煤矿井下防水煤柱留设

煤矿井下防水煤柱留设
煤矿井下防水煤柱留设

煤矿井下防水煤(岩)柱留设

防水煤(岩)柱留设

1)防水煤(岩)柱的种类

本矿的防水煤(岩)柱的种类有:井田边界煤柱、防水煤柱等。

2)防水煤(岩)柱的留设原则

根据本矿的实际情况,确定防水煤(岩)柱的留设原则如下:

①防水煤(岩)柱的留设要与本矿的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩物理力学性质等自然因素密切结合,与采煤方法、开采强度、支护形式等人为因素相互适应;

②施工前,需要通过计算及开采经验留设足够的防水煤柱。

③同一地点有两种或两种以上留设煤(岩)柱条件时,所留设的煤(岩)柱必须满足各个留设煤(岩)柱的条件;

④对防水煤(岩)柱的完整性要求要绝对严格;

⑤防水岩柱中必须有一定厚度的隔水岩层或裂隙不发育、含水性极弱的岩层;

⑥防水煤柱的留设,在保证安全可靠的基础上,尽量降低煤柱的宽度与高度,提高资源利用率。

3)防水煤(岩)柱

①井田境界煤柱

井田境界煤柱一侧留20m。

②防水煤柱

必须严格遵照原则留设煤柱,确保安全。

科右中旗跃胜煤炭有限责任公司防水煤柱留设原则

2014年3月

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 =

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

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

数值模拟方法确定防水煤柱的合理留设

数值模拟方法确定防水煤柱的合理留设 当煤层开采靠近断层时,因煤层采动将造成地应力重新分布,断层带作为一个弱面可能发生断层活化。文章借助数值模拟来确定开采条件下的断层活化及防水煤柱的合理留设。本次数值模拟分析采用RFPA软件,即真实破裂过程分析(Realistic Failure Process Analysis)(简称:RFPA)。通过所建模型的计算与分析,展现了煤层开采时煤层周围岩石力学性质的变化及对断层的影响,确定了防水煤柱的合理尺寸。 标签:断层活化;数值模拟;防水煤柱;RFPA Abstract:When coal seams are close to faults,the stress distribution will be re distributed due to mining,and the faults will be activated as a weak surface. In this paper,numerical simulation is used to determine the activation of faults and the reasonable size of coal pillars under mining conditions.This numerical simulation uses RFPA,that is Realistic Failure Process Analysis. Through the calculation and analysis of the model,it shows the changes of rock mechanical properties around the coal seam and the influence to the fault during coal seam mining,and determines the reasonable size of the waterproof coal pillar. Keywords:fault activation;numerical simulation;waterproof coal pillar;RFPA 当煤层开采接近断层时,地应力将重新分布,而断层作为一个软弱面,可能发生活动,即为断层活化。开采条件下的断层活化及防水煤柱的合理留设可借助数值模拟来确定。 本次数值模拟分析采用RFPA软件,即真实破裂过程分析(Realistic Failure Process Analysis)(简称:RFPA),RFPA软件是基于真实破裂过程分析方法研发的一个能够模拟材料渐进破坏的数值试验工具。 1 RFPA程序流程 RFPA程序的工作流程主要由实体建模与网格划分、应力计算及基元相变分析三部分完成,在RFPA系统运行过程中,对每一步应力、应变的计算均采用全量加载,计算步之间相互独立。 2 數值模拟过程及成果分析 2.1 建模 (1)数值模拟模型

