煤柱礦井圍護(hù)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(qiáng)度。通常，煤層埋藏深度和厚度較大、圍巖較軟時(shí)，煤柱承受的壓力就較大。煤柱強(qiáng)度主要取決于煤層的物理力學(xué)性質(zhì)，并與煤柱的形狀尺寸、巷道的服務(wù)年限及巷道支護(hù)情況有關(guān)。

尚無計(jì)算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠現(xiàn)場實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定。

井田邊界煤柱：30m；

階段煤柱：斜長為60m，若在兩階段留設(shè)，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(zhì)、含水情況，落差很大的斷層，斷層一側(cè)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(shè)斷層煤柱。

工業(yè)廣場煤柱：根據(jù)工業(yè)廣場占地面積，按幾何作圖法確定；

斜井井筒保護(hù)煤柱：兩井中間為30m，兩側(cè)各為30m；

煤層大巷護(hù)巷煤柱：對近水平煤層，運(yùn)輸大巷與回風(fēng)大巷布置在開采水平時(shí)，兩巷水平間距為20m，垂距為10m，回風(fēng)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(gè)相鄰采區(qū)隔開，防止萬一發(fā)生火災(zāi)、水害和瓦斯涌出時(shí)相互蔓延；避免從采空區(qū)大量漏風(fēng)，影響正在生產(chǎn)的采區(qū)風(fēng)量。一般取10m；

采區(qū)煤層上山：兩巷中間為20m，兩側(cè)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(yùn)輸大巷一側(cè)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(fēng)大巷一側(cè)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(gè)采區(qū)之間的煤柱寬度為10m。6、斷層一側(cè)煤柱寬度根據(jù)斷層落差及含水等具體情況而定：落差大且含水時(shí)留30～50m；落差較大留10～15m；采區(qū)內(nèi)落差小的斷層通常不留煤柱。 應(yīng)當(dāng)指出：大巷布置在較堅(jiān)硬的巖層中，或大巷距煤層垂距在20m以上時(shí)，一般不受采動(dòng)影響，其上方不留設(shè)護(hù)巷煤柱。采區(qū)內(nèi)留設(shè)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(cè)的煤柱等。

煤柱建筑物構(gòu)筑物

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

建筑物和構(gòu)筑物保護(hù)等級為Ⅱ級，圍護(hù)帶寬度為15米：主要建（構(gòu)）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(jié)構(gòu)的工業(yè)廠房，設(shè)有橋式吊車的工業(yè)廠房，鐵路煤倉、總機(jī)修廠等較重要的大型工業(yè)建（構(gòu)）筑物；辦公樓，醫(yī)院，劇院，學(xué)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(zhuǎn)播塔，一級公路等。

建筑物和構(gòu)筑物保護(hù)等級為Ⅲ級，圍護(hù)帶寬度為10米：主要建（構(gòu)）筑物有無吊車設(shè)備的磚木結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房，三、四等火車站，磚木、磚混結(jié)構(gòu)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(gòu)筑物保護(hù)等級為Ⅳ級，圍護(hù)帶寬度為5米：主要建（構(gòu)）筑物有農(nóng)村木結(jié)構(gòu)承重房屋，簡易倉庫等。

凡未列入的建（構(gòu)）筑物，可依據(jù)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(bào)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(shí)際突水系數(shù)：可參考其他礦區(qū)資料，但選用時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮隔水層的巖性、物理力學(xué)性質(zhì)、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(dǎo)水的情況下：防隔水煤（巖）柱的留設(shè)應(yīng)當(dāng)考慮兩個(gè)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(shí)防隔水煤（巖）柱的留設(shè)：1.巷道在水淹區(qū)或老窯積水區(qū)下掘進(jìn)時(shí)，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(jìn)行開采時(shí)，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(shè)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(jìn)行回采時(shí)，防隔水煤（巖）柱的留設(shè)尺寸，不得小于導(dǎo)水裂縫帶最大高度與保護(hù)帶高度之和。

