(完整word版)各類防隔水煤(巖)柱的尺寸要求計(jì)算

1、各類防隔水煤（巖）柱的尺寸要求一、煤層露頭防隔水煤 (巖 )柱的留設(shè)煤層露頭防隔水煤（巖）柱的留設(shè)，按下列公式計(jì)算：1.煤層露頭無(wú)覆蓋或被黏土類微透水松散層覆蓋時(shí)：Hf=Hk+Hb(3-1)2.煤層露頭被松散富水性強(qiáng)的含水層覆蓋時(shí)（圖3-1 ）：Hf =HL +Hb(3-2)式中 Hf防隔水煤（巖）柱高度，m；Hk 采后垮落帶高度， m；HL導(dǎo)水裂縫帶最大高度，m；Hb保護(hù)層厚度， m；煤層傾角，（°）。根據(jù)式 (3-1) 、式(3-2) 計(jì)算的值，不得小于 20m 。式中 Hk、HL 的計(jì)算，參照建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程的相關(guān)規(guī)定。圖 3-1 煤層露頭被松

2、散富水性強(qiáng)含水層覆蓋時(shí)防隔水煤（巖）柱留設(shè)圖二、含水或?qū)當(dāng)鄬臃栏羲海◣r）柱的留設(shè)含水或?qū)當(dāng)鄬臃栏羲海◣r）柱的留設(shè)（圖 3-2 ）可參照下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：3PL=0.5KM20mKP式中： L煤柱留設(shè)的寬度（ m）；K安全系數(shù)（一般取25）；M煤層厚度或采高（ m）；P水頭壓力（ MPa ）；KP煤的抗拉強(qiáng)度（ MPa ）。圖 3-2 含水或?qū)當(dāng)鄬臃栏羲海◣r）柱留設(shè)圖三、煤層與強(qiáng)含水層或?qū)當(dāng)鄬咏佑|防隔水煤（巖）柱的留設(shè)煤層與強(qiáng)含水層或?qū)當(dāng)鄬咏佑|，并局部被覆蓋時(shí)（圖 3-3 ），防隔水煤（巖）柱的留設(shè)要求如下：圖圖 3-3 煤層與富水性強(qiáng)的含水層或?qū)當(dāng)鄬咏佑|時(shí)防隔水煤（巖）柱留設(shè)

3、圖1.當(dāng)含水層頂面高于最高導(dǎo)水裂縫帶上限時(shí)，防隔水煤（巖）柱可按圖 3-3a 、3-3b 留設(shè)。其計(jì)算公式為：L=L1+L2+L3=Hacsc+HLcot +HLcot (3-3)2.最高導(dǎo)水裂縫帶上限高于斷層上盤含水層時(shí)，防隔水煤（巖）柱按圖3-3c留設(shè)。其計(jì)算公式為：L=L1+L2+L3=Ha(sin cos cot )+(Hacos +M)(cot +cot )20m(3-4)式中L防隔水煤（巖）柱寬度，m；L1，L2 ，L3 防隔水煤 (巖)柱各分段寬度， m；HL最大導(dǎo)水裂縫帶高度，m；斷層傾角，（°；）巖層塌陷角，（°）；M -斷層上盤含水層層面高出下盤煤層底板

4、的高度，m；Ha- 斷層安全防隔水煤（巖）柱的寬度，m?！?Ha 值應(yīng)當(dāng)根據(jù)礦井實(shí)際觀測(cè)資料來(lái)確定， 即通過(guò)總結(jié)本礦區(qū)在斷層附近開(kāi)采時(shí)發(fā)生突水和安全開(kāi)采的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，計(jì)算其水壓（p）與防隔水煤（巖）柱厚度（M）的比值（ Ts=p/M ）,并將各點(diǎn)之值標(biāo)到以 Ts=p/M 為橫軸，以埋藏深度為縱軸的坐標(biāo)紙上，找出 Ts 值的安全臨界線（圖 3-4 ）。Ha 值也可以按下列公式計(jì)算： a P +10Ts式中：P防隔水煤（巖）柱所承受的靜水壓力（ MPa ）；Ts臨界突水系數(shù)（ MPa m）10保護(hù)帶厚度（一般取10m ）。圖 3-4Ts 和關(guān)系曲線圖本礦區(qū)如無(wú)實(shí)際突水系數(shù)， 可參考其他礦區(qū)

5、資料， 但選用時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮隔水層的巖性、 物理力學(xué)性質(zhì)、 巷道跨度或工作面的空頂距、 采煤方法和頂板控制方法等一系列因素。四、煤層位于含水層上方且斷層導(dǎo)水時(shí)防隔水煤(巖)柱的留設(shè)在煤層位于含水層上方且斷層導(dǎo)水的情況下（圖 3-5 ），防隔水煤（巖）柱的留設(shè)應(yīng)當(dāng)考慮 2 個(gè)方向上的壓力：一是煤層底部隔水層能否承受下部含水層水的壓力；二是斷層水在順煤層方向上的壓力。圖 3-5 煤層位于含水層上方且斷層導(dǎo)水時(shí)防隔水煤 (巖 )柱留設(shè)圖當(dāng)考慮底部壓力時(shí)，應(yīng)當(dāng)使煤層底板到斷層面之間的最小距離（垂距），大于安全煤柱的高度（ Ha ）的計(jì)算值，并不得小于20m 。其計(jì)算公式為L(zhǎng)=Ha sin 20 m式中

