防水煤柱的留设

屯屯兰矿兰矿防水煤柱留防水煤柱留设设计说设设计说明明 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 相相邻矿邻矿 井 人 井 人为边为边界防隔水煤 岩 柱的留界防隔水煤 岩 柱的留设设 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 3 各煤层底板以上的静水位高 度 上山岩层移动角 下山岩层移动角 y y 导水裂缝带 上限岩柱宽度 上层煤防水煤柱宽度 2 3 下层煤防水煤柱宽度 导水裂缝带上限岩柱宽度 y的计算 可采用以下公式 Ly 20m 10 HL H sT 1 式中 Ts 水压与岩柱宽度的比值 可取 地表水体防隔水煤 岩 柱的留地表水体防隔水煤 岩 柱的留设设 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 tan H L 式中 L 煤柱留设的宽度 m H 开采厚度 m 地表移动角 断断层带层带防水煤柱防水煤柱宽宽度的度的计计算与留算与留设设 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 10 Ts P H安 20m sin 安 H L 式中 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 矿矿界防水煤柱的留界防水煤柱的留设设 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 表表 1 2 煤河流防水煤柱煤河流防水煤柱宽宽度度计计算成果表算成果表 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 T24 孔149 9 孔141 414 孔194 T26 孔224 8 孔231 T18 孔235 T19 孔274 T44 孔299 416 孔289 7 孔356 屯 兰 河 137 孔73 142 孔52 143 孔161 141 孔227 T51 孔219 T39 孔292 T54 孔323 T45 孔324 T73 孔418 T57 孔410 T79 孔499 原 平 河 大 川 河 表表 1 8 煤河流防水煤柱煤河流防水煤柱宽宽度度计计算成果表算成果表 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 表表 1 9 煤河流防水煤柱煤河流防水煤柱宽宽度度计计算成果表算成果表 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 表表 2 后后风风坪岭断坪岭断层带层带防水煤柱防水煤柱宽宽度度计计算成果表算成果表 煤 层位 置 静水压力 P MPa 突水系数 Ts MPa m 断层倾角 防水煤 柱宽度 L m 417 孔西0 220 00178020 T8 孔西0 380 00296522 418 孔旁0 580 00456527 T9 孔西0 650 00506329 T5 孔旁1 050 00816341 424 孔西1 050 00816341 T7 孔西1 200 00927043 435 孔旁1 050 00817039 2 煤 T3 孔西0 850 00657033 417 孔西0 860 01728032 418 孔旁1 020 02046539 T9 孔西1 370 02746350 T4 孔东2 030 04067065 424 孔西1 700 03406359 T7 孔西1 800 03607059 435 孔旁1 870 03747060 8 煤 T3 孔西1 740 03487057 417 孔西1 200 03438041 418 孔旁1 270 03636546 T9 孔西1 550 04436355 T4 孔东2 400 06867074 424 孔西2 000 05716367 T7 孔西2 100 06007067 435 孔旁1 900 05437061 9 煤 T3 孔西1 700 04867056 表表 3 古交断古交断层带层带防水煤柱防水煤柱宽宽度度计计算成果表算成果表 煤 层位 置 静水压力 P MPa 突水系数 Ts MPa m 断层倾角 防水煤 柱宽度 L m 138 孔东0 150 00128020 141 孔东0 620 00487027 T67 孔南1 500 01156552 T63 孔东1 520 01177051 140 孔东1 800 01387059 T34 孔西0 900 00696536 T78 孔南1 900 01467260 2 煤 T33 孔北1 480 01147050 138 孔南1 300 02607045 141 孔南1 550 03107052 T63 孔东2 200 04407069 413 孔北1 000 02007037 140 孔南2 600 05206583 T34 孔西1 570 03146554 T78 孔南2 520 05047277 8 煤 T33 孔西2 350 04707073 138 孔南1 500 04297051 141 孔南2 000 05717064 T67 孔南2 430 06946578 T63 孔南2 550 07297078 413 孔北1 100 03147040 T34 孔北1 650 04717055 T78 孔东2 750 07866587 9 煤 T33 孔北2 460 07037076 表表 4 头头南南峁峁断断层带层带防水煤柱防水煤柱宽宽度度计计算成果表算成果表 煤 层位 置 静水压力 P MPa 突水系数 Ts MPa m 断层倾角 防水煤 柱宽度 L m 189 孔北0 550 00427025 T51 孔南0 750 00586532 T39 孔南1 150 00885547 T65 孔北1 580 01227451 T53 孔北1 140 00886044 2 煤 189 孔北1 400 02807048 T51 孔南1 600 03206555 101 孔西1 950 03906068 T39 孔南2 000 04005573 T65 孔北2 350 04707472 8 煤 189 孔北1 500 04297051 T51 孔南1 650 04716557 101 孔西2 050 05866071 T39 孔南2 110 06035577 T65 孔北2 450 07007474 9 煤 表表 5 土地沟断土地沟断层带层带防水煤柱防水煤柱宽宽度度计计算成果表算成果表 煤 层位 置 静水压力 P MPa 突水系数 Ts MPa m 断层倾角 防水煤 柱宽度 L m T52 孔西1 500 01158048 T53 孔旁1 850 01426065 T54 孔旁1 350 01045553 T73 孔北1 800 01385567 T45 孔南1 150 00885547 T74 孔北2 150 01655578 444 孔南1 400 01085555 2 煤 T47 孔东2 200 01697567 T52 孔西2 000 04008061 101 孔南1 750 03507257 T72 孔北2 450 04906579 T54 孔旁1 700 03405564 T73 孔北2 800 05605598 T45 孔南1 870 03745569 T74 孔北2 800 05605598 T47 孔东3 200 06407593 8 煤 T48 孔东2 970 05947587 T52 孔西2 200 06298066 101 孔南2 100 06007266 T72 孔北2 700 07716586 T54 孔旁2 000 05715573 T73 孔北3 100 088655107 T45 孔南2 000 05715573 T74 孔北3 050 087155105 T47 孔东3 300 09437596 9 煤 T48 孔南3 500 100075101 表表 6 王芝茂断王芝茂断层带层带防水煤柱防水煤柱宽宽度度计计算成果表算成果表 煤 层位 置 静水压力 P MPa 突水系数 Ts MPa m 断层倾角 防水煤 柱宽度 L m 12 孔南0 780 00607031 T60 孔南1 750 01356758 457 孔东1 900 01466862 T79 孔东2 230 01726573 T79 孔南2 700 02086586 2