古城煤矿陷落柱发育特征及含导水性分析

因素的制约，为此，采用方案二，即补掘进、回风巷、更换矿井主要通风机。

5总结及建议
（1）矿井出现大单翼生产布局，通风系统路线较长，通过更换风机及补掘矿井主要进回风巷，一定程度上解决了矿井三、四采区生产时的通风问题，但是矿井通风阻力仍然偏大，仍需要采取相应的降阻措施。

要想从根本上解决矿井存在的通风问题，最好在工业广场内补打风井，降低矿井负压和漏风。

（2）通风系统改造之后，矿井风量和负压增大，相应的带来矿井漏风增加，通风部门一定要抓好通风设施的质量关，减少矿井内部漏风，与此同时排查治理矿井外部漏风，提高矿井有效风量率。

参考文献：
［1］张国枢．通风安全学［M］．徐州：中国矿业大学出版社，2000［2］张友谊等．矿井通风技术与发展［M］．北京：煤炭工业出版社，2008
［3］煤矿井工开采通风技术条件AQ1028－2006．［S］
［4］煤矿主要通风机站设计规范，GB－50450－2008．［S］
古城煤矿陷落柱发育特征及含导水性分析
魏茂生
(山东能源临矿集团古城煤矿，山东济宁272100)
摘要陷落柱对煤矿安全生产的影响较大，对采区及工作面的合理布置、采煤方法和采掘机械的选择增加困难。

另外陷落柱导致的突水具有隐蔽性、突发性、容易导通丰富的岩溶地下水，对矿井安全生产威胁较大，因此陷落柱的发育特征及含导水性分析意义重大。

关键词陷落柱发育特征含导水性分析
中图分类号TK163+．1文献标识码B
Abstract The collapse column on the influences of safety production in coal mine，the work of mining and reasonable layout，the coal mining method and mining machinery choice increase the difficulty．In addition to collapse column the water－inrush latent，sudden and easy to conduction rich karst ground-water，the mine production safety threat is bigger，so of collapse columns in the development characteristics and contain the hydraulic conductivity analysis is of great significance。

Key words Collapse column development characteristics including the hydraulic conductivity analysis
临矿集团古城煤矿位于山东省兖州市东北郊区，井田受滋阳、峄山两边界断层控制，区内断裂构造发育。

落差大于50m的大型断层20条，落差30 50m的中型断层30条，大中型断层密度约3条/km2。

1陷落柱发育特征及分布情况
古城煤矿自2001年投产至今共揭露陷落柱11个，陷落柱揭露前无征兆，一般没有倾向柱体的张裂隙或阶梯小断层，只看柱面会误判为断层。

1#陷落柱：2001年12月18日揭露，位于－760m 辅助水平1108轨道顺槽，高程－743m，长轴30m，短轴24m，揭露边缘。

充填岩性为：煤与块状中砂岩混杂，较松散，无水。

2#陷落柱：2003年3月10日揭露，位于505m水平1203面中部，高程－457m，长轴35m，短轴25m，推采揭露长轴。

充填岩性为：第四系粘土层、流沙、砾岩等，松散，有淤泥。

3#陷落柱：2006年2月28日揭露，位于－850m水
*收稿日期：2012－01－04
作者简介：魏茂生（1975－）男，大学本科学历，地质工程师，现任临矿集团古城煤矿生产技术科主任工程师。

