4第四章 保護煤柱的設計2008.10.9.ppt

1、柴華彬 測繪與國土信息工程學院 2008.10.12,礦山開采沉陷學,Mining subsidence,課程教學提綱,3,4,2,1,地表移動和變形規(guī)律,地表移動和變形觀測,保護煤柱的設計,5,建筑下采煤,7,鐵路下采煤,地表移動和變形預計,6,水體下采煤,4.保護煤柱的設計,1.1 概述,1.2 垂直斷面法,1.3 垂線法,4.保護煤柱的設計,上一節(jié)所講內容回顧,知識點二: 保護煤柱的定義,知識點三: 留設保護煤柱的優(yōu)缺點,知識點四: 設計保護煤柱的必要性,知識點一: 留設保護煤柱的目的,4.保護煤柱的設計,上一節(jié)所講內容回顧,知識點一: 留設保護煤柱的目的,4.保護煤柱的設計,上一節(jié)所講

2、內容回顧,知識點一: 留設保護煤柱的目的,4.保護煤柱的設計,上一節(jié)所講內容回顧,知識點一: 留設保護煤柱的目的,4.保護煤柱的設計,上一節(jié)所講內容回顧,知識點二: 保護煤柱的定義,4.保護煤柱的設計,上一節(jié)所講內容回顧,知識點三: 留設保護煤柱的優(yōu)缺點,缺點1: 煤炭資源浪費,缺點2: 采掘工作復雜,4.保護煤柱的設計,上一節(jié)所講內容回顧,知識點三: 留設保護煤柱的優(yōu)缺點,缺點3:局部礦壓集中，給礦井生產造成危害。,4.保護煤柱的設計,上一節(jié)所講內容回顧,知識點四: 設計保護煤柱的必要性,4.保護煤柱的設計,1.2 垂直斷面法,本節(jié)所講內容,4.保護煤柱的設計,怎么設計保護煤柱?,-保護煤柱

3、的留設原理,4.保護煤柱的設計,4.保護煤柱的設計,4.保護煤柱的設計,4.保護煤柱的設計,4.保護煤柱的設計,4.保護煤柱的設計,留設煤柱而呆滯的煤量Q為:,式中, -煤層的傾角;,-煤的質量密度,m-煤層厚度,A-平面圖上保護煤柱的面積,4.保護煤柱的設計,掌握幾個概念:,移動角,松散層移動角,圍護帶,4.保護煤柱的設計,正確選取移動角是保護煤柱設計的關鍵。 那么,什么叫移動角?,4.保護煤柱的設計,移動角-地表移動盆地主斷面上三個臨界變形值中最外邊的一個臨界變形值點至采空區(qū)邊界的連線與水平線在煤柱一側的夾角稱為移動角。 走向方向：；下山：；上山：；底板。,一般建筑物低于級損壞（裂縫寬度小

4、于4mm）。磚石結構房屋的臨界變形值為,4.保護煤柱的設計,4.保護煤柱的設計,什么叫松散層移動角?,4.保護煤柱的設計,松散層移動角-用基巖移動角自采空區(qū)邊界劃線和基巖松散層交接面相交于B點，B點至地表下沉為10mm處的點C連線與水平線在煤柱一側所夾的銳角，用表示。它不受煤層傾角的影響，主要與松散層的特性有關。,4.保護煤柱的設計,什么叫圍護帶?,4.保護煤柱的設計,保護煤柱留設時，由于地質采礦條件的差異、移動角的誤差、井上下位置關系的不準確等因素的影響，使得所留設的保護煤柱的尺寸和位置出現偏差。因此，留設的保護煤柱應具有一定的備用尺寸。加備用尺寸的方法如下:,4.保護煤柱的設計,目前在保護

5、煤柱設計中，一般在地面上加圍護帶，即根據建筑物不同的保護級別，從建筑物邊界向外擴展一定的范圍，作為設計保護煤柱的受保護邊界。,4.保護煤柱的設計,礦區(qū)建筑物和構筑物的保護等級,4.保護煤柱的設計,礦區(qū)建（構）筑物保護煤柱的圍護帶寬度,4.保護煤柱的設計,保護煤柱留設所需的資料： 1保護對象（如工業(yè)廣場、房屋、鐵路、立井等）的特征及使用要求，礦區(qū)的地質條件及煤層埋藏條件； 2符合精度要求的必要的圖紙資料，如井田地質剖面圖，煤層底板等高線圖，井上下對照圖； 3礦區(qū)地表移動參數以及斷層、背向斜等地質構造情況。,4.保護煤柱的設計,垂直斷面法設計保護煤柱的方法和步驟,4.保護煤柱的設計,4.保護煤柱的設計,如圖4-6，要設計一群重要建筑物的保護煤柱，保護等級為級，保護面積的平面形狀為矩形，面積為100m200m，長軸與煤層走向斜交,=60。煤層傾角a=30，煤層在保護范圍中央處的埋藏深度H0=250m地面標高為零，松散層厚度h=40m，煤層厚度m=2.5m。 該地區(qū)的移動角參數為：=55，=73，=45，,4.保護煤柱的設計,步驟： （1）沿煤層走向和傾向確定受護對象的邊界，按寬5-20m加圍護帶得受護面積邊界；