11-近含水体工作面综放开采安全煤岩柱留设及安全回采厚度确定
特殊采煤与矿区环境治理
近含水体工作面综放开采安全煤岩柱
留设及安全回采厚度确定
许延春1，刘中华1，杜明泽1，郭文砚1，王
潇2，张星宇1
（1.中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京100083； 2.多伦协鑫煤业股份有限公司，内蒙古多伦027300）
［摘要］针对协鑫煤矿1708－1工作面近含水体（上覆砂砾岩含水层与边界浸入体含水层）安
全开采的问题，通过1703－1现场实测与理论分析确定了1708－1工作面开采的垮采比和裂采比，并根据安全煤（岩）柱的留设要求及基岩厚度，计算得出工作面的安全回采厚度。结果表明：1708－1工作面覆岩破坏垮采比的预计值为5.61，裂采比为12.21；考虑边界含水浸入体的补给，工作面的安全回采厚度为：“底砾区”（Ⅰ区）距第一开切眼100m 和100 240m 范围内安全采放厚度分别为3m 和6.71m ；工作面中部“底黏区”（Ⅱ区）240 530m 范围内安全采放厚度为9.51m ，530 730m 范围内为危险区域，需通过注浆改造等措施实现安全开采，采放厚度为2.7m ，730 1222m 范围内可通过限厚开采实现安全开采，限厚采放厚度为4.16m ；停采线附近“底砾区”（Ⅲ区）1222 1528m 范围内不予开采。
［关键词］
安全煤（岩）柱；安全回采厚度；限厚开采；浸入体含水层
［中图分类号］TD823.83
［文献标识码］A
［文章编号］1006-6225（2017）01-0080-04
Safety Coal and Ｒock Pillar Set and Safety Mining Thickness of Top Coal Caving Close Aquifer
XU Yan-chun 1，LIU Zhong-hua 1，DU Ming-ze 1，GUO Wen-yan 1，WANG Xiao 2，ZHANG Xing-yu 1
（1.Ｒesource and Safety Engineering School ，China University of Mining Technology （Beijing ），Beijing 100083，China ；
2.Duolun Xiexin Coal Industry Co.，Ltd.，Duolun 027300，China ）
Abstract ：To safety mining problems of 1708－1working face that close to aquifer （glutenite aquifer and intrude body aquifer ）of Xiexin coal
mine ，caving-production ratio and fracture-production ratio of 1708－1working face were determined by field measurement and theory analysis of 1703－1，then safety mining thickness was calculated by safety coal and rock set demand and basement thickness.The results showed that the predicted value of ca-ving-production ratio of 1708－1working face was 5.61，fracture-production was 12.21，based on water recharge of boundary ，the safety mining thickness of ‘bottom conglomerate zone ’（Ⅰzone ）were 3m and 6.71m ，respectively ，which the distance to the first open-off cut were 100m and 100-240m ，re-spectively.The safety mining thickness of middle part of working face ‘bottom sticky zone ’（Ⅱzone ）was 9.51m ，which the distance to the first open-off cut were 240 530m ，and the area that 530 730m was dangerous zone ，safety mining could be realized by grouting and so on ，mining-caving thick-ness was 2.7m ，and the safety mining of 730 1222m could be realized by finite thickness ，the thickness was 4.16m ，the ‘bottom conglomerate zone ’（Ⅲzone ）1222 1528m would not be mined.
Key words ：safety coal and rock pillar ，safety mining thickness ，finite thickness mining ，intrude body aquifer
［收稿日期］2016－07－21
［DOI ］10.13532/https://www.360docs.net/doc/f63774656.html,11－3677/td.2017.01.019［基金项目］国家自然科学基金煤炭联合基金重点项目（U1361209）；国家重点基础研究发展规划（973计划）资助项目（2013CB227903）［作者简介］许延春（1963－），男，河北唐山人，教授，博士生导师，从事特殊采煤的研究与教学工作。
［引用格式］许延春，刘中华，杜明泽，等.近含水体工作面综放开采安全煤岩柱留设及安全回采厚度确定［J ］．煤矿开采，2017，22
（1）：80－83.
矿井水害事故频发已严重制约我国煤矿的高产高效及安全开采［1］，而合理留设安全煤（岩）柱是近水体煤炭安全开采技术研究的重要内容，不仅可以实现安全生产，还可以提高开采上限，解放大量水体下压煤，提高矿井生产效率与经济效益［2］。
多伦协鑫井田一采区煤层露头区上部第三系覆盖层分布广、厚度大，开采将受到上覆第三系砂砾岩含水层威胁影响。国内学者许延春、张冰［3－5］等对协鑫矿区上方第三系砂砾岩含水层及黏土层特
性、覆岩破坏规律和保护煤柱留设方式做了大量研究，通过由留设防水安全煤（岩）柱开采变为留设防砂安全煤（岩）柱，为矿井带来了显著的经济效益，而且为解放水体下压煤积累了大量的实践经验。协鑫矿区1708－1工作面作为井田露头区工作面，在受上方第三系砂砾岩含水层威胁的同时，工作面东侧还受到火成岩浸入体含水层（简称“浸入体含水层”）的威胁。浸入体含水层水文地质复杂，富水性强，是对本采区浅部边界工作面开采
第22卷第1期（总第134期）
2017年2月
煤矿开采COAL MINING TECHNOLOGY
Vol.22No.1（Series No.134）
February
2017
构成主要威胁的含水层，尤其是工作面开采时出现突水事故的直接含水层
［6－7］
。合理留设安全煤
（岩）柱对工作面安全开采尤为重要。目前关于顶板安全煤（岩）柱的留设方法研究成果较多［8－9］，但对于受浸入体含水层和砂砾岩含水层综合影响下安全煤（岩）柱留设研究较少。本文在确定浸入体含水层边界基础上，合理确定安全煤（岩）柱的留设，并根据基岩厚度，计算出工作面安全回采厚度，对类似露头区工作面安全煤（岩）柱留设有一定的借鉴意义。1
1708－1工作面概况
1708－1工作面地面为河谷平原，主要为草地及
