第四章保護煤柱留設

1、 該地區(qū)的移動角參數(shù)為： =55°，=73°，=45°，用垂直斷面法留設保護煤柱的方 法和步驟如下： （1）確定受護邊界。通過建筑群的角點作平行于煤層走向和平行于煤層傾向的四條直 線，兩兩相交得一矩形保護范圍查表 4-2 得圍護帶寬度 s=15m，從矩形保護范圍邊界向外 圈出一圍護帶 s=15m，其外緣 abcd 即為受護邊界； （2）過保護范圍 abcd 的中心 o，作沿煤層走向和傾向的垂直剖面-、-； （3）在傾向垂直剖面上標出地表線，受護邊界的位置 m、n，松散層和煤層等，并標 注出煤層的傾角 a=30°，煤層的厚度 m=2.5m，煤層的埋藏深度

2、H0250m，及簡要的地層柱 狀圖； （4）在受護邊界點 m、n 作松散層移動角 =45°，與基巖面相交于 m1、n1，再從 m1、n1 點分別作基巖移動角 =73° 和 =55°，與煤層底板相交于 m2、n2 點，點 m2、n2 分別為沿煤 層傾向剖面上保護煤柱的上下邊界。將 m2、n2 投影到平面圖上，即得點 M、N； （5）將平面圖上-線與保護邊界的交點 q、k 投影到走向剖面-上，得 q、k 點。 從 q、k 點以 = 45 作直線，與基巖面相交于 q1、k1。再從 q1、k1 以基巖移動角 作斜線； （6）將-剖面上的 m2、n2 點分別水平投影到-上，

3、與-剖面上從 q1、k1 點以 做出的斜線相交，得 q2、k2 和 q3、k3。q2、k2 為煤柱上邊界線在-剖面上的投影，q3、k3 為煤柱下邊界線在-剖面上的投影； （7）將 q2、k2 和 q3、k3 分別投影到平面圖上，得 B、C、D、A，依次連接 A、B、C、 D 各點形成的梯形，即為所求保護煤柱的平面圖； （8）計算因留設保護煤柱而呆滯的煤量。 9 3´ 3 30º 4 8 2´ 7 30º 1´ 6 5 圖 4-7 用垂線法留設保護煤柱 -400m 2 1 60º -300m 4´ 12 -100m 10 s

4、s 11 -200m p 二、垂線法（Plumb Line Method） 上例的保護煤柱也可以用垂線法確定，其方法和步驟如下： （1） 確定受保護邊界。 在平面圖 （圖 47） 先確定需要保護的范圍， 然后加圍護帶 s=15m， 得受保護邊界 1-2-3-4； （2）在受保護邊界各點 1、2、3、4 向外按寬度 p = h ctg = 40 ctg 45 = 40m 劃出矩形 62 1-2-3-4，即得表土層與基巖接觸面上的受保護邊界； （3）從 1、2、3、4各點分別做出線段 1-2和 1-4、2-1和 2-3、3-2和 3-4、4-3 和 4-1的垂線的長度 q、 l 分別按下式進行計算

5、：上山方向的垂線長 q 為 q= 下山方向的垂線長 l 為 (H h ctg 1 + ctg tg cos （4-9） l= (H h ctg 1 + ctg tg cos （4-10） 式中 H 計算 1、2、3、4位置的煤層埋藏深度，它可以從煤層底板等高線圖上量取 ； h 表土層厚度； 各受保護邊界與煤層走向所夾的銳角； 煤層傾角； 、 斜向斷面上的斜面移動角。 已知數(shù)據(jù)及計算結果列于表 4-4 中。 （4）在各垂線上按比例尺截取其垂線長，得點 5、6、12，依次連接各點并相交于 、。四邊形、就是用垂線法留設的保護煤柱的平面圖； （5）計算因留設保護煤柱而呆滯的煤量。 表 4-4 垂線長度

6、 q、l 的計算表 角點號 1 350 310 15 60 16 30 27 30 2 290 250 28 60 99 104 112 90 39 60 41 3 145 105 310 30 60 4 205 165 411 30 79 55 412 60 H Hh 垂線 q l 垂線法長度 q、l 計算公式推推導如下： 圖 4-8 為通過 點并與建筑物保護邊界線垂直的斷面圖。保護邊界與煤層走向相交成 角，而此斷面與煤層走向相交成 90°- 角，H 為未考慮表土層厚度時的煤層埋藏深度， 為煤層的偽傾角。從圖 4-9 可知 tg = OO = OAtg = OBtg 。 OO OO

7、 ， tg = ，而 O B = O A cos ，因此， OA OB 煤層偽傾角 與傾角 和 之間的關系為 tg = tg cos 在圖 4-8 的 D B 中，有 （4-11） tg = 在 DA 中，有 H h1 q tg = H + h2 l 在 AOD 和 BOD 中，有 63 tg = h1 h2 = q l tg = H + tg l 因此有： tg = H tg q 將式（4-11）代入上式，可得 q= H ctg 1 + ctg tg cos H ctg 1 ctg tg cos l= 考慮到表土層的厚度 h 后，即可得式（4-9）和（4-10）兩式。 a ´ ´ H D