保安煤柱设计
保
1. 巷道煤柱按以下公式计算
()
f 0.6M 2.5H S 1+=
式中： S 1——巷道保护煤柱的水平宽度，m ； H ——巷道的最大垂深，取390m ；
M ——煤层厚度，m ，取4号煤层最大厚度3.10m ； f ——煤的强度系数，取2。
()f
0.6M 2.5H S 1+==()2 3.10.62.5390⨯+=29.16（m ） 巷道煤柱取30m 。
2. 断层煤柱按下列计算：
L=0.5KM P K 3P
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 ，取4号煤层最大厚度
3.10m ；
P ——水头压力，Mpa ，（877.7-550）×9.8×103-=3.21Mpa ；
Kp ——煤的抗张强度，取0.6Mpa 。
L=0.5KM p K P
3=0.5×4×3.106
.021.33⨯=24.84m
断层煤柱取30m
井田边界煤柱留20m，大巷之间留30m，大巷两侧留30m 煤柱，断层煤柱留30m，采空区边界留20m。
工业场地及井筒按一级保护，村庄按三级保护，按场地外沿外扩20m保护带，再根据表土层和基岩厚度（表土移动角45。
，基岩移动角72。
）计算保安煤柱。
××××煤业有限公村庄保安煤柱设计最终
羊道坡村庄保护煤柱设计一、编制目的为了合理科学的利用有限的煤炭资源，同时保护地表建筑物不受煤炭开采带来的地质灾害，根据针对羊道坡村庄的实地数据采集，现对北翼采区羊道坡村庄保护煤柱设计。
二、概况羊道坡村位于××××煤业有限公司北翼采区中部，根据我公司对该区进行实地测量，并填绘至采掘工程平面图。
该村主要建筑物为砖结构民宅，为了使该村庄内房屋不受地下采掘影响，依据《建筑物、水体、铁路和主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》要求，对该村庄及建筑物进行保护煤柱设计。
三、设计区的地质条件根据煤岩层对比图所示，该村边界8米处东南方8米处，H7点钻孔，该区域2＃煤层位于山西组中部，上部岩层主要下石盒子组，为泥岩、砂质泥岩互层，同时夹有细粒砂岩组成、岩层上为第四系黄土层，煤层厚度1.5m—1.8m，平均厚度1.6米，夹矸0.1-0.2米，属稳定可采煤层，煤层埋藏深度为250-340米，煤层倾角4°-5°，2#煤层顶底板均为泥岩、砂质泥岩、中细粒砂岩及煤层。
四、选取参数及编制依据1.资料收集（1）实测实测羊道坡村建筑物坐标（2）灵石××××煤业有限公司地形地质图（3）灵石××××煤业有限公司采掘工程平面图（4）H7号钻孔柱状图（5）保护煤柱垂线计算示意图表1-1 羊道坡村庄边界拐点坐标表1-2 羊道坡村围护带拐点地质资料2、依据规范本设计根据：《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》（煤炭工业出版社2000年6月第一版）、《煤矿测量手册》（煤炭工业出版社1990年12月第二版）。
3、参数一般，当没有本矿资料时，地表移动参数可以通过类比取得，本次设计中的岩层移动科研成果资料，是参考附近矿井太原煤气化公司东河煤矿地形地质构造研究的成果资料，通过对该地表观测站特定地形、开采和移动关系的实测资料分析，提出重复采动条件下地表移动变形的基本规律。
保护煤柱设计
保护等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
宽度(m)
20 15 10 5
三、垂直剖面法设计保护煤柱
作图法: 沿煤层走向和倾向作剖面，在剖面上由岩层移 动角确定煤柱宽度，并投影到平面图上，得到 保护煤柱边界。
所需资料： 移动角 煤层底板等高线 井田地质剖面 井上下对照图
ⅠⅠ
m φ γ m1
n
h
φ
n1 β
n2
m2
q
φ δ
q1
q2
q3 ⅠⅠ
k
h
φ
k1 δ
-100
k2
-150 -200
-250
-300
k 3 -350
ⅠⅠ
ⅠⅠ
A(q 3)
a
q b B(q 2)
结果为对称的梯形。
a′ b′
注意的问题：梯形上
Ⅰ
Ⅰ 下边与煤层走向平行。
m2 m
n n2
d′ c′
