防水煤柱的留设.doc

屯兰矿防水煤柱留设设计说明

按照新颁布实施的《煤矿防治水规定》，结合屯兰矿实际情况，防隔水煤（岩）柱的留设按下列进行。
相邻矿（井）人为边界防隔水煤（岩）柱的留设
1.水文地质简单型到中等型的矿井，可采用垂直法留设，但总宽度不得小于40m。
2.水文地质复杂型到极复杂型的矿井，应根据煤层赋存条件、地质构造、静水压力、开采上覆岩层移动角、导水裂缝带高度等因素确定。
1）多煤层开采，当上、下两层煤的层间距小于下层煤开采后的导水裂缝带高度时，下层煤的边界防隔水煤（岩）柱，应根据最上一层煤的岩层移动角和煤层间距向下推算（下图a）。
2）当上、下两层煤之间的垂距大于下煤层开采后的导水裂缝带高度时，上、下煤层的防隔水煤（岩）柱，可分别留设（下图b）。

图6-7多煤层地区边界防隔水煤（岩）柱留设图
HL—导水裂缝带上限；Ｈ１、Ｈ２、Ｈ3—各煤层底板以上的静水位高度；
γ—上山岩层移动角；β—下山岩层移动角；Ｌ１y、Ｌ２y—导水裂缝带上限岩柱宽度；Ｌ１—上层煤防水煤柱宽度；
Ｌ2、Ｌ3—下层煤防水煤柱宽度
导水裂缝带上限岩柱宽度Ｌy的计算，可采用以下公式：
Ly=×≥20m
式中：Ts——水压与岩柱宽度的比值，可取１。
地表水体防隔水煤（岩）柱的留设
地表水体防隔水煤（岩）柱的留设，可根据《煤矿测量规程》和《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的规定，屯兰河、原平河、大川河2#煤层保护煤柱设计的地表移动角===70°，8#煤层和9#煤层保护煤柱设计的地表移动角===75°。
研究区发育有屯兰河、原平河、大川河，防隔水煤柱的留设计算公式为：
≮20m
式中：L—煤柱留设的宽度（m）；
H—开采厚度（m）；
—地表移动角（°）；
断层带防水煤柱宽度的计算与留设
按《矿井水文地质规程》，在煤层位于含水层上方，断层又导水的情况下，防隔水煤柱的留设原则，主要应考虑两个方向上的压力。一是煤层底部隔水层能否抗住下部含水层水的压力；二是断层水在顺煤层方向上的压力。当考虑底部压力时，应使煤层底板到断层面之间的最小距离（垂距），大于安全煤柱的高度（H安）的计算值，并不得小于20m。

计算公式为：

≮20m
式中：α—断层倾角（°）；
L—防隔水煤柱宽度（m）；
P—静水压力（MPa）；
Ts—突水系数（MPa/m）。
计算结果见表1、表2、表3、表4、表5、表6。对于计算值小于20m者，按20m进行了留设；大于20m者按实际计算值为准，并表示在各煤层防水煤柱留设图上。空间上，河流防水煤柱为“矩形”体，对于下组煤偏保守；断层防水煤柱为“锥形”体。
矿界防水煤柱的留设
屯兰井田边界大部以断层或河流为自然边界，仅西和西南部为人为边。以河流为界的按照河流防水煤柱留设；以断层为界的按照断层防水煤柱留设；人为边界按照垂直法，两边各留设20米，共计40米的矿界保安煤柱。

表12#煤河流防水煤柱宽度计算成果表
河流
名称位置开采厚度
H（m）地表移动角（°）防水煤
柱宽度
L(m)屯

兰

河T24#孔1499#孔141414#孔194T26#孔2248#孔231T18#孔235T19#孔274.T44#孔299416#孔2897#孔356原

平

河137#孔73142#孔52143#孔161141#孔227T51#孔219T39#孔292T54#孔323T45#孔324T73#孔418T57#孔410T79#孔499大

川

河表18#煤河流防水煤柱宽度计算成果表
河流
名称位置开采厚度
H（m）地表移动角（°）防水煤
柱宽度
L(m)屯

兰

河原

平

河大

川

河表19#煤河流防水煤柱宽度计算成果表
河流
名称位置开采厚度
H（m）地表移动角（°）防水煤
柱宽度
L(m)屯

兰

河原

平

河大

川

河
表2后风坪岭断层带防水煤柱宽度计算成果表
煤层位置静水压力
P(MPa)突水系数
Ts(MPa/m)断层倾角
α(º)防水煤
柱宽度
L(m)2#煤417孔西0.220.00178020T8孔西0.380.00296522418孔旁0.580.00456527T9孔西0.650.00506329T5孔旁1.050.00816341424孔西1.050.00816341T7孔西1.200.00927043435孔旁1.050.00817039T3孔西0.850.006570338#煤417孔西0.860.01728032418孔旁1.020.02046539T9孔西1.370.02746350T4孔东2.030.04067065424孔西1.700.03406359T7孔西1.800.03607059435孔旁1.870.03747060T3孔西1.740.034870579