朱洞煤矿防隔水煤柱专项设计1(1)
防隔水煤柱留设规定
防隔水煤柱留设规定隔水煤柱是煤矿安全生产中的紧要设施，用于减小采空区域的面积，支撑地层，稳定采空区域，并防止地面塌陷。
隔水煤柱的留设规定是指在隔水煤柱的设计、选择、布设、稳定、监测等方面的一系列规定和引导。
本文将防隔水煤柱留设规定划分为设计规定、工程实施规定、监测规定、维护保养规定四个方面进行详述。
一、设计规定1.煤柱尺寸的设计。
煤柱所需的规模和尺寸应当认真计算和掌控，应依据煤柱所处地层的性质、煤层赋存规律，还应依据煤柱所处地质地貌、开采方式等因素定量确定其大小。
同时应当依据不同地质条件、地质地貌、开采方式，进行煤柱的强度设计和稳定评估。
2.煤柱材料的选择。
煤柱材料的选择应依据地质条件、地质地貌、开采方式、煤层类型等多种因素合理选择。
应当选择凭借良好机械性能的天然岩石，由于它具有良好的刚性和完美的稳定性。
选用材料应具有良好的耐水性和耐腐蚀性，能够在地下水和酸性环境中长期稳定，避开败坏。
3.煤柱留设密度与间距的掌控。
煤柱应依据煤层稳定性和煤柱的载荷特性，尽可能实现最大限度的留设密度，缩短煤柱间距，防止采空区域开裂、变形，从而使煤柱稳定。
但是，当煤矿埋深较大或其特定地质条件不同时，煤柱的留设密度需相应减小，以确保煤矿的稳定性。
二、工程实施规定1.煤柱安装的工艺。
安装煤柱应尽可能削减对地下扰动和对原生地层的破坏，在遵守安全规定和环保要求的情况下，应运用多种安装工艺，如吊装、支架、顶板修筑等。
在安装煤柱的工艺过程中，应注意防止煤柱的损坏和质量问题。
2.施工现场应急预案。
在煤柱的施工过程中，可能会显现多种突发情况，这些情况有可能会对施工安全和质量造成影响，因此，必需订立完善的应急预案，在紧急情况下实行措施紧急处理事态，保障煤矿的生产安全。
三、监测规定1.煤柱稳定性监测。
在煤柱留设后，应用科学技术对其进行稳定性监测，如使用应变测量装置、应力计、震动计等工具对煤柱进行长期监测和数据记录，依据实际情况适时调整煤柱的设计和留设标准。
各类防隔水煤(岩)柱的留设
各类防隔水煤（岩）柱的留设一、煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按以下公式计算： 1、煤层露头无覆盖或被粘土类微透水松散层覆盖时： Ｈ防=Ｈ冒+Ｈ保2、煤层露头被松散富含水层覆盖时（见附图7-1）： Ｈ防=Ｈ裂+Ｈ保根据上两式计算的值，不得小于20m 。
式中冒高（H 冒）、裂高（H 裂）的计算参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。
式中：H 防-----防隔水煤（岩）柱高度（m ）； H 冒-----采后冒落带高度（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 ）； α------煤层倾角（°）。
附图 6-1附图7-1二、含水或导水断层防隔水煤柱的留设（附图7-2）可参照以下经验公式计算：0.5L 20m 式中：L----煤柱留设的宽度（m ） K----安全系数（一般取2-5）； M-----煤层厚度或采高（m ）； P-----水头压力（kgf/cm 2）； K P ----煤的抗张强度（kgf/cm 2）。
附图 8-2附图7-2三、煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（附图7-3），防水煤柱的留设：（b）附图8-3（c）（a）附图7-31.当含水层顶面高于最高导水裂隙带上限时，防水煤柱可按附图7-3a、b留设。
计算公式为：123cosL L L L H H ctg H ctgθθα=++=++安裂裂2.最高裂隙带上限高于断层上盘含水层时，防水煤柱按附图7-3c留设。
计算公式为：()()() 123sin cos cosL L L L H ctg H M ctg ctgααθαθα=++=-++⋅+安安≥20m以上两式中：L-----防隔水煤（岩）柱宽度（m）,L1、L2、L3为分段宽度；H裂-----最大导水裂隙带高度（m）；θ----断层倾角（°）；α ----岩层塌陷角（°）；M-----断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度（m）；H安----导水裂隙带至含水层间防水岩柱的厚度（m）。
防隔水煤岩柱的尺寸要求-最新《煤矿防治水规定》煤矿防治水工作条例试行
附录三防隔水煤（岩）柱的尺寸要求（摘自《煤矿防治水规定点此查看全文》）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：Hf= Hk+Hb (3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）：Hf=HL+Hb (3-2)式中 Hf--防隔水煤（岩）柱高度，m；Hk--采后垮落带高度，m；HL--导水裂缝带最大高度，m；Hb--保护层厚度，m；α--煤层倾角，（°）。