作图法比较简单，但
d kc D(k 2)
增大了煤柱尺寸，煤 柱损失较大。
x cos y sin 1
p
p
y1 b2
s in
p
x1 cos
a2
p
b2 sin
y1 p
x1
a2 p
c os
将x1,y1代入椭圆方程
(x1, y1)满足椭圆方程
b
bC
x12 a2
y12 b2
1
Y
θ
K
p
p′
o
c
a4 p2
cos 2
a2
b4 p2
s in
2
b2
1
C
·M·(x1,y1)
XL
保安煤柱设计
保
计算
1. 巷道煤柱按以下公式计算
()
f 0.6M 2.5H S 1+=
式中： S 1——巷道保护煤柱的水平宽度，m ； H ——巷道的最大垂深，取390m ；
M ——煤层厚度，m ，取4号煤层最大厚度3.10m ； f ——煤的强度系数，取2。
()f
0.6M 2.5H S 1+==()2 3.10.62.5390⨯+=29.16（m ） 巷道煤柱取30m 。
2. 断层煤柱按下列计算：
L=0.5KM P K 3P
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 ，取4号煤层最大厚度
3.10m ；
P ——水头压力，Mpa ，（877.7-550）×9.8×103-=3.21Mpa ；
Kp ——煤的抗张强度，取0.6Mpa 。
L=0.5KM p K P
3=0.5×4×3.106
.021.33⨯=24.84m
断层煤柱取30m
井田边界煤柱留20m，大巷之间留30m，大巷两侧留30m 煤柱，断层煤柱留30m，采空区边界留20m。
工业场地及井筒按一级保护，村庄按三级保护，按场地外沿外扩20m保护带，再根据表土层和基岩厚度（表土移动角45。
，基岩移动角72。
）计算保安煤柱。
保安煤柱垂面计算法
保安煤柱垂直剖面计算法1、计算原理1.1确定受护范围的保护等级为了抵消在留设保护煤柱时所用参数的误差引起煤柱尺寸的不足以及由于地质采矿条件和井上下位置关系确定得不准确而造成的保护煤柱尺寸和位置的误差，对于受护地物边界要留设一定的维护带宽度，根据相关规定，地物的保护的维护带宽度由受护对象的保护级别确定，其关系式为：f(x)=25-5×x；x=(1,2,3,4)是表示受护边界的保护级别，f(x)为受护边界的宽度，单位为米；因此要确定受护边界首先要确定受护建筑物或构筑物的级别，以此为依据来确定维护带宽度。
1.2确定受护范围的保护边界确定了维护带宽度以后，通过保护面积的角顶点作平行于煤层走向和倾向的四条线，再向外推出一个维护带的宽度，得到受护面积边界，如图1所示。
然后根据地质资料或者测量来确定受护范围角点坐标，然后确定维护带角点坐标。
再利用公式（1）、（2）来计算维护范围边的长度，其中f代表维护范围长边的长度，e代表维护带短边的长度。
f=0.5×(a×cosθ+b×sinθ)+s （1）e=0.5×(a×sinθ+b×cosθ)+s（2）图1保护边界与煤层走向的相互关系图1.3确定保护煤柱边界垂直剖面法在确定保护煤柱边界，首先是要确定参数：受护边界为矩形，设其长边为a，短边为b，煤层倾角αi，每一煤层在受护范围中央的埋藏深度Hi，松散层厚度h，煤层厚度mi，上山移动角β，下山移动角γ，松散层移动角φ，走向移动角δi，长边与煤层走向线夹的角θ，根据这些参数绘制垂直剖面法确定保护煤柱边界的平面图，过abcd的中心点，作煤层的倾向剖面Ⅰ-Ⅰ和走向剖面Ⅱ-Ⅱ，通过投影，最后在各个煤层上得到了梯形ABCD，即为保护煤柱的平面投影。
如图2所示：图2垂直剖面法设计保护煤柱从图中可以看出，要得到保护煤柱的边界ABCD，首先要确定A、B两点，从受护边界投影在下山方向的外移li，走向两边分别扩大ni；然后确定C、D两点，在不同的煤层，上山方向外移qi，走向两边分别扩大mi，利用公式（3）－（6）实现整个计算过程：l i =(Hi-h+h×(tgr*ctgφ)+f×tgαi)/(tgr-tgαi) （3）q i=(Hi-h+h×(tgβ×ctgφ)-f×tgαi)/(tgβ+tgαi) （4）m i =(Hi-h-(f-q i)×tgαi)×ctgδi +h×ctgφ（5）n i=(Hi-h+(f+l i)×tgαi)×ctgδi +h×ctgφ（6）以煤层的中心点O为起点，向上山方向量f+l，得O1点，向上山方向量f+q 得O2点，以O1为起点，在走向两边分别量e+n得到A和B点，在走向两边分别量e+m，得到C、D两点，连接A-B-C-D-A，则ABCD所围成的梯形就是保安煤柱投影。
