開采沉陷第十五講實用教案

1、第一節(jié) 概述(i sh)(i sh) 由于煤礦地下開采范圍大、開采層數(shù)多而開采深度有限，開采的影響一般都能發(fā)展到地表(dbio)，波及到上覆巖層與地表(dbio)的一些與人類生產(chǎn)和生活有密切關(guān)系的對象，如湖泊、河流、鐵路、公路、民用住宅和工業(yè)廠房、管道、農(nóng)田水利設(shè)施以及并下工程等，使工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不能正常進行，居民的居住安全得不到保證。 因此必須采取措施進行防護，以減小或者完全避免地下開采的有害影響。留設(shè)保護煤柱，就是其中的措施之一。 保護煤柱是指專門留在井下不予采出的、目的是保護其上方巖層內(nèi)部和地表(dbio)的上述保護對象不受開采影響的那部分煤體。第1頁/共13頁第一頁，共14頁。第一節(jié) 概述

2、(i sh)(i sh) 留設(shè)保護煤往雖然是保護上覆巖層和地面建筑物、構(gòu)筑物不受開采影響的一種比較可靠的方法，但也存在如下缺點： 1有一部分煤炭留在地下暫時或永遠不能采出，造成(zo chn)大量煤炭資源的損失，縮短礦井生產(chǎn)年限； 2由于留設(shè)保護煤柱，使采掘工作復(fù)雜化和采掘工程量增大，還會導(dǎo)致局部礦壓集中，給礦井生產(chǎn)造成(zo chn)危害。 由于采礦引起的巖層與地表移動，使得位于其影響范圍內(nèi)的井巷、地面建筑物和構(gòu)筑物、地表水系及含水層等遭受不同程度的損壞。為了保護某些重要的建（構(gòu)）筑物、水體等，使其免遭采動損害的影響，有時需要在井下留設(shè)保護煤柱，特別是對小范圍內(nèi)的重要建筑物，在淺部開采時留設(shè)

3、保護煤柱還是必要的。第2頁/共13頁第二頁，共14頁。第二節(jié) 保護(boh)煤柱留設(shè)原理 留設(shè)保護煤柱的實質(zhì)就是根據(jù)已掌握的地表移動變形規(guī)律，在煤層層面上圈定一個保護煤柱的邊界，回采僅在該邊界之外進行(jnxng)，已使開采的影響不波及到需要保護的范圍。 保護煤柱的邊界是從受保護范圍的邊界起，按移動角、（主斷面）上和斜向移動角、（任意斜向斷面上）所作的保護臨界面與煤層層面的交線。 如圖4-1所示，地面上有一座需要保護的建筑物ABCD，其受保護范圍不是建筑物的外邊界所圈定的區(qū)域，而是過建筑物各角點平行于煤層走向和傾向的四條直線所圍成面積a0b0c0d0。 第3頁/共13頁第三頁，共14頁。第4頁

4、/共13頁第四頁，共14頁。第二節(jié) 保護(boh)煤柱留設(shè)原理 從平面圖上量出保護煤柱的面積A，根據(jù)煤層(micng)的傾角 和煤的質(zhì)量密度 及煤層(micng)厚度m，則可確定出因留設(shè)煤柱而呆滯的煤量Q為:（4-1） 正確選取移動角是保護煤柱設(shè)計的關(guān)鍵。移動角是指在充分采動或接近(jijn)充分采動的條件下，主斷面上臨界變形值的點和開采邊界的連線與水平線在煤柱一側(cè)所夾的角。 一般建筑物低于級損壞（裂縫寬度小于4mm）。磚石結(jié)構(gòu)房屋的臨界變形值為 第5頁/共13頁第五頁，共14頁。第二節(jié) 保護(boh)煤柱留設(shè)原理 保護煤柱留設(shè)時，由于地質(zhì)采礦條件的差異、移動角的誤差、井上下位置關(guān)系的不準(zhǔn)確等

5、因素的影響，使得所留設(shè)的保護煤柱的尺寸(ch cun)和位置出現(xiàn)偏差。因此，留設(shè)的保護煤柱應(yīng)具有一定的備用尺寸(ch cun)。加備用尺寸(ch cun)的方法如下: 目前在保護(boh)煤柱設(shè)計中，一般在地面上加圍護帶，即根據(jù)建筑物不同的保護(boh)級別，從建筑物邊界向外擴展一定的范圍，作為設(shè)計保護(boh)煤柱的受保護(boh)邊界。第6頁/共13頁第六頁，共14頁。第二節(jié) 保護(boh)煤柱留設(shè)原理 教材P116中表4-1給出礦區(qū)建筑物和構(gòu)筑物的保護等級，相應(yīng)的圍護(wi h)帶寬度列于表4-2中。 保護煤柱留設(shè)所需的資料： 1保護對象（如工業(yè)廣場、房屋、鐵路、立井等）的特征及使用要求

6、，礦區(qū)的地質(zhì)條件及煤層埋藏條件； 2符合精度要求的必要的圖紙資料，如井田地質(zhì)剖面圖，煤層底板等高線圖，井上下對照(duzho)圖； 3礦區(qū)地表移動參數(shù)以及斷層、背向斜等地質(zhì)構(gòu)造情況。第7頁/共13頁第七頁，共14頁。第三節(jié) 垂直(chuzh)斷面法 步驟： （1）沿煤層走向和傾向確定受護對象的邊界，按寬5-20m加圍護帶得受護面積邊界； （2）確定保護煤柱邊界：在受護面積邊界與煤層走向平行或垂直(chuzh)時所作的垂直(chuzh)剖面上，在松散層和基巖內(nèi)分別用移動角和、畫直線，作出保護煤柱邊界。如圖所示。第8頁/共13頁第八頁，共14頁。計算計算(j sun)壓煤量壓煤量第9頁/共13頁第

7、九頁，共14頁。3060計算計算(j sun)壓煤量壓煤量第10頁/共13頁第十頁，共14頁。第11頁/共13頁第十一頁，共14頁。第四節(jié) 保護煤柱留設(shè)工作(gngzu)的管理 1新設(shè)計的礦井和生產(chǎn)礦井在留設(shè)建筑物保護煤柱時，應(yīng)有相應(yīng)的圖紙和文字說明。其內(nèi)容，包括地質(zhì)開采技術(shù)條件，受保護對象概況，留設(shè)煤柱的必要性，選取(xunq)的參數(shù)及壓煤量計算。 2煤柱留設(shè)和變更的批準(zhǔn)權(quán)限如下： （1）國家一級鐵路和二級鐵路，對礦井安全生產(chǎn)有嚴(yán)重威脅的水體，大型礦井的主要井筒及工業(yè)場地，縣以上城鎮(zhèn)及大型工廠，壓煤量超過50萬噸的其它建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱的留設(shè)，必須報省、市、自治區(qū)煤炭管理部門批準(zhǔn)、備案。 （2）上述以外的建筑物、水體、鐵路及主要并巷煤柱的留設(shè)，必須報礦務(wù)局總工程師批準(zhǔn)，報省、市、自治區(qū)煤炭管理部門備案。 （3）各類煤柱應(yīng)按留設(shè)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)加控制，不得任意變更，特殊情況下非改變不可時，須按上述批準(zhǔn)權(quán)限重新報批。第12頁/共13頁第十二頁，共14頁。謝謝您的觀看(gunkn)！第13頁/共13頁第十三頁，共14頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)第一節(jié) 概述。留設(shè)保護煤往雖然是保護上覆巖層和地面建筑物、構(gòu)筑物不受開采影響的一種比較可靠的方法，但也存在如下缺點：。1有一部分煤炭