根据式(3-1)、式(3-2)计算的值，不得小于20 m。
式中Hk、HL的计算，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》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：≥20 m式中 L--煤柱留设的宽度，m；K--安全系数，一般取2-5；M--煤层厚度或采高，m；p--水头压力，MPa；Kp--煤的抗拉强度，MPa。
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)2.最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时，防隔水煤（岩）柱按图3-3c 留设。
其计算公式为：L=L1+L2+L3=Ha(sinδ－cosδcotθ)+(Hacosδ+M)(cotθ+cotδ) ≥20 m (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；HL--最大导水裂缝带高度，m；θ--断层倾角，（°）；δ--岩层塌陷角，（°）；M--断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度，m；Ha--断层安全防隔水煤（岩）柱的宽度，m。
防隔水煤柱留设规定
防隔水煤柱留设规定隔水煤柱是指在煤矿采掘中，为了提高煤矿的采煤率而设立的一种保障设施。
随着煤矿的深入开采，隔水煤柱的作用越来越重要。
因此，建立一套完整的隔水煤柱留设规定是十分必要的。
一、隔水煤柱选取原则1. 选取合适的煤柱：隔水煤柱的选取应根据采矿区域的地质条件、工程条件、煤层性质和采煤技术特点，选择经济合理、稳定可靠、易于管理的煤柱。
2. 合理安排煤柱留设：隔水煤柱留设应该合理分配，尽可能减小采矿后的偏移变形。
3. 隔水煤柱尺寸：隔水煤柱的尺寸应按照《煤矿安全规程》（GB25965-2010）中规定的各项要求来选取，不能出现质量问题。
4. 临近区煤柱留设合理性：隔水煤柱的设置应根据矿压分析、灾害预测等科技手段，确定临近区域的隔水煤柱留设合理性。
二、隔水煤柱留设规定1. 煤柱留设原则（1）安全第一，无论什么情况都不能牺牲隔水煤柱的安全。
（2）合理使用隔水煤柱，避免浪费。
（3）煤柱留设必须符合相关的规范，不能超出规范范围。
2. 煤柱留设区域管理（1）在隔水煤柱留设区域，应该制定相应的管理规定，并加强监管。
（2）应该留设相应的警示牌，划定警戒线，禁止非采煤人员进入。
3. 煤柱留设标准（1）煤柱留设必须符合煤矿安全规程所提出的各项标准要求，以保障采掘过程的安全。
（2）隔水煤柱应尽可能选择无石、无裂、密度高、强度大、易处理的煤柱。
（3）煤柱留设必须密实，不得留有空洞或裂缝。
4. 煤柱留设技术（1）煤柱留设技术应有严格的监督和管理，确保煤柱的质量。
（2）留设过程中必须设立监测点，实时监测隔水煤柱的变化情况，及时预警。
（3）考虑到隔水煤柱留设对煤矿采掘后期的管理和治理，要对煤柱留设的管理、监测、维护和治理保持长效性。
三、隔水煤柱留设的管理和维护1. 隔水煤柱留设后，应设立监测点，实时监测隔水煤柱的变化情况，及时预警。
2. 隔水煤柱留设区域应定期进行巡查，确保煤柱的安全性。
3. 隔水煤柱留设发现偏移或变形，应及时采取措施加固或更换煤柱。
防隔水煤(岩)柱留设
水城县XXXX煤矿防隔水煤（岩）柱留设二0一二年一月五日根据《老地沟煤矿安全专篇》防治水方面要求中的以下规定：一、矿井开拓、开采所采取的安全保证措施：一）开拓井、巷位置及层位的确定1、由于井口及工业场地位于矿界西南矿井边界附近的地势较为平缓的坡地上，新建开拓系统。
2、根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件(黔安监管办字【2007】345号“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见”，老地沟煤矿在该文件划定的煤与瓦斯突出区域内。
该矿准采标高范围内共有7层可采煤层，煤层编号从上往下依次为M15、M18、M20、M23、M25、 M30、M40，均没有作煤与瓦斯突出危险性鉴定，根据《矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ1018－2006）》标准，采用分源预测法对矿井瓦斯涌出量进行预测，煤层瓦斯压力依次为 4.27MPa、3.4MPa、3.45MPa、3.46MPa、3.04MPa、2.55MPa、2.1MPa，煤层瓦斯含量依次为15.2m³/t、13.7m ³/t、14.2m³/t、12.8m³/t、13m³/t、12.1m³/t、11.1m³/t，煤层瓦斯压力均大于0.74 MPa，煤层瓦斯含量均大于8.0m³/t，煤层瓦斯压力和含量均处于煤与瓦斯突出临界值以上，本次设计按突出煤层进行设计和管理，因此，矿井主要开拓巷道不能布置在煤层中，只能布置在煤层顶板或煤层底板中，根据矿井实际情况，主、副斜井和回风斜井布置在M23煤层底板岩石中。
