保護煤柱設(shè)計.doc

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1、****煤礦保護煤柱設(shè)計****煤業(yè)有限公司保護煤柱設(shè)計方案（2012）****地測科目錄7****煤礦保護煤柱設(shè)計一、保護煤柱留設(shè)目的和任務(wù)3二、保護煤柱設(shè)計參數(shù)3（1）移動角3（2）維護帶3三、保護煤柱留設(shè)的計算4（1）確定受護邊界4（2）確定松散層保護邊界4（3）確定保護煤柱邊界5四、設(shè)計成果6五、建議6附1：****煤礦保護煤柱留設(shè)尺寸表6附2：8#煤層保安煤柱圖6一、保護煤柱留設(shè)目的和任務(wù)7****煤礦保護煤柱設(shè)計保護煤柱是指專門留設(shè)在井下不予采出的、目的是保護其上方巖層內(nèi)部和地表的上

2、述保護對象不受開采影響的那部分煤體。留設(shè)保護煤柱是保護各類防水（沙）、上覆巖層和地面建筑、構(gòu)筑物不受開采影響。為了各煤礦能夠安全生產(chǎn)，避免因地下采礦引發(fā)的房屋裂縫、倒塌等威脅居民生命財產(chǎn)安全的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，我礦對所有煤礦井田內(nèi)的所有村莊范圍進行測繪、調(diào)查，對村莊保護煤柱重新進行測量設(shè)計。一、保護煤柱設(shè)計參數(shù)（1）移動角正確選取移動角是保護煤柱設(shè)計的關(guān)鍵。移動角是指在充分采動或接近充分采動的條件下，主斷面上臨界變形值的點和開采邊界的連線與水平線在煤柱一側(cè)所夾的角。磚石結(jié)構(gòu)房屋的臨界變形值為i=3m

3、m/m;k=0.2*10-3mm/m2;§=2mm/m。（2）維護帶保護煤柱留設(shè)時，由于地質(zhì)采礦條件的差異、移動角的誤差、井上下位置關(guān)系的不準確等因素，使得所留設(shè)的保護煤柱的尺寸和位置出現(xiàn)偏差。因此，留設(shè)的保護煤柱應(yīng)具備一定的備用尺寸。在地面上加維護帶加維護帶在煤層層面上加維護帶加備用尺寸（s=30-H/6,s為維護帶寬度,H為深度減小移動角2°-5°通過建筑物的角點做平行于煤層走向和煤層傾向的四條直線，倆倆相交的一矩形范圍。7****煤礦保護煤柱設(shè)計建筑物和構(gòu)筑物的保護等級維護帶寬度s(m)Ⅰ

4、20Ⅱ15Ⅲ10Ⅳ5三、保護煤柱留設(shè)的計算村莊和公路以及各類防水（沙）、建（構(gòu)）筑物受護范圍確定后，利用垂線法計算設(shè)計其保護煤柱范圍，然后按參數(shù)計算完成。（1）確定受護邊界根據(jù)國家有關(guān)規(guī)程，村莊房屋和一般公路屬于Ⅱ級保護，圍護帶寬度為15m。井田邊界煤柱：30m；井田淺部防水煤柱：斜長為50m；斜井井筒保護煤柱：兩井中間為30m，兩側(cè)各為30m；煤層大巷護巷煤柱：對近水平煤層，運輸大巷與回風(fēng)大巷布置在開采水平時，兩巷水平間距為20m，垂距為10m，回風(fēng)大巷上方留斜長為20m的煤柱；采區(qū)邊界煤柱：

5、20m；采區(qū)煤層上山：兩巷中間為20m，兩側(cè)各為20m;（2）確定松散層保護邊界從受護面積邊界向外量一段距離S，得松散層保護邊界。S的計算公式：S=h×ctgψ；式中：S為松散層保護邊界寬度；h為松散層厚度；ψ為松散層移動角。根據(jù)《保護煤柱設(shè)計規(guī)程》第1、2條，確定松散層移動角為ψ=45°。松散層厚度根據(jù)附近鉆孔資料及實測基巖高度確定。7****煤礦保護煤柱設(shè)計（3）確定保護煤柱邊界計算公式采用：；式中：q—上山方向垂線長度（m）；l—下山方向垂線長度（m）；Hi—地表各點埋藏深度（m）；h—松

6、散層厚度（m）；β′、γ′—斜交剖面下山移動角和上山移動角（°）；α—煤層傾角（°）；θ—受保護面積邊界，與煤層走向所交的銳角（°）。根據(jù)《規(guī)程》第22條規(guī)定，上、下山基巖移動角β、γ需化成計算方向上的β′、γ′，斜交剖面移動角的確定1、偽傾角α′用下列公式計算：tgα′=tgα×cosθ2、ctgβ′=ctgγ′=式中：β—該礦區(qū)上山移動角（°）；γ—該礦區(qū)下山移動角（°）；δ—該礦區(qū)走向移動角（°）。根據(jù)《保護煤柱設(shè)計規(guī)程》第1、3、2條及第1、3、4條本次計算保安煤柱用：β=69°；γ=7

7、2°；δ=45°。根據(jù)以上公式計算村莊房屋和公路保護煤柱范圍。依據(jù)村莊附近煤礦井下巷道實測數(shù)據(jù)，計算取煤層傾角。受保護面積邊界線與煤層走向所交的銳角～θ7****煤礦保護煤柱設(shè)計，在村莊附近煤礦開采煤層采掘工程平面圖上量取。松散層厚度h即房屋實測高程與基巖面高程之差值。四、設(shè)計成果通過本次工作確定了我礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)今分布的各村莊受護范圍，通過測量、計算基本確定了保證村莊安全所必須的煤柱邊界。并將村莊保護煤柱、村莊受護范圍展繪在煤礦采掘工程平面圖上及保安煤柱圖，為礦區(qū)的采掘提供了比較可靠的依據(jù)。五、建議

8、該礦在保護煤柱內(nèi)開拓、掘進巷道時，應(yīng)盡量采用較小的斷面和減小一次爆破裝藥量，以確保受保護對象免受爆破沖擊波和巷道報廢后垮落的損害。為減少壓煤損失，對于少量分散戶應(yīng)考慮遷移到附近較大村莊集中加以保護。地表黃土覆蓋層的厚度、煤層底板等高線的變化都直接影響村莊保護煤柱的范圍，在村莊保護煤柱附近采煤時，應(yīng)及時測量煤層底板標高，了解底板等高線的變化情況，若有的變化，應(yīng)及時向國土部門提出報告，以便及時進行必要修改，確保村莊安全。附1：****煤礦保護煤柱留設(shè)尺寸表附2：8#煤層保安煤柱圖7****煤礦保護煤