在煤層底板等高線圖上 (當有沖積層時，圖上須有沖積層與基巖接觸面的等高線)，根據(jù)受護對象的角點圈定受護對象的范圍，在受護邊界外側(cè)加上圍護帶，即為地面的受護面積。從地面受護面積的每條邊界起， 按沖積層移動角φ作保護面的等高線，其等高距應(yīng)與沖積層與基巖接觸面的等高線的等高距相同。然后將此兩面的同值等高線的交點連線，即得沖積層與基巖接觸面上的受護面積。再從沖積層與基巖接觸面上的受護面積的每條邊界起，按角值β′、γ′，用同樣的方法可得煤柱的邊界 (圖3)。

垂直剖面法適用于受護對象的外形近似于矩形，且受護邊界與煤層走向和傾向近似平行，否則留設(shè)的煤柱過大。垂線法用在受護邊界與煤層走向和傾向斜交時較好。這兩個方法都存在一個問題，即在所留煤柱的角部有部分是多余的。在實際中常常取這兩種方法所留煤柱的重疊部分作為最終煤柱的范圍。在受護對象是延伸形、沖積層與基巖接觸面標高變化較大、煤層產(chǎn)狀不規(guī)則或存在斷層時，宜用數(shù)字投影法留設(shè)煤柱。 2100433B

在平面圖上，根據(jù)受護對象的角點圈定受護對象的范圍，它可以是任意形狀的多邊形。在多邊形外側(cè)加上圍護帶，即為地面的受護面積。在每條邊上，向外按寬度s=hctgφ畫出沖積層與基巖接觸面上的受護面積。再在這每個角點上作各個邊的垂線，則在每個垂線上，按上山方向長度q或下山方向長度l截取一點，將同一邊兩個垂線上的點連線并延長相交成一個新的多邊形，即為煤柱的邊界(圖2)。

q和l按下式計算：

式中h為沖積層厚度;α為煤層傾角;H為在沖積層與基巖接觸面上受護面積角點處地表到煤層的垂深。

在平面圖上，通過受護對象的角點作平行于煤層走向和傾向方向的四條直線得一矩形。在矩形外側(cè)加上圍護帶，即為地面的受護面積。然后分別在走向和傾向方向剖面圖上，根據(jù)沖積層和基巖移動角繪出煤柱在剖面上的邊界，并將此投影到平面圖上，即得煤柱的邊界 (圖1)。

當用垂直剖面法留設(shè)與煤層走向斜交的受護對象的煤柱時，下山方向和上山方向分別用β′、γ′角值代替移動角圈定煤柱。β′和γ′按下式計算：

式中δ、β、γ分別為走向、下山、上山方向的基巖移動角;θ為圍護帶邊界與煤層走向線之間所夾的銳角。

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(xué)性質(zhì)，并與煤柱的形狀尺寸、巷道的服務(wù)年限及巷道支護情況有關(guān)。

尚無計算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠現(xiàn)場實際經(jīng)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(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；

斜井井筒保護煤柱：兩井中間為30m，兩側(cè)各為30m；

煤層大巷護巷煤柱：對近水平煤層，運輸大巷與回風(fēng)大巷布置在開采水平時，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(shè)護巷煤柱。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)筑物保護等級為Ⅰ級，圍護帶寬度為20米：主要建（構(gòu)）筑物有國務(wù)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(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(gòu)筑物保護等級為Ⅱ級，圍護帶寬度為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)筑物保護等級為Ⅲ級，圍護帶寬度為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)筑物保護等級為Ⅳ級，圍護帶寬度為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(shù)：可參考其他礦區(qū)資料，但選用時應(yīng)當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(shè)：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(shè)尺寸不行小于30米。3.在不淹區(qū)下或老窯積水區(qū)下的煤層中進行回采時，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帶高度之和。

保護地表水體防隔水煤（巖）柱的留設(shè)：保護地表水體防隔水煤（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，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.當遇水文地質(zhì)復(fù)雜到極復(fù)雜情況時，應(yīng)當根據(jù)煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、靜水壓力、開采上覆巖層移動角、導(dǎo)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(dǎo)水裂縫帶高度時，下層煤的邊界防隔水煤（巖）柱，應(yīng)當根據(jù)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(dǎo)水裂縫帶高度時，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

《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》內(nèi)容包括：水體安全煤巖柱留設(shè)與壓煤開采、煤柱留設(shè)與壓煤開采工作的管理、壓煤開采的經(jīng)濟評價等。《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》由國家煤炭工業(yè)局共同編著。

第一章 總則

第二章 建(構(gòu))筑物保護煤柱留設(shè)與壓煤開采

第一節(jié) 建(構(gòu))筑物保護煤柱的留設(shè)

第二節(jié) 建(構(gòu))筑物壓煤的開采

第三章 水體安全煤巖柱留設(shè)與壓煤開采

第一節(jié) 水體安全煤巖柱的留設(shè)

第二節(jié) 水體壓煤的開采

第四章 鐵路保護煤柱留設(shè)與壓煤開采

第一節(jié) 鐵路保護煤柱的留設(shè)

第二節(jié) 鐵路壓煤的開采

第五章 井筒與工業(yè)場地及主要巷道保護煤柱

留設(shè)與壓煤開采

第一節(jié) 立井與工業(yè)場地保護煤柱的留設(shè)

第二節(jié) 斜井保護煤柱的留設(shè)

第三節(jié) 平硐、石門、大巷及上、下山保護煤柱的留設(shè)

第四節(jié) 立井井筒保護煤柱的回收

第五節(jié) 斜井保護煤柱的回收

第六節(jié) 平硐、石門、大巷及上、下山保護煤柱的回收

第六章 煤柱留設(shè)與壓煤開采工作的管理

第七章 沉陷區(qū)環(huán)境影響評價與土地治理、利用

第一節(jié) 開采沉陷的環(huán)境影響評價

第二節(jié) 沉陷區(qū)的土地治理與利用

第八章 壓煤開采的經(jīng)濟評價

第九章 附則

附錄一 本規(guī)程專用名詞解釋

附錄二 本規(guī)程用詞說明

附錄三 工業(yè)構(gòu)筑物、技術(shù)裝置及暖衛(wèi)工程管網(wǎng)地表(地基)的允許和極限變形值

附錄四 地表移動與變形值的預(yù)計及參數(shù)求取方法

一、符號及正負號

二、概率積分法的計算方法

三、地表移動計算參數(shù)求取方法

四、采動過程中的地表移動與變形值計算方法

五、山區(qū)地表移動與變形值計算方法

附錄五 地表移動實測參數(shù)

附錄六 近水體采煤的安全煤巖柱設(shè)計方法

一、水體下采煤的安全煤巖柱設(shè)計方法

二、水體上采煤防水安全煤巖柱設(shè)計方法

附錄七 近水體采煤礦井(采區(qū))涌水量計算方法

一、水體下采煤

二、水體上采煤

附錄八 建(構(gòu))筑物、水體、鐵路壓煤量及其采出量的計算原則和統(tǒng)計報表格式

一、計算原則

二、統(tǒng)計報表格式

附錄九 建(構(gòu))筑物、水體、鐵路及主要井巷保護煤柱留設(shè)方法舉例

附錄十 煤礦開采損壞建筑物補償辦法

附錄十一 采動坡體穩(wěn)定性預(yù)測

附錄十二 經(jīng)濟評價的計算方法

2100433B