水体下开采与安全煤岩柱留设20180820
第六章 水体下采煤
二、 水体下采煤安全煤（岩）柱的留设 应根据矿井水文地质及工程地质条件、 开采方法、开采高度和顶板管理方法等， 按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷 煤柱留设与压煤开采规程》中水体下开 采的要求，编制可行性方案和开采设计， 报省煤炭行业管理部门审查批准。回采 过程中要严格按照批准的设计要求控制 开采范围、开采高度和防隔水煤（岩） 柱尺寸。
七、 水体下采掘活动应加强水情和水体 底界面变形的监测。试采结束后，应提 交试采总结报告。
对于综合放顶煤开采的保护层厚度要根 据对上覆岩土层结构、岩性、顶板冒落 带、导水裂缝带高度以及开采经验等分 析确定。留设防砂和防塌安全煤（岩） 柱开采的，应结合上覆土层、风化带的 临界水力坡度，进行抗渗透破坏评价， 确保不发生溃水和溃砂事故。
六、 临近水体下的采掘工作，必须遵守以下原 则： （一）采煤方法必须有效控制采高和开采围， 防止急倾斜煤层抽冒（抽冒：在浅部厚煤层、急倾斜
第六章 水体下采煤
一、 在河流、湖泊、水库和海域等地面水体 下采煤，应留足防隔水煤（岩）柱。在松散 含水层下开采时，应该按照水体采动等级留 设不同类型的防隔水煤（岩）柱（防水、防 砂或防塌煤岩柱）。在基岩含水层（体）或 含水断裂带下开采时，要对开采前后覆岩的 渗透性及含水层之间的水力联系进行分析评 价 ，确定采用留设防隔水煤（岩）柱或者采 用疏干方法保证安全开采。
（三）严禁在水体下开采急倾斜煤层。 （四）开采煤层组时应采用间隔式采煤方法。 若仍不能满足安全开采时，要修改煤柱设计， 加大煤柱尺寸，保障矿井安全。 （五）当地表水体或松散层强含水层下无隔水 层时，开采浅部煤层及在采厚大、含水层富水 性中等以上、预计导水裂缝带大于水体与煤层 间距时，应采用充填法、条带开采和限制回采 厚度等控制导水裂缝带发展高度的开采方法。 对于易于疏降的中等富水性以上松散层底部含 水层，可采用疏降含水层水位或疏干等方法保 证安全回采。
建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范(5月).doc
建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范(5月)建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范国家安全监管总局国家煤矿安监局国家能源局国家铁路局5月目录第一章总则.1第二章建筑物保护煤柱留设与压煤开采.3第一节建筑物保护煤柱的留设3第二节建筑物压煤的开采5第三章构筑物保护煤柱留设与压煤开采11第一节构筑物保护煤柱的留设.11第二节构筑物压煤的开采.12第四章铁路保护煤柱留设与压煤开采16第一节铁路保护煤柱的留设.16第二节铁路压煤的开采.17第五章水体安全煤（岩）柱留设与压煤开采21第一节水体安全煤（岩）柱的留设.21第二节水体压煤的开采.23第六章井筒与工业场地及主要巷道保护煤柱留设与压煤开采30第一节立井与工业场地保护煤柱的留设.30第二节斜井保护煤柱的留设.33第三节平硐、石门、大巷及上、下山保护煤柱的留设.36第四节立井井筒保护煤柱的回收.37第五节斜井保护煤柱的回收.39第六节平硐、石门、大巷及上、下山保护煤柱的回收.39第七章煤柱留设与压煤开采工作的管理40第八章沉陷区环境影响评价与土地治理、利用41第一节开采沉陷的环境影响评价.41第二节沉陷区的土地治理与利用.41第三节煤矿开采沉陷区建设场地稳定性评价.42第九章压煤开采的经济评价45第十章附则46附录1本规范专用名词解释.47附录2本规范用词说明.50附录3地表移动影响计算.51附录4近水体采煤的安全煤（岩）柱设计方法.53附录5煤矿开采损坏建筑物补偿办法.581第一章总则第一条为了合理开采煤炭资源，保护建筑物（构筑物）、水体、铁路、主要井巷和地面生态环境，根据《煤炭法》《矿产资源法》《土地管理法》《铁路法》《水法》《物权法》《环境保护法》《公路法》《铁路安全管理条例》《煤矿安全规程》等制定本规范。