荒地。地面标高为+1260 +1275m ，呈现南北低、中部高形态。工作面位于一采区上山北翼，北部切眼处靠近矿井边界，为1706－1工作面东侧相邻工作面。1708－1工作面南北走向长1528m ，由于受煤层侧面浸入体含水层的影响，部分区段工作面的宽度减少。工作面分为两部分，第一部分工作面宽度60m ，走向长度729m ；第二部分东西倾向宽120m ，走向长度799m 。开采煤层为7号煤层上分
层，煤层底板标高+1030.32 +1076.65m ，厚度为5.08 20.60m ，埋深为183 235.8m 。工作面区域煤（岩）柱厚度35 105m 左右。7号煤抗压强度低（ 1.4 11.6MPa ），因此，将覆岩划分为软弱类型。1708－1工作面情况如图1所示
。
图1
1708－1工作面情况
2“底黏区”和“底砾区”划分
第三系地层底部局部为砂砾岩，局部为黏土，
将底部为砂砾岩的区域称为“底砾区”，而砂砾岩缺失并且厚层黏土层直接覆盖在煤系地层上面的区
域称为“底黏区”［10］
。“底黏区”黏土层厚度为0
56.86m ，于煤田东部露头区尖灭，平均厚度为18m 左右，该黏土层是矿井防止其上部含水层向工作面充水的关键隔水层，通过09－S1和09－S2孔取样黏土进行土工试验，综合分析认为该黏土层的天然含水率较低，渗透性不强，而且黏土的液性指数小于0，为坚硬半固结状态，具有良好的隔水性和比较差的流动性，对防止第四系砂层的溃砂十分有利［11－12］。
根据矿井27个钻孔柱状图，利用suffer 软件绘制第三系底部砂砾岩含水层厚度等值线图，其中1708－1工作面第三系底部砂砾岩含水层厚度等值线，将1708－1工作面划分为3个区域：无第三系上新统砂砾岩含水层的“底黏区”和两部分赋存有第三系砂砾岩含水层的“底砾区”。根据水文地质勘探结果，认识到1708－1工作面上方具备“底砾区”（Ⅰ区）的砾石厚度小于5m 正常情况为弱富水性。但是考虑到边界浸入体为强富水性含水体，
可能对上方砂砾含水层有补给，并且受采动影响底砾层富水性可能增强，因此确定“底砾区”自第一开切眼至240m 区段留设防水安全煤（岩）柱；1708－1工作面上方“底黏区”（Ⅱ区）具备留设防塌安全煤（岩）柱的条件，但是考虑边界浸入体含水层的影响，按防砂安全煤（岩）柱留设；停采线附近“底砾区”（Ⅲ区）砂砾层厚度大，按防水安全煤（岩）柱类型留设，如果小于工作面最小采高，则不开采。“底黏区”和“底砾区”的分布如图1所示。3工作面安全煤（岩）柱留设3.1
1708－1工作面“两带”高度预测
1708－1与1703－1工作面的地质条件基本相同，因此，通过对1703－1工作面的钻孔实测和通过经验公式对1708－1工作面的“两带”高度分别进行预测，以便准确地掌握覆岩破坏的两带高度。1708－1工作面覆岩属软弱类型，分别采用综放开采“垮高”及“裂高”经验公式和1703－1工作面实测值进行破坏高度预计，结果见表1。
由表1可见，导水裂缝带高度均大于基岩厚度，ZK －3，ZK －8和ZK311孔位置垮落带高度大于基岩厚度。
许延春等：近含水体工作面综放开采安全煤岩柱留设及安全回采厚度确定2017年第1期
考虑到地面“两带”钻孔实测是获得“两带”高度最可靠的方法，实测值与经验公式计算结果不表11708－1工作面附近钻孔“两带”高度预测
钻孔基岩厚
度/m
7号煤上
分层煤
厚（采
高）/m
按实测
预测垮
高/m
按公式
预测垮
高/m
按实测
预测裂
高/m
按公式
预测裂
高/m
ZK－386.7620.55115.29/250.92/
ZK－869.7320.60115.57503.13251.53506.47
12－D364.309.6554.1451.72117.83119.56
ZK31435.03 5.0828.5017.7962.0348.63
ZK31154.4215.6687.85152.87191.21270.56
一致时，应优先采用实测值，因此，通过对比分
析，采用“两带”高度实测结果来预测1708－1工作面覆岩破坏“两带”高度较为合理，最终取垮采比5.61，裂采比12.21。
3.2保护层厚度留设
据1708－1工作面钻孔揭露，工作面大部分区域第三系底部黏土层厚度大于10m，而第三系底部砂砾区含水层富水性弱。根据最小安全厚度法确定防砂安全煤（岩）柱保护层厚度为2.8A（A为采放总厚度），防水安全煤（岩）柱的保护层厚度为
2.7A。
3.3安全回采厚度计算
1708－1工作面煤层厚度分布不均，钻孔揭露煤厚为5.08 20.60m，为确保在开采过程中满足安全煤（岩）柱厚度，对于煤厚较大的区段需进行限厚开采。由于受到边界浸入体含水层的影响，因此提高安全煤（岩）柱的留设等级，开切眼及停采线附近“底砾区”（Ⅰ、Ⅲ区）留设防水安全煤（岩）柱；中间部分为“底黏区”（Ⅱ区）留设防砂安全煤（岩）柱，并根据安全煤（岩）柱的留设要求及基岩厚度，反算工作面安全回采厚度。3.3.1中部“底砾区”（Ⅰ区）留设防水安全煤（岩）柱
（1）防水安全煤（岩）柱垂高（H
sh
）应大于
或等于导水裂缝带的最大高度（H
li
）加上保护层
厚度（H
b
），即：
H
sh
≥H li+H b
（2）反算公式
1708－1工作面距开切眼附近“底砾区”（Ⅰ区）基岩柱厚度为95 105m。保护层厚度取2.7A，则最小安全回采厚度为：
H
sh
=12.21A+2.7A=14.91A≤煤层上覆基岩厚度
该区域分为2个部分：距第一开切眼100m范围内，基岩柱厚度为95 100m，计算可采高度为6.37m，考虑到位于煤层边界，水文地质情况不明，为“两带”发育最高的区域，因此本区域采
取只采不放的限厚开采，确定其最大采高为3m；在100 240m范围内，基岩柱厚度为100 105m 处，按照最小值100m计算得到回采厚度小于6.71m时是安全的，工作面内钻孔ZK－3揭露7号煤上分层的厚度为20.55m，因此本区域需限制采放总厚度，其最大采放总厚度为6.71m。
3.3.2停采线附近“底黏区”（Ⅱ区）留设防砂安全煤（岩）柱
（1）防砂安全煤（岩）柱垂高（H
s
）应大于
或等于垮落带的最大高度（H
m
）加上保护层厚度
（H
b
）：
H
s
≥H m+H b
（2）反算公式
1708－1工作面中部“底黏区”（Ⅱ区），保护层厚度取2.8A，则最小安全回采厚度为：
H
s
=5.61A+2.8A=8.41A≤煤层上覆基岩厚度
中部留设防砂安全煤（岩）柱的“底黏区”（Ⅱ区）中，基岩厚度的范围为35 105m，其中钻孔12－D3揭露基岩厚度为64.3m，钻孔ZK－8揭露基岩厚度为69.73m。“底黏区”（Ⅱ区）开采方案分为3个部分：在基岩柱厚度为80 105m处得到回采厚度小于9.51m时是安全的，工作面内钻孔ZK－8揭露7号煤上分层的厚度为20.6m，因此本区域需限制采放总厚度，其最大采放总厚度为9.51m；在基岩柱厚度为64 80m处，为浸入体含水层侵蚀区域，可进行注浆加固改造，如果通过注浆改造可以满足防水安全煤（岩）柱宽度的要求，则工作面可通过只采不放（采高2.7m）迅速通过该区域实现安全开采，否则工作面停产搬家，在第二段开切眼重新开采；基岩柱厚度为35 64m范围，计算得到回采厚度小于4.16m时是安全的，工作面内钻孔12－D3揭露7号煤上分层的厚度为9.65m，因此本区域最大采放总厚度为4.16m。3.3.3“底砾区”（Ⅲ区）留设防水安全煤（岩）柱
根据最小安全厚度法的规定，覆岩类型为软弱型，按分层开采的方法，保护层厚度取3.0A。
1708－1工作面停采线“底砾区”（Ⅲ区）基岩柱厚度为35 54.42m左右，其中钻孔ZK314揭露基岩厚度为35.03m，钻孔ZK311揭露基岩厚度为54.42m。在基岩柱厚度为35 54.42m处计算得到回采厚度小于2.30m时是安全的。工作面内钻孔ZK314揭露7号煤上分层的厚度为5.08m，由于工作面最小采高为2.7m，因此本区域不予开采。
总第134期煤矿开采2017年第1期
综上所述，1708－1工作面各区域采放厚度情况见表2。具体可根据工作面采前的煤厚探测结果，
进行调整。
通过以上计算分析，按煤层采放厚度将1708－1
表2
1708－1工作面的采放厚度
分区距开切眼附近“底砾区”（Ⅰ区）中部“底黏区”（Ⅱ区）
停采线附近“底砾区”（Ⅲ区）
