開采沉陷第十五講實用教案

1、第一節(jié) 概述(i sh)(i sh) 由于煤礦地下開采范圍大、開采層數多而開采深度有限，開采的影響一般都能發(fā)展到地表(dbio)，波及到上覆巖層與地表(dbio)的一些與人類生產和生活有密切關系的對象，如湖泊、河流、鐵路、公路、民用住宅和工業(yè)廠房、管道、農田水利設施以及并下工程等，使工農業(yè)生產不能正常進行，居民的居住安全得不到保證。 因此必須采取措施進行防護，以減小或者完全避免地下開采的有害影響。留設保護煤柱，就是其中的措施之一。 保護煤柱是指專門留在井下不予采出的、目的是保護其上方巖層內部和地表(dbio)的上述保護對象不受開采影響的那部分煤體。第1頁/共13頁第一頁，共14頁。第一節(jié) 概述

2、(i sh)(i sh) 留設保護煤往雖然是保護上覆巖層和地面建筑物、構筑物不受開采影響的一種比較可靠的方法，但也存在如下缺點： 1有一部分煤炭留在地下暫時或永遠不能采出，造成(zo chn)大量煤炭資源的損失，縮短礦井生產年限； 2由于留設保護煤柱，使采掘工作復雜化和采掘工程量增大，還會導致局部礦壓集中，給礦井生產造成(zo chn)危害。 由于采礦引起的巖層與地表移動，使得位于其影響范圍內的井巷、地面建筑物和構筑物、地表水系及含水層等遭受不同程度的損壞。為了保護某些重要的建（構）筑物、水體等，使其免遭采動損害的影響，有時需要在井下留設保護煤柱，特別是對小范圍內的重要建筑物，在淺部開采時留設

3、保護煤柱還是必要的。第2頁/共13頁第二頁，共14頁。第二節(jié) 保護(boh)煤柱留設原理 留設保護煤柱的實質就是根據已掌握的地表移動變形規(guī)律，在煤層層面上圈定一個保護煤柱的邊界，回采僅在該邊界之外進行(jnxng)，已使開采的影響不波及到需要保護的范圍。 保護煤柱的邊界是從受保護范圍的邊界起，按移動角、（主斷面）上和斜向移動角、（任意斜向斷面上）所作的保護臨界面與煤層層面的交線。 如圖4-1所示，地面上有一座需要保護的建筑物ABCD，其受保護范圍不是建筑物的外邊界所圈定的區(qū)域，而是過建筑物各角點平行于煤層走向和傾向的四條直線所圍成面積a0b0c0d0。 第3頁/共13頁第三頁，共14頁。第4頁

4、/共13頁第四頁，共14頁。第二節(jié) 保護(boh)煤柱留設原理 從平面圖上量出保護煤柱的面積A，根據煤層(micng)的傾角 和煤的質量密度 及煤層(micng)厚度m，則可確定出因留設煤柱而呆滯的煤量Q為:（4-1） 正確選取移動角是保護煤柱設計的關鍵。移動角是指在充分采動或接近(jijn)充分采動的條件下，主斷面上臨界變形值的點和開采邊界的連線與水平線在煤柱一側所夾的角。 一般建筑物低于級損壞（裂縫寬度小于4mm）。磚石結構房屋的臨界變形值為 第5頁/共13頁第五頁，共14頁。第二節(jié) 保護(boh)煤柱留設原理 保護煤柱留設時，由于地質采礦條件的差異、移動角的誤差、井上下位置關系的不準確等

5、因素的影響，使得所留設的保護煤柱的尺寸(ch cun)和位置出現偏差。因此，留設的保護煤柱應具有一定的備用尺寸(ch cun)。加備用尺寸(ch cun)的方法如下: 目前在保護(boh)煤柱設計中，一般在地面上加圍護帶，即根據建筑物不同的保護(boh)級別，從建筑物邊界向外擴展一定的范圍，作為設計保護(boh)煤柱的受保護(boh)邊界。第6頁/共13頁第六頁，共14頁。第二節(jié) 保護(boh)煤柱留設原理 教材P116中表4-1給出礦區(qū)建筑物和構筑物的保護等級，相應的圍護(wi h)帶寬度列于表4-2中。 保護煤柱留設所需的資料： 1保護對象（如工業(yè)廣場、房屋、鐵路、立井等）的特征及使用要求

6、，礦區(qū)的地質條件及煤層埋藏條件； 2符合精度要求的必要的圖紙資料，如井田地質剖面圖，煤層底板等高線圖，井上下對照(duzho)圖； 3礦區(qū)地表移動參數以及斷層、背向斜等地質構造情況。第7頁/共13頁第七頁，共14頁。第三節(jié) 垂直(chuzh)斷面法 步驟： （1）沿煤層走向和傾向確定受護對象的邊界，按寬5-20m加圍護帶得受護面積邊界； （2）確定保護煤柱邊界：在受護面積邊界與煤層走向平行或垂直(chuzh)時所作的垂直(chuzh)剖面上，在松散層和基巖內分別用移動角和、畫直線，作出保護煤柱邊界。如圖所示。第8頁/共13頁第八頁，共14頁。計算計算(j sun)壓煤量壓煤量第9頁/共13頁第

7、九頁，共14頁。3060計算計算(j sun)壓煤量壓煤量第10頁/共13頁第十頁，共14頁。第11頁/共13頁第十一頁，共14頁。第四節(jié) 保護煤柱留設工作(gngzu)的管理 1新設計的礦井和生產礦井在留設建筑物保護煤柱時，應有相應的圖紙和文字說明。其內容，包括地質開采技術條件，受保護對象概況，留設煤柱的必要性，選取(xunq)的參數及壓煤量計算。 2煤柱留設和變更的批準權限如下： （1）國家一級鐵路和二級鐵路，對礦井安全生產有嚴重威脅的水體，大型礦井的主要井筒及工業(yè)場地，縣以上城鎮(zhèn)及大型工廠，壓煤量超過50萬噸的其它建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱的留設，必須報省、市、自治區(qū)煤炭管理部門批準、備案。 （2）上述以外的建筑物、水體、鐵路及主要并巷煤柱的留設，必須報礦務局總工程師批準，報省、市、自治區(qū)煤炭管理部門備案。 （3）各類煤柱應按留設標準嚴加控制，不得任意變更，特殊情況下非改變不可時，須按上述批準權限重新報批。第12頁/共13頁第十二頁，共14頁。謝謝您的觀看(gunkn)！第13頁/共13頁第十三頁，共14頁。NoImage內容(nirng)總結第一節(jié) 概述。留設保護煤往雖然是保護上覆巖層和地面建筑物、構筑物不受開采影響的一種比較可靠的方法，但也存在如下缺點：。1有一部分煤炭