采区煤柱的留设综述

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综采工作面巷道护巷煤柱留设尺寸研究

色细砂岩、泥岩互层ꎬ平均厚度１７. ３３ｍꎻ直接底为
ห้องสมุดไป่ตู้泥岩或炭质泥岩互层ꎬ平均厚度４. ３ｍꎮ
３２０７和３２０８是邻近工作面ꎬ位于该矿３号煤二
盘区ꎬ３２０８工作面还未布置ꎮ ３２０７工作面正在回
采ꎬ设计采高４. ５ｍꎬ工作面长度２７０ｍꎬ推进长度
１１００ｍꎮ 工作面布置三条巷道ꎬ胶带巷、辅运巷及
并计算出了煤柱的合理尺寸ꎬ运用数值模拟分析了工作面回采过程中煤柱受力情况及围岩破坏情况ꎬ得出
煤柱留设的合理宽度为１５ｍꎮ 并在现场得到成功的应用ꎮ 为类似条件下工作面顺槽煤柱留设提供科学依
据ꎮ
关键词:护巷煤柱ꎻ数值模拟ꎻ应力
中图分类号:ＴＤ８２２. ３文献标识码:Ａ文章编号:１００５２７９８(２０２０)０３０００８０３
回风巷ꎮ 工作面位置关系如图１所示ꎮ
图１３２０７工作面巷道位置关系
３２０７工作面胶带巷和辅运巷之间护巷煤柱留
设１２ｍꎬ在工作面回采过程中ꎬ煤柱片帮严重ꎬ不得
收稿日期:２０１９
１１
２５
基金项目:内蒙古自治区自然科学基金资助项目(２０１８ＬＨ０５００９)
作者简介:刘伟(１９７７－ ) ꎬ男ꎬ山西阳城人ꎬ工程师ꎬ从事煤矿安全监察工作ꎮ
ꎮ
２
３(３＋ｓｉｎ φ)
３＋ｓｉｎ２ φ
对于西河煤矿ꎬＭ＝４. ５ｍꎬφ ＝２３°ꎬＨ＝１５０ｍꎬ
γ ＝２５ｋＮ / ｍ２ ꎬＫ＝２ꎬＣ＝８００ｋＰａꎬ代入上述公式计算
得出:ｘ０＝１. ９ｍꎬｘ１＝３. ３９ｍꎬＢ＝１４. ２９ｍꎮ
煤矿３号煤层工作面回采巷道护巷煤柱留设为背

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），2.4S—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7.56mf—煤的强度系数，10Rc1.0=fRc—煤的单向抗压强度，Mpa,本矿煤性软，取10Mpa则10Rc1.0=f=1.00S1=21.4S=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。

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°。

251采区安全煤柱和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。

⑴田边界煤柱：依据《采区初步设计》本矿留设20m。

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=2S 1+2a f 0.6M)H(2.51+=S式中：a —受护井筒或巷道宽度的一半，（m ），2.4S —保护煤柱，（m ）S 1—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7.56mf —煤的强度系数，10Rc 1.0=fRc —煤的单向抗压强度，Mpa,本矿煤性软，取10Mpa 则10Rc 1.0=f =1.00S 1=21.4S=2S 1+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 。

