晋煤集团煤矿十二五瓦斯治理规划Word格式.docx
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附表239
第一部分概述
一、前言
山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司（以下简称“晋城煤业集团”）属国有大型煤炭企业，确立了“亿吨基地、千亿规模、百年企业、能源旗舰”的愿景目标，正以科学发展观为统领，抢抓战略机遇，深化改革创新，加快科学发展，提升竞争优势，努力把企业建设成为主业规模大、体制机制活、创新能力强、经济效益高、生态环境美、跨区域、跨行业、跨所有制、跨国界、极具国际竞争能力的现代化能源旗舰型集团。
目前集团公司开采矿井有低瓦斯、高瓦斯矿井，以及一个煤与瓦斯突出矿井。
随着矿区向高瓦斯区的开采延伸、矿区产量的提高，各矿井的瓦斯涌出量越来越大，瓦斯问题是成为了限制矿区高产高效生产的主要问题。
二、集团“一通三防”概况
晋城矿区范围内煤层中瓦斯含量与煤层埋藏深度成紧密相关，煤层埋藏越深，瓦斯含量越高，呈“东低西高、南低北高”分布。
瓦斯原始赋存压力高，寺河井田一般在0.2～1.6MPa左右，局部可达到1.9MPa；
矿区西北部更高（潘庄井田内胡底小井揭露的煤层瓦斯压力高达3.3MPa），属国内罕见。
在2009年的瓦斯鉴定中，寺河矿西井为煤与瓦斯突出基本建设矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为474.27m3/min；
寺河矿东井、成庄矿、赵庄矿、寺河二号井、岳城矿为高瓦斯生产矿井，矿井绝对瓦斯涌出量分别为473.6、292.05、74.55、28.95、188.32m3/min，相对瓦斯涌出量分别为21.39、16.74、17.85、13.62、75.7m3/t；
古书院矿、凤凰山矿、王台铺矿、长平矿为低瓦斯生产矿井。
矿区郑庄、樊庄、柿庄和东大4个开发矿井均位于高瓦斯区。
晋城煤业集团坚持“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理方针下，在瓦斯抽采、通风及监测监控等瓦斯治理方面作了大量的工作，形成了“地面立井预抽、井下顺层抽采、大风量风排、瓦斯监测监控”的独特、行之有效、适合晋城矿区特点的立体式瓦斯治理体系，矿区瓦斯治理取得了显著成效。
三、总体规划方案
通过对晋城煤业集团煤矿“一通三防”工作“十二五”规划，构建具有足够通风能力和良好稳定可靠程度的通风系统，建立和完善现有矿井的地面和井下瓦斯抽采工程，完善提高安全监测监控系统，对瓦斯灾害的防灾、抗灾能力确保各矿安全、高产高效生产；
加强矿区内高瓦斯区煤层先期抽采能力和扩大抽采范围，为在建矿井和待建矿井实现抽掘采的合理衔接和预期投产奠定基础。
四、规划编制依据
（一）基本原则
1、认真贯彻建立“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯治理体系的要求。
2、以保证矿井安全为目的，抽采瓦斯兼顾矿区瓦斯综合利用和环境保护。
3、规划工程以满足相应各矿安全生产、并尽可能利用原有系统为原则。
（三）规划范围及内容
本规划的范围及内容为晋城煤业集团所属各矿井的通风、井下瓦斯抽采、监测监控、矿井防尘、矿井防灭火的重点任务、重点工程。
本规划的时间为“十二五”后五年，即2011-2015年。
第二部分瓦斯治理现状和存在问题
一、瓦斯治理现状
晋城煤业集团根据瓦斯赋存情况与涌出规律，在坚持“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”瓦斯治理的方针下，在瓦斯抽采、通风及监测监控等瓦斯治理方面作了大量的工作，形成了“地面立井预抽、井下顺层抽采、大风量风排、瓦斯监测监控”的独特、行之有效、适合晋城矿区特点的立体式瓦斯治理体系，矿区“一通三防”工作取得了明显成效，具体如下：
