19保護(hù)煤柱留設(shè)規(guī)范(隔水煤柱)

1、貴州省甕安縣龍騰焦化有限責(zé)任公司銀堂煤礦保護(hù)煤柱留設(shè)及防水安全煤巖柱計(jì)算規(guī)范貴州天健礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司二0一六年三月十五日一、保護(hù)煤柱的留設(shè) （一）基本概念和參數(shù)1、巖層移動(dòng)角2、下沉系數(shù)（n） 3、圍護(hù)帶寬度（二）保護(hù)煤柱的留設(shè)方法二、防水安全煤巖柱的計(jì)算1、目的和意義2、計(jì)算公式13、保護(hù)煤柱的留設(shè)（一）基本概念和參數(shù)1、巖層移動(dòng)角指在充分采動(dòng)情況下，采空區(qū)上方地表最外側(cè)的裂縫位置和采空區(qū)邊界的連線與水平線之間在煤壁一側(cè)的夾角。符號(hào)為：下山移動(dòng)角P ；上山 移動(dòng)角丫 ；走向移動(dòng)角S ;急傾斜煤層底板移動(dòng)角 入；表土移動(dòng)角9。詳見附圖一。附圖一序號(hào)名稱符號(hào)取值范圍備注1下山移動(dòng)角P = 3

2、 - (0.6-0.7) aP與煤層傾角成反比。a為煤層 傾角2上山移動(dòng)角Y55-60 °3走向移動(dòng)角55-60 °4底板移動(dòng)角入55-60 °用于急傾斜煤層5表土移動(dòng)角45-50 °干燥土層取大值，含水土層取小 值巖層移動(dòng)角參數(shù)表附表1說明：因本公司下屬煤礦暫無實(shí)測(cè)巖移數(shù)據(jù)，表中數(shù)據(jù)僅供參考。2、下沉系數(shù)（n ） 指在充分采動(dòng)情況下，開采水平煤層時(shí)的地表最大下沉量與采高（多煤層開采時(shí)取累計(jì)采高）之比。在開采傾斜煤層時(shí)，由于上覆巖層大致沿 巖層法線方向彎曲，最大下沉區(qū)的移動(dòng)基本上是法向移動(dòng)，最大下沉量應(yīng) 為法向移動(dòng)量的垂直分量，因此，下沉系數(shù)等于最大下沉

3、量除以煤層傾角 余弦值與采高的乘積。下沉系數(shù)的大小與上覆巖層的堅(jiān)固性系數(shù)成反比, 與采煤方法、頂板管理方式和開采面積有關(guān)，與采深關(guān)系不大。序號(hào)下沉系數(shù)米煤方法頂板管理覆巖類型適應(yīng)范圍10.6長(zhǎng)壁式全部陷落法堅(jiān)硬輝綠巖、石灰?guī)r、石英巖、礫 巖、砂礫巖、砂質(zhì)頁(yè)巖20.6-0.8長(zhǎng)壁式全部陷落法中硬砂質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖、頁(yè)巖等30.8-1.0長(zhǎng)壁式全部陷落法軟弱風(fēng)化帶巖石、粘土巖、第三系 第四系表土層下沉系數(shù)表附表23、圍護(hù)帶寬度指建筑物邊界與保護(hù)邊界線之間的安全距離，一般取10-15m。（二）保護(hù)煤柱的留設(shè)方法1、當(dāng)建筑物、水體或其它保護(hù)對(duì)象的保護(hù)邊界線與煤層走向基本平行時(shí)，可直接參照附表1中的參數(shù)

4、確定保護(hù)煤柱邊界。作圖方法如附圖二。2、當(dāng)保護(hù)邊界線與煤層走向斜交時(shí)，應(yīng)根據(jù)附表1中的基巖移動(dòng)角求得垂直于保護(hù)邊界線方向（偽傾斜）的上山移動(dòng)角/和下山移動(dòng)角P / ,然后再確定保護(hù)煤柱邊界。計(jì)算公式如下:ctg f = Jctg2Y cos2 日 +ctg26 sin2 日ct =ctsi n&式中0 保護(hù)邊界線與煤層走向方向所夾的銳角;S、 Y、(3分別為走向方向、上山方向和下山方向的基巖移動(dòng)角，對(duì)于急傾斜煤層的底板移動(dòng)角入/,其計(jì)算公式與丫 /相同。作圖方法如附圖三和附圖四。3、在作剖面圖時(shí)，剖面線必須與建筑物保護(hù)邊界線垂直，而且應(yīng)沿建筑物縱、橫方向至少各作兩個(gè)剖面。4、若對(duì)某一巷

5、道進(jìn)行保護(hù)，則應(yīng)先沿巷道的縱向作一剖面，計(jì)算出巷道兩端的保護(hù)煤柱邊界。再沿巷道的橫向分別在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)各作一剖面，并將各個(gè)剖面在煤層上的交點(diǎn)投影到平面圖上，然后將平面圖上的交點(diǎn)用線段連接起來即可。5、若某一剖面與煤層走向大致平行，則該方向的巖層移動(dòng)角可直接按走向移動(dòng)角S取值。6、對(duì)于煤層群開采，則應(yīng)分別圈定各煤層的保護(hù)煤柱邊界，并繪制在平面圖中。若各煤層的產(chǎn)狀基本一致，則巖層移動(dòng)角可取相同數(shù)值。、防水安全煤巖柱的計(jì)算1、目的和意義 防水安全煤巖柱是評(píng)判在水體下采煤時(shí)，地表水是否會(huì)導(dǎo)通井下并構(gòu)成安全威脅的主要依據(jù)，留設(shè)防水安全煤巖柱的目的，是不允許裂隙帶波及水體。即防水安全煤巖柱的高度必須小于