大运高速公路保安煤柱设计
关于紫金煤业公司留设一号井大运高速公路保安煤柱的报告汾西矿业集团公司：大运高速公路位于我公司一号井中部，根据煤炭部“建筑物.水体.铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程”之规定, 需留设紫金一号井大运高速公路保安煤柱。
现将设计报请集团公司审批。
望批示附：紫金一号井大运高速公路保安煤柱设计紫金煤业公司2012年10月10日报汾矿集团公司关于紫金井田内大运高速公路保安煤柱设计一、概况紫金井田内大运高速公路位于紫金公司井田中部，近似南北走向。
本次设计的保护范围为大运高速公路及两侧护坡。
测量方法：从矿近井点开始，全战仪7秒级导线测得控制点，由控制点对大运高速两侧进行碎部测量，获得受护范围拐点坐标。
所测保护范围的拐点如下：D1、4066204.101 572034.541 936.3D2、4065888.095 572046.643 970.4D3、4065656.814 572067.296 1004.6D4、4065602.501 572070.173 1019.6D5、4065548.208 572073.049 1012.5D6、4065245.552 572073.866 945.7D7、4065062.532 572078.869 996.2D8、4064219.300 572141.174 1076.8D9、4063964.754 572171.068 1059.5D10、4063896.798 572168.874 1049.2D11、4063410.774 572105.310 967.4D12、4063035.311 572003.290 957.6D13、4062964.108 571973.521 938.8D14、4062485.102 571947.726 921.5D15、4062355.045 571930.642 950.7D16、4062175.802 571949.662 909.6D17、4062129.552 571935.923 902.7D18、4062048.971 571799.129 905.8D19、4062143.398 571817.794 953.8D20、4062363.614 571833.927 980.2D21、4062622.980 571842.674 983.3D22、4063158.888 571865.702 1022.5D23、4063549.764 571961.528 1031.7D24、4063805.173 571996.354 1000.2D25、4064098.931 571990.897 1049.8D26、4064214.610 571976.926 1066.7D27、4064960.826 571841.391 1042.6D28、4065098.261 571851.430 1037.3D29、4065492.695 571834.850 932.7D30、4065803.935 571857.970 957.5D31、4066172.108 572035.766 957.3D32、4066063.087 571832.514 908.9二、保安煤柱留设1、建筑物等级及岩层移动角数据选择因保护对象为大运高速公路，所以根据煤炭部“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“规程”）第15条之规定，“国务院明令保护的文物和纪念性建筑物……高速公路，高层住宅楼”属Ⅰ级保护对象，和第18条规定Ⅰ级保护对象围护带宽度为20米，及附表5—2部分矿区地表移动实测参数第240页.参照阳泉矿物局岩层移动角值选取岩层移动角值δ=γ=71 ，β=71-0.5α，松散层移动角值ψ=450。