（一）矿井通风基本情况
晋城煤业集团所属矿井都建立了独立通风系统，实现了机械通风，主要通风机装置和反风设施符合质量标准要求。
生产水平、采区实行分区通风，采掘工作面采用独立通风。
无不符合要求的串联通风和扩散通风，矿井有效风量率和矿井各地点的风速均达到规定要求。
高瓦斯矿井根据开采工艺及通风瓦斯具体情况，先后在回采工作面创新了多巷通风为特点的多种通风方式：
寺河矿采用“三进两回偏Y型”的通风方式，成庄矿采用“U+L”、“U+u”通风方式，寺河二号井15#煤采面采用有别于寺河矿的“三进二回多巷”（见图1）通风方式。
低瓦斯矿井以“Ｕ”型通风方法为主，满足采煤工作面供风要求。
集团公司井下局部通风机全部实现了双风机双电源自动切换和“三专供电”，高瓦斯矿井掘进工作面推广了多巷掘进“全风压+短距离局部通风”通风方式，采用三巷或双巷平行掘进，一般情况每隔50米贯通一联络横川，巷道实现全风压通风，掘进独头巷道长度不超过100米。
图1 寺河二号井三进二回多巷通风方式
矿井风量满足生产需要，个别矿井通风阻力较大，受生产衔接影响有生产布置相对集中现象，造成局部地点通风阻力大，各矿井通风情况见表1。
表1矿井通风运行参数情况表
矿井
风井数量，个
总进风量，m3/min
有效风量率，%
矿井等积孔，m2
通风负压，Pa
最大通风流程，km
局部通风机台数
古书院矿
2
13035
90.05
5.27
3100
8.66
30
王台矿
1
7853
91.28
3.88
1200
9.67
8
长平矿
20607
94.50
6.68
2540
7.92
22
凤凰山矿
14815
87.76
6.90
2370
12.69
10
成庄矿
3
45402
93.74
19.13
2390
11.55
寺河东井
4
58553
93.00
21.64
3750
9.76
寺河西井
24398
92.00
8.29
3850
7.63
14
寺河二号井
7656
93.10
3.17
2580
8.70
赵庄矿
32048
95.40
10.87
3550
12.2
40
岳城矿
12355
96.00
4.52
2900
4.80
12
曲堤井
10210
98.00
6.33
1060
2.55
赵庄二号井
8838
93.2
5.33
1100
3.14
备注：
以上数据为2009年12月报表数据
（二）瓦斯抽采基本情况
1、寺河矿
寺河矿瓦斯抽采量558.286m3/min，矿井抽采率69.62%。
矿井现有3座抽采泵站，分别是东区井下抽放泵站、小东山井下抽放泵站和西区地面瓦斯抽放泵站。
东区井下抽放泵站：
共安装5台2BE1-705水环式真空泵，运行方式为“4开1备”，其中2台并联运行对东区采面进行预抽放，抽放纯量为115m3/min，另2台并联运行用于东一、二盘区采空区抽放，抽放纯量为23.5m3/min，1台备用。
小东山井下抽放泵站：
主要用于东四盘区工作面预抽放和东三、四盘区采空区抽放，共安装4台CBF-710A水环式真空泵，运行方式为1开3备，目前仅用于采空区抽放，抽放纯量为28m3/min，待小东山管道井建成后再运行预抽系统。
西区地面瓦斯抽放泵站：
主要用于西区、北区瓦斯预抽放，共安装6台CBF-710A水环式真空泵，运行方式为“4开2备”，分别用于西区¢
1米管路系统，服务于0802、西胶、西轨及三水沟区域，目抽放纯量为200.5m3/min；
530管路系统，服务于西风井井底闭墙、西回大巷和首采面区域，抽放纯量为97m3/min；
720管路系统，服务于东井区胡家掌区域、西轨东翼、北区及东气西送，抽放纯量为123m3/min（包括东气西送50m3/min重复计量）。
