，区 内冲沟发育，有利于地表水的排泄。 本区气候属暖温带半干旱大陆性季风气候，年平均气温 9.1～14.6℃，最高达 44.6℃，最低为–18.2℃；年降雨量 381.3～1059.6mm，平均 606.2mm，降雨多集 中在 7、8、9 三个月，并常伴有雷电；年蒸发量 908～1976.2mm；年平均相对湿 度 60-70；风向主要为东南向、西北向和西南向，风力在冬春季最大，达 40m/s； 最大积雪深度 23cm（1964.12.31）；最大冻土深 20cm（1966.12.30）；霜冻期 11、 12、1、2 四个月。 据气象部门 1985-2008 年降雨量统计，年平均降雨量 658.4mm。降雨多集中 在夏季，约占年降雨量的 50。年平均蒸发量 1400mm。春、夏、秋三季以东风、 东南风为主，冬季多西北风。最大风速 18m/s。 本区抗震设防烈度为 VII 度。 2.1.3 地质特征地质特征 1 含煤地层 本区含煤岩系为石炭二叠系，由下至上依次为下二叠统太原组、中二叠统 山西组和下石盒子组及上二叠统上石盒子组。依岩性和含煤性不同划分为八个含 煤段。太原组称一煤段，山西组称二煤段，下石盒子组包括三、四、五共 3 个煤 段，上石盒子组包括六、七、八共 3 个煤段。含煤地层总厚约 700.90m，含煤 24 层，煤层总厚约 12m，含煤系数 1.80。可采煤层总厚 10.92m（仅据本矿区钻孔 揭露）。一煤段煤层数量较多，但除一1煤层外，其余均不可采（一6煤等少量煤 层偶见可采点）；二煤段含煤性最好，为本区主要含煤岩段，下部含煤 2 层，分 别称为二0和二1煤；二1煤层位稳定，厚度较大，属全区可采煤层；中二叠统下 石盒子组所含 3 个含煤段，仅偶见可采点，综合评价均不可采；上二叠统上石盒 子组的 3 个含煤段，可采煤层均不发育，偶见薄煤层（线）或尖灭为炭质泥岩和 含植物化石的泥岩层。 新密市超化煤矿位于超化井田的浅部，据钻孔揭露资料，矿区内含煤岩段仅 保留有一煤段、二煤段和三煤段，其它煤段均不同程度地被冲刷剥蚀。二叠系下 统太原组称一煤组， 为海陆交互含煤地层， 含煤 11 层， 厚 2.60m， 含煤系数为 3.5。 二叠系中统山西组称二煤组，为滨海相含煤地层，含煤 2 层，厚 9.00m，含煤系 数 12.2。其中一1煤层普遍发育，局部可采，二1煤普遍发育，全区可采，三煤 组以上煤层偶尔发育，基本不可采。 2 构造特征 新密市超化煤矿位于超化井田西北部浅部地带，属于超化背斜南翼东段倾伏 万方数据 第 2 章 矿井概况 7 端的一部分。该矿主要受一组 NW 向构造控制，即杨台逆断层、超化断层、超 化背斜，并分别构成新密市超化矿井的西部、东北部和北部边界。整个矿井煤系 地层呈一近东西走向的单斜构造，其中，矿井东翼倾角较为平缓，在 412之间， 向西则倾角逐渐变大，一般在 20左右，最大可达 25。据矿井揭露的构造地质 资料分析，该矿范围内地质构造条件较为简单，次一级构造极为少见，截至目前， 仅揭露了两条落差5m 的小断层。由于断层落差有限，基本不影响矿井的开拓布 置。 从超化井田来看，区域内有数条断距在 40m 以上的大、中型断层，并伴有褶 曲和滑动构造，小断层也较为发育，构造复杂程度接近于中等。但就新密市超化 煤矿来讲，除两条边界断层较大外，矿井范围内小断层也极为少见，且整个煤层 分布在超化背斜一翼，呈一单斜构造，因此其复杂程度应属简单型。 3 煤层特征 新密市超化煤矿含煤地层为太原组和山西组。其中太原组一1煤层普遍发育， 局部可采，山西组二 1煤普遍发育，全区可采，三煤组以上煤层偶尔发育，基本 不可采。现将可采煤层分述如下。 （1）一1煤层 一1煤层赋存于石炭系上统太原组底部 L1灰岩之下， 距上部二1煤层 75.17m， 该煤层位较稳定。总体近东西走向。新密市超化煤矿有 3 孔穿过该层位，均见一 1煤，煤厚 0.411.14m，平均 0.86m。仅在该矿东南部可采。