煤柱留设数字标高投影法

在煤层底板等高线图上 (当有冲积层时，图上须有冲积层与基岩接触面的等高线)，根据受护对象的角点圈定受护对象的范围，在受护边界外侧加上围护带，即为地面的受护面积。从地面受护面积的每条边界起， 按冲积层移动角φ作保护面的等高线，其等高距应与冲积层与基岩接触面的等高线的等高距相同。然后将此两面的同值等高线的交点连线，即得冲积层与基岩接触面上的受护面积。再从冲积层与基岩接触面上的受护面积的每条边界起，按角值β′、γ′，用同样的方法可得煤柱的边界 (图3)。

垂直剖面法适用于受护对象的外形近似于矩形，且受护边界与煤层走向和倾向近似平行，否则留设的煤柱过大。垂线法用在受护边界与煤层走向和倾向斜交时较好。这两个方法都存在一个问题，即在所留煤柱的角部有部分是多余的。在实际中常常取这两种方法所留煤柱的重叠部分作为最终煤柱的范围。在受护对象是延伸形、冲积层与基岩接触面标高变化较大、煤层产状不规则或存在断层时，宜用数字投影法留设煤柱。 2100433B

在平面图上，根据受护对象的角点圈定受护对象的范围，它可以是任意形状的多边形。在多边形外侧加上围护带，即为地面的受护面积。在每条边上，向外按宽度s=hctgφ画出冲积层与基岩接触面上的受护面积。再在这每个角点上作各个边的垂线，则在每个垂线上，按上山方向长度q或下山方向长度l截取一点，将同一边两个垂线上的点连线并延长相交成一个新的多边形，即为煤柱的边界(图2)。

q和l按下式计算：

式中h为冲积层厚度;α为煤层倾角;H为在冲积层与基岩接触面上受护面积角点处地表到煤层的垂深。

在平面图上，通过受护对象的角点作平行于煤层走向和倾向方向的四条直线得一矩形。在矩形外侧加上围护带，即为地面的受护面积。然后分别在走向和倾向方向剖面图上，根据冲积层和基岩移动角绘出煤柱在剖面上的边界，并将此投影到平面图上，即得煤柱的边界 (图1)。

当用垂直剖面法留设与煤层走向斜交的受护对象的煤柱时，下山方向和上山方向分别用β′、γ′角值代替移动角圈定煤柱。β′和γ′按下式计算：

式中δ、β、γ分别为走向、下山、上山方向的基岩移动角;θ为围护带边界与煤层走向线之间所夹的锐角。

煤柱矿井围护带

煤矿开采中，确定合理的煤柱尺寸，其影响因素是煤层所受压力以及煤体强度。通常，煤层埋藏深度和厚度较大、围岩较软时，煤柱承受的压力就较大。煤柱强度主要取决于煤层的物理力学性质，并与煤柱的形状尺寸、巷道的服务年限及巷道支护情况有关。

尚无计算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠现场实际经验确定。

井田边界煤柱：30m；

阶段煤柱：斜长为60m，若在两阶段留设，则上下阶段各留30m；

井田浅部防水煤柱：斜长为50m；

断层煤柱：断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、含水情况，落差很大的断层，断层一侧的煤柱宽度不小于30m；落差较大的断层，断层一的煤柱宽度一般为10~15m；落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。

工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；

斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m，两侧各为30m；

煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布置在开采水平时，两巷水平间距为20m，垂距为10m，回风大巷上方留斜长为20m的煤柱；

采区边界煤柱：采区边界煤柱的作用是：将两个相邻采区隔开，防止万一发生火灾、水害和瓦斯涌出时相互蔓延；避免从采空区大量漏风，影响正在生产的采区风量。一般取10m；

采区煤层上山：两巷中间为20m，两侧各为20m；

区段煤柱：斜长10m。1、采区上（下）山间的煤柱宽度（沿走向）：对薄及中厚煤层为20m；对厚煤层为20～30m。工作面停采线至上（下）山的煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为20m；对于厚煤层约为30～40m。2、上下山区段平巷之间的煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为8～15m。对于厚煤层约为30m。 3、运输大巷一侧煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为20～30m；对于厚煤层约为25～50m。 4、回风大巷一侧煤柱宽度：对于薄及中厚煤层约为20m；对于厚煤层约为20～30m。 5、采区边界两个采区之间的煤柱宽度为10m。6、断层一侧煤柱宽度根据断层落差及含水等具体情况而定：落差大且含水时留30～50m；落差较大留10～15m；采区内落差小的断层通常不留煤柱。 应当指出：大巷布置在较坚硬的岩层中，或大巷距煤层垂距在20m以上时，一般不受采动影响，其上方不留设护巷煤柱。采区内留设的煤柱可以回收一部分，如区段隔离煤柱、上（下）山之间及其两侧的煤柱等。

煤柱建筑物构筑物

建筑物和构筑物保护等级为Ⅰ级，围护带宽度为20米：主要建（构）筑物有国务院明令保护的文物和纪念性建筑物；一等火车站，发电厂主厂房，在同一跨度内有两台重型桥式吊车的大型厂房，平炉，水泥厂回转窑，大型选煤厂主厂房等特别重要或特别敏感的、采动后可能导致发生重大生产、伤亡事故的建（构）筑物；铸铁瓦斯管道干线，大、中型矿井重主要通风机房，瓦斯抽放站，高速公路，机场跑道，高层住宅楼等。