第二条本规范适用于中华人民共和国领域内所有生产和在建的煤矿。
本规范主要内容包括煤矿区建筑物（构筑物）、水体、铁路和主要井巷保护煤柱或者安全煤（岩）柱的留设原则与设计方法，压煤开采原则与方法，开采沉陷对矿区生态环境影响评价原则与治理途径，沉陷区稳定性评价原则与治理途径，煤柱留设与压煤开采的管理办法等。
《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》解读
解读1.为什么要修订《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》（原《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》），修订的背景是什么？《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》自2000年颁布以来，经济社会取得了长足发展，特别是大量新基础设施的建设，如高速铁路、特高压输变电线路、高压输油气水管线和高速公路等的出现，对“三下”煤柱留设设计与压煤开采设计提出了新的要求。
如何对这些涉及国计民生的构筑物进行保护？是否可对其压煤进行开采？与此同时，我国煤炭开采技术发展迅速，“三下”煤柱留设与压煤开采相关的采动理论和工程实践等也都得到了许多创新成果和大量实测数据。
此外，新施行的《煤矿安全规程》对“三下”相关内容也进行了调整，这些问题的出现迫切要求对《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》进行修订以适应经济社会发展、技术发展和新《煤矿安全规程》的要求。
相比，新发布的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》有哪些重要调整？做出这些重要调整的原因？《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》共有9章135条和12个附录，修订后的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》共有10章135条和5个附录。
（1）新《规范》在章节上新增加第三章“构筑物下压煤留设与开采”与第八章第三节“煤矿开采沉陷区建设场地稳定性评价”内容。
从技术角度，构筑物与建筑物具有明显的差异。
过去，鉴于构筑物类型不多，其重要性也不凸显，所以在原《规程》将构筑物与建筑物合并叙述了。
随着社会发展，重要构筑物越来越多，它们的煤柱留设与压煤开采问题也越来越突出，因此，新《规范》强调了构筑物特点，对高速公路、高压输电线路、水工构筑物和长输管线的煤柱留设和压煤开采作了明确的规定，以适应社会发展的要求。
同时，目前煤矿开采沉陷区治理力度在加强，煤矿开采沉陷区具有广泛作为建设场地趋势，如，淮北矿区利用采煤沉陷区建设超高层建筑工程等，故新增了“沉陷区建设场地稳定性评价”内容，用于指导和规范煤矿开采沉陷区稳定性评价和建设。
在水体下采煤安全煤岩柱的留设技术
在水体下采煤安全煤岩柱的留设技术[摘要]本文主要阐述了水体下采煤的顶水采煤、疏水采煤和顶疏结合采煤等方式，水体的采动等级及允许采动程度，安全煤岩柱的防水安全煤岩柱、防砂安全煤岩柱、防塌安全煤岩柱、安全煤岩柱保护层厚度的确定等留设方法。
[关键词]水体下采煤煤岩柱留设中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）08-177-011、水体下采煤的方式根据对水体的处理方式的不同，水体下采煤分为顶水采煤、疏水采煤和顶疏结合采煤。