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

1114工作面防水煤柱留设设计

1114工作面防水煤柱留设设计 编制单位:生产科地质组 编制日期:2012年03月20日

会审意见 会审单位及人员签字 生产科(地测):年月日生产科:年月日安检科:年月日机电科:年月日调度室:年月日副总工程师(地测):年月日总工程师:年月日

一、存在主要问题 二、落实意见

1114工作面防水煤柱留设设计 本矿井1114工作面位于I 采区轨道上山西翼方向,相邻矿井是梁洼煤矿已结束多年的采空区,其内储存大量老空水。XXXX 井田与XXXXX 井田均采同一煤层(二1煤),分界线为人为边界,且XXXX 位于浅部,XXXX 井田位于深部。根据调查,该采空区上限标高+400m ,下限标高+260m ,为保证1114工作面安全回采,根据煤矿防治所规定,1114工作面防隔水煤柱按人为边界及水淹区或老空积水区下采掘两种情况进行计算,具体如下: 一、按照相邻矿井人为边界防隔水煤柱的留设: 1、导水裂缝带上限岩柱宽度Ly 的计算:(煤矿防治水规定附录三第八条) l y H-H 1 L 20m 10Ts = ?≥ L y :为所求的导水裂缝带上限岩柱宽度,m; H :为煤层底板以上的静水位高度,根据采空区上限标高+400,下限标高+260,计算出静水位高度为140,m ; H l :导水裂缝带最大值,m ; (1)按照坚硬岩层的计算:(地质测量规程矿井水文地质规程导水裂缝带最大值坚硬岩层计算公式) l 100m H = 11.22.4n+2.1 + n :为多煤层开采层数,本矿井是单煤层开采,取值为1; m :为煤层厚度,本矿井煤层厚度为5,m ; l 100m H = 11.22.4n+2.1 +

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;

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。?

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)。

防隔水煤柱留设设计方案

防隔水煤柱留设设计方案 Prepared on 24 November 2020

晴隆县中营镇仁禾煤业有限责任公司 防隔水煤柱留设设计方案 仁禾煤矿地测科 2015年4月5日 防隔水煤柱留设设计方案 一、矿井概况 晴隆县中营镇仁禾煤矿为“三证一照”齐全的生产矿井,设计生产能力30万吨/a,为瓦斯矿井(M04在+1110M水平以上无突出危险性)。井田面积,开采煤层11层(M04、M05、M7、M8、M10、M14、M23、M24、M25、M28、M29),平硐、暗斜井开拓,并列式通风。 矿井划分为上、下煤组进行开采,上煤组为4、5、7、8、10、14号煤层,下煤组为23、24、25、28、29号煤层。先采上煤组,后采下煤组。上、下煤组之间采用石门联络,各煤层之间采用正、反石门联络,联合布置,分煤层开采。上煤组划分为一个水平,两个采区进行开采。水平标高+1099m。+1099m标高以上为一采区,+1099m标高以下为二采区;下煤组划分为两个水平,三个采区进行开采。水平标高+1099m、+883m。下煤组+1099m标高以上为三采区,+1099-+883m标高为四采区,+883m标高以下为五采区;采区分界线以水平标高为界;开采顺序为先采上煤组,后采下煤组;上煤组先采一采区,后采二采区,区段下行式开采。同一区段内先采4号煤层,后采5、7、8、10、14号煤层。 晴隆县中营镇仁禾煤矿构造复杂程度属中等型。 晴隆县中营镇仁禾煤矿水文地质条件为中等型。 根据2011年~2013年《矿井瓦斯等级鉴定报告》的批复,晴隆县中营镇仁禾煤矿为瓦斯矿井。 矿区无冲击地压现象。 本矿属地温正常型矿井。 目前,矿井在设计的一采区进行采掘作业(煤层编号:M04),采掘标高均以+1110m以上。 二、设计依据 1、《矿井设计规范》

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

防隔水煤柱留设设计方案

晴隆县中营镇仁禾煤业有限责任公司防隔水煤柱留设设计方案 仁禾煤矿地测科 2015年4月5日

防隔水煤柱留设设计方案 一、矿井概况 晴隆县中营镇仁禾煤矿为“三证一照”齐全的生产矿井,设计生产能力30万吨/a,为瓦斯矿井(M04在+1110M水平以上无突出危险性)。井田面积1.357km2,开采煤层11层(M04、M05、M7、M8、M10、M14、M23、M24、M25、M28、M29),平硐、暗斜井开拓,并列式通风。 矿井划分为上、下煤组进行开采,上煤组为4、5、7、8、10、14号煤层,下煤组为23、24、25、28、29号煤层。先采上煤组,后采下煤组。上、下煤组之间采用石门联络,各煤层之间采用正、反石门联络,联合布置,分煤层开采。上煤组划分为一个水平,两个采区进行开采。水平标高+1099m。+1099m标高以上为一采区,+1099m 标高以下为二采区;下煤组划分为两个水平,三个采区进行开采。水平标高+1099m、+883m。下煤组+1099m标高以上为三采区,+1099-+883m标高为四采区,+883m标高以下为五采区;采区分界线以水平标高为界;开采顺序为先采上煤组,后采下煤组;上煤组先采一采区,后采二采区,区段下行式开采。同一区段内先采4号煤层,后采5、7、8、10、14号煤层。 晴隆县中营镇仁禾煤矿构造复杂程度属中等型。 晴隆县中营镇仁禾煤矿水文地质条件为中等型。 根据2011年~2013年《矿井瓦斯等级鉴定报告》的批复,晴隆县中营镇仁禾煤矿为瓦斯矿井。 矿区无冲击地压现象。 本矿属地温正常型矿井。 目前,矿井在设计的一采区进行采掘作业(煤层编号:M04),采掘标高均以+1110m以上。 二、设计依据 1、《矿井设计规范》 2、《煤矿地质规程》、《煤矿测量规程》、《煤矿防治水规定》。 3、《煤矿安全规程》。 4、《仁禾煤矿水文地质调查报告》。 5、《仁禾煤矿安全设施设计》(变更)及矿井实际情况。 三、防隔水煤柱设计方案