平2108轨道顺槽上部，高程－933m，长轴31m，短轴24m，中间穿过。

充填岩性为：白色，中粗砂岩，较实，巷道底部有少量水涌出，约1m3/h．。

4#陷落柱：2006年5月11日揭露，位于－850m水平2108轨道顺槽下部，高程－983m，长轴31m，短轴29m，中间穿过。

充填岩性为：白色，中粗砂岩，较实，巷道底部有少量水涌出，约0．5m3/h。

5#陷落柱：2006年5月23日揭露，位于－505m水平矸石充填皮带巷，高程－567m，长轴31m，短轴24m，揭露边缘。

充填岩性为：中细砂－泥岩混杂，较致密，陷落柱边缘有渗水。

6#陷落柱：2007年1月29日揭露，位于－760m辅助水平1115轨道顺槽上部，高程－710m，长轴30m，短轴26m，顺槽掘进、工作面回采均揭露。

充填岩性为：煤与细砂岩混杂，较松散，无水。

7#陷落柱：2007年9月1日揭露，位于－850m水平2108面中上部，高程－923m，长轴33m，短轴22m，回采揭露并推过。

充填岩性为：煤与中砂岩混杂，较松散，顶板有淋水。

8#陷落柱：2009年4月12日揭露，位于－850m水平1315面下部，高程－777m，长轴20m，短轴12m，回采揭露并推过。

充填岩性为：中细砂－泥岩混杂，致
密，陷落柱边缘有渗水。

9#陷落柱：2009年10月289日揭露，位于－850m 水平2109面中部，高程－995m，长轴13m，短轴13m，回采揭露并推过。

充填岩性为：煤与中粗砂岩混杂，致密，无水。

10#陷落柱：2010年10月20日揭露，位于－1030m 水平3203轨道顺槽上部，高程－1030m，长轴30m，短轴19m，掘进时揭露。

充填岩性为：粘土、砂岩、角砂岩混杂，致密，无水。

11#陷落柱：2008年8月1日揭露，位于单家村矿越界区内，高程－702m，长轴40m，短轴33m，掘进时揭露，回采时部分推过。

充填岩性为：中细砂－泥岩混杂，致密，无水。

通过分析古城煤矿的地层及煤层分布特点、构造及水文地质以及井田内已揭露陷落柱的基本情况，分析认为古城煤矿陷落柱分布有以下特征。

1．1区域分布性
已揭露的陷落柱在井田西部及西北部，其中7个陷落柱位于构造相对简单区，8#、10#和11#陷落柱位于构造中常区，6#陷落柱位于小断层比较密集的区域。

1．2带状分布性
根据实际揭露的陷落柱的位置平面组合关系来看，1#、2#、3#、4#、5#、7#、9#陷落柱明显具有沿NW向断层F14－0呈密集带状分布的规律。

1．3构造控制性
古城煤矿构造以断层为主。

地层沿走向有波状起伏。

由于受断层的牵引，局部有小的短轴背斜和向斜出现，断层的展布规律：受南北向峄山断层和北西向滋阳断层所组成的“入”字型构造所制约。

井田内主要断层的展布方向以北西方向为主。

陷落柱的分布与主要断层的展布方向一致，且沿断层呈带状分布，说明井田的断裂构造控制陷落柱的发育。

2#陷落柱位于向斜轴部，并未发现陷落柱的分布与河流、冲沟等构造有必然联系。

1．4陷落柱内部物质特征
古城煤矿揭露的11个陷落柱具有独特的沉积建造，它不应仅视为岩层破碎、再堆积的简单过程。

根据实际揭露观察，陷落柱的沉积充填具有以下特征：（1）陷落柱内的充填物为煤系地层陷落的岩块，是岩石脱离原层位下移形成的，且冒落堆积是分期逐步向上发展的。

（2）内部堆积物杂乱无章。

（3）充填物多为泥砂物或煤屑、煤泥。

（4）柱内压实程度不等，有的较为密实，有的松散易冒落。

2陷落柱含导水性分析
陷落柱揭露后，为了查明陷落柱的边界及其含导水性，采用直流电法仪和瞬变电磁法进行了探测，对陷落柱的边缘位置、内部含水性、深部含水性进行了探测，查明了所有揭露的陷落柱均呈弱含水性，静止含水量不超过5m3/h。

古城煤矿水文地质条件简单，开采3煤层主要含水层为3煤顶底板砂岩裂隙含水层，该含水层为弱含水层，含水性不均一，实际揭露最大涌水量为21m3/h，一般掘进巷道中仅有淋水出现，1 3个月之内即可疏干。

井田水文地质条件属于简单类型，截止到2011年三季度末矿井涌水量实测为75m3/h。

不同的地质及水文地质条件，形成的陷落柱类型和特征也不相同，其含导水性差异也很大。

古城煤矿已揭露的11个陷落柱中，1#、2#、6#、7#陷落柱胶结程度较松散，但1#、6#陷落柱内不含水，说明1#、6#陷落柱因地质构造或地质运动等原因并未与强含水层直接导通，导致岩溶陷落柱导水能力丧失，或者无水可导。

2#陷落柱胶结程度松散，在向斜轴部，易积聚地下水，胶结物中有第四系粘土、流沙、砾岩等，说明向上导通了顶板砂岩裂隙含水层、第四系砂砾层松散孔隙含水层，但实际推采过程中无水。

7#陷落柱揭露时顶板有淋水，从胶结物看，胶结较松，并未发现第四系地层，也不存在底板涌水现象，所以认为淋水的水源应为3煤顶板砂岩裂隙含水层，经观察不到1个月就已疏干，实际推采过程中无水。

3#、4#陷落柱胶结较实，导水效果差，巷道揭露时有少量水涌出，涌水水源可能为太原组第三层石灰岩岩溶裂隙含水层、太原组第十下层石灰岩岩溶裂隙含水层，实际揭露经过约1个月就已疏干，推采过程中无水。

5#、8#陷落柱胶结较致密，不利于导水。

在溶洞塌陷形成陷落柱时，致使陷落柱围岩破碎导通含水层，陷落柱边缘有渗水，说明陷落柱边缘含水、导水，属边缘充水型陷落柱。

经观察时间不长就已疏干，实际推采过程中无水。

9#、10#、11#陷落柱胶结致密，不利于导水，实际揭露无水。

通过对已揭露陷落柱发育特征及含导水性分析，认为古城井田内陷落柱大部分是不导水或微弱导水疏干型。

3结束语
通过对陷落柱的分析，为采掘工作面过陷落柱提供了较可靠的地质依据，施工过程中做到超前预防，确保矿井安全生产。

参考文献：
［1］尹尚先，等．华北煤矿区岩溶陷落柱特征及成因探讨［J］．岩石力学与工程学报，2004，（1：）120 123
［2］郭惟嘉等．矿井特殊开采．煤炭工业出版社，2008。