1114工作面防水煤柱留设设计

1114工作面防水煤柱留设设计

编制单位：生产科地质组

编制日期：2012年03月20日

会审意见

会审单位及人员签字

生产科（地测）：年月日生产科：年月日安检科：年月日机电科：年月日调度室：年月日副总工程师（地测）：年月日总工程师：年月日

一、存在主要问题

二、落实意见

1114工作面防水煤柱留设设计

本矿井1114工作面位于I 采区轨道上山西翼方向，相邻矿井是梁洼煤矿已结束多年的采空区，其内储存大量老空水。XXXX 井田与XXXXX 井田均采同一煤层（二1煤），分界线为人为边界，且XXXX 位于浅部，XXXX 井田位于深部。根据调查，该采空区上限标高+400m ，下限标高+260m ，为保证1114工作面安全回采，根据煤矿防治所规定，1114工作面防隔水煤柱按人为边界及水淹区或老空积水区下采掘两种情况进行计算，具体如下：

一、按照相邻矿井人为边界防隔水煤柱的留设：

1、导水裂缝带上限岩柱宽度Ly 的计算：（煤矿防治水规定附录三第八条）

l y H-H 1

L 20m 10Ts

=

⨯≥ L y ：为所求的导水裂缝带上限岩柱宽度，m;

H ：为煤层底板以上的静水位高度，根据采空区上限标高+400，下限标高+260，计算出静水位高度为140，m ； H l ：导水裂缝带最大值，m ；

（1）按照坚硬岩层的计算：（地质测量规程矿井水文地质规程导水裂缝带最大值坚硬岩层计算公式）

l 100m

H =

11.22.4n+2.1

+

n ：为多煤层开采层数，本矿井是单煤层开采，取值为1； m ：为煤层厚度，本矿井煤层厚度为5，m ；

l 100m

H =

11.22.4n+2.1

+

l 1005

H =

11.22.4+2.1

⨯+

l H =122.3m

计算结果得出坚硬岩层导水裂缝带最大值为122.3m ； （2）按照松软岩层的计算：（地质测量规程矿井水文地质规程导水裂缝带最大值松软岩层计算公式）

l 100m

H =

5.13.3n+3.8+

l 1005

H =

5.13.3+3.8

⨯+

l H =75.5m

计算结果得出松软岩层导水裂缝带最大值为75.5m ；

2、按照相邻矿井人为边界计算导水裂缝带上限岩柱Ly 宽度：（煤矿防治水规定附录三第八条）

l y H-H 1

L 20m 10Ts

=

⨯≥ （1）坚硬岩层：

1140122.3

Ly =

1 1.8m 10

-⨯=

（2）松软岩层：

214075.5

Ly =

1 6.5m 10

-⨯=

根据煤矿防治水规定，相邻矿井人为边界导水裂缝带上限岩柱Ly 必须大于20m ，所以Ly 取最小值为20m 。 3、防水煤柱的宽度留设设计

(1)如图所示：防水煤柱留设设计示意图

θ

β

L y

H l

γ

L y a

b

1114工

作面上巷

α

εL

陷

带

落

式中：

根据三维地震勘探资料提供的1114工作面煤层底板等高线计算得出1114工作面煤层平均倾角θ为13°，石碳二叠纪砂岩基岩移动角γ、β为70°，a 、b 为基岩移动角形成的煤柱宽度。

909070137αγθ∠=︒--=︒-︒-︒=︒ 90()90(7013)33εβθ∠=︒--=︒-︒-︒=︒

（2）根据坚硬岩层导水裂缝带最大值122.3m 计算：

a tan tan 7122.3m 15m l H α=⨯=︒⨯=

b tan tan 33122.3m 79.4m l H ε=⨯=︒⨯=

导水裂缝带上限岩柱宽度L y =20m

煤柱宽度L=L y +a+b=20m+15m+79.4m=114.4m （3）根据松软岩层导水裂缝带最大值75.5m 计算：

a tan tan 775.5m 9.3m l H α=⨯=︒⨯=

b tan tan 33122.3m 49m l H ε=⨯=︒⨯=

导水裂缝带上限岩柱宽度L y =20m ， 煤柱宽度L= L y +a+b=20m+49m+9.3m=78.3m

二、按照水淹区或老空积水区下采掘时防隔水煤（岩）柱的留设（煤

矿防治水规定附录三第五条）

p

3p

L=0.5KM

20m k ≥ 式中：

L ：为煤柱留设的宽度，m ；

K ：为安全系数，一般取值2-5，结合矿井情况，取最大值为5； M ：为煤层厚度或采高，取值5，m ； P ：为水头压力，取值1.4，MPa ；

K P ：为煤的抗拉强度，MPa ；（参照附近煤矿的参数，我矿取值0.15MPa ）

p

3p

L=0.5KM

20m k ≥ 3 1.4

L=0.555

66.1m 0.15

⨯⨯⨯= 三、留设的防水煤柱结论

结合以上两种煤柱留设的情况，为保证1114工作面安全回采，该处应选取相邻矿井人为边界防隔水煤柱的留设，经综合研究，留设宽度取115米。

附图（1114防水煤柱留设平面图）