基岩厚度/m 95 100100 10580 10564 8035 6435 54.42长度范围/m 0 100100 240240 530530 730730 12221222 1528采放厚度/m 3
6.71
9.51
注浆改造成功采2.7 4.16
不予开采安全煤（岩）柱类型
防水安全煤（岩）柱
防砂安全煤（岩）柱
防水安全煤（岩）柱
工作面划分为6个区域，得出工作面限厚开采综合分区图。
图2为1708－1工作面计算限厚开采分区示意
图
。
图2
1708－1工作面计算限厚开采分区
4结论
（1）通过水文补勘，确定了1708－1工作面上覆含水层为弱富水性，考虑边界浸入体含水层的补给，在“底砾区”满足留设防砂安全煤（岩）柱的条件下留设防水安全煤（岩）柱，在“底黏区”满足留设防塌安全煤（岩）柱条件下留设防砂安全煤（岩）柱。
（2）通过1703－1
工作面“两带”高度实测与经验公式计算的对比分析，确定了1708－1
工作面综放开采覆岩破坏的垮采比为5.61，裂采比为12.21。
（3）根据基岩厚度，反算得出1708－1工作面的安全回采厚度为：“底砾区”（Ⅰ区）距第一开
切眼100m 和100 240m 范围内安全采放总厚度分别为3m 和6.71m ；工作面中部“底黏区”（Ⅱ区）距第一开切眼240 530m 范围内安全采放厚度9.51m ，530 730m 范围内如果通过注浆改造满足防隔水煤（岩）柱宽度要求，则工作面可通过只采不放（采高2.7m ）迅速通过该区域实现安全开采，730 1222m 范围内限厚采放厚度4.16m ；停采线附近“底砾区”（Ⅲ区）1222 1528m 范围内不予开采。
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［责任编辑：张玉军］
许延春等：近含水体工作面综放开采安全煤岩柱留设及安全回采厚度确定2017年第1期
保护煤柱留设与防水安全煤岩柱计算规范标准
天健矿业集团股份 保护煤柱留设及防水安全煤岩柱计算规 天健矿业集团股份 二0一二年七月十五日
目录 一、保护煤柱的留设 (3) （一）基本概念和参数 (3) 1、岩层移动角 (3) 2、下沉系数（η） (4) 3、围护带宽度 (5) （二）保护煤柱的留设方法 (5) 二、防水安全煤岩柱的计算 (7) 1、目的和意义 (7) 2、计算公式 (7)
一、保护煤柱的留设 （一）基本概念和参数 1、岩层移动角 指在充分采动情况下，采空区上方地表最外侧的裂缝位置和采空区边界的连线与水平线之间在煤壁一侧的夹角。符号为：下山移动角β；上山移动角γ；走向移动角δ；急倾斜煤层底板移动角λ；表土移动角ψ。详见附图一。 附图一
岩层移动角参数表附表1 序号名称符号取值围备注 1 下山移动角ββ=δ-（0.6-0.7） α β与煤层倾角成反比。α为煤层 倾角 2 上山移动角γ55-60° 3 走向移动角δ55-60° 4 底板移动角λ55-60°用于急倾斜煤层 5 表土移动角ψ45-50°干燥土层取大值，含水土层取小 值 说明：因本公司下属煤矿暂无实测岩移数据，表中数据仅供参考。 2、下沉系数（η） 指在充分采动情况下，开采水平煤层时的地表最大下沉量与采高（多煤层开采时取累计采高）之比。在开采倾斜煤层时，由于上覆岩层大致沿岩层法线方向弯曲，最大下沉区的移动基本上是法向移动，最大下沉量应为法向移动量的垂直分量，因此，下沉系数等于最大下沉量除以煤层倾角余弦值与采高的乘积。下沉系数的大小与上覆岩层的坚固性系数成反比，与采煤方法、顶板管理方式和开采面积有关，与采深关系不大。 下沉系数表附表2
F6201综采工作面留设高压线铁塔基座保护煤柱安全技术措施
内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司 不连沟煤矿 F6201综采工作面留设高压线铁塔基座保护煤柱期间 生产专项记录 编制单位：综采队 编制日期：2011 年 04 月
（F6201综采工作面留设高压线铁塔基座保护煤柱全技术措施）审批会签单
F6201综采工作面留设高压线铁塔基座保护煤柱 全技术措施 一、概况 目前F6201综采工作面在辅运顺槽已回采至498m，为了保护F6201综采面采空区地面塌陷区220KV高压线铁塔基座，经领导研究决定，当F6201综采面推进548m，进风隅角距离地面高压线铁塔基座约37m时，在F6201综采工作面留设高压线铁塔基座保护煤柱，在F6201工作面辅运顺槽附近60m×20m区域不再进行放顶煤。 为严格贯彻落实生产技术部下达的关于留设高压铁塔基座保护煤柱的有关事宜，确保地面高压铁塔稳定，特制定本措施。 二、技术措施 1、当F6201综采工作面在辅运顺槽回采至548m时，各班组自120#-145#支架范围内严禁进行放煤作业； 2、当F6201综采工作面辅运顺槽回采至608m以后，经有关部门领导签字同意后，F6201综采工作面120#-145#支架范围内方可恢复正常放煤作业； 3、F6201综采工作面留设高压线基座保护煤柱尺寸位置详见附图一：F6201综采工作面留设高压线基座保护煤柱示意图（生产技术部下发）。 三、保障措施
为促使综采队各生产及检修班组在留设煤柱期间能严格贯彻落实本措施，特制定如下保障措施，各班组必须严格贯彻落实执行。 1、综采队验收员及各跟班队长、各班组长当F6201综采工作面在辅运顺槽回采至540m处时，必须在每班班前会及时提醒当班目前工作面推进位置，以便能准确确定辅运顺槽不放煤位置，确保煤柱留设达到工程部下达的有关要求。 2、各班组在生产过程中，支架工在移架完毕后，必须适当降低尾梁，及时伸出插板，防止留设煤柱区域顶煤大量进入后留。 3、各生产班组在放煤过程中，必须由指定专职放煤工进行放煤作业，其他无关人员严禁进行放煤作业，一经发现将对相关责任人进行严肃处理。 3、每班交接班后，必须由跟班队长或当班班长向调度室汇报当班接班放煤位置及交班放煤位置，由调度室做好放煤位置相关记录。 4、各班组交接班过程中，由交接班班组长、交班放煤工及接班放煤工确认放煤位置，并在综采队当班生产情况及放煤位置处签字确认后，方可进行交接班， 5、当F6201综采回采至辅运顺槽608m后，经有关部门领导同意后，F6201综采工作面120#-145#支架范围内方可恢复正常放煤作业；
防水煤柱的留设
防水煤柱留设设计说明兴仁县兴顺煤矿
防水煤柱留设设计说明 按照新颁布实施的《煤矿防治水规定》，结合本矿实际情况，防隔水煤（岩）柱的留设按下列进行。 相邻矿边界防隔水煤（岩）柱的留设 1.可采用垂直法留设，但总宽度不得小于40m。本矿内边界煤柱留设为20米。 2.应根据煤层赋存条件、地质构造、静水压力、开采上覆岩层移动角、导水裂缝带高度等因素确定。 1）多煤层开采，当上、下两层煤的层间距小于下层煤开采后的导水裂缝带高度时，下层煤的边界防隔水煤（岩）柱，应根据最上一层煤的岩层移动角和煤层间距向下推算（下图a）。 2）当上、下两层煤之间的垂距大于下煤层开采后的导水裂缝带高度时，上、下煤层的防隔水煤（岩）柱，可分别留设（下图b）。 多煤层地区边界防隔水煤（岩）柱留设图 H L—导水裂缝带上限；Ｈ１、Ｈ２、Ｈ3—各煤层底板以上的静水位 高度； γ—上山岩层移动角；β—下山岩层移动角；Ｌ１y、Ｌ２y—导水裂缝带上限岩柱宽度；Ｌ１—上层煤防水煤柱宽度； Ｌ2、Ｌ3—下层煤防水煤柱宽度
导水裂缝带上限岩柱宽度Ｌy 的计算，可采用以下公式： Ly= 10H L -H ×s T 1 ≥20m 式中： T s ——水压与岩柱宽度的比值，可取１。 断层带防水煤柱宽度的计算与留设 按《矿井水文地质规程》，在煤层位于含水层上方，断层又导水的情况下，防隔水煤柱的留设原则，主要应考虑两个方向上的压力。一是煤层底部隔水层能否抗住下部含水层水的压力；二是断层水在顺煤层方向上的压力。当考虑底部压力时，应使煤层底板到断层面之间的最小距离（垂距），大于安全煤柱的高度（H 安）的计算值，并不得 小于20m 。 计算公式为： 10+=Ts P H 安 αsin 安 H L =≮20m 式中：α—断层倾角（°）； L —防隔水煤柱宽度（m ）； P —静水压力（MPa ）； Ts —突水系数（MPa/m ）。 对于计算值小于20m 者，按20m 进行了留设；大于20m 者按实际
煤柱留设说明
