煤柱概述

煤柱是出于安全留設的類似于隔離帶和承重墻的作用，它主要為了保護水，地壓等方面破壞地表和巷道的作用。煤柱分為：可回采和不可回采兩種在生產工程中，煤柱回采一般放在礦井開采的最后階段，出于為了保產不影響產量，煤柱損失是礦井生產中丟煤的主要部分。

煤柱煤柱支撐法

指每當工作面推進一定距離后，停止采煤，另作開切眼，工作面搬家，重新采煤，留下適當寬度煤柱以支撐頂板而不使之塌落的一種采煤法，又稱刀柱法。煤柱寬度4～10米，間距40～60米，要求在回采過程中不致發(fā)生頂板突然塌落。這種適用于頂板特別堅硬、采空區(qū)大面積懸露而不垮的情況。但是如果突然垮落，會切斷工作面，形成風暴和煤炮，破壞設備，傷害人員。這種方法主要缺點是：煤損大，掘進量多，工作面搬家次數多，給臨近的下部煤層的采掘工作造成困難，因此盡可能不用。

煤柱礦井圍護帶

煤礦開采中，確定合理的煤柱尺寸，其影響因素是煤層所受壓力以及煤體強度。通常，煤層埋藏深度和厚度較大、圍巖較軟時，煤柱承受的壓力就較大。煤柱強度主要取決于煤層的物理力學性質，并與煤柱的形狀尺寸、巷道的服務年限及巷道支護情況有關。

尚無計算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠現場實際經驗確定。

井田邊界煤柱：30m；

階段煤柱：斜長為60m，若在兩階段留設，則上下階段各留30m；

井田淺部防水煤柱：斜長為50m；

斷層煤柱：斷層煤柱的尺寸取決于斷層的斷距、性質、含水情況，落差很大的斷層，斷層一側的煤柱寬度不小于30m；落差較大的斷層，斷層一的煤柱寬度一般為10~15m；落差較小的斷層通常可以不留設斷層煤柱。

工業(yè)廣場煤柱：根據工業(yè)廣場占地面積，按幾何作圖法確定；

斜井井筒保護煤柱：兩井中間為30m，兩側各為30m；

煤層大巷護巷煤柱：對近水平煤層，運輸大巷與回風大巷布置在開采水平時，兩巷水平間距為20m，垂距為10m，回風大巷上方留斜長為20m的煤柱；

采區(qū)邊界煤柱：采區(qū)邊界煤柱的作用是：將兩個相鄰采區(qū)隔開，防止萬一發(fā)生火災、水害和瓦斯涌出時相互蔓延；避免從采空區(qū)大量漏風，影響正在生產的采區(qū)風量。一般取10m；

采區(qū)煤層上山：兩巷中間為20m，兩側各為20m；

區(qū)段煤柱：斜長10m。1、采區(qū)上（下）山間的煤柱寬度（沿走向）：對薄及中厚煤層為20m；對厚煤層為20～30m。工作面停采線至上（下）山的煤柱寬度：對薄及中厚煤層約為20m；對于厚煤層約為30～40m。2、上下山區(qū)段平巷之間的煤柱寬度：對薄及中厚煤層約為8～15m。對于厚煤層約為30m。 3、運輸大巷一側煤柱寬度：對薄及中厚煤層約為20～30m；對于厚煤層約為25～50m。 4、回風大巷一側煤柱寬度：對于薄及中厚煤層約為20m；對于厚煤層約為20～30m。 5、采區(qū)邊界兩個采區(qū)之間的煤柱寬度為10m。6、斷層一側煤柱寬度根據斷層落差及含水等具體情況而定：落差大且含水時留30～50m；落差較大留10～15m；采區(qū)內落差小的斷層通常不留煤柱。 應當指出：大巷布置在較堅硬的巖層中，或大巷距煤層垂距在20m以上時，一般不受采動影響，其上方不留設護巷煤柱。采區(qū)內留設的煤柱可以回收一部分，如區(qū)段隔離煤柱、上（下）山之間及其兩側的煤柱等。

煤柱建筑物構筑物

建筑物和構筑物保護等級為Ⅰ級，圍護帶寬度為20米：主要建（構）筑物有國務院明令保護的文物和紀念性建筑物；一等火車站，發(fā)電廠主廠房，在同一跨度內有兩臺重型橋式吊車的大型廠房，平爐，水泥廠回轉窯，大型選煤廠主廠房等特別重要或特別敏感的、采動后可能導致發(fā)生重大生產、傷亡事故的建（構）筑物；鑄鐵瓦斯管道干線，大、中型礦井重主要通風機房，瓦斯抽放站，高速公路，機場跑道，高層住宅樓等。

建筑物和構筑物保護等級為Ⅱ級，圍護帶寬度為15米：主要建（構）筑物有高爐，焦化爐，220kv以上超高壓輸電線路桿塔，礦區(qū)總變電站，立交橋；鋼筋混凝土框架結構的工業(yè)廠房，設有橋式吊車的工業(yè)廠房，鐵路煤倉、總機修廠等較重要的大型工業(yè)建（構）筑物；辦公樓，醫(yī)院，劇院，學校，百貨大樓，二等火車站，長度大于20米的二層樓房和三層以上多層住宅樓；輸水管干線和鑄鐵瓦斯管道支線；架空索道，電視塔及其轉播塔，一級公路等。

建筑物和構筑物保護等級為Ⅲ級，圍護帶寬度為10米：主要建（構）筑物有無吊車設備的磚木結構工業(yè)廠房，三、四等火車站，磚木、磚混結構平房或變形縫區(qū)段小于20米的兩層樓房，村莊磚瓦民房；高壓輸電線路桿塔，鋼瓦斯管道等。