1.1、顶水采煤顶水采煤的特点是：对水体基本不处理，直接在水体下进行采煤作业，而在水体与煤层之间保留一定厚度或垂高的安全煤岩柱。
顶水采煤适合于水量大、补给充足、水体距开采煤层较远的条件。
1.2、疏水采煤疏水采煤可分为先疏水后采煤和边疏水边采煤。
按我国水体下开采的经验，先疏后采适合于以下条件：一是煤层直接顶为砂岩或石灰岩岩溶含水层，并能实现预先疏干时；二是松散含水砂层为弱或中弱含水层砂层，水源补给有限，通过石门疏干措施或提前开拓与采煤能预先疏干时。
水体的水量不太大，而水体的分布范围较大时，一般采用边疏边采的方式，如砂岩或石灰岩岩溶含水层为煤层基本顶时，采煤后基本顶含水层的水由采空区涌出，不影响工作面作业，但工作面内应采取疏排水措施。
1.3、顶疏结合采煤在受多种水体或多层含水层水体威胁的情况下采煤时，对远离煤层，其间距大于导水断裂带高度的水体，采用顶水采煤；对位于煤层直接顶之上或离煤层距离较近，其间距在垮落带和导水断裂带范围内的水体，采用疏水采煤。
2、水体的采动等级及允许采动程度水体下采煤时要严格控制地下开采对水体的影响，根据水体的类型、流态、规模、赋存条件及水体的允许采动程度，把地下开采影响的水体分为三个采动等级。
不同采动等级的水体，要留设相应的安全煤岩柱。
3、安全煤岩柱的留设方法安全煤岩柱是从开采上限到上覆水体底界面之间的煤层、岩层和松散层厚度的总称。
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)_矿井水文地质规程(正式)
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：H f=H k+H b(3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）：H f=H L+H b (3-2)式中H f--防隔水煤（岩）柱高度，m；H k--采后垮落带高度，m；H L--导水裂缝带最大高度，m；H b--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H k、H L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：P 35.0K pKM L ≥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 ；K p --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 =L 1+L 2+L 3=H a csc θ+H L cot θ+H L cot δ (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 =L 1+L 2+L 3=H a (sin δ－cos δcot θ)+(H a cos δ+M )(cot θ+cot δ) ≥20 m (3-4)式中 L --防隔水煤（岩）柱宽度，m ；L 1，L 2，L 3--防隔水煤(岩)柱各分段宽度，m ；H L --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 ；H a --断层安全防隔水煤（岩）柱的宽度，m 。
开采损害与保护试卷及答案3套
《开采损害与保护》试卷（A卷）一、填空题 (每空1分，共20分)1、采动上覆岩层按其破坏程度分为三个不同的开采影响带，即冒落带、裂缝带和弯曲下沉带，其中冒落带的高度主要取决于采出厚度和。
2、对矿山开采沉陷的环境影响评价选取的主要因子有：（1）地面建（构）筑物；（2）地面、地下水体；（3）道路、管线；（4）。
3、倾斜煤层开采以后，一般情况下，地表最大下沉值不在采空区的正上方，而是向方向偏移。
4、我国判断采动影响下建筑物的损害程度主要根据、以及值。
5、解决水体下采煤的三种技术途径是、处理水体和采取开采措施。