矿井在抽管路系统总长度近8万米。
其中东区井下抽放泵站系统分为预抽系统和采空区抽放系统，预抽系统主管路为PE630管，主要服务于东三、东四盘区，安装长度为3400米，干管主要为530、450管路，安装长度为11000米，工作面顺槽管路主要为PE400管路和少量的PE280管路，安装长度约26000米；
采空区系统主管路为530管，安装长度为3000米，支管路主要采用350管，安装长度约15000米；
此外东区还有东轨大巷东气西输SPE500管路5800米，上庄风井、管道井530排空管3200米。
西井区抽放系统管路为PE材质，总长约为16000米，主管路为直径1米，安装长度为2800米，材质干管主要是630、530管路，安装长度为2600米，支管路主要为400、280管路，安装长度为10600米。
2、成庄矿
成庄矿瓦斯抽采量153m3/min，矿井抽采率55.8%。
矿井现有3座抽采泵站，分别是1＃风井瓦斯抽采泵站、2＃风井瓦斯抽采泵站、3＃风井井下抽采泵站。
1＃风井瓦斯抽采泵站：
安装4台CBF710－2BG3水环式真空泵，其中2台运转，2台备用，各台泵之间安设分系统阀门，形成了采空区抽放与预抽两套系统。
预抽浓度42%，抽采量42m3/min；
采空区抽采浓度23%，抽采量20m3/min。
2＃风井瓦斯抽采泵站：
安装5台2BES-720水环式真空泵，分为预抽系统、采空区抽放系统。
预抽浓度42%，抽采量62m3/min；
采空区抽采浓度8%，抽采量12m3/min。
3＃风井井下抽采泵站：
安装3台CBF－630水环式真空泵用于采空区瓦斯抽放，安装2台CBF－380水环式真空泵用于钻孔预抽。
预抽浓度42%，抽采量26m3/min；
采空区抽采浓度8%，抽采量15m3/min。
成庄矿井田范围内地面瓦斯抽采井分三期工程共276口。
3、赵庄矿
矿井地面永久抽采泵站目前安装三套2BEC72型瓦斯抽采泵（共设计8台位置），运行方式为两用一备，一台服务本煤层抽采，抽采纯量6m3/min左右一台服务采空区抽采抽采纯量3m3/min左右。
安装有900mm预抽管路和560mm采空区抽采管路各一趟，井下管路长度均约3000米，井筒和地面预抽、采空区两种管路管径分别为1020mm和630mm，管路合计约1100米。
抽采支管路系统长度约7000米，管路选用355*16.9mm的PE管。
4、古书院矿
现拥有瓦斯抽放泵6台，其中ZWY60/90型泵2台、BZW60JY型泵4台。
可保证3个9号煤采面抽采瓦斯需要。
5、凤凰山矿
井下建有移动式抽采泵站，共有6台抚顺分院生产的ZYW60/90型移动式泵，可同时保证3个9号煤工作面使用。
6、寺河二号井
矿井目前拥有井下移动抽放泵站2座，分别是9号煤抽放泵站、15号煤抽放泵站。
9号煤抽放泵站：
位于西轨运输巷与西一回风巷的联络巷内，服务三盘区和四盘区采空区抽放，共安装4台BJW60YJ型水环式真空泵，运行方式为“2用1备1检修”，主管路为DN450聚乙烯管，支管路为DN280聚乙烯管。
瓦斯抽放纯量为20m3/min左右。
15号煤抽放泵站：
位于西辅助轨道运输巷与西二回风巷的联络巷内，服务15号煤本煤层抽放，共安装ZWY85/110型水环式真空泵2台，运行方式为“一用一备”，主管路为DN450聚乙烯管，支管路为DN355聚乙烯管。
7、长平矿
现井下有三处临时瓦斯抽放泵站，分别是1204瓦斯抽放泵站，二盘区瓦斯抽放泵站，四盘区瓦斯抽放泵站。
1204瓦斯抽放泵站采用2台煤炭科学研究总院重庆分院生产的BJW60YJ型移动式瓦斯抽放泵，1台运行，1台备用。
该泵在78KPa压力状态下的工况流量为60m3/min，泵的转速为420r/min，电机功率110KW，电压380/660v，耗水量6—12m3/h左右。