xxx采面保安煤柱留设说明 一、xxx采面位置 xxx综采工作面位于一采区西翼，北部为5919采面未开拓区域；南部为5915采空区,东部为采区边界保护煤柱。xxx采面走向长度(运巷)：675m；倾向长度185m；煤层平均厚度2.8m。 二、xxx采面回采现状 xxx综采工作面相对应地面位置为四面山，地面均为荒山土坡，无大型建筑及水体，但有部分矿区公路、杨家沟部分河沟及少数居民将会受xxx采面回采的影响。现xxx运巷剩余可采长度77m，xxx风巷剩余可采长度118m，累计剩余可采煤量7.9万吨。 三、xxx采面保护煤柱留设依据 根据《煤矿安全规程》、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》，结合xxx采面的实际生产情况，采面地表矿区公路、河沟及居民房屋呈条带状分布，现根据《采矿工程设计手册上册》第七章保护煤柱留设设计第二节保护煤柱的留设方法来对xxx采面的保护煤柱进行留设,针对xxx采面本矿采用垂直剖面法留设保护煤柱，被保护对象的等级及围护带宽度的选择取定见下表：
不易确定者，可组织专门论证，并报省、直辖市、自治区煤炭主管部门审定。 垂直剖面法计算示意图：
如图可知： L--为需要留设保护建筑的总长度 L1--为建筑物的围护带宽度 L2--为表土层需要留设的宽度 L3--为基岩层需要留设的宽度 a--为表土层的移动角 a1--为基岩层的移动角 H--为表土层至基岩层的垂高 H1--为基岩层至煤层的垂高 则有：L=L1+L2+L3 =L1+H*cota+H1*cota1 结合xxx采面的实际回采情况及煤层赋存条件，xxx采面煤层沿煤层走向布置，煤层倾角变化不大，属于近水平煤层。相对地面建筑物为砖木、砖混结构平房或变形缝区段小于20m的两层楼房，属于矿区建筑物保护等级Ⅲ类，围护带取10m。 根据贵州煤安工程技术咨询服务有限公司提供的《龙凤煤矿扩建初步设计（变更）》说明书第四章第三节内容可知，表土段移动角取45°，走向移动角取70°。 由采掘工程平面图及井上下对照图可算出，xxx运巷河沟处距井下C9煤层的垂深为119m，其表土层取3m,基岩层有116米，xxx风巷河沟处距C9煤层的垂深为93m，其表土层取3m，基岩层有90m。 根据上述公式可得： xxx运巷需留设的保护煤柱为：L=L1+H*cota+H1*cota1 =10m+3m*cot45°+119m*cot70° =10m+3m+44m =57m
综放开采防水煤岩柱保护层的_有效隔水厚度_留设方法_许延春
第30卷第3期煤炭学报V o.l30N o.3 2005年6月J OURNAL OF C H I N A COAL SOC I ETY June2005文章编号:0253-9993(2005)03-0305-04 综放开采防水煤岩柱保护层的 /有效隔水厚度0留设方法 许延春 (天地科技股份有限公司开采所事业部,北京100013) 摘要:提出了/有效隔水厚度0的概念和保护层内隔水岩层折算有效隔水厚度的方法,建议了水体下综放开采时保护层的/有效隔水厚度0留设标准和评价方法. 关键词:综放开采;防水煤柱;保护层;有效隔水厚度 中图分类号:TD823149文献标识码:A D esign m ethods of the effective water-resisti ng thickness for the protective sea m of the water barrier i n full y-cavi ng m echanized coalm i ning XU Yan-chun (C oalM ining De part men t,T i andi S cience&Tec hn ology Co.L t d,B eijing100013,Ch i na) Abst ract:A concepti o n o f ffecti v e w ater-resisting thickness(E W T)and the converti n g m ethod fro m w ater-resisting layer th ickness to E WT in t h e protective sea m w ere presented.In additi o n,suggested the design i n g standar d and t h e eva l u ating m ethod of the protective sea m by E W T in the fully-cav i n g m echan ized coalm i n i n g. K ey w ords:f u ll y-cav i n g m echanized coa lm i n i n g;w ater barrier;protecti v e sea m;effecti v e w ater-resisti n g th ic k-ness 到目前为止,对于水体下综放开采防水安全煤岩柱的保护层厚度的留设尚没有明确的规定.如果参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(以下简称/三下采煤规程0)关于普采或综采分层开采条件下的规定进行留设与评价有时不尽合理.为此,本文提出了/有效隔水厚度0的概念以及保护层的/有效隔水厚度0留设、评价方法. 1防水安全煤柱保护层的留设方法 111防水安全煤岩柱的设计与留设[1] /三下采煤规程0留设防水安全煤岩柱的目的是不允许导水断裂带波及水体(图1),即H sh\H li+ H b,其中H sh为防水煤柱垂高,m;H li为导水断裂带高度,m;H b为保护层厚度,m. 112普采与分层综采保护层厚度的选取 对于缓倾斜和中倾斜煤层,/三下采煤规程0规定,防水安全煤岩柱的保护层厚度可根据有无松散层以及底部黏性土层厚度等情况按表1中的数值选取.例如,兖州某工作面为中硬覆岩类型,煤层平均厚度 收稿日期:2004-06-07 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50274042) 作者简介:许延春(1964-),男,河北乐亭人,博士,研究员.Te:l010-********.E-m ai:l yan chun_xu@to m1co m
残采工作面安全技术措施(标准版)
残采工作面安全技术措施(标 准版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0842
残采工作面安全技术措施(标准版) 我矿北翼C9煤下山段在2006年回采过程中，留下许多残余煤柱，现在为节约煤炭资源。经矿委会讨论，决定开采残余煤，但由于以前穿巷采巷道较多，煤层顶底板很不完整，不适合布置壁式工作面回采。现考虑将这局部地段布置残采工作面，利用巷道式进行回采。为保证回采工作安全顺利的进行，特编制此安全技术措施，请施工班组及相关人员认真贯彻学习并遵照执行。 一、残采工作面布置 从原C9煤暗斜井旁边开口，以340度的方位与原暗斜井方向平行顺煤层掘进，掘进至F2断层边綠，然后退出10米以250度的方位开口掘进，下山内留下的10米作为临时水仓。 后附：残采布置图 二、安全技术措施
一）、通风管理 1、局扇安设在C9煤运输平巷内距下山回风口10米以外的进风巷里，禁止吸循环风现象。 2.风筒吊挂平直，做到逢环必挂，风筒连接必须反压边，转角处必须使用骨架风筒连接,风筒不得漏风，距工作面距离不得超过5米，以保证工作面有足够的风量。严禁无风、微风作业。 3.加强通风管理，局部风机必须有专职人员看管，要保持通风机常开不停。无关人员不得擅自停机，若要停机时,必须经过技术负责人同意后方可进行。 4.局部通风机要装有风电、瓦斯电闭锁装置，停风能自动切断供风巷道内的一切电源。 5.由于停电或者其他原因造成局部通风机不能正常运行时，必须停止作业，撤出人员，切断电源。待恢复通风前必须检查瓦斯，当局部通风机及开关附近10米风流中瓦斯浓度不超过0.5%时，方可继续施工。 6.掘进局扇供风必须实行“双风机、双电源”管理，并能自动
保护煤柱留设标准