6、为保护地表建筑物，在建筑物周围的地表挖掘有一定深度的槽沟，其作用是吸收地表水平变形，叫做。
7、按复垦的方法不同，地表沉陷土地复垦可分为和。
8、承压水上采煤时，水压值与隔水层厚度的比值叫。
9、根据煤层底板破坏情况及地下水的导升情况，在工作面连续推进后，煤层底板可分为“下三带”，即、、。
10、水平和缓倾斜煤层开采条件下，沿剖面导水裂缝带的最终形态为型。
11、在描述地表移动和变形的5个指标中，水平煤层开采时最大值发生在采空区边界正上方的为和。
12、根据开采影响下地表移动的动态规律，开采影响下地表点的整个移动过程分为三个阶段：、、。
二、判断正误题 (每题2分，共20分。
)1、在进行保护煤柱设计时，为村庄民房和学校建筑物留设煤柱，所选取的围护带宽度不应该相同。
（）2、采动影响下，若地表建筑物墙体出现了倒“八”字型裂缝，说明该处地表曲率值为负值。
（）3、在充分采动条件下，对某一具体工作面（采厚相同）来说，地表最大下沉值不随开采尺寸的增大而增大。
（）4、重复采动时，岩层移动角和边界角都要减小。
（）5、当上覆岩层中有断层时，地表移动范围要增大。
（）6、采用概论积分法预计地表移动和变形时，不用移动角、边界角。
（）7、拐点偏距的大小与上覆岩层岩性有关，岩性越软弱，其值越小。
（）8、条带开采与全采相比，不仅地表下沉值小，主要影响角正切也小。
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23、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。
2、当保护边界线与煤层走向斜交时，应根据附表1中的基岩移动角求得垂直于保护边界线方向（伪倾斜）的上山移动角γ＇和下山移动角β＇，然后再确定保护煤柱边界。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
®
今天与各位领导交流的主要是针对松散含水层 下开采。
8
®
二、 水体下采煤的地质、水文地质条件分析
•
水体的性质、类型和水文地质条件是确定水体下采煤方法和
工艺的依据。 • 要实现水体下采煤取得成功，并最大可能地留设最小、合 理安全煤岩柱，多回收煤炭资源，首先必须对所在井田（矿 区）内地质、水文地质资料进行全面调查、收集和综合分析
®
水体下采煤及安全煤岩柱的留设
淮南矿业集团通防地质部 刘满才
2018年8月
1
®
一、概述 二、水体下采煤的地质、水文地质条件 分析 三、水体下采煤安全煤（岩）柱的留设 四、水体下采煤的主要安全技术措施 五、淮南潘谢矿区提高上限开采的经验 与教训 六、近水体下开采管理相关规定 七、淮南矿区近水体下提高上限开采情 况及管理
覆岩类型
坚硬 中硬 软弱 极软弱
4A 3A 2A 2A
5A 4A 3A 2A
6A 5A 4A 3A
7A 6A 5A 4A
不适用于急倾斜煤层开采（倾角大于等于55°）条件。
27
®
防砂安全煤（岩）柱保护层厚度表
松散层底部粘 松散层底部粘 松散层全厚小 性土层厚度大 性土层厚度小 于累计采厚/m 于累计采厚/m 于累计采厚/m 松散层底部无 粘性土层/m
水温、水位等特征，含水层的富水性(强、中、弱)，隔水层
10
®
• 三、工作面及周边基岩面控制程度及起伏变化。
• 四、风化带发育深度、厚度，岩性及组合特征，含（
隔）水性能。
• 五、根据新生界各松散含（隔）水层赋存、厚度、岩
性及组合特征，富水性及水质、水位等指标，各含水 层地下水动力场等资料，综合分析判定各含水层的补 给、径流、排泄条件和隔水层的隔水性，进而分析确 定井田（工作面）水体采动等级及允许采动程度等。
15
®
3.1.2
Ⅱ类水体采动等级
允许采动程度：允许导水 裂隙带波及松散孔隙弱含 水层，但不允许垮落带波 及该水体。
留设的安全煤（岩）柱类型：
顶板防砂安全煤（岩）柱 水体类型：