6、或等于最高開采上限至水體最低標(biāo)高之間的高度。否則，就不能在水體下開采，應(yīng)按保護(hù)煤柱留設(shè)的方法留設(shè)保護(hù)煤柱。防水安全煤巖柱雖然是水體下開采的主要依據(jù)，但不是唯一依據(jù)。在進(jìn)行水體下采煤之前，必須對(duì)礦區(qū)水源、充水特征、上覆巖層富水性、礦井涌水量、巖溶分布、構(gòu)造斷裂形態(tài)、覆巖性質(zhì)等進(jìn)行充分的調(diào)查分析,并進(jìn)行專門的安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證，同時(shí)，應(yīng)編制專門的水體壓煤開采設(shè)計(jì)和安全技術(shù)措施報(bào)總公司審批后實(shí)施。2、計(jì)算公式 本公司多數(shù)煤礦的上覆巖層均為強(qiáng)或中等松散含水層（玉龍山組或飛仙關(guān)組地層），地表水體底部無粘土隔水層，而是直接與煤系基巖風(fēng)化帶接 觸（長(zhǎng)興組，中等含水層），因此，防水安全煤巖柱（H防水）應(yīng)大于

7、或等于 冒落帶高度（H冒）+導(dǎo)水裂隙帶高度（H 裂） +保護(hù)層厚度（H 保） +地表裂 隙帶深度（H地）+風(fēng)化帶厚度（H風(fēng)），即: H防水H冒+H裂+H保+H地+H風(fēng)水體l寸:專忌?口三5/芾«巖ft氏戲丁*匹i ”丫1）冒落帶高度H冒:（1）對(duì)于傾角為0-54。的薄及中厚煤層，且頂板為堅(jiān)硬巖層，采后能形成懸頂時(shí),H 冒二M(K -1 bosa式中：M煤層采高；K頂板冒落時(shí)的碎脹系數(shù)，一般取1.2-1.3;對(duì)于頂板覆巖為堅(jiān)硬、軟弱互層時(shí)，H （K_1吸式中：W頂板預(yù)計(jì)的下沉量。（3）對(duì)于厚煤層分層開采的煤層，冒落帶高度按附表3計(jì)算。頂板巖性巖石分類計(jì)算公式堅(jiān)硬石英砂巖、石灰?guī)r、砂質(zhì)頁(yè)

8、巖、礫巖LJ100送 mH 冒=±2.52.1瓦 m + 16中硬砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖L,100送 mH 冒=±2.21.7送 m + 19軟弱泥巖、泥質(zhì)砂巖H =100 瓦 mH 冒一±1.56.S m + 32極軟弱鋁土巖、風(fēng)化泥巖、風(fēng)化頁(yè)巖、粘土、 砂質(zhì)粘土,100瓦mH 冒二±1.27.0E m + 63厚煤層分層開采的冒落帶高度計(jì)算公式附表3注明：表中刀m累計(jì)采厚。公式中士號(hào)后面的數(shù)值取正數(shù)，下同。2) 導(dǎo)水裂隙帶高度H裂:(1)薄及中厚急傾斜煤層導(dǎo)水裂隙帶高度 H裂按附表4計(jì)算。薄及中厚急傾斜煤層導(dǎo)水裂隙帶高度計(jì)算公式附表4頂板巖性

9、計(jì)算公式冒落帶咼度堅(jiān)硬口100MhH 裂=±8.44.1h +133H 冒=(0.4 0.5) H 裂中硬、軟弱,100Mh 丄"H 裂=±7.37.5h +293H 冒=(0.10.5) H 裂注明：h回采階段垂高；M 煤層法線高度(真厚)。(2)厚煤層分層開采的導(dǎo)水裂隙帶高度 H裂按附表5計(jì)算。厚煤層分層開采的導(dǎo)水裂隙帶高度計(jì)算公式附表5頂板巖性計(jì)算公式堅(jiān)硬100E mH 裂-±8.91.2瓦 m + 2.0中硬10E mH 裂-±5.61.6送 m + 3.6軟弱100瓦 mH裂-3.1 送 m + 5.0極軟弱100瓦 mH ±

10、;3.05.0送 m + 8.0注明：表中刀m累計(jì)采厚；公式的適應(yīng)范圍：?jiǎn)螌硬珊駷?1-3m,累計(jì)采厚不超過15m，薄及中厚近水平、緩傾斜、傾斜煤層的導(dǎo)水裂隙帶高度也可按附表5中的公式計(jì)算。3) 保護(hù)層厚度H保:(1)近水平、緩傾斜、傾斜煤層的保護(hù)層厚度參照附表6傾角為054°的煤層保護(hù)層厚度參數(shù)表附表6頂板巖性 保護(hù)層厚度(m)松散層底部粘土 層厚度大于累計(jì) 采厚松散層底部粘 土層厚度小于 累計(jì)采厚松散層底部 無黏土層(河流)松散層全厚 小于累計(jì)采厚堅(jiān)硬4A5A7A6A中硬3A4A6A5A軟弱2A3A5A4A極軟弱2A2A4A3A注明：A =7 ; 刀m累計(jì)采厚；n分層層數(shù)，對(duì)于一次采全高的 n單一煤層n=1。（2）急傾斜（