二）采掘工程所采取的防治水措施1、必须密切观察矿井内的淋水、涌水情况，必须坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则，同时必须坚持“有疑必停”的原则。
2、定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下对照图及采掘工程图上标出其位置、开采范围、积水情况、探水红线等。
防隔水煤岩柱的留设
三、防隔水煤〔岩〕柱的留设原则
4. 防隔水煤（岩）柱一般不能再利用，故应在安全可靠的基础上 把煤柱的宽度和高度降低到最低限度，以提高资源利用率。也可 以采用充填法、条带法，疏水降压和含水层改造等方法，消除水 患威胁，创造少留煤柱的条件。 5. 煤矿防隔水煤（岩）柱一经确定，不能随意变动，严禁在各类 防隔水煤（岩）柱中进行采掘活动。在水体下开采，提高采煤上 限的必须经省级煤炭行业管理部门审批。 6. 防隔水煤（岩）柱留设和计算所需要的数据，必须在本地区通 过试验确定，邻区或外地的数据只能参考。如果需要采用，应结 合本地情况适当加大安全系数。
二、防隔水煤〔岩〕柱的种类
根据《煤矿防治水规定》和《煤矿安全规程》，防隔水煤 （岩）柱主要有以下7种。 1. 煤层露头防隔水煤（岩）柱； 2. 断层防隔水煤（岩）柱； 3. 水淹区和老空积水区下防隔水煤（岩）柱； 4. 地表水体防隔水煤（岩）柱； 5. 钻孔和陷落柱防隔水煤（岩）柱； 6. 相邻井田边界防隔水煤（岩）柱； 7. 上下水平、相邻采区或相邻工作面防隔水煤（岩）柱。
a
M 〔17-6〕
tan sin tan
三、煤层与强含水层或导水断层或不导水断层接触防 隔水煤〔岩〕柱的留设和计算
图17-5 防隔水煤〔岩〕柱尺寸L计算示意图
❖ Ha值应当根据矿井实际观测资料来确定，即通过总结本矿区在断层附 近开采时发生突水和平安开采的地质、水文地质资料来确定。
三、煤层与强含水层或导水断层或不导水断层接触防 隔水煤〔岩〕柱的留设和计算
——隔水层的平均重度， MN/m3；
Kp——隔水层的平均抗拉强度，MPa； p——隔水层承受的水头压力，MPa。
四、煤层位于含水层上方且断层导水和不导水时防隔水 煤〔岩〕柱的留设和计算
《煤矿防治水规定》培训防隔水煤柱留设专题讲座 ppt课件
图17-3 煤层与强含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱留设图 L—防隔水煤（岩）柱宽度；L1、L2、L3—防隔水煤(岩)柱各分段宽 度；HL—导水裂缝带高度；Ha—断层安全防隔水岩柱的宽度；θ— 断层倾角；δ—岩层塌陷角；H—煤层底板以上的静水位高度；M— 断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度
三、防隔水煤（岩）柱的留设原则
1. 煤矿防隔水煤（岩）柱的留设必须与矿井地质构造、水文地 质条件、煤层赋存条件及其组合结构方式、围岩物理力学性质等 自然因素密切结合，还应与开采方法、开采强度和顶板管理方法 等人为因素一致。 2. 煤矿防隔水煤（岩）柱留设应在开采设计中确定。应当与开 采方式和井巷布局以及防水闸门的留设相适应，否则会给以后煤 柱的留设造成极大困难，甚至造成无法留设的后果。 3. 在受突水威胁，但又不宜采用疏放或注浆封堵等其它防治水 方法的地区采掘时，必须留设防隔水煤（岩）柱。
防隔水煤（岩）柱的留设
第二部分
防隔水煤（岩）柱的留设和计算
概述
防隔水煤（岩）柱的留设和计算方法主要有四种。 一是经验类比法，参照工程地质和水文地质条件相似矿井安全采 掘的防隔水煤（岩）柱尺寸，作为本矿区开采防隔水煤（岩）柱 的留设依据； 二是利用理论公式进行计算，如匈牙利的埃斯茨公式和查姆保公 式等； 三是依据《煤矿防治水规定》中的传统方法留设； 四是利用数值法计算或相似模拟试验确定防隔水煤（岩）柱的合 理尺寸。
二、防隔水煤（岩）柱的种类
根据《煤矿防治水规定》和《煤矿安全规程》，防隔水煤 （岩）柱主要有以下7种。 1. 煤层露头防隔水煤（岩）柱； 2. 断层防隔水煤（岩）柱； 3. 水淹区和老空积水区下防隔水煤（岩）柱； 4. 地表水体防隔水煤（岩）柱； 5. 钻孔和陷落柱防隔水煤（岩）柱； 6. 相邻井田边界防隔水煤（岩）柱； 7. 上下水平、相邻采区或相邻工作面防隔水煤（岩）柱。
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和高度，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。