6、：斷層傾角（°）；其余參數(shù)同前。當(dāng)考慮斷層水在順煤層方向上的壓力時(shí)，按附錄三之二計(jì)算煤柱寬度。根據(jù)以上兩種方法計(jì)算的結(jié)果，取用較大的數(shù)字，但仍不得小于 20m 。如果斷層不導(dǎo)水（圖 3-6 ），防隔水煤（巖）柱的留設(shè)尺寸，應(yīng)當(dāng)保證含水層頂面與斷層面交點(diǎn)至煤層底板間的最小距離， 在垂直于斷層走向的剖面上大于安全煤柱的高度（ Ha）時(shí)即可 ,但不得小于 20m 。圖 3-6 煤層位于含水層上方且斷層不導(dǎo)水時(shí)防隔水煤 (巖)柱留設(shè)圖五、水淹區(qū)或老窯積水區(qū)下采掘時(shí)防隔水煤（巖）柱的留設(shè)1.巷道在水淹區(qū)下或老窯積水區(qū)下掘進(jìn)時(shí)，巷道與水體之間的最小距離，不得小于巷道高度的10 倍。2.在水淹區(qū)下

7、或老窯積水區(qū)下同一煤層中進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，若水淹區(qū)或老窯積水區(qū)的界線已基本查明，防隔水煤（巖）柱的尺寸應(yīng)當(dāng)按附錄三之二的規(guī)定留設(shè)。3.在水淹區(qū)下或老窯積水區(qū)下的煤層中進(jìn)行回采時(shí)，防隔水煤（巖）柱的尺寸，不得小于導(dǎo)水裂縫帶最大高度與保護(hù)帶高度之和。六、保護(hù)地表水體防隔水煤（巖）柱的留設(shè)保護(hù)地表水體防隔水煤（巖）柱的留設(shè)，可參照建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程執(zhí)行。七、保護(hù)通水鉆孔防隔水煤（巖）柱的留設(shè)根據(jù)鉆孔測(cè)斜資料換算鉆孔見(jiàn)煤點(diǎn)坐標(biāo)，按附錄三之二的辦法留設(shè)防隔水煤(巖)柱，如無(wú)測(cè)斜資料，應(yīng)當(dāng)考慮鉆孔可能偏斜的誤差。八、相鄰礦（井）人為邊界防隔水煤（巖）柱的留設(shè)1.水文地質(zhì)簡(jiǎn)單型到中

8、等型的礦井，可采用垂直法留設(shè)，但總寬度不得小于40m 。2.水文地質(zhì)復(fù)雜型到極復(fù)雜型的礦井，應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、靜水壓力、開(kāi)采上覆巖層移動(dòng)角、導(dǎo)水裂縫帶高度等因素確定。1）多煤層開(kāi)采，當(dāng)上、下兩層煤的層間距小于下層煤開(kāi)采后的導(dǎo)水裂縫帶高度時(shí)，下層煤的邊界防隔水煤（巖）柱，應(yīng)當(dāng)根據(jù)最上一層煤的巖層移動(dòng)角和煤層間距向下推算（見(jiàn)圖3-7a ）。2）當(dāng)上、下兩層煤之間的垂距大于下煤層開(kāi)采后的導(dǎo)水裂縫帶高度時(shí)，上、下煤層的防隔水煤（巖）柱，可分別留設(shè)（見(jiàn)圖3-7b ）。HL導(dǎo)水裂縫帶上限；、 、 3各煤層底板以上的靜水位高度；上山巖層移動(dòng)角；下山巖層移動(dòng)角；y、 y導(dǎo)水裂縫帶上限巖柱寬度； 上層煤防水煤柱寬度；2、 3下層煤防水煤柱寬度圖 3-7 多煤層地區(qū)邊界防隔水煤（巖）柱留設(shè)圖導(dǎo)水裂縫帶上限巖柱寬度 y 的計(jì)算，可采用以下公式：Ly= H H× 120mL10T s式中 Ly-導(dǎo)水裂縫帶上限巖柱寬度,m;H- 煤層底板以上的靜水位高度，m;HL- 導(dǎo)水裂縫帶最大值， m；Ts- 水壓與巖柱寬度的比值，可取。九、以斷層為界的井田防隔水煤（巖）柱的留設(shè)以斷層為界的井田，其邊界防隔水煤（巖）柱可參照斷層煤柱留設(shè)，但應(yīng)當(dāng)考慮井田另一側(cè)煤層的情況，以不破壞另一側(cè)所留煤（巖）柱為原則（除參照斷層