四盘区临时瓦斯抽放泵站，主要为四盘区工作面服务，四盘区临时瓦斯抽放泵站共安设2台ZWY-85型移动式抽放泵，一台运行，一台备用，抽放混合量30m3/min，抽放负压60KPa，抽放浓度12%。
二盘区临时瓦斯抽放泵站共安设2台CDF360-2BR3型移动式抽放泵，一台运行，一台备用，因二盘区无采面生产，当前处于停运状态。
抽放管路的管径为Ф350mm，管材采用聚乙烯管，利用快速接头连接。
现主要通过施工走向或倾向钻孔抽放采空区瓦斯。
8、沁秀公司岳城矿、坪上煤业
（1）岳城煤矿目前共建有三座抽放泵站:
2BEC62抽放泵站、CBF310抽放泵站和CBF410抽放泵站。
2BEC62抽放泵站共安装2BEC62型水环真空泵4台，目前三台运行一台备用，单机额定抽放量为260m3/min，单机功率为280KW，站内进气、出气主管均使用DN800mm螺旋钢管。
CBF310、CBF410抽放泵站均为采空区抽放泵站。
井下东、西翼回风巷安装三趟抽放管路，分别为710（预抽管路）、400（410泵站管路）、450（310泵站管路）；
管路长度分别为900米、1300米、300米。
（2）坪上煤业共建有两座抽放泵站:
2BEC72抽放泵站和CBF410抽放泵站。
2BEC72抽放泵站共安装2BEC72型水环真空泵6台，目前两台运行，单机额定抽放量为375m3/min，单机功率为450KW，工况负压为30KPa，抽放浓度为58%，工况混量约580m3/min，管路温度26℃，当地气压95KPa。
站内进气、出气主管均使用DN900mm螺旋钢管。
该抽放站日抽放瓦斯量为30～33万Nm3。
CBF410抽放泵站共安装CBF410型水环真空泵3台，单机额定抽放量为120m3/min，单机功率为315KW，抽放能力为30Nm3/min,目前已停运。
站内进气、出气主管均使用DN400螺旋钢管。
9、赵庄二号井
井下设计安装5台移动泵进行抽采。
（三）监测监控系统基本情况
晋城煤业集团各主力矿井都安装了先进的矿井安全监测监控系统。
近年来，集团公司本着“方便管理、相互监督、形成合力”的原则，制定下发了《晋城煤业集团安全生产监测监控系统管理办法》，构建起集团公司安全监测监控管理框架，形成了以机电部门牵头管理，通风部门业务对口指导、信息部门建设维护网络、安全部门对监管、监测队具体实施、生产队组全员参与的一个闭合的安装、维护、管理、监督、考核运行体系，做到相互监督、相互制约、相互促进。
2008年集团公司统一对各矿井监控系统进行了升级改造，按照AQ1029-2007的相关要求，增设了井上下监测地点各类传感器，系统实现了瓦斯电闭锁、故障闭锁及风电闭锁功能，具体情况为：
寺河矿、赵庄矿监控系统为重庆煤科院生产的KJ90N系统；
成庄矿、古书院矿、凤凰山矿监控系统为北京康斯培克公司生产的KJ31N森透里昂系统；
长平公司、王台铺矿监控系统为KJ86N，寺河矿二号井监控系统为江西煤研所生产的KJ65N系统。
从2003年起，为了加强安全监控系统的管理，集团公司投资建立了“瓦斯监测监控安全信息网络系统”，生产矿井已经连入集团远程监测监控网络系统，所有数据均实时传送到集团公司监控中心，实现了远距离、集中监控各生产矿井所有采掘工作面的通风、瓦斯等情况，为集团公司领导及各业务处室随时掌握了解各矿的通风、瓦斯等情况，提供了第一手现场资料，有效提高了集团公司对各矿井安全生产的科学管理手段，为集团公司的安全生产发挥了巨大作用。
2007年为了把瓦斯超限的实时报警监控信息及时、准确、详尽的传送到各级领导手中，集团公司又投资建立了“煤矿安全手机短信息告警管理系统”，系统通过GSM无线网络和智能手机，用专用服务器和移动公司专线，以短信为载体，将瓦斯超限报警信息、报警原因等实时发送到各级管理人员的手机，该系统的应用进一步增强了集团公司各级人员的安全管理理念，是一项行之有效的管理手段。