该煤层大部分不含夹 矸，夹矸多为 1 层，局部 2 层，16-4 孔有一层夹矸，3604 孔有 2 层夹矸，夹矸厚 分别为 0.35m、0.13m，岩性为黑色泥、炭质泥岩。总体应为简单结构煤层；煤层 顶板为 L1灰岩，伪顶为黑色炭质泥岩，底板为铝土质泥岩。此煤层因硫分高，目 前不开才。 （2）二1煤层 二1煤层赋存于中二叠统山西组下部大占砂岩之下，距上部大占砂岩 6.39m、 砂锅窑砂岩约 60m，距下部 L8 石灰岩平均 12.07m。新密市超化煤矿内有 5 孔穿 过该层位， 均见二1煤。 二1煤层产状平缓， 产状变化幅度较小， 煤厚 3.624.20m， 煤层结构简单，不含夹矸，全区均可采。煤层老顶为大占砂岩（Sd），伪顶为黑 色砂质泥岩或泥岩。底板为二 1煤层底砂岩，伪底为黑色泥岩或砂质泥岩。矿井 西部二1煤层厚度较薄，多为 4.00m 左右，仅 3402 孔较厚为 9.14m。矿井东部二 1煤层厚度较大，多为 11.00m 以上，仅 3 孔厚度小于 5.00m。 二 1煤黑色，受构造影响，该煤多呈粉末状，少量鳞片状，金刚光泽，宏观 煤岩类型为半亮型或光亮型煤，煤的视密度 1.45t/m3，视电阻率在 80～315Ω/cm 之间。 万方数据 河南科技大学硕士论文 8 本区二 1煤属低灰、特低硫、低磷、低挥发分、特高热值贫煤，同时具有中 等软化温度灰。据此，本区二1煤层可作为动力用煤、悬浮床气化用煤及民用煤。 2.1.4 水文地质水文地质 矿井充水水源包括大气降水、地表水、地下水、构造水、老空水和封闭不良 钻孔水等几个方面，本矿井二1煤层矿床水文地质勘查类型应属三类二亚类二型， 即以底板岩溶裂隙充水为主的水文地质条件中等的煤矿床类型。 新密市超化煤矿自建矿以来，在开采二1煤过程中没有出现过大的涌水事故。 矿井涌水量 40m3/h，目前为 30m3/h 左右。充水水源主要是二1煤顶板砂岩裂隙水 和底板太原组上段 L7-8灰岩裂隙承压水，充水方式为顶底板淋入和渗入矿井。矿 井水文地质类型属中等。 矿井所处区域开采历史悠久，老窑较多，同时本矿的浅部也存在大量采空区， 这些老窑和采空区大多有一定量的积水， 在一定程度上也影响了矿井的正常开采。 根据矿井历年资料证实，矿井涌水量受大气降水影响不大。开采工业广场煤 柱时矿井涌水主要为顶板裂隙水和顶板淋水。预计该区域正常涌水量 2--3m3/h， 最大涌水量 5m3/h。 2.1.5 工程地质工程地质 1 瓦斯、煤尘 新密市超化煤矿确定为低瓦斯矿井。全矿井瓦斯绝对涌出量 2.68m 3/min，相 对瓦斯涌出量为 4.28m 3/t，全矿井二氧化碳绝对涌出量 3.03m3/min。 煤尘爆炸性试验结果为火焰长 20mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量 55％，具有 爆炸性。 二1煤层的吸氧量为 0.95cm 3 /g 干煤，煤的自燃倾向为 III 类（不易自燃）。 2 煤层顶底板 二1煤层顶板岩性多为直接顶（泥岩、砂质泥岩和粉砂岩等），偶见老顶（细、 中粒砂岩）和伪顶（炭质泥岩）。根据岩性及物理力学测试结果分析，二1煤层直 接顶板属中等稳定型。为中等冒落性顶板，生产中可出现冒顶、掉块、片帮等不 良工程地质现象， 故在开拓回采中， 二1煤矿坑应加强顶板的管理和维护管理工作。 二1煤层底板为深灰色致密页岩、砂质页岩，厚度 5.5m 左右，分布稳定。矿 区测试数据抗压强度平均 82268kg／cm 2，底板岩体质量分类为Ⅲ类，属中等稳定 岩层。 矿井现采二1煤层，井下观察和附近矿井调查，矿井顶板需要支护，多采用铁 棚支护和单体液压支护。采矿生产出现的工程问题主要有片帮、掉块、底（帮） 万方数据 第 2 章 矿井概况 9 鼓变形和局部冒顶等不良工程地质问题。掉块现象较普遍，片帮、冒顶主要发生 在顶板为泥岩、砂质泥岩和小断裂带附近。底（帮）鼓变形主要发生在底板为泥 岩、砂质泥岩的地