井田边界煤柱：30m；? 阶段煤柱：斜长为60m，若在两阶段留设，则上下阶段各留 30m；? 井田浅部防水煤柱：斜长为50m；?断层煤柱：每侧各为20m；? 工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；?斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m，两侧各为30m；?煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布 置在开采水平时，两巷水平间距为20m，垂距为10m，回风大巷上?方留斜长为20m的煤柱? 采区边界煤柱：20m；? 采区煤层上山：两巷中间为20m，两侧各为20m;?区段煤柱：斜长10m； 矿井煤柱留设? 煤矿开采中，确定合理的煤柱尺寸，其影响因素是煤层所受压力以及煤体强度。通常，煤层埋藏深度和厚度较大、围岩较软时，煤柱承受的压力就较大。煤柱强度主要取决于煤层的物理力学性质，并与煤柱的形状尺寸、巷道的服务年限及巷道支护情况有关。? 目前，尚无计算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠现场实际经验确定。 井田边界煤柱：30m；? 阶段煤柱：斜长为60m，若在两阶段留设，则上下阶段各留30m；?井田浅部防水煤柱：斜长为50m；? 断层煤柱：断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、含水情况，落差很大的断层，断层一侧的煤柱宽度不小于30m；落差较大的断层，断层一的煤柱宽度一般为10~15m；落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。? 工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；?斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m，两侧各为30m；? 煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布置在开采水平时，两巷水平间距为20m，垂距为10m，回风大巷上方留斜长为20m的煤柱? 采区边界煤柱：采区边界煤柱的作用是：将两个相邻采区隔开，防止万一发生火灾、水害和瓦斯涌出时相互蔓延；避免从采空区大量漏风，影响正在生产的采区风量。一般取10m；? 采区煤层上山：两巷中间为20m，两侧各为20m;? 区段煤柱：斜长10m；? 1、采区上（下）山间的煤柱宽度（沿走向）：对薄及中厚煤层为20m；对厚煤层为20～30m。工作面停采线至上（下）山的煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为20m；对于厚煤层约为30～40m。? 2、上下山区段平巷之间的煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为8～15m。对于厚煤层约为30m。?
煤矿安全煤柱留设报告
山西介休鑫峪沟煤业有限公司安全煤柱留设参数及留设量的报告 二〇一三年十月二十八日
关于山西介休鑫峪沟煤业有限公司安全煤 柱留设参数及留设量的报告 根据山西介休鑫峪沟煤业有限公司矿井兼并重组项目90万吨t/a 初步方案设计（变更）相关设计规定，我公司各类安全煤柱留设参数及留设量如下： 1．巷道煤柱 5号煤层(503、504采区巷道)： 1M H (2.50.6) S f += 式中： S 1—5号煤层巷道保护煤柱的水平宽度，m ； H —巷道的最大垂深，(井田西部503、504采区684m)； M —煤层厚度，m ； f —煤的强度系数。 1H M (2.50.6) 684(2.50.6 2.13) 35.9m f 2 S +?+?= = = 503、504采区巷道煤柱取40m 。 5号煤层(501、502采区巷道)： 1M H (2.50.6) S f += 式中： S 1—5号煤层巷道保护煤柱的水平宽度，m ； H —巷道的最大垂深，(井田东部501、502采区423m)； M —煤层厚度，m ； f —煤的强度系数。
1H M (2.50.6) 423(2.50.6 2.13) 28.2m f 2 S +?+?= = = 东部501、502采区巷道煤柱取30m 。 11号煤层： 1M H (2.50.6) S f += 式中： S 1—11号煤层巷道保护煤柱的水平宽度，m ； H —巷道的最大垂深，(井田西部属突水性危险区，暂不考虑开采，东部为483m)； M —煤层厚度，m ； f —煤的强度系数。 1H M (2.50.6) 499(2.50.6 2.49) 31.5m f 2 S +?+?= = = 取35m 。 由于9号煤层与11号煤层相距较近，因此保安煤柱参照11号煤层留设。 2.断层煤柱： 含水或导水断层防隔水煤柱的留设可参照下列经验公式计算： ≥20 m 式中 L --煤柱留设的宽度，m ； K --安全系数，一般取2-5，本设计取5； M --煤层厚度或采高， 5号煤层在F2、F3断层附近的煤层最大厚度分别为2.91m 和2.66m,由于9、11号煤层不在F2、F3断层附近开采，因此采取11号煤层在F5、F10断层附近的最大 P 30.5p L KM K =
石梯子西沟煤矿防水煤岩柱留设分析
石梯子西沟煤矿防水煤岩柱留设分析 发表时间：2009-11-25T09:53:26.030Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年7月上旬刊供稿作者：窦世文杜洪涛[导读] 在河沟下采煤的防水煤岩柱设计关系到矿井的安全生产和资源开发的合理性，需要在一定的理论指导下完成窦世文杜洪涛 (新疆煤炭设计研究院有限责任公司) 摘要：在河沟下采煤的防水煤岩柱设计关系到矿井的安全生产和资源开发的合理性，需要在一定的理论指导下完成。本文以石梯子西沟煤矿改扩建设计为例，通过分析覆岩破坏规律，分别计算各煤层开采后冒落带、导水裂隙带的最大高度和保护层高度，最终确定+1480m水平以上河沟下方必须留设防水煤岩柱，并采取必要的安全措施，为矿井改扩建设计提供了可靠的科学依据。关键词：防水煤岩柱冒落带导水裂隙带保护层安全措施中图分类号：TD823.8 0 引言 矿井水害事故是危及矿井安全生产的五大灾害之一，严重威胁矿井的安全生产。石梯子西沟煤矿井田范围内有两条河沟（呼图壁东沟和呼图壁西沟），每年5～11月有溪水流动，河沟底部距井田最上层煤层顶板间距为80m～370m之间，为矿井的开采带来了巨大安全隐患。在水体下采煤时必须采取适当防水措施，以保证开采过程中不发生灾害性透水事故，避免因矿井涌水量突然增大而严重地恶化井下工作环境。在处理水体下采煤问题时，主要考虑开采引起的覆岩中的裂隙是否互相连通以及互相连通的裂隙是否波及到水体。因此，分析覆岩破坏规律，特别是能够导水的冒落带和裂隙带的高度及其分布形态对防水煤岩柱设计至关重要[1]。 1 概况 1.1 矿井简介新疆准南煤田呼图壁县石梯子西沟煤矿始建于1996年6月，现生产能力90kt/a左右。采用主平硐、副立井、斜风井的开拓方式开采+1551m水平以上的煤层。目前+1551m水平以上只剩0.1Mt的储量，矿井急需向深部水平进行开拓。设计将原矿井主平硐扩建作为副平硐，在井田南部新建一立风井，在井田中部新建一主斜井，扩建后的设计生产能力为0.6Mt/a。 1.2 地层和地质构造井田内含煤地层为侏罗系中统西山窑组下段，受区域单斜构造，井田总体呈一向北缓倾斜的单斜构造，地层产状西缓东陡，井田范围内未发现有褶皱及断裂，属中等偏简单的构造类型。 井田内可采煤层4层（B1、B2、B3、B4）。其中B2、B3、B4煤层全区可采，为矿井主采煤层，平均可采总厚17.14m。煤层顶板和底板多为砂岩和泥岩。B2煤层与B3煤层平均间距11.07m，B3煤层与B4煤层平均间距5.11m，煤层倾角为8～14°[2]。 1.3 矿井水文地质情况石梯子西沟煤矿+1551m水平以上正常涌水量380m3/h，最大涌水量400m3/h，属涌水量较大的矿井。