（四）防治煤与瓦斯突出情况
2007年寺河矿西井区因“5.20”煤与瓦斯突出事故被鉴定为煤与瓦斯突出矿井。
为强化现场管理，预防煤与瓦斯突出事故发生，２００９集团公司根据《防治煤与瓦斯突出规定》和矿区瓦斯地质赋存情况，下发文件，将所属高瓦斯矿井按照瓦斯压力和原煤含量赋存情况进行分级管理，其中，寺河西井按防治煤与瓦斯突出管理，寺河东井区、成庄矿、赵庄矿、沁秀公司岳城矿按预防煤与瓦斯突出进行管理。
各高突矿井根据文件要求，初步设立了防突机构，建立了防突管理制度，现场采取了区域防突措施和局部防突措施，配备了避难硐室、压风自救系统、反向风门等安全防护设施。
其中区域预测采用瓦斯含量法，瓦斯含量临界值为8m3/t，瓦斯压力临界值为0.74MPa；
局部防突检测采用钻屑指标法，K1临界值为0.5ml/（g·
min1/2），Smax临界值为6kg。
突出危险区域每循环检测10米，防突检测不超标按6.5米组织生产。
区域性措施主要有：
地面钻井预抽和井下区域递进式抽采，井下主要采用千米钻机、钻场掩护实施递进式抽放，保证各掘进区域均在抽放覆盖范围施工。
局部措施主要有排放孔、松动预裂、超前钻孔抽放等措施。
（五）现场管理基本情况
1、机构设置方面
古书院矿、凤凰山矿、成庄矿、寺河矿、赵庄矿、寺河二号井目前矿下设通风科（区），根据各自需要科下设通风队、防尘队、瓦检队、抽放队、监测监控队、通风调度等机构。
长平公司、沁秀公司设立了通风部门，所属矿井下设通风科（队），科下设各专业队组。
2、人员配备方面
寺河矿、赵庄矿、凤凰山矿、古书院矿、长平公司设有专职的通风副总，寺河二号井设了通风副矿长。
3、成立瓦斯治理专门研究机构
晋城煤业集团通风处成立了瓦斯治理研究室，各高瓦斯矿井成立了瓦斯研究室，建立了瓦斯实验室。
（六）“一通三防”装备基本情况
1、矿井通风方面
晋城煤业集团所属矿井共使用轴流式主要通风机44台。
局部通风中，高瓦斯矿井全部使用大功率对旋式局部通风机，各矿井下全部实现双风机双电源自动切换。
此外，井下主要巷道之间的风门实现了闭锁和开关遥讯，个别风门实现了自动开关。
2、安全检测方面
王台铺矿、凤凰山矿配备了防灭火检测装置，，装备使用了光干涉原理和催化原理的便携式甲烷测定器、一氧化碳测定器、硫化氢测定气等测量有毒有害气体仪器；
成庄矿、寺河矿、赵庄矿装备了瓦斯实验室，可及时检测矿井瓦斯参数。
3、瓦斯抽采方面
高瓦斯矿井均建有地面或井下固定式抽放泵站，低瓦斯矿井建有井下移动抽放泵站。
施工抽采钻孔主要使用的是煤科总院西安分院和重庆分院生产的系列钻机，寺河矿和成庄矿还使用了澳大利亚生产的千米钻机。
4、防治突出方面
主要使用瓦斯突出参数仪、防突仪器标准校验仪、电磁辐射监测仪、压风自救装置、手持气动钻机等装备进行危险性检测和采取局部防突措施。
此外，高瓦斯矿井下井人员全部配备使用化学氧自救器。
（七）基础研究情况
随着晋城煤业集团煤炭开采西移北上，晋城煤业集团矿井从低瓦斯矿井，发展到现在的低瓦斯、高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井并存的格局。
“一通三防”条件发生了很大变化，面对技术难点，我们加大矿井瓦斯治理研发力度，进行理念创新，创造性地提出“三级瓦斯治理”、“采煤采气一体化”等理念和方法。
同时开发创新出地面煤层气抽采、井下区域性递进式预抽采、双系统抽采、“三进两回偏Y型”等成套的瓦斯治理技术工艺。
2006年4月，与中国地质大学、中国矿业大学、中国石油大学、河南理工大学、中国煤炭科学总院西安分院、重庆分院“四校两院”合作建设煤层气开发工程产学研基地，开展了“晋城矿区煤层大裂隙系统的研究”、“煤层气井控制区域地质条件研究”等科研课题，编制了“煤层气数字化管理系统”软件，建成了“煤层气井自动监测监控系统”。