建筑物和構筑物保護等級為Ⅳ級，圍護帶寬度為5米：主要建（構）筑物有農村木結構承重房屋，簡易倉庫等。

凡未列入的建（構）筑物，可依據其重要性、用途等類比其等級歸屬。對于不易確定者，可組織專門論證，并報省、直轄市、自治區(qū)煤炭主管部門審定。

煤柱防水煤柱

采區(qū)如無實際突水系數：可參考其他礦區(qū)資料，但選用時應當綜合考慮隔水層的巖性、物理力學性質、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。

煤層位于含水層上方且斷層導水的情況下：防隔水煤（巖）柱的留設應當考慮兩個方向的壓力；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。

水淹區(qū)或老窯積水區(qū)下采掘時防隔水煤（巖）柱的留設：1.巷道在水淹區(qū)或老窯積水區(qū)下掘進時，巷道與水體之間的最小距離，不得小于巷道高度的10倍，即不得小于20米。2.在水淹區(qū)下或老窯積水區(qū)下同一煤層中進行開采時，若水淹區(qū)或老窯積水區(qū)的界限已基本查明，防隔水煤（巖）柱的留設尺寸不行小于30米。3.在不淹區(qū)下或老窯積水區(qū)下的煤層中進行回采時，防隔水煤（巖）柱的留設尺寸，不得小于導水裂縫帶最大高度與保護帶高度之和。

保護地表水體防隔水煤（巖）柱的留設：保護地表水體防隔水煤（巖）柱的留設，可參照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》執(zhí)行。

保護透水鉆孔防隔水煤（巖）柱的留設：根據鉆孔測斜資料換算鉆孔見煤坐標，按附錄三之二的辦法留設防隔水煤（巖）柱，如無測斜資料，應當考慮鉆孔可能偏斜的誤差。

相鄰礦（井）井為邊界防隔水煤（巖）柱的留設：1.我礦屬水文地質簡單到中等型的礦井，可采用垂直法留設，但總寬度不得小于30m。2.當遇水文地質復雜到極復雜情況時，應當根據煤層賦存條件、地質構造、靜水壓力、開采上覆巖層移動角、導水裂縫帶高度等因素確定。3.多煤層開采，當上、下兩層煤的層間距小于下層煤開采后的導水裂縫帶高度時，下層煤的邊界防隔水煤（巖）柱，應當根據最上層煤的巖層移動角和煤層間距向下推算。4.當上、下兩層煤的垂距大于下煤層下層煤開采后的導水裂縫帶高度時，上、下煤層的防隔水煤（巖）柱，可分別留設。

以斷層為界的井田防隔水煤（巖）柱的留設：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，但應當考慮井田另一側煤柱的情況，以不破壞另一側所留煤（巖）柱為原則。 2100433B

斷層煤柱取30m 。井田邊界煤柱留20m，大巷之間留30m，大巷兩側留30m煤柱，斷層煤柱留30m，采空區(qū)邊界留20m。工業(yè)場地及井筒按一級保護，村莊按三級保護，按場地外沿外擴20m保護帶，再根據表土層和基巖厚度（表土移動角45^。，基巖移動角72^。）計算安全煤柱。

工業(yè)廣場安全煤柱設計：安全煤柱的設計最簡單常用的方法是垂直斷面法。相關參數：表土層移動角ψ，基巖走向移動角δ和傾向移動角，傾向移動角分上山移動角γ和下山移動角β。受護帶邊界寬度，一般取10-20m。各移動角參數的確定是根據在開采煤層塊段的走向和傾向方向上的地表布置一連串的固定點（稱地表移動觀測站），各個固定點的距離根據開采深度而定，在煤層開采過程中，定期觀測固定點的位移，從而確定固定點在走向和傾向斷面上的移動角。走向移動角就是在煤層走向方向上的移動角，傾向移動角就是在煤層傾向方向上的移動角。成煤年代為石炭二疊紀的煤層，可采用陽泉礦區(qū)移動角的經驗參數。Ψ=45°，δ=72°，γ=72°，β=72°(α<10°)，α為煤層傾角。

學科：煤地質學

詞目：安全煤柱

英文：safety coal block

釋文：為了礦井安全生產，防止地表河流、湖泊等地表水漏人坑道；為了井巷的兩側在沒有特殊措施時的安全等而保留的煤柱。其形狀、大小，是根據地表被保護物的形狀、重要性和煤層埋藏深度而確定的。儲量計算時，必須扣除安全煤柱。

在工業(yè)廣場煤柱內布置煤下山，利用原巖石皮帶斜巷做輔助運輸下山。

（1）方案介紹

沿工業(yè)廣場煤柱東部邊界，在煤層中布置皮帶運輸下山、回風下山至三水平主皮帶下山，皮帶運輸下山、回風下山的下段布置在暗斜井煤柱的東側，回風下山沿煤層布置，皮帶運輸下山布置在煤層底板的巖石中；軌道下山上段利用原巖石皮帶斜巷，下段布置在暗斜井煤柱的東側的煤層底板巖石中。在中部設采區(qū)變電所，采區(qū)涌水經-180泵房排到中央泵房水倉，再中央泵房排至地面。采區(qū)移交工程量3582.89m，其中巖巷工程量708.56m，煤巷工程量2266.83m，巷修工程607.05 m。

（2）方案特點

①前期利用原巖石皮帶斜巷作軌道下山，巖巷工程量少：

② 利用廣發(fā)煤礦報廢副井回風，回風線路短，通風阻力小，安全性好：

③此方案煤巷多，巖巷少。總工程量大，工期略長；

④輔助運輸環(huán)節(jié)多，生產管理上略復雜；

⑤采區(qū)總投資較小，生產成本較低。經濟效益好 。2100433B