火烧区积水和河沟水是井田矿床充水的主要因素，火烧区主要分布在井田南部边界，由于季节性河流的补给，火烧区内蓄积了大量积水，对目前生产矿井影响较大。但由于煤层赋存倾角较小，在开采深部煤层时，只需留煤柱将火烧取积水隔离即可，必要时还可通过浅部已有工程对火烧区积水进行抽放。呼图壁东沟和呼图壁西沟贯穿整个井田，采煤过程中若形成大面积采空区，在陷落、冒落范围内有可能会出现暂时性地表洪流直接灌入矿井现象，将给矿井造成重大的损失。因此如何合理准确设计好防水煤岩柱，避免水灾事故的发生，确保开采的绝对安全是一项至关重要的工作[3]。 2 B2、B3、B4煤层防水煤岩柱分析 2.1 防水煤岩柱留设的总原则[4] ①防水煤岩柱留设必须做到科学合理、保证安全、提高资源利用率。②留设防水煤岩柱必须考虑地质构造、水文地质条件、煤层赋存、围岩物理力学性质、煤层组合等自然因素，还要与采煤方法、开采强度、支护形式等人为因素相适应。 ③多煤层开采，各煤层的防水煤岩柱必须统一考虑，以免某一煤层开采破坏另一煤层的防水煤岩柱，致使防水煤岩柱失效。上、下两层煤的层间距小于下层煤开采后导水裂隙带最大高度时，则下层煤的防水煤柱应从上层煤防水煤柱下边界按岩层移动角向下推算，否则，两层煤防水煤柱应分别留设。④在同一地点有两种或两种以上煤柱时，所留设的煤柱必须满足各个煤柱要求。⑤煤柱计算公式参数选择尽量用本地区资料，如果没有可以参照其他相邻地区资料，但应适当加大安全系数。 2.2 冒落带、导水裂隙带高度的确定采煤方法和顶板管理方法对覆岩破坏性的影响最大，特别是顶板管理方法，它决定着覆岩破坏的基本特征和最大高度。本矿采用全部陷落法进行顶板管理，这种方法使覆岩破坏最为充分，对水体下采煤相对不利。 B2、B3和B4煤层平均厚度分别为6.57m、4.81m和5.33m，倾角均在8°～14°之间，为缓倾斜厚煤层。由于未测定冒落过程中顶板的下沉值 式中：Hm——冒落带最大高度（m）；M——煤层采厚（m）；K——冒落岩石碎胀系数，取1.3；α——煤层倾角，取12°； 将具体数值代入上式中，可得B2、B3和B4煤层的冒落带最大高度分别为22.4m、16.4 m、和18.2m。 B3煤层上距B4煤层垂直距离为2.58m～7.81m，平均为5.11m；B2煤层上距B3煤层垂直距离为0.36m～ 20.60m，平均为11.07m。B3和B4煤层的最小垂距小于回采B3煤层的冒落带高度，B2和B3煤层的最小垂距小于回采B2煤层的冒落带高度。故B4煤层的导水裂隙带最大高度按B4煤层厚度计算，B3煤层的导水裂隙带最大高度按B3和B4煤层的综合开采厚度计算，B2煤层的导水裂隙带最大高度按B2、B3和B4三层煤的综合开采厚度计算，取其中标高最高者作为三层煤的导水裂隙带最大高度[4]。 式中：M1——上煤层采厚（m）；M2——下煤层采厚（m）；h1-2——上、下煤层之间法线距离（m）；y2——下煤层的冒高与采厚之比。 将具体数值代入上式中，可得B2、B3和B4煤层的开采厚度分别为11.96m、8.64 m、和5.33m 式中：Hli——导水裂隙带最大高度（m）；M—煤层采厚（m）； 将具体数值代入上式中，可得B2、B3和B4煤层的导水裂隙带最大高度分别为90.36m、55.19m和49.55m，取其最大值90.36m。 2.3 保护层高度的确定在B2、B3和B4煤层老采空区下松散层底部均无粘土层 式中Mi——第i层采高，M1=5.33m，M2=4.81m，M3=6.57m；n——层数，n=3将具体数值代入上式中，可得保护层高度为33.42m。 2.4 防水煤岩柱的设计结果在水体底界面至煤层开采上限之间所留设的防止水体溃入井下的煤和岩石块段称为防水安全煤岩柱。其垂高应大于或等于导水裂隙带的最大高度加上保护层高度（Hb）。即：Hsh≥Hli +Hb 式中：Hsh—防水安全煤岩柱垂高（m）；Hli—导水裂隙带最大高度（m）；Hb—保护层厚度（m）。
1721采煤工作面煤柱回采作业规程
普安县补者煤矿 1721采煤工作面残留煤柱回收的特殊安全技术措施 本着不浪费国家资源的原则，结合我矿实际情况，经矿领导、矿安委会研究，决定对1721采煤工作面残留煤柱进行回收。为此，我矿召开了煤柱回收专题会议，成立了煤柱回收领导小组，制定了残留煤柱回收的方案和特殊安全技术措施。现将具体情况汇报如下： 一、煤柱回收领导小组成员及职责 1、组长：吴西云 全面负责残留煤柱回收工作。 2、副组长：刘以合刘军 负责煤柱回收方案和措施的制定和落实，协助组长搞好煤柱回收工作，对煤柱回收工作直接负责。 3、成员：安全员、瓦检员和防突队成员 主要负责煤柱回收方案和措施的实施及施工过程中的现场管理工作，保证方案正确实施、工程质量符合标准要求，确保安全回收。 二、工程概况 所回收的煤柱为原1721采煤工作面残留煤柱，属17#煤层。在1721煤柱回采运输巷内指定地点开口，沿主平硐西侧保安煤柱的外边缘线掘巷至原1721运输顺槽，然后采用房柱式回采的方式对1721残留的煤柱进行全部回收。该工作面东部40 m处为主平硐，西部为1721工作面采空区。至地表垂直高度为90m～120m，对应地表主要为旱地和荒山，无农房和其它地物存在。（工作面平面布置图附后） 三、地质说明书 1、煤层情况 本巷所掘煤层为17-II煤层，17-II煤层位于二叠系上统龙潭组上段地层中，煤层较稳定。煤质为中灰、中硫、特低磷、高发热量、高熔灰分无烟煤。 17-II煤层，一般厚2.0～4.0m，中部有1-2层夹矸，结构简单。 2、煤层顶底板情况 本巷所掘的煤层顶底板完整，节理裂隙不发育，无明显的泥化现象，其稳
定性为中等至稳定。 直接顶：岩性主要为粉砂质泥岩、泥质灰岩、钙质泥岩、深灰色、硬度大、易碎、含动物化石，f：8-9。 老顶：岩性主要为粉砂岩，深灰色、坚硬、含炭化植物化石，贝壳断口，f：11-14。 直接底：细砂岩或粉砂岩、炭质泥岩、细砂岩或粉砂岩，为灰色、较硬，含植物化石。 3、水文地质 在该巷所掘范围内无富含水层，水文地质简单，预计局部存在裂隙水，水源主要由大气降水补给，对本巷掘进影响不大。 4、瓦斯地质、煤层自燃性和煤尘 2009年度矿井瓦斯等级鉴定为高瓦斯，矿井相对瓦斯涌出量23.13m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量 6.81m3/min；17＃煤层自燃倾向性等级为Ⅲ类，煤尘无爆炸性。17＃煤层按突出煤层管理。 四、工作面煤炭储量 本工作面走向平均长度20m，倾斜长度100m，采高2.2 m，煤层容重1.47t/m3，可采储量为0.65万t。 五、采煤方法及回采工艺 1、采用房柱式采煤法进行回收。 2、巷道布置：首先在1721煤柱回采运输巷内指定地点开口，沿主平硐西侧保安煤柱的外边缘线掘巷至原1721运输顺槽，然后沿煤层走向向1721采空区掘刮板机运输平巷至1721采空区，接着沿1721采空区按煤层倾向向上送巷5m，最后沿煤层走向掘进与刮板机运输下贯通，形成房柱，该房柱即为回采房柱。之后，留设4m煤柱，在该房柱的上侧另掘一个大小相同的房柱做为准备房柱。 3、准备房柱掘好之后，对回采房柱进行回采，同时沿倾向再掘准备房柱，每房柱之间留4m宽的煤柱。 4、回采工艺： （1）、落煤方式：爆破落煤。
7.3防水煤柱留设
7.3防水煤柱留设 7.3.1断层防水煤柱留设 因本矿井3号煤层开采时断层、陷落柱是奥陶灰突水的重要通道。 因此，必须对导水断层留设防水煤柱，防水煤柱的留设方法可依据《煤矿防治水规定》附录三的公式计算，本矿区含水或导水断层防隔水煤柱的留设方案如下： 由于本井内没有发现较大的断层，因此，本报告只考虑小断层的煤柱留设情况。当断层落差小于隔水层厚度（取3号煤层的99.09m ）时，含水或导水断层防隔水煤柱的留设参照经验公式计算： L=0.5KM P 3K P ≥20m (7-1) H a =S T P +10,L= αsin a H ≥20m (7-2) 式中：L —防隔水层煤柱宽度，m ； K —安全系数，一般取2～5； M —煤层厚度或采高，m ； P —煤层厚度或采高，m ； Kp —煤的抗拉强度，Mpa ； H a —导水裂隙带至含水层防水岩柱的厚度，m ； α—断层倾角，（°） 经以上公式（7-1）和（7-2）计算，所得结果取较大值为留设的防水煤柱宽度。 今后如在地质勘探和采掘活动后，发现有新的断层，矿方应按