防水煤柱留设设计

贵州赤天化能源有限责任公司桐梓县花秋镇花秋二矿 防隔水煤(岩)柱留设设计 编制单位:地测部 编制日期:2018年11月8日

会审表

桐梓县花秋二矿 防隔水煤(岩)柱留设设计 为进一步加强矿井防隔水煤(岩)柱的管理,夯实矿井安全生产,使各项规程、安全防隔水煤(岩)柱的措施既有现场施工、作业针对性,又具有科学实用、可操作及规范延续性,使其更好地指导作业现场,更好地服务于矿井安全生产,特制定防隔水煤(岩)柱设计,望各相关单位严格遵照执行: 一、防隔水煤(岩)柱的确定 在受水害威胁的地方,预留一定宽度和高度的煤层不采,使工作面和水体保持一定的距离,以防止地下水或其它水源溃入工作面,所留的煤(岩)柱就叫防水煤(岩)柱。 ㈠防水煤(岩)柱的种类 根据防水煤(岩)柱所处的位置,可以分成不同的种类。根据该矿井的实际情况,需留设以下防水煤(岩)柱: 1、断层防水煤(岩)柱 在导水或含水断层两侧,为防止断层水溃入井下而留设的煤柱;当断层使煤层与强含水层接触或接近时,为防止含水层溃入井下而留设的煤柱。 2、导水钻孔防水煤柱 勘探阶段施工的钻孔,往往能贯穿若干含水层,若封孔质量不好,则人为地沟通了本来没有水力联系的含水层,使煤层开采的充水条件复杂化,为防止上覆含水层中的水溃入井下而留设的煤柱称为钻孔防水煤柱。 3、相邻水平或采区边界防水煤(岩)柱。 相邻水平或采区边界防水煤(岩)柱主要是防止相邻水平、采区的积水进入本区而留设的保护煤柱。 4、矿井边界煤(岩)柱。 矿井边界防水煤(岩)柱主要是防止相邻矿井的积水进入本矿井而留设的保护煤柱。 5、老窑积水区防水煤(岩)柱。 老窑积水区防水煤(岩)柱主要是防止老窑、采空区的积水进入本区而留设的保护煤柱。 ㈡防水煤(岩)柱的留设 1、断层防水煤(岩)柱的留设 断层破坏了岩层的完整性,常常成为含水层间的联系通道。断层的某一区段是否导水,导水性强弱等情况取决于两侧岩层的接触关

煤矿编制采区设计和采掘工作面布置及安全煤柱留设的规定

编制采区设计和采掘工作面布置及安全煤柱留设的规定 1.设计是采掘工程施工的依据和目标。没有设计的施工是盲目的施工,轻者造成无效进尺、资源的浪费和经济损失,严重时可导致发生各类事故。近些年来部分乡镇、个体煤矿开采前不按规定进行设计或设计不科学,不按规定程序审批,胡采乱掘造成事故者屡屡发生。因此,《规程》规定,采区开采前必须编制采区设计。 (1)采区设计方案必须符合《规程》和《煤炭工业技术政策》以及有关技术文件规定。 编制采区设计方案必须具备的文件:经矿总工程师审批的采区地质报告书;矿井设计文件;矿井的长远规划;采区接替图表;矿压观测资料。 (2)编制采区设计方案,应进行多方案论证和对比,以求达到安全可靠、技术可行、经济合理。 (3)采区设计方案由矿总工程师组织编制,对编制完毕后的设计进行签字,报集团公司总工程师审批。 2.一个采区内同一煤层布置3个(含3个)以上回采工作面和5个(含5个)以上掘进工作面同时作业,增加了开采强度,通风阻力增大,不利于通风管理,还可能造成应力叠加,给顶板控制带来一定困难。 在采煤工作面范围内再布置另一采煤工作面同时作业,可造成循环风,不利于瓦斯事故的防治,另外也不利于顶板管理。 3.矿井内的各种煤柱的设计是根据矿井的具体情况,经过计算后划定的,有充分的科学根据,是预防矿井灾害提高矿井应变能力的