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前言 ............................................................................................... - 1 -一、概述.............................................................................................................................. - 1 -（一）企业位置及隶属关系...................................................................................... - 1 -（二）矿井生产建设情况.......................................................................................... - 1 - 第一章采区概况及地质特征 ........................................................... - 2 -第一节采区概况................................................................................................................ - 2 -一、井田位置及范围.................................................................................................. - 2 -二、地形地貌.............................................................................................................. - 2 -三、主要河流及水体.................................................................................................. - 3 -四、区内煤矿开采情况.............................................................................................. - 3 -第二节地质构造...................................................................................................... - 4 -一、相邻采区地质及水文地质情况.......................................................................... - 4 -二、地质构造.............................................................................................................. - 5 -第三节煤层................................................................................................................ - 7 -一、含煤岩系及煤层.................................................................................................. - 7 -二、可采煤层.............................................................................................................. - 7 -第四节水文地质........................................................................................................ - 8 -一、区域水文地质概况.............................................................................................. - 8 -二、井田水文地质条件.............................................................................................. - 9 -第五节防水煤柱的计算............................................................................................ - 11 -一、设计依据............................................................................................................ - 11 -二、矿井煤柱设计实际参数.................................................................................... - 12 -三、矿井边界隔水煤柱、设计计算........................................................................ - 12 -泸州锦运煤业有限公司朱洞煤矿矿井防隔水煤（岩）柱专项设计二0一八年六月泸州锦运煤业有限公司朱洞煤矿矿井防隔水煤（岩）柱专项设计编制:校对：审核：前言一、概述（一）企业位置及隶属关系泸县锦运煤业有限公司朱洞煤矿（以下简称朱洞煤矿），位于朱洞煤矿位于泸县县城 65°方向，直距7.0km的得胜镇门斗山村。
行政区划隶属泸县得胜镇所辖。
矿区中心地理坐标：东经105°27′13″，北纬 29°09′59″，新主井口位于矿山范围内，直角坐标（1980年西安坐标系）： X=3229027，Y=35543279，H=309m。
矿区以公路运输为主，以井口为起点，往西行16km至福集镇，与321国道、隆（昌）泸（州）铁路和隆（昌）纳（溪）高速公路相通，南行约26km可达泸州市接长江航运，交通较为方便（二）矿井生产建设情况泸州锦运煤业有限公司于1999年投产，属私营企业。
后来又通过多次技改扩建，于2014年12月31日通过生产能力达15万吨/年的技改验收。
矿井采用斜井开拓，建有主斜井、副斜井和回风斜井3条井筒，主、副斜井布置在工业场地内，回风斜井布置在风井场地。
矿井开采深度为+275m～-300m。
该矿井采用主、副井进风，风井回风，中央并列抽出式通风方式。
主井担负提升煤炭、矸石、物料、提升。
副井行人。
采用走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶板。
第一章采区概况及地质特征第一节采区概况一、井田位置及范围矿山位于泸县县城65°方向，直距7.0km。
行政区划隶属得胜镇门斗山村所辖。
矿山中心点地理坐标：东经105°26′45″，北纬29°10′38″，新主斜井井口直角坐标：X=3229027，Y=35543279，H=309m。
划定矿区范围批复的拐点坐标见插表1-1。
表1-1 范围拐点直角坐标表二、地形地貌矿区地处四川盆地南部的低山丘陵区，在构造上处于北东～南西向构造带——古佛山背斜南东翼中段，山脉走向与构造迹线基本一致，因遭受构造和剥蚀、侵蚀、切割作用，形成褶曲构造的低山丘陵地带，地形起伏较大，总的趋势北西高南东低，矿区内最高点为北西面的风簸寺，标高595.7m，最低点为南部的马溪河，标高270m，为本区最低排泄基准面，相对高差325.7m；一般标高在280～350m，一般高差50～70m。
矿区属构造侵蚀地貌，受构造和岩性的影响，砂岩类地层走向形成单面山和串珠状山岭，泥岩则形成纵形槽地，南东部地段相对平缓开阔，是当地的主要耕地和居民区。
三、主要河流及水体矿区内属四川盆地亚热带湿润气候区，气候温和，四季分明，雨量充沛，无霜期长，季风气候显著，矿区范围内地表水体相对发育。
主要地表水体为水库、堰塘和水田。
主要水库为新山沟水库，平面呈不规则椭圆形，面积约32662m2，平均水深约 2.0m，常年蓄水量约65324m3左右。
为当地农业灌溉用水库和农民生活用水水资源储备水库。
另，矿区尚分布三个小型农用堰塘，常年蓄水量1700～3000 m3，主要为灌溉用水。
在矿区范围边界上有马溪河经过,此外无大的地表水体，泉水出露较稀少，地形北西高南东低，地形坡度小于岩层倾角，沟谷均发源于背斜轴部一带，横切地层走向，呈树枝状分布，有利于地表水的排泄。
在雨季，地表水沿季节性沟谷汇入南面最低的马溪河中。
马溪河为常年性河流，发源于矿区东面的石桥一带，全长25km，在福集南部与九曲河汇合，注入赖溪河，最终汇入沱江。
四、区内煤矿开采情况井田周围有堆金湾煤矿、关大井煤矿。
据矿方提供资料，没有越界开采，但井田边界周围多处有采空区，积水情况不详，对本区生产安全具有潜在的威胁。
故当采掘工程向井田边界推进时，应打超前探放水钻，并留设足够的防水煤柱，以避免发生老窑老空水突水淹井事故。
⑴堆金湾煤矿该矿属私营企业，位于矿区西部，采用斜井开拓、现生产能力为15万吨/年。
采煤方法为倾斜长壁式，机采。
机械通风。
煤层结构简单，不含夹矸。
煤层顶、底板均为黑色泥岩或砂质泥岩。
现开采水平在-200m，矿井正常涌水量8m3/h，最大涌水量15m3/h，主要为顶板淋水，其生产疏排水可起到疏水降压的效果，有利于本矿的生产。
⑵关大井煤矿该矿属私营企业，位于矿井东部，平硐暗斜井开拓，已开采至-50m 水平，该矿于2013年关闭。
第二节地质构造一、相邻采区地质及水文地质情况朱洞煤矿与关大井煤矿、堆金湾煤矿相邻。
关大井煤矿位于矿井东侧，堆金湾煤矿位于矿井西侧，各矿之间有矿井隔离煤柱相隔，矿界清晰，无矿权纠纷。