照以上计算方法自行计算断层防水煤柱的宽度；对落差小于5m的断层应在探明去其导水性后，再确定是否留设防水煤柱或采取注浆加固措施。 7.3.2陷落柱保护煤柱留设 目前本矿井内尚未发现陷落柱，但不排除存在隐伏陷落柱的可能。陷落柱是奥灰突水的主要通道，为防止陷落柱突水事故，确保矿井安全生产，对导水陷落柱必须留设防水煤柱。现分述如下： ①导水陷落柱 对于一些导水陷落柱，如果所处的位置对回采影响不大，可以只留设保护煤柱而不封堵。这类落陷柱突水隐患很大，留设防水煤柱时一定要考虑其特征，做到万无一失。 首先，必须查明有无与陷落柱连通的导水断层。如果存在断层，即使断层距很小，也会作为突水通道将陷落柱内的水导入矿井，从而导致断层突水事态扩大。即使没有人为干扰的情况，突水通道也会在高压水作用下发生冲刷或扩容，随时有增大涌水、发生灾害的可能。因此，必须圈定陷落柱的突水边界。陷落柱的边界不等于突水边界，因为陷落柱在坍塌过程中或坍塌后的重力作用下，在柱体周围的脆性煤、岩层中形成大量的张裂隙，这些裂隙将成为良好的突水通道。一些陷落柱甚至内部完全充水不导水，而断层小裂隙发育的陷落柱周边环带反而成为导水的主要通道。 因此，确定陷落柱的出水边界，必须考虑周边裂隙的发育带，将其划在突水边界内。突水边界确定以后，可将突水边界视为一个断层
保护煤柱留设标准
井田边界煤柱：30m； 阶段煤柱：斜长为60m,若在两阶段留设，则上下阶段各留 30m； 井田浅部防水煤柱：斜长为50m；断层煤柱：每侧各为20m； 工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m，两侧各为30m；煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布 置在开采水平时，两巷水平间距为20m,垂距为10m，回风大巷上方留斜长为20m 的煤柱 采区边界煤柱：20m； 采区煤层上山：两巷中间为20m，两侧各为20m;区段煤柱：斜长10m； 矿井煤柱留设 煤矿开采中，确定合理的煤柱尺寸，其影响因素是煤层所受压力以及煤体强度。通常，煤层埋藏深度和厚度较大、围岩较软时，煤柱承受的压力就较大。煤柱强度主要取决于煤层的物理力学性质，并与煤柱的形状尺寸、巷道的服务年限及巷道支护情况有关。 目前，尚无计算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠现场实际经验确定。 井田边界煤柱：30m； 阶段煤柱：斜长为60m，若在两阶段留设，则上下阶段各留30m；井田浅部防水煤柱：斜长为50m； 断层煤柱：断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、含水情况，落差很大的断层，断层一侧的煤柱宽度不小于30m ;落差较大的断层，断层一的煤柱宽度一般为10~15m ;落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。 工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m，两侧各为30m； 煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布置在开采水平时，两巷水平间距为20m，垂距为10m，回风大巷上方留斜长为20m的煤柱采区边界煤柱：采区边界煤柱的作用是：将两个相邻采区隔开，防止万一发生火灾、水害和瓦斯涌出时相互蔓延；避免从采空区大量漏风，影响正在生产的采区风量。一般取10m；采区煤层上山：两巷中间为20m，两侧各为20m; 区段煤柱：斜长10m； 1、采区上（下）山间的煤柱宽度（沿走向）：对薄及中厚煤层为20m； 对厚煤层为20?30m。工作面停采线至上（下）山的煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为20m;对于厚煤层约为30?40m 2、上下山区段平巷之间的煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为8?15m 对于厚煤层约为30m
251采区安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法
251采区安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法： 1、防水煤（岩）柱种类； 本采区田地质构造较中等,无岩浆活动，井田内无河流。 根据本矿的煤层赋存特征，采区防水煤（岩）柱的种类确定如下： ⑴井田边界煤柱； ⑵井筒及大巷煤柱： ⑶采空区隔离煤柱； ⑷地面工业广场及村庄煤柱； ⑸断层煤柱 ⑹陷落柱煤柱 ⑺风氧化带煤柱 2、防水煤（岩）柱留设与计算结果 根据采区防水煤（岩）柱的种类，按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关规定留设煤柱。 ⑴田边界煤柱： 依据《采区初步设计》本矿留设20m。 ⑵副井广场： 副斜井、回风斜井均沿煤层反倾向掘进，地面工业广场煤柱保护等级确定为II级，围护带宽度确定为20m，按照表土层岩层移动角45°，基岩移动角73°进行计算。 最大垂深为（1350-880）=470，其中表土层按20m，基岩按450m，计算结果为158m，加上围护带的宽度20m。所以副井广场留设的煤柱
宽度最大为158+20=178米。 ③大巷煤柱： 本矿1030m水平运输大巷、辅助运输大巷均沿2#煤层附件布置，距离5#煤层45m，岩石为中硬，小于8-10倍煤层厚度(8-10M=60.48-70.56m)，所以需留设煤柱，根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》76、83条规定采用下式进行计算： S=2S1+2a f 0.6M) H(2.5 1+ = S 式中：a—受护井筒或巷道宽度的一半，（m），2.4 S—保护煤柱，（m） S1—保护煤柱的水平宽度（m） H—煤层距离巷道的最大垂深，（m）,最大65m。 M—煤厚，（m），平均7.56m f—煤的强度系数，10Rc 1.0 = f Rc—煤的单向抗压强度，Mpa,本矿煤性软，取10Mpa 则10Rc 1.0 = f=1.00 S1=21.4 S=2S1+2a2=21.4×2+2.4×2=47.6m 即1030运输大巷下侧需留煤柱47.6m，设计留设煤柱50m。 上侧最大垂深为45m,需留煤柱为40.4m，设计留设煤柱40m。 ⑶采空区隔离煤柱： 1159工作面积水面积15692m2，积水量别约37660m3当开拓其下
完整word版各类防隔水煤岩柱的尺寸要求计算
各类防隔水煤（岩）柱的尺寸要求 一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设 煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算： 1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时： H=H+H (3-1) bkf2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）： H=H+H (3-2) bLf式中H—防隔水煤（岩）柱高度，m；f H—采后垮落带高度，m；k H—导水裂缝带最大高度，m；L H—保护层厚度，m；bα—煤层倾角，（°）。 根据式(3-1)、式(3-2)计算的值，不得小于20m。式中H、H的计算，参照Lk《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。 图3-1煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图 二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设 含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计算： 3P≥20m L=0.5KM K P）；m式中：L—煤柱留设的宽度（；5K—安全系数（一般取2～）；M—煤层厚度或采高（m）P—水头压力（MPa）；