需要。同时也是保持矿井稳产、高产、提高回采率,保证生产接替提高矿井服务年限的需要。 ⑴任意扩大设计规定的煤柱,打乱了设计布置,降低了矿井回采率、采区回采率、回采工作面回采率。“三量”达不到国家规定,采掘接替紧张,回采工作面搬家倒面的次数增加。另外,任意扩大设计规定的煤柱增加了煤炭自然发火条件,在采区内任意留煤柱,还会形成所谓的“孤岛”,孤岛煤柱能把上方的应力集中向下传递,使下部的煤层巷道,硐室受到不同程度的影响。 如果任意留设的煤柱下方有近距离煤层,其下方的煤层将处在高应力区内开采,尤其在有冲击危险的煤层中采掘,影响更大。 ⑵任意缩小设计规定的煤柱规格,使煤柱起不到保护作用,危害更大。 煤柱类型较多,有井田隔离煤柱、段间煤柱、区间煤柱、防火煤柱、防火煤柱以及“三下采煤”和保护工业广场煤柱。这些煤柱的留设是预防矿井各种灾害,保护地表建筑物和工业广场,防止地表移动和下沉。缩小或不留煤柱势必导致灾害的发生,如破坏地表建筑物和工业广场,使地表移动、下沉加剧。所以,《规程》规定,严禁任意缩小设计规定的煤柱,破坏各类安全煤柱。

浅部煤层露头防水煤柱计算

露头防水煤柱及奥陶系灰岩含水层隔水煤柱计算书 一、浅部煤层露头防水煤柱计算: 根据《矿井水文地质规程》煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设,应按以下公式计算: 1、当煤层露头无覆盖或被粘微透水松散层覆盖时: H 防=H 冒 +H 保 2、当煤层露头被松散富含水层覆盖时; H 防=H 裂 +H 保 根据上两式计算的值,不得小于20米。 式中 H 防 -----防水煤(岩)柱高度(m) H 冒 -----采报冒落带高度(m); H 裂 -----垂直煤层的导水裂隙带最大高度(m); H 保 -----保护层厚度(m); a------煤层倾角(°)。 冒落带与导水裂隙带最大高度的经验公式表 注:1、表中:M—累计采厚(m);n---煤分层层数;m----煤层厚度(m);h---

采煤工作面小阶段垂高(m )。 2、冒落带、导水裂隙带最大高度,对于缓倾斜和倾斜煤层,系指从煤层顶面算起的法向高度;对于急倾斜煤层系指从开采上限首起的垂向高度。 3、岩石抗压强度为饱和单轴极限强度。 本矿井根据勘中间报告本矿井内各煤层均有隐伏露头存在,有风氧化带存在,推测风氧化带宽度为100m 。 本矿井浅部煤层风化带处于,该含水层主要由第三系和第四系孔隙含水层下部,由大气降水的垂直入渗补给。因此煤层浅部风化带防水保护煤柱按式H 防=H 裂 +H 保进行计算。 导水裂隙带(包括冒落带最大高度): 1.52 .5n 1.5100H ++= M 裂 其中:M —累计采厚(m ),4煤取1.19m ,6煤取0.95m ,8煤取2.37m ,13煤 取12.21m n —煤分层层数,4、6、8煤取1,13煤取2 经计算,4煤裂隙带H 裂=16.65m ;6煤裂隙带H 裂=14.32m ;8煤裂隙带H 裂 =28.11m ;13煤裂隙带H 裂=84.39m 。 H 保—保护层厚度(m ),取20m ; 则:露头防水煤柱4煤H 防=H 裂+H 保=16.65+20=36.65m 6煤H 防=H 裂+H 保=14.32+20=34.32m 8煤H 防=H 裂+H 保=28.11+20=48.11m 13煤H 防=H 裂+H 保=84.39+20=104.39m 注:以上计算煤柱厚度为垂高 二、13煤层突水系数值及安全防水岩柱计算 1、突水系数计算 根据《矿井水文地质规程》,“突水系数”计算公式为: s P p T M C = -

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 (8)

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)αβ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 3、围护带宽度 指建筑物边界与保护边界线之间的安全距离,一般取10-15m。 (二)保护煤柱的留设方法 1、当建筑物、水体或其它保护对象的保护边界线与煤层走向基本平行时,可直接参照附表1中的参数确定保护煤柱边界。作图方法如附图二。

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