• 1、底界面下为具有多层结构、厚度大、弱含水层的松散层或松散层中、上部为强含水
层、下部为弱含水层的地表中、小型水体； • 2、底界面下为稳定的厚粘性土隔水层，或松散弱含水层的松散层中、上部孔隙强、
20
®
Ⅱ类水体
• Ⅱ类水体下开采留设防砂安全煤（岩）柱，煤（岩）柱的高度应当大
于或者等于垮落带的最大高度加上保护层厚度。即：Hs≥Hk＋Hb
21
®
Ⅲ类水体
Ⅲ类水体下开采留设防塌安全煤（岩）柱，煤（岩）柱的高度应 当等于或者接近垮落带的最大高度。即：Ht≈Hk
22
®
3.3
导水裂缝带和垮落带高度的预计
• 新生界底部含隔水层与煤系地层的接触关系，直接关系水 体下开采安全煤岩柱的留设。如：新生界底部松散含水砂 层与煤系地层直接接触，且富水性较强，并有动水补给的 ，应留设较大尺寸的防水煤岩柱；新生界底部稳定的粘土 层与煤系地层直接接触，则可留设较小的安全煤岩柱。
• 《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规
中含水层水体；
• 3、有疏降条件的松散层和基岩弱含水层水体。
16
®
3.1.3 Ⅲ类水体采动等级
允许采动程度：允许导水 裂隙带进入松散孔隙弱含 水层，同时允许垮落带波 及该含水层。
留设的安全煤（岩）柱类型：
顶板防塌安全煤（岩）柱 水体类型：
• 1、底界面下为稳定的厚粘性土、隔水层或松散弱含水层的松散层中、上部孔隙弱含水
11
®
三、
水体下采煤安全煤（岩）柱的留设
• 合理确定水体下开采安全煤（岩）柱的留设尺寸，首 要的是分析确定水体类型；其次是分析确定煤层顶板
类型；第三根据采厚预测采后导水裂缝带或垮落带的
发育高度；第四根据水体类型，确定保护层的厚度，
进而确定安全煤（岩）柱的最小留设尺寸。
12
®
3.1
水体采动等级及允许采动程度
• 水体下采煤安全煤岩柱留设的关键参数是煤层采厚的 导水裂缝带或垮落带高度的预计。其值的预计，最接
近实际的，应是本矿井相似条件开采的实测值类比，
但由于煤矿地质、水文与工程地质、采矿条件的复杂
性，难以做到每个工作面均有相似条件实测值可以类
比，由此需要借助公式预计。
23
®
厚煤层分层开采导水裂缝带高度计算公式
4
®
研究，取得了淮河、微山湖、黄河、渤海等地表大型水体
、巨厚新生界强松散含水层下开采成功，积累了大量试验
研究成果，掌握了缓倾斜、倾斜、急倾斜不同倾角煤层采 后导水裂隙带、冒落带的发育规律，总结形成了不同煤层 倾角采后导水裂隙带、冒落带预计经验公式，以及水体下 采煤安全煤岩柱的留设方法，1985年由煤炭工业部制定颁
发的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开
采规程》，标志着水体下采煤技术的成熟。
5
®
新旧变化
2000年修订的“三下采煤规程”、2017年制定的“ 三下采煤规范”，其水体下开采导水裂隙带、冒落带 预计经验公式，安全煤岩柱留设方法等没有变化，均 延续1985年“三下采煤规程”，只不过2017年制定 的“三下采煤规范”，删去了急倾斜煤层开采导水裂 隙带、冒落带预计经验公式和安全煤岩柱留设方法。
层水体； • 2、已或接近疏干的松散层或基岩水体。
17
®
3.2
水体下采煤安全煤（岩）柱的设计方法
一、Ⅰ类水体：Ⅰ类水体下开采留设防水安全煤（岩）柱，目的是不允许导 水裂缝带波及水体。防水安全煤（岩）柱的高度应当大于或者等于导水 裂缝带的最大高度加上保护层厚度；如果风化带含水应再加上风化带的
厚度。
二、Ⅱ类水体： Ⅱ类水体下开采留设防砂安全煤（岩）柱，目的是不允许导 水裂缝带波及含水层，但不允许垮落带接近松散层底部。防砂安全煤（
Hli＝30/∑M＋10 Hli＝20/∑M＋10
Hli＝ 100 ∑ M/（3.1∑ M＋5.0） Hli＝10/∑M＋5 ±4.0 Hli＝ 100 ∑ M/（5.0∑ M＋8.0） ±3.0