K—煤的抗拉强度（MPa）。P 图3-2含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图 三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤（岩）柱的留设 煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（图3-3），防隔水煤（岩）柱的留设要求如下： 图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱留设图1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤（岩）柱可按图3-3a、图3-3b留设。其计算公式为： L=L1+L2+L3=Hacscθ+HLcotθ+HLcotδ(3-3) 3-3c柱按图（岩）防隔水煤最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时，2. 留设。其计算公式为： L=L1+L2+L3=Ha(sinδ－cosδcotθ)+(Hacosδ+M)(cotθ+cotδ)≥20m(3-4) 式中L—防隔水煤（岩）柱宽度，m； L1，L2，L3—防隔水煤(岩)柱各分段宽度，m；
煤柱工作面初采初放安全技术措施(标准版)
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 煤柱工作面初采初放安全技术 措施(标准版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
煤柱工作面初采初放安全技术措施(标准 版) 一、概况 1303煤柱工作面为炮放工作面，井下位置位于我矿13采区中部，该工作面北切眼位置，南到设计停采线，西以DF9断层为界，东与1107工作面相邻（已回采），局部可能受到构造影响造成煤层厚度变小，给回采带来一定影响。 1303煤柱工作面切眼长度42m，平均坡度26°，工作面采用ZH2000/17/25F分体顶梁组合悬移支架及两梁五柱π型梁对棚联合支护。上、下顺槽均为U29支架支护。为保证工作面初采初放期间安全生产，特制定本安全技术措施。 二、技术关键点： 1、由于工作面切眼在掘进期间未沿底板，初采时工作面需压棚
找底，在初采前两排煤时，不得放炮作业，采取用手镐或风镐刷帮、落底方法压棚，压棚高度不得低于0.3m。从第三排开始根据工作面煤质软硬情况，采用手镐或风镐刷帮落底或进行放炮作业。 2、初采初放期间，只准放腰眼和底眼，每眼装药量规定：腰眼150~300g，底眼300~450g。正常采煤时上眼装药150g。一次拉炮长度为5～10m，如果煤质较软有流煤危险时采用手镐刷帮回采。 3、工作面上下顺槽均未沿底回采，在上下顺槽替棚时，采用在替棚时绞架落底方法，由里向外替棚。 4、工作面切眼内有两个抽放钻场，在初采前，派专人将钻场内2.6×2.4m工字钢棚替为2.6m红松圆木或半圆木配单体柱临时支护，小头直径160mm。 在初采过钻场期间，移架时，先将钻场范围内悬移支架前探梁伸出，全部托住钻场内棚梁后，摘除单体液压支柱，观察支护情况，无问题后方可移架。 三、安全重点： 1、加强工作面片帮管理，若出现片帮必须及时维护，严禁出现
保护煤柱留设标准
精品文档 井田边界煤柱：30m 阶段煤柱：斜长为60m若在两阶段留设，则上下阶段各留 30m 井田浅部防水煤柱：斜长为50m 断层煤柱：每侧各为20m 工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m,两侧各为30m煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布 置在开采水平时，两巷水平间距为20m垂距为10m回风大巷上方留斜长为20m 的煤柱采区边界煤柱：20m 采区煤层上山：两巷中间为20m两侧各为20m;区段煤柱：斜长10m 矿井煤柱留设 煤矿开采中，确定合理的煤柱尺寸，其影响因素是煤层所受压力以及煤体强度。通常，煤层埋藏深度和厚度较大、围岩较软时，煤柱承受的压力就较大。煤柱强度主要取决于煤层的物理力学性质，并与煤柱的形状尺寸、巷道的服务年限及巷道支护情况有关。 目前，尚无计算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠现场实际经验确定。 井田边界煤柱：30m 阶段煤柱：斜长为60m若在两阶段留设，则上下阶段各留 30m井田浅部防水煤柱：斜长为50m 断层煤柱：断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、含水情况，落差很大的 断层，断层一侧的煤柱宽度不小于 30m落差较大的断层，断层一的煤柱宽度一般为i0~i5m落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。 工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m，两侧各为30m； 煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布置在开采水平时，两巷水平间距为20m垂距为10m回风大巷上方留斜长为20m的煤柱采区边界煤柱：采区边界煤柱的作用是：将两个相邻采区隔开，防止万一发生火灾、水害和瓦斯涌出时相互蔓延；避免从采空区大量漏风，影响正在生产的采区风量。一般取10m 采区煤层上山：两巷中间为 20m两侧各为20m; 区段煤柱：斜长10m 1、采区上（下）山间的煤柱宽度（沿走向）：对薄及中厚煤层为20m 对厚煤层为20?30m工作面停采线至上（下）山的煤柱宽度：对薄 及中厚煤层约为20m对于厚煤层约为30?40m 2、上下山区段平巷之间的煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为8?15m 精品文档
保安煤柱管理制度
保安煤柱管理制度 为确保矿井安全，保障矿井保安煤柱的正常留设，不受破坏，特制定本制度。 1、保安煤柱的留设必须按《煤矿安全规程》和公司有关规定进行确定。并报公司总工审批。 2、严禁在保安煤柱中开掘巷道，更不能开采保安煤柱。 3、在保安煤柱附近开掘巷道，必须有导线和中线控制，并且及时反映上图；一旦发现巷道偏离中线，应及时进行纠正。 4、临近保安煤柱边界时，测量人员必须在巷道巷道明显标出该点距保安煤柱边界的距离，并报告矿总工程师。 5、一旦发现巷道进入保安煤柱，测量人员有权立即停止该掘进点的掘进工作。 6、不得以任何方式破坏保安煤柱（采下一层煤时，按塌陷角留设，不得破坏上层煤柱），如因边界变动而有巷道等情况，必须在煤柱内充填加固。与相邻矿井边界煤柱，每月至少如实调查一至两次并填写好相关记录，如发现问题及时报请上级审定。 7、及时填绘反映矿井实际情况和井上下对照图和采掘工程平面图，每月与有关单位和部门及时进行交换。 8、必须收集、调查和核对矿区、井田相邻边界范围内小煤窑和废弃的老窑情况，并在图上标出井筒位置、范围、开采层位、地质构造、采煤方法、采出煤量。保安隔离煤柱与大矿的空间关系，并搜集系统完整的采掘工作平面图及
有关资料，经过分析绘制到井上下对照图上。对已报废的小井的图纸和老塘积水体积等资料，必须存档备查。 9、相邻矿井之间，以及掘进巷道接近导水断层或者水淹区和积水巷道下采掘时，必须留设防水隔离煤柱，留设办法及尺寸按《矿井水文地质规程》及有关规定留设，并报局总工审批。 10、搜集系统完整的采掘工作平面图及有关资料，经过分析绘制好保安煤柱图。保安煤柱图要能体现实际有可靠的操作性，确保各保安煤柱完好及矿井安全生产。 合煤公司六矿 2011年5月28日