双柳煤矿三采区岭上村庄保安煤柱设计
双柳煤矿三采区岭上村村庄保安煤柱设计为了合理科学的利用有限的煤炭资源，又要保护地表建筑物不受煤炭开采带来的地质灾害对村庄造成损失现对三采区地表岭上村保护煤柱设计如下：岭上村位于双柳矿三采区中部，该村下方H403—503m处为双柳矿所开采的3#、4#煤层，煤层厚度1.79m—3.49m，煤层倾角3°12′18″，地表黄土层厚度0—93m，留设岭上村庄保护煤柱选用双柳矿、贺西矿地表岩移观测站最终汇总参数：移动角值走向移动角73°30′00″，上山移动角75°24′00″，下山移动角71°00′00″，表土层移动角50°。
岭上村村庄围护带宽度确定，按Ⅱ级保护，其围护带宽度为15m。
用垂线法圈定岭上村保护煤柱岭上村边界根据村庄民居的分布状况经测量确定7个拐点。
岭上村边界拐点坐标：岭上村村舍分布范围，南北长600m，东西长500m，在村沟部有基岩出露，其岩面标高830m—802m，高差28m，东北向西南倾斜，倾角3°12′18″。
1、以岭上村确定的边界1、2、3、4、5、6、7个拐点圈定该村受护面积边界，在外侧加围护带15m，得受护面积边界1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′。
2、在受护面积边界1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′向外按公式S=h×ctgθ，所求得黄土层的宽度划出a、b、c、d、e、f、j点，黄土层的宽度用下式求得：1点标高825m，基岩标高802m，黄土层厚度23m，23m×ctg50°=19.3m 2点标高820 m，基岩标高820，黄土层厚度0，0m×ctg50°=0m3点标高885m，基岩标高815m，黄土层厚度70m，70m×ctg50°=58.737m 4点标高900m，基岩标高807m，黄土层厚度93m，93m×ctg50°=78.036m 5点标高890m，基岩标高803m，黄土层厚度87m，87m×ctg50°=73.002m 6点标高858m，基岩标高810m，黄土层厚度48m，48m×ctg50°=40.276m 7点标高835m，基岩标高802m，黄土层厚度33m，33m×ctg50°=27.690m3、由黄土层宽度所划出的a、b、c、d、e、f、j七边形保护煤柱边界用垂线法圈定，由各点分别作线段ab、bc、cd、de、ef、fj、ja的垂线，各垂线长q(煤层上山方向垂线长度)L（煤层下山方向垂线长度），按下式计算：q=（H-h）ctgβ′/（1+ctgβ′cosθtgα）L=（H-h）ctgγ′/（1- ctgγ′cosθtgα）围护带边界与煤层走向线之间所夹的锐角分别为ac、cb、de、ef、fjθ=45°，bc、jaθ=10°上山方向移动角β=75°24′00″-0.5×3°=73°54′下山方向γ=71°,走向方向δ=73°30′00″①根据下列公式求出ctgβ′=(ctg2βcos2θ+ ctg2δsin2θ)1/2ctgγ′=(ctg2γcos2θ+ ctg2δsin2θ)1/2θ=45°时，ctgβ′=(ctg273°54′cos245°+ ctg273°30′sin245°)1/2β′=73°41′54″ctgγ′=(ctg271°cos245°+ ctg273°30′sin245°)1/2γ′=72°11′40″θ=10°时，ctgβ′=(ctg273°54′cos210°+ ctg273°30′sin210°)1/2β′=73°53′16″ctgγ′=(ctg271°cos210°+ ctg273°30′sin210°)1/2γ′=71°04′09″求出θ=45°时，β′=73°41′54″γ′=72°11′40″θ=10°时，β′=73°53′16″γ′=71°04′09″②a、b、c、d、e、f、j各点基岩面至煤层垂深（H-h）值计算：a点（H-h）=435m-23m=413mb点（H-h）=403m-0m=403mc点（H-h）=465m-70m=395md点（H-h）=503m-93m=410me点（H-h）=502m-87m=415mf点（H-h）=458m-48m=410mj点（H-h）=443m-33m=410m根据上述起始数据按公式计算各垂线的q 