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

保護(hù)透水鉆孔防隔水煤（巖）柱的留設(shè)：根據(jù)鉆孔測斜資料換算鉆孔見煤坐標(biāo)，按附錄三之二的辦法留設(shè)防隔水煤（巖）柱，如無測斜資料，應(yīng)當(dāng)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(shè)：1.我礦屬水文地質(zhì)簡單到中等型的礦井，可采用垂直法留設(shè)，但總寬度不得小于30m。2.當(dāng)遇水文地質(zhì)復(fù)雜到極復(fù)雜情況時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、靜水壓力、開采上覆巖層移動(dòng)角、導(dǎo)水裂縫帶高度等因素確定。3.多煤層開采，當(dāng)上、下兩層煤的層間距小于下層煤開采后的導(dǎo)水裂縫帶高度時(shí)，下層煤的邊界防隔水煤（巖）柱，應(yīng)當(dāng)根據(jù)最上層煤的巖層移動(dòng)角和煤層間距向下推算。4.當(dāng)上、下兩層煤的垂距大于下煤層下層煤開采后的導(dǎo)水裂縫帶高度時(shí)，上、下煤層的防隔水煤（巖）柱，可分別留設(shè)。

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

煤柱概述

煤柱是出于安全留設(shè)的類似于隔離帶和承重墻的作用，它主要為了保護(hù)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(chǎn)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(chǎn)不影響產(chǎn)量，煤柱損失是礦井生產(chǎn)中丟煤的主要部分。

煤柱煤柱支撐法

指每當(dāng)工作面推進(jìn)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(dāng)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(jiān)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(fēng)暴和煤炮，破壞設(shè)備，傷害人員。這種方法主要缺點(diǎn)是：煤損大，掘進(jìn)量多，工作面搬家次數(shù)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。

斷層煤柱取30m 。井田邊界煤柱留20m，大巷之間留30m，大巷兩側(cè)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(hù)，村莊按三級保護(hù)，按場地外沿外擴(kuò)20m保護(hù)帶，再根據(jù)表土層和基巖厚度（表土移動(dòng)角45^。，基巖移動(dòng)角72^。）計(jì)算安全煤柱。

工業(yè)廣場安全煤柱設(shè)計(jì)：安全煤柱的設(shè)計(jì)最簡單常用的方法是垂直斷面法。相關(guān)參數(shù)：表土層移動(dòng)角ψ，基巖走向移動(dòng)角δ和傾向移動(dòng)角，傾向移動(dòng)角分上山移動(dòng)角γ和下山移動(dòng)角β。受護(hù)帶邊界寬度，一般取10-20m。各移動(dòng)角參數(shù)的確定是根據(jù)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(diǎn)（稱地表移動(dòng)觀測站），各個(gè)固定點(diǎn)的距離根據(jù)開采深度而定，在煤層開采過程中，定期觀測固定點(diǎn)的位移，從而確定固定點(diǎn)在走向和傾向斷面上的移動(dòng)角。走向移動(dòng)角就是在煤層走向方向上的移動(dòng)角，傾向移動(dòng)角就是在煤層傾向方向上的移動(dòng)角。成煤年代為石炭二疊紀(jì)的煤層，可采用陽泉礦區(qū)移動(dòng)角的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。Ψ=45°，δ=72°，γ=72°，β=72°(α<10°)，α為煤層傾角。

學(xué)科：煤地質(zhì)學(xué)

詞目：安全煤柱

英文：safety coal block

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

在工業(yè)廣場煤柱內(nèi)布置煤下山，利用原巖石皮帶斜巷做輔助運(yùn)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(yùn)輸下山、回風(fēng)下山至三水平主皮帶下山，皮帶運(yùn)輸下山、回風(fēng)下山的下段布置在暗斜井煤柱的東側(cè)，回風(fēng)下山沿煤層布置，皮帶運(yùn)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(cè)的煤層底板巖石中。在中部設(shè)采區(qū)變電所，采區(qū)涌水經(jīng)-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(diǎn)

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(bào)廢副井回風(fēng)，回風(fēng)線路短，通風(fēng)阻力小，安全性好：

③此方案煤巷多，巖巷少?？偣こ塘看?，工期略長；

④輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，生產(chǎn)管理上略復(fù)雜；

⑤采區(qū)總投資較小，生產(chǎn)成本較低。經(jīng)濟(jì)效益好 。2100433B