建筑物和构筑物保护等级为Ⅱ级，围护带宽度为15米：主要建（构）筑物有高炉，焦化炉，220kv以上超高压输电线路杆塔，矿区总变电站，立交桥；钢筋混凝土框架结构的工业厂房，设有桥式吊车的工业厂房，铁路煤仓、总机修厂等较重要的大型工业建（构）筑物；办公楼，医院，剧院，学校，百货大楼，二等火车站，长度大于20米的二层楼房和三层以上多层住宅楼；输水管干线和铸铁瓦斯管道支线；架空索道，电视塔及其转播塔，一级公路等。

建筑物和构筑物保护等级为Ⅲ级，围护带宽度为10米：主要建（构）筑物有无吊车设备的砖木结构工业厂房，三、四等火车站，砖木、砖混结构平房或变形缝区段小于20米的两层楼房，村庄砖瓦民房；高压输电线路杆塔，钢瓦斯管道等。

建筑物和构筑物保护等级为Ⅳ级，围护带宽度为5米：主要建（构）筑物有农村木结构承重房屋，简易仓库等。

凡未列入的建（构）筑物，可依据其重要性、用途等类比其等级归属。对于不易确定者，可组织专门论证，并报省、直辖市、自治区煤炭主管部门审定。

煤柱防水煤柱

采区如无实际突水系数：可参考其他矿区资料，但选用时应当综合考虑隔水层的岩性、物理力学性质、巷道跨度或工作面的空顶距、采煤方法和顶板控制方法等一系列因素。

煤层位于含水层上方且断层导水的情况下：防隔水煤（岩）柱的留设应当考虑两个方向的压力；一是煤层底部隔水层能否承受下部含水层水的压力；二是断层水在顺煤层方向上的压力。

水淹区或老窑积水区下采掘时防隔水煤（岩）柱的留设：1.巷道在水淹区或老窑积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小距离，不得小于巷道高度的10倍，即不得小于20米。2.在水淹区下或老窑积水区下同一煤层中进行开采时，若水淹区或老窑积水区的界限已基本查明，防隔水煤（岩）柱的留设尺寸不行小于30米。3.在不淹区下或老窑积水区下的煤层中进行回采时，防隔水煤（岩）柱的留设尺寸，不得小于导水裂缝带最大高度与保护带高度之和。

保护地表水体防隔水煤（岩）柱的留设：保护地表水体防隔水煤（岩）柱的留设，可参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》执行。

保护透水钻孔防隔水煤（岩）柱的留设：根据钻孔测斜资料换算钻孔见煤坐标，按附录三之二的办法留设防隔水煤（岩）柱，如无测斜资料，应当考虑钻孔可能偏斜的误差。

相邻矿（井）井为边界防隔水煤（岩）柱的留设：1.我矿属水文地质简单到中等型的矿井，可采用垂直法留设，但总宽度不得小于30m。2.当遇水文地质复杂到极复杂情况时，应当根据煤层赋存条件、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。3.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，应当根据最上层煤的岩层移动角和煤层间距向下推算。4.当上、下两层煤的垂距大于下煤层下层煤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。

以断层为界的井田防隔水煤（岩）柱的留设：以断层为界的井田，其边界防隔水煤（岩）柱可参照断层煤柱留设，但应当考虑井田另一侧煤柱的情况，以不破坏另一侧所留煤（岩）柱为原则。 2100433B

《建筑物水体铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》内容包括：水体安全煤岩柱留设与压煤开采、煤柱留设与压煤开采工作的管理、压煤开采的经济评价等。《建筑物水体铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》由国家煤炭工业局共同编著。

第一章 总则

第二章 建(构)筑物保护煤柱留设与压煤开采

第一节 建(构)筑物保护煤柱的留设

第二节 建(构)筑物压煤的开采

第三章 水体安全煤岩柱留设与压煤开采

第一节 水体安全煤岩柱的留设

第二节 水体压煤的开采

第四章 铁路保护煤柱留设与压煤开采

第一节 铁路保护煤柱的留设

第二节 铁路压煤的开采

第五章 井筒与工业场地及主要巷道保护煤柱

留设与压煤开采

第一节 立井与工业场地保护煤柱的留设

第二节 斜井保护煤柱的留设

第三节 平硐、石门、大巷及上、下山保护煤柱的留设

第四节 立井井筒保护煤柱的回收

第五节 斜井保护煤柱的回收

第六节 平硐、石门、大巷及上、下山保护煤柱的回收

第六章 煤柱留设与压煤开采工作的管理

第七章 沉陷区环境影响评价与土地治理、利用

第一节 开采沉陷的环境影响评价

第二节 沉陷区的土地治理与利用

第八章 压煤开采的经济评价

第九章 附则

附录一 本规程专用名词解释

附录二 本规程用词说明

附录三 工业构筑物、技术装置及暖卫工程管网地表(地基)的允许和极限变形值

附录四 地表移动与变形值的预计及参数求取方法

一、符号及正负号

二、概率积分法的计算方法

三、地表移动计算参数求取方法

四、采动过程中的地表移动与变形值计算方法

五、山区地表移动与变形值计算方法

附录五 地表移动实测参数

附录六 近水体采煤的安全煤岩柱设计方法

一、水体下采煤的安全煤岩柱设计方法

二、水体上采煤防水安全煤岩柱设计方法

附录七 近水体采煤矿井(采区)涌水量计算方法

一、水体下采煤

二、水体上采煤

附录八 建(构)筑物、水体、铁路压煤量及其采出量的计算原则和统计报表格式

一、计算原则

二、统计报表格式

附录九 建(构)筑物、水体、铁路及主要井巷保护煤柱留设方法举例

附录十 煤矿开采损坏建筑物补偿办法

附录十一 采动坡体稳定性预测

附录十二 经济评价的计算方法

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