、L值a—1 L=（413m×ctg71°04′09″）/（1- ctg71°04′09″cos10°tg3°） =141.650m/(1-0.017701631)=141.650m/0.982298368=144.202ma—2 L=（413m×ctg72°11′40″）/（1- ctg72°11′40″cos45°tg3°） =132.644m/(1-0.011901952)=132.644m/0.988098047=134.242mb—3 q=（403m×ctg73°41′54″）/（1+ ctg73°41′54″cos45°tg3°） =117.858m/(1+0.010837657)=117.858m/1.010837657=116.594mb—4 q=（403m×ctg73°53′16″）/（1+ ctg73°53′16″cos10°tg3°） =116.413m/(1+0.014908846)=116.413m/1.014908846=114.703mc—5 q=（395m×ctg73°53′16″）/（1+ ctg73°53′16″cos10°tg3°） =114.102m/(1+0.014908846)=114.102m/1.014908846=112.426mc—6 q=（395m×ctg73°41′54″）/（1+ ctg73°41′54″cos45°tg3°） =115.518m/(1+0.010837657)=115.518m/1.010837657=114.279md—7 q=（410m×ctg73°41′54″）/（1+ ctg73°41′54″cos45°tg3°） =119.905m/(1+0.010837657)=119.905m/1.010837657=118.619md—8 L=（410m×ctg72°11′40″）/（1- ctg72°11′40″cos45°tg3°） =131.680m/(1-0.011901952)=131.680m/0.988098047=133.266me—9 L=（415m×ctg72°11′40″）/（1- ctg72°11′40″cos45°tg3°） =133.286m/(1-0.011901952)=133.286m/0.988098047=134.891me-10 L=（415m×ctg72°11′40″）/（1- ctg72°11′40″cos45°tg3°） =133.286m/(1-0.011901952)=133.286m/0.988098047=134.891mf-11 L=（410m×ctg72°11′40″）/（1- ctg72°11′40″cos45°tg3°） =131.680m/(1-0.011901952)=131.680m/0.988098047=133.266mj-12 L=（410m×ctg72°11′40″）/（1- ctg72°11′40″cos45°tg3°） =131.680m/(1-0.011901952)=131.680m/0.988098047=133.266mj-13 L=（410m×ctg71°04′09″）/（1- ctg71°04′09″cos10°tg3°） =140.620m/(1-0.017701631)=140.620m/0.982298368=143.154m垂线长度q 、L计算结果岭上村保护带最终边界线各拐点坐标：岭上村村庄保护煤柱面积及储量计算结果：岭上村庄与村庄保护煤柱占有3#、4#煤c—6、c—7块段储量，以下为分块段计算储量：岭上村庄面积、占有储量：c—7 面积45000m2，储量111964吨（11.2万吨）厚度1.79米。
保安矿柱的设计
保安矿柱的设计在特殊条件下 , 当不宜把主要开拓巷道布置在岩石移动范围之外时，或者对已投产的矿井，因在井筒附近发现新矿体、矿体向下延深使得井筒落入岩石移动范围之内时，为了保护井筒及其建筑物，需要设置保安矿柱。
