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1、附录三 防隔水煤(岩)柱的尺寸要求(摘自煤矿防治水规定点此查看全文)一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设,按下列公式计算:1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时: Hf= Hk+Hb (3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时(图3-1): Hf=HL+Hb (3-2)式中 Hf-防隔水煤(岩)柱高度,m; Hk-采后垮落带高度,m; HL-导水裂缝带最大高度,m; Hb-保护层厚度,m;-煤层倾角,()。根据式(3-1)、式(3-2)计算的值,不得小于20 m。式中Hk、HL的计算,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的相关规定。
2、图3-1 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤(岩)柱留设图二、含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的留设含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的留设(图3-2)可参照下列经验公式计算: 20 m式中 L-煤柱留设的宽度,m; K-安全系数,一般取2-5; M-煤层厚度或采高,m; p-水头压力,MPa; Kp-煤的抗拉强度,MPa。图3-2 含水或导水断层防隔水煤(岩)柱留设图三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤(岩)柱的留设煤层与强含水层或导水断层接触,并局部被覆盖时(图3-3),防隔水煤(岩)柱的留设要求如下:图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤(岩)柱留设图1.当含水层顶
3、面高于最高导水裂缝带上限时,防隔水煤(岩)柱可按图3-3a、图3-3b留设。其计算公式为:L=L1+L2+L3=Hacsc+HLcot+HLcot (3-3)2.最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时,防隔水煤(岩)柱按图3-3c留设。其计算公式为:L=L1+L2+L3=Ha(sincoscot)+(Hacos+M)(cot+cot) 20 m (3-4)式中 L-防隔水煤(岩)柱宽度,m; L1,L2,L3-防隔水煤(岩)柱各分段宽度,m; HL-最大导水裂缝带高度,m; -断层倾角,(); -岩层塌陷角,(); M-断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度,m; Ha-断层安全防隔水煤(岩
4、)柱的宽度,m。Ha值应当根据矿井实际观测资料来确定,即通过总结本矿区在断层附近开采时发生突水和安全开采的地质、水文地质资料,计算其水压(p)与防隔水煤(岩)柱厚度(M)的比值(Ts=p/M),并将各点之值标到以Ts=p/M为横轴,以埋藏深度为纵轴的坐标纸上,找出Ts值的安全临界线(图3-4)。Ha值也可以按下列公式计算: 式中 p-防隔水煤(岩)柱所承受的静水压力,MPa; Ts-临界突水系数,MPam; 10-保护带厚度,一般取10 m。图3-4 Ts和关系曲线图本矿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
5、顶板控制方法等一系列因素。四、煤层位于含水层上方且断层导水时防隔水煤(岩)柱的留设 在煤层位于含水层上方且断层导水的情况下(图3-5),防隔水煤(岩)柱的留设应当考虑2个方向上的压力: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。图3-5煤层位于含水层上方且断层导水时防隔水煤(岩)柱留设图当考虑底部压力时,应当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(Ha)的计算值,并不得小于20 m。其计算公式为 20 m式中 -断层倾角,();其余参数同前。当考虑断层水在顺煤层方向上的压力时,按附录三之二计算煤柱宽度。根据以上两种方法计算的结果,取用较大
6、的数字,但仍不得小于20 m。如果断层不导水(图3-6),防隔水煤(岩)柱的留设尺寸,应当保证含水层顶面与断层面交点至煤层底板间的最小距离,在垂直于断层走向的剖面上大于安全煤柱的高度(Ha)时即可,但不得小于20 m。图3-6煤层位于含水层上方且断层不导水时防隔水煤(岩)柱留设图五、水淹区或老窑积水区下采掘时防隔水煤(岩)柱的留设 1.巷道在水淹区下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。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线已基本查明,防隔水煤(岩)柱的尺寸应当按附录三之二的规定留设。3.在水淹区下或老窑积水区下的煤层中
7、进行回采时,防隔水煤(岩)柱的尺寸,不得小于导水裂缝带最大高度与保护带高度之和。六、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。七、保护通水钻孔防隔水煤(岩)柱的留设根据钻孔测斜资料换算钻孔见煤点坐标,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。八、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40 m。2.水文地质复杂型到极复杂型的矿井,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
8、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,应当根据最上一层煤的岩层移动角和煤层间距向下推算(见图3-7a)。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(见图3-7b)。 HL导水裂缝带上限;、3各煤层底板以上的静水位高度;上山岩层移动角;下山岩层移动角;y、y、y导水裂缝带上限岩柱宽度;上层煤防水煤柱宽度;2,3下层煤防水煤柱宽度图3-7多煤层地区边界防隔水煤(岩)柱留设图导水裂缝带上限岩柱宽度y的计算,可采用下列公式: 20 m式中 Ly-导水裂缝带上限岩柱宽度,m; H -煤层底板以上的静水位高度,m; HL-导水裂缝带最大值,m;Ts-水压与岩柱宽度的比值,可取。九、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层的情况,以不破坏另一侧所留煤(岩)柱为原则(除参照断层煤柱的留设外,尚可参考图3-8所示的例图)。L-煤柱宽度;Ls,Lx-上、下煤层的煤柱宽度;Ly-导水裂缝带上限岩柱宽度;Ha、Has、Hax-安全防水岩柱厚度;HL-导水裂缝带上限;p底板隔水层承受的水头压力图3-8以断层分界的井田防隔水煤(岩)柱留设图7