防水煤柱的留设

本文格式为Word版，下载可任意编辑——防水煤柱的留设屯兰矿防水煤柱留设设计说明

依照新公布实施的《煤矿防治水规定》，结合屯兰矿实际状况，防隔水煤（岩）柱的留设按以下进行。

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.水文地质繁杂型到极繁杂型的矿井，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：

H?HL1×≥20m10TsLy=

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：

L?H≮20mtan??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，断层又导水的状况下，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：

H安?P?10TsL?H安sin?≮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。以河流为界的依照河流防水煤柱留设；以断层为界的依照断层防水煤柱留设；人为边界依照垂直法，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T24#孔9#孔屯兰河414#孔T26#孔8#孔T18#孔T19#孔T44#孔416#孔7#孔137#孔142#孔143#孔原平河141#孔T51#孔T39#孔T54#孔T45#孔T73#孔T57#孔T79#孔大川河开采厚度H（m）149141194224231235274.2992893567352161227219292323324418410499地表移动角防水煤柱宽度L(m)??（°）表18#煤河流防水煤柱宽度计算成果表

河流名称位置屯兰河原平河大川河开采厚度H（m）地表移动角防水煤柱宽度L(m)??（°）

表19#煤河流防水煤柱宽度计算成果表

河流名称位置屯兰河原平河大川河开采厚度H（m）地表移动角防水煤柱宽度L(m)??（°）

表2后风坪岭断层带防水煤柱宽度计算成果表

煤层位置417孔西T8孔西418孔旁T9孔西2#煤T5孔旁424孔西T7孔西435孔旁T3孔西417孔西418孔旁T9孔西8#煤T4孔东424孔西T7孔西435孔旁T3孔西417孔西418孔旁T9孔西9#煤T4孔东424孔西T7孔西435孔旁T3孔西静水压力P(MPa)0.220.380.580.651.051.051.201.050.850.861.021.372.031.701.801.871.741.201.271.552.402.002.101.901.70突水系数Ts(MPa/m)0.00170.00290.00450.00500.00810.00810.00920.00810.00650.01720.02040.02740.04060.03400.03600.03740.03480.03430.03630.04430.06860.05710.06000.05430.0486断层倾角α(o)80656563636370707080656370637070708065637063707070防水煤柱宽度L(m)20222729414143393332395065595960574146557467676156

表3古交断层带防水煤柱宽度计算成果表

煤层位置138孔东141孔东T67孔南2#煤T63孔东140孔东T34孔西T78孔南T33孔北138孔南141孔南T63孔东8#煤413孔北140孔南T34孔西T78孔南T33孔西138孔南141孔南T67孔南9#煤T63孔南413孔北T34孔北T78孔东T33孔北

静水压力P(MPa)0.150.621.501.521.800.901.901.481.301.552.201.002.601.572.522.351.502.002.432.551.101.652.752.46突水系数Ts(MPa/m)0.00120.00480.01150.01170.01380.00690.01460.01140.02600.03100.04400.02000.05200.03140.05040.04700.04290.05710.06940.07290.03140.04710.07860.0703断层倾角α(o)807065707065727070707070656572707070657070706570防水煤柱宽度L(m)202752515936605045526937835477735164787840558776表4头南峁断层带防水煤柱宽度计算成果表

煤层位置189孔北T51孔南T39孔南2#煤T65孔北T53孔北189孔北T51孔南101孔西8#煤T39孔南T65孔北189孔北T51孔南101孔西9#煤T39孔南T65孔北静水压力P(MPa)0.550.751.151.581.141.401.601.952.002.351.501.652.052.112.45突水系数Ts(MPa/m)0.00420.00580.00880.01220.00880.02800.03200.03900.04000.04700.04290.04710.05860.06030.0700断层倾角α(o)706555746070656055747065605574防水煤柱宽度L(m)253247514448556873725157717774表5土地沟断层带防水煤柱宽度计算成果表

煤层位置T52孔西T53孔旁T54孔旁2#煤T73孔北T45孔南T74孔北444孔南T47孔东T52孔西101孔南T72孔北T54孔旁8#煤T73孔北T45孔南T74孔北T47孔东T48孔东T52孔西101孔南T72孔北T54孔旁9#煤T73孔北T45孔南T74孔北T47孔东T48孔南

静水压力P(MPa)1.501.851.351.801.152.151.402.202.001.752.451.702.801.872.803.202.972.202.102.702.003.102.003.053.303.50突水系数Ts(MPa/m)0.01150.01420.01040.01380.00880.01650.01080.01690.04000.03500.04900.03400.05600.03740.05600.06400.05940.06290.06000.07710.05710.08860.05710.08710.09430.1000断层倾角α(o)8060555555555575807265555555557575807265555555557575防水煤柱宽度L(m)4865536747785567615779649869989387666686731077310596101表6王芝茂断层带防水煤柱宽度计算成果表

煤层位置12孔南T60孔南457孔东2#煤T79孔东T79孔南12孔南T60孔南457孔东8#煤T79孔东T79孔南12孔南T60孔东457孔东9#煤T79孔东T79孔南

静水压力P(MPa)0.781.751.902.232.701.552.452.702.883.401.652.553.203.253.55突水系数Ts(MPa/m)0.00600.01350.01460.01720.02080.03100.04900.05400.05760.06800.04710.07290.09140.09290.1014断层倾角α(o)706768656570676865657068686565防水煤柱宽度L(m)315862738652778490105558097101109

表6王芝茂断层带防水煤柱宽度计算成果表

煤层位置12孔南T60孔南457孔东2#煤T79孔东T79孔南12孔南T60孔南457孔东8#煤T79孔东T79孔南12孔南T60孔东457孔东9#煤T79孔东T79孔南

静水压力P(MPa)0.781.751.902.232.701.552.452.702.883.401.652.5