24
以上公式不适用于急倾斜煤层（倾角大于等于55°）条件。
®
厚煤层分层开采垮落带高度计算公式 覆岩岩性/MPa 坚硬（40～80） 计算公式（m） Hk＝100∑M/（2.1∑M＋16）±2.5
6
®
• 水体下开采顶板管理方法由初期的水砂充填法，至上
世纪八十年代发展为以全部陷落法为主；近年来，为
延长矿井服务年限，提高资源回收率和矿井投资效益 ，部分矿区采用了充填法开采，实现了水体下开采防 水煤（岩）柱的最大缩小。 水体下开采地层倾角既有缓倾斜、倾斜，又有急倾 斜，甚至达到70°～ 90°；煤层厚度从1m至10m不 等。
3
®
但这引起另一问题，隔离煤系上覆含水层或积水体的 隔离煤柱留设多少是合理的，留设尺寸不足，将可能 引发采掘工作面充水，威胁采掘工作面、甚至矿井安 全；留设尺寸过大，将导致可采资源的呆滞，影响煤 矿投资效益，缩短矿井服务年限。
新中国成立后，从上世纪50年代开始，我国就开始
进行江河水体下和松散含水层水体下开采的实践和
范》（以下简称《三下开采规范》）第六十六条明确了松
散含水层开采水体采动等级及允许采采动程度一览表
水 体 类 型 允许采动程度
采 级
要求留设的安全煤（岩 柱类型
1. 直接位于基岩上方或底界面下无稳定的粘性土隔水 层的各类地表水体； 不允许导水裂缝带 顶板防水安全煤（岩） 2. 直接位于基岩上方或底界面下无稳定的粘性土隔水 波及到水体。 层的松散强、中含水层水体； 3. 底界面下无稳定的泥质岩类隔水层的基岩强、中含 水层水体； 4. 急倾斜煤层上方的各类地表水体和松散含水层水体； 5.要求作为重要水源和旅游地保护的水体。 1. 底界面下为具有多层结构、厚度大、弱含水层的松 散层，或松散层中、上部为强含水层、下部为弱含水层 的地表中、小型水体； 2. 底界面下为稳定的厚粘性土隔水层或松散弱含水层 的松散层中、上部孔隙强、中含水层水体； 3.有疏降条件的松散层和基岩弱含水层水体。
中硬（20～40）
Hk＝100∑M/（4.7∑M＋19）±2.2
软弱（10～20）
Hk＝100∑M/（6.2∑M＋32）±1.5
极软弱（＜10）
Hk＝100∑M/（7.0∑M＋63）±1.2
不适用于急倾斜煤层开采（倾角大于等于55°）条件。
25
®
3.4
安全煤（岩）柱保护层厚度
• 为保证水体下采煤安全，防止因勘探控制程度的不足 产生的基岩面起伏变化、煤厚和采高增大、煤层顶板
2
®
一、概述
水体下采煤技术
• 水体下采煤包括地表水体下(如河流、湖泊、沼泽、水
库、地表塌陷积水区等)、松散含水层下、基岩含水层 下（如倒转灰岩含水层、强砂岩含水层）以及积水老窑 区下开采。水体下采煤的上覆水害防治，采用的方法不 是“隔”就是“疏”。我国大多数矿区由于煤系上覆水 体积水丰富、疏干困难或疏干开采经济上不合理，多采 取“隔”的措施，即留设一定高度的防(隔)水煤(岩)柱 ，以保证矿井安全生产。
• 1、风化带不含水：Hsh≥Hli＋Hb
• 2、风化带含水：Hsh≥Hli＋Hb＋Hfe 大量工作面开采验证，两淮矿区煤系地层风化带一般多不含水，可
以不考虑将风化带作为含水岩层对待，而作为保护层。
19
®
基岩风化带含水时防水安全煤（岩）柱设计
• 基岩风化带含水：Hsh≥Hli＋Hb＋Hfe
大量工作面开采验证，两淮矿区煤系地层风化带一般多不含水，可 以不考虑将风化带作为含水岩层对待，而作为保护层。
覆岩岩性/MPa 计算公式一 计算公式二
坚硬（ 40 ～ 80 ）： Hli ＝ 100 ∑ M/ （ 1.2 ∑ M ＋ 2.0 ） 如石英砂岩、灰岩、 ±8.9 砾岩 中硬（ 20 ～ 40 ）： Hli ＝ 100 ∑ M/ （ 1.6 ∑ M ＋ 3.6 ） 如砂岩、砂质泥岩、 ±5.6 泥质砂岩 软弱（ 10 ～ 20 ）： 如泥岩、泥质砂岩 极软弱（＜ 10 ）： 如 铝 土 岩 、 风化 泥 岩 、 粘 土 、 砂质 粘 土