中国矿业大学、中国地质大学、河南理工大学的多批学生在基地进行了课程和毕业实习。
晋城煤业集团近几年来取得的科研成果主要有：
和煤科总院重庆分院共同承担了国家“十五”科技攻关课题“煤层气规模开发与采煤一体化研究”，致力于对寺河矿井下煤层气开发中的关键技术进行攻关，该项目获国家科学技术进步奖二等奖，获中国煤炭工业协会科学技术特等奖；
利用煤科总院西安分院生产的MK—6型全液压坑道钻机进行煤层长钻孔定向钻进工艺技术的研究，完成了国内最深的全煤层长钻孔，被录入第七批中国企业新纪录。
该项目获中国煤炭工业协会科学技术奖一等奖；
800m强力坑道钻机与大直径长钻孔瓦斯预抽放技术获中国煤炭工业协会科学技术奖一等奖。
此外，我们还全程观察了我国第一口被揭露的煤层气井CZ-024的揭露过程，得到了压裂井对煤层及煤层顶底板的伤害程度、压裂效果、固井质量等情况的第一手资料，为今后煤层气井位的布置和进行采空区煤层气地面抽采提供了依据。
二、存在问题
（一）矿井通风方面
1、个别矿井或采区衔接紧张，采掘布局不合理，局部区域供风困难，通风能力紧张。
（1）寺河矿井下通风设施受压易变形损坏严重，维护强度大。
（2）成庄矿四盘区开拓延伸，2#风井不能满足生产需要
（3）成庄矿二、三盘区进回风巷服务年限长，巷道变形量大，通风阻力过大。
（4）成庄矿四、五盘区局部地点通风巷道风速处于临界值。
（5）长平矿、王台铺矿生产能力与通风能力分布中存在局部不合理现象，导致部分采区通风能力衔接紧张
（6）王台铺矿生产布局比较分散，通风系统效率低，管理难度大
（7）古书院矿、凤凰山矿三个煤层同时开采，通风系统复杂、通风线路长，局部的配风较困难。
（8）赵庄矿井下生产头面集中，掘进头面多，部分区段风速超限。
2、未实现区域通风、进回风系统能力不匹配的多风井矿井，主要通风机效率难以发挥，通风能力紧张。
（1）寺河矿东风井、上庄风井、胡家掌风井进风不能分开，各风井互相制约，东风井能力无法全部发挥。
（2）寺河矿西井区虽然已形成三水沟风井区域与西风井区域分区通风系统，但由于两个分区尚未形成设计的永久通风系统，致使两风井主扇能力无法充分发挥，制约巷道开拓速度。
（3）寺河矿东一盘区无独立进风系统，制约盘区巷道开拓进度。
（4）寺河矿由于东五盘区瓦斯地质条件复杂，煤层原始瓦斯含量高，瓦斯涌出量大，东风井服务于东三盘区及东五盘区延伸存在供风能力不足问题。
（5）寺河矿二号井矿井1#、2#回风立井风量满足不了矿井扩能改造需要。
3、大型矿井随着开拓延伸，通风线路加长，造成风量和通风阻力不匹配，个别主要通风机临近极限运行状态。
（1）寺河矿西风井、三水沟风井、上庄风井、小东山风井通风系统系统通风阻力大，处于临界运行状态。
（2）成庄矿2＃风井主扇运行角度37.5°
，负压2320Pa，总回风量10500m3/min，已经处于极限运行状态。
（3）寺河矿二号井矿井1#、2#回风立井通风阻力大，通风距离长，已经接近主扇最大通风负压的90%，需采取降阻措施。
（4）凤凰山矿矿井南、北主要通风机运行时间长，检修次数多，稳定性下降。
4、通风设施构筑标准不高，自然损坏现象严重，井下内部漏风大。
（1）成庄矿综采工作面“两进两回”采空区压力大，永久密闭墙存在压裂漏瓦斯现象，大“U”巷道维护困难。
（2）成庄矿现有通风设施特别是风门和挡风墙不符合集团公司规定标准，抗灾能力差。
（3）古书院矿处于3号煤的一些矿井主要回风巷由于服务年限较长，巷道变形严重，需要维护的巷道较长。
（4）凤凰山矿井下通风设施点多面广，受压变形损坏严重，维护强度大。
（5）赵庄矿煤体松软，巷道
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