保安矿柱是在井筒周围留下一部分暂不开采的矿体，其范围为按岩石移动角β 、γ、δ用作图法圈定之，其步骤如下。
（1）在平面图上（图1），过井筒中心作垂直矿层走向的剖面Ⅰ- Ⅱ。
在该剖面图上，从井筒两侧的受护范围边界起，自上而下按各岩层的移动角逐层画出其移动线，直到与矿层的顶、底板线相交，得A、 B、 C、 D 四点。
则A-B-D-C-A即为在剖面Ⅰ-Ⅱ上的保安矿柱边界。
在画岩石移动边界线时，对位于采空区下端的移动线用β角，上端的用γ 角。
图 1作图法设计保安矿柱（2）将点 A、B、C、D 投影到平面图的Ⅰ - Ⅰ线上，得 A′、 B′、 C′、 D′四点。
设矿层形状规则，则过这四点分别作平行走向的四条线，便得到保安矿柱顶、底板沿走向的边界线在平面图上的投影。
（3）在平面图上，过井筒中心和受保护范围边界线，作平行矿层走向的阶梯形剖面Ⅱ- Ⅱ。
在该剖面图上由上而下按δ角逐层画出岩石移动边界线，与矿层顶、底板线相交于M、K、G、H 四点。
将这些点投影到平面图的Ⅱ- Ⅱ线上，得 M′、 K′、 G′、H′四点。
因设矿层规则，保安矿柱平面投影图以Ⅰ- Ⅰ线为对称轴，故可分别求得 M″、K″、G″、H″四点，连接 H′ K″、G′ M″、G″ M′、 H″ K′得四条直线，将其延长，便得到保安矿柱顶、底板沿倾斜方向的边界线在平面图上的投影。
（4）在平面图上，分别将保安矿柱顶、底板边界的投影线延长相交，便得到保安矿柱图形的平面投影图。
表 1我国部分矿山岩石移动角矿山(或矿体倾角矿体厚度走向产度移动角 ( °)矿体、采岩层性质及开采深采矿方法( °)(m)βγγδ区) 名称度(m)上盘为硅质走向长石咀子大理岩、石英1~35留矿法嗣后充75~855007070铜矿斑岩,稳( 平均 6.3)采深 950填固,f=8~12上盘为大理分段凿岩阶段金岭铁岩、结晶灰走向长采矿法、采后水5050矿铁山岩,f=8~10558500砂充填 , 采深小5555区下盘为闪长采深 94于 50m岩,f=8~12采深大于 50m上盘为闪长岩、矽卡岩,f=8~10走向长程潮铁下盘为花岗无底柱分段崩4624~5317006868矿岩、矽卡落法采深 80岩,f=10~12中等稳固至稳固上盘为灰页锡矿山岩, 中等稳东 104~6采深596865固,f=6~10200~250房柱法、充填法南矿中 154~6596971下盘为灰页采深 200岩,f=8~10石英脉状矿走向长大吉山床, 围岩中等留矿法钨矿稳固至稳65~80<3600~800 阶段矿房法46~81 48~69固,f=8~14采深 760上盘为白云岩,f=10~12走向长度冶山铁下盘为花岗600无底柱分段崩矿北矿闪长45~80206585开采深度落法区岩,f=8~10,130中等稳固至稳固云锡马上下盘为大矿体斜长# 理岩化的碳620方框支架充填拉格矿 4酸盐 ,f=8, 中40~6010~20走向长度法6871~75采区等稳固30~50铁山垄围岩为变质钨矿黄砂岩和千枚65~682~6开采深度留矿法6161沙矿区岩, 基本稳150#固,f=8~1216 脉湘东钨围岩中等稳70~800.3~0.5走向长度留矿法、充填法556575矿固,f=10~12;部分不稳固,f=4~10金山店上盘中等稳铁矿张固, 下盘稳57~870.5~68伏山大固, 矿岩接触井 1#矿体带极不稳固顶底盘岩石瓦房子为石灰质页15~250.2~0.8(锰矿岩, 中等稳均 0.4)固,f=6~8上盘为千枚桃林铅岩, 不稳锌矿银固,f=3~5;30~45(平 1.2~3.5(孔山矿下盘为绢绿均 40)均 10)体片石英岩 , 稳固,f=10~12凡口铅上下盘岩石锌矿狮35~4018~40稳固 ,f=8~10岭 6#矿体800~1100走向长度无底柱分段崩50( 石 60( 变 60( 石2676( 不落法、阶段自然英二质砂英二连续 )崩落法长岩 )岩)长岩 )平走向长度长壁手选充填606565 600~2400 法435055平走向长度水平中深孔阶750段强制崩落法推算值走向长度上向水平分层707575 840充填法如果矿层或岩层形状不规则，应该多作剖面，求得足够多的点，把这些点连接起来，便可得到保安矿柱的边界线。