建筑物下保护煤柱留设方法

建筑物下保护煤柱留设方法说实话建筑物下保护煤柱留设方法这事，我一开始也是瞎摸索。

我最初就知道这煤柱留设肯定得考虑建筑物的重量、地基情况之类的。

我试过一种特别简单，但糙得不行的办法。

我就大概估计了一下建筑物多重，然后按照以往一些很宽泛的经验，在建筑物底下留了一块煤。

结果呢，不是这块煤柱留大了，导致资源浪费，就是留小了，感觉对建筑物有点威胁。

我当时就意识到，这样可不行，没有严谨的计算方法是不科学的。

后来我就开始去找各种相关公式。

有一个方法吧，要考虑很多的参数，像什么煤体的抗压强度啦，还有建筑物施加的应力这些。

我就像做菜一样，要把各种配料的量都搞清楚。

这个抗压强度就像是面粉的筋度一样，不同的煤它的“筋度”不同，能承载的压力就不一样。

在计算的时候，要先确定这个煤体到底算是“高筋面粉”还是“低筋面粉”。

然后再看建筑物的应力，就像给这块煤柱上面放了多重的东西一样，这个东西又分布得均不均匀，就像你在盘子里堆食物，是堆得很整齐还是东一块西一块地乱堆。

不过我在计算建筑物应力的时候犯过错误。

我只考虑了建筑物本身的重量，就像只算上了房子是砖头钢筋的重量，却忘记了一些活荷载，像屋子里住人啊，放些大型设备之类的情况。

这个让我的计算结果偏差挺大的。

还有地质构造这个因素也特别重要。

有些地方的地质就像裂了缝的盘子，煤柱在这种地方留设就得小心再小心。

我开始不知道，也是按照普通情况算，后来发现不行。

要是遇到地质有褶皱或者断层，这煤柱的形状可能还得调整调整，不能是规规矩矩的方形或者圆形了。

后来又尝试了整合多个方法。

把不同计算方式得出的结果，取一个比较保险的值。

就像出门多带点钱，有时候怕这个计算少算了什么，多留一点就更安全。

到现在呢，我觉得建筑物下保护煤柱留设方法，重中之重就是各种数据一定要收集齐了算准了，越详细越好。

然后就是多参考一些实际的成功案例，看看人家在类似情况下是怎么干的。

每个建筑物和煤田都有各自的特点，都得具体情况具体分析。

煤柱尺寸留设

各种煤柱留设尺寸
井田边界煤柱：30米
阶段煤柱：斜长为60米，若在两阶段留设，则上下阶段各留30米
井田浅部防水煤柱：斜长为50米
断层煤柱：每侧各为20米
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30米，两侧各为30米；
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20米，垂距为10米，回风大巷上方留斜长为20米的煤柱。

采区边界煤柱：20米
采区煤层上山：两巷中间为20米，两侧各为20米；
区段煤柱：斜长10米
平巷掘进速度
说明书内容：
1、采区概况
2、采区设计方案
3、采区各系统
4、采煤方法及回采工艺
5、工作面主要设备
6、通风与安全
7、巷道断面设计。

煤柱留设与压煤开采工作管理

煤柱留设与压煤开采工作管理（1）煤柱留设、压煤开采设计、采动损害鉴定必须由国务院或省、自治区、直辖市政府煤炭行业管理部门审查批准具有资质的技术部门进行。

在遇有分歧的情况下，上级资质单位可对下级资质单位的设计、鉴定组织有关专家作出修改、建议或提出最终评审意见。

（2）保护煤柱的留设和变更权限①国有煤矿保护煤柱的留设，由国务院、直辖市煤炭行业主管部门审批。

②乡镇煤矿保护煤柱的留设，由辖区的市煤炭行业部门审批。

③保护煤柱储量按照《生产矿井储量管理规程》的有关规定处理。

④经批准后的保护煤柱不得随意变更，必要时应重新报批。

⑤城镇及村庄保护煤柱经批准后，煤矿企业应以书面形式将受护范围通知城镇乡村政府。

⑥煤炭企业生产过程中，可自行留设临时性保护煤柱，但煤矿企业闭坑前必须回收。

各级煤炭管理部门对未及时回收保护煤柱，而形成孤立块段，严重浪费煤炭资源的行为，根据情节轻重，依照《煤炭法）》、《煤炭行政处罚办法》等国家法律、法规进行处罚。

（3）压煤开采的批准权限下列建（构）筑物、水体、铁路的压煤开采必须报省、自治区、直辖市煤炭管理部门组织审查批准，报国务院煤炭行业主管部门备案。

①国家一级、二级铁路和一等、二等火车站。

②高速公路，机场跑道。

③对全矿井安全有严重威胁的地表各类水体。

④大范围的条带法开采。

⑤县（含县）级以上城镇、医院、中学及千人以上工厂。

⑥开采跨省区的江、河、湖、海煤炭资源，由国务院煤炭管理部门主持审查批准。

下列建（构）筑物、水体、铁路及主要井巷的压煤开采经省、自治区、直辖市煤炭行业管理部门认证：该企业已取得压煤开采成功经验的，其开采设计经矿务局（公司）组织审查通过后，报省、自治区、直辖市煤炭行业主管部门批准。

①主要井巷及工业场地。

②工、矿企业专用铁路。

③村庄（含迁村开采方式）。

④对采区安全生产有严重威胁的水体。

⑤乡镇工厂、企业、事业单位。

（4）压煤开采的申报、审批手续和监管工作①压煤开采的方案设计应在施工前至少半年，由矿务局（公司、矿）总工程师负责组织设计、生产、技术、测量、地质和科研部门制定。

矿井煤柱留设

矿井煤柱留设第一篇：矿井煤柱留设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。

3、运输大巷一侧煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为20～30m；对于厚煤层约为25～50m。

4、回风大巷一侧煤柱宽度：对于薄及中厚煤层约为20m；对于厚煤层约为20～30m。

5、采区边界两个采区之间的煤柱宽度为10m。

6、断层一侧煤柱宽度根据断层落差及含水等具体情况而定：落差大且含水时留30～50m；落差较大留10～15m；采区内落差小的断层通常不留煤柱。

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确定煤柱合理尺寸的因素是煤层所受压力的大小以及煤柱本身的强度。

在通常情况下，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。