保安矿柱的设计范文
保安矿柱的设计范文保安矿柱是一种用于矿井安全的设备，主要功能是提供矿井地下巷道的支撑和加固。
保安矿柱的设计要考虑到各种因素，如井下环境、地质条件、载荷要求等，确保其能够承受地下巷道的压力和变形，保障矿工的安全。
保安矿柱的材料选择是设计的关键之一、常见的矿柱材料有木材、钢材和混凝土等。
木材矿柱适用于井下湿度较高的环境，其优点是价格相对较低，易加工，而且有良好的抗震性。
然而，木材矿柱的使用寿命相对较短，易受到虫蛀和腐朽的影响，需要定期更换。
钢材矿柱具有高强度、耐磨性好和使用寿命长等特点，适用于需要承受较大压力和载荷的地下巷道。
然而，钢材矿柱的成本相对较高，且易受到腐蚀和磨损的影响。
混凝土矿柱的优点是坚固耐用，耐磨性好，且价格相对较低，适用于一般的地下巷道。
但混凝土矿柱的施工相对复杂，需要耗费较多的人力和时间。
保安矿柱的尺寸设计也是重要的考虑因素之一、矿柱的直径、高度和间距等参数需要根据地下巷道的尺寸和结构特点进行合理设计。
一般来说，矿柱的直径大于或等于巷道的宽度，以保证柱子能够提供足够的支撑面积。
矿柱的高度需要根据地下巷道的高度和保护要求确定，一般应该高于巷道的顶部，以防止巷道坍塌。
矿柱的间距需要根据地下巷道的长度、载荷和结构要求来确定，一般应确保柱子之间的间距足够均匀，能够提供充分的支撑和加固。
保安矿柱的安装和定期检查也是设计的关键要素之一、安装矿柱需要根据设计要求和地下巷道的具体情况进行施工，确保矿柱能够正确地安装在地下巷道里面，提供充分的支撑和加固。
定期检查矿柱的状态对于保证矿井的安全非常重要，需要检查矿柱的变形、裂缝和损坏等情况，及时修复和更换不符合要求的矿柱，以确保矿井的稳定和安全。
工业广场保安煤柱设计
的长度为 ef，ep、fq 为表土层厚度，ee'、ff'为煤层埋深，mn' 为煤层底板，将移动角的相关参数代入图 2 中得到 mn 的长 度就是倾向方向上工业广场的保护煤柱长度。
4、图 3 为走向方向上工业广场的剖面，gp、hq 为表土 层厚度，b'c'、a'd'为煤层底板，将移动角的相关参数代入图 3 中得到 CF、DE 的长度就是走向方向上工业广场的保护煤柱 长度。
5、圈定 CDEF 的范围就为工业广场的保安煤柱边界。
1 e
φ
p' p
γ
e
m
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φ
q q' β
f
n'
n 图2
B C
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1
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图1
g1
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δ p' p
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图3
工业广场保护煤柱设计
我矿煤层的成煤年代为石炭二叠纪，可采用阳泉矿区移 动角的经验参数。Ψ=45°，δ=72°，γ=72°，β=72°(α <10°),α为煤层倾角。
二、现举例说明某工业广场的保安煤柱设计。 1、图 1 中不规则多边形为工业广场轮廓，1、2、3、4 点为圈定范围。 2、图 1 中 abcd 为受护带边界。A-A'为倾向剖面线，B-B' 为走向剖面线。ef 为工业广场在倾向剖面上的长度，gh 为工 业广场在走向方向上的长度。 3、图 2 为倾向方向上工业广场的剖面，倾向受护边界
保安煤柱留设
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、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。
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：对薄及中厚煤约为20m；对于厚煤层约为30～40m。