各类保安煤柱设计

双柳煤矿三采区岭上村庄保安煤柱设计

双柳煤矿三采区岭上村村庄保安煤柱设计为了合理科学的利用有限的煤炭资源，又要保护地表建筑物不受煤炭开采带来的地质灾害对村庄造成损失现对三采区地表岭上村保护煤柱设计如下：岭上村位于双柳矿三采区中部，该村下方H403—503m处为双柳矿所开采的3#、4#煤层，煤层厚度1.79m—3.49m，煤层倾角3°12′18″，地表黄土层厚度0—93m，留设岭上村庄保护煤柱选用双柳矿、贺西矿地表岩移观测站最终汇总参数：移动角值走向移动角73°30′00″，上山移动角75°24′00″，下山移动角71°00′00″，表土层移动角50°。

岭上村村庄围护带宽度确定，按Ⅱ级保护，其围护带宽度为15m。

用垂线法圈定岭上村保护煤柱岭上村边界根据村庄民居的分布状况经测量确定7个拐点。

岭上村边界拐点坐标：岭上村村舍分布范围，南北长600m，东西长500m，在村沟部有基岩出露，其岩面标高830m—802m，高差28m，东北向西南倾斜，倾角3°12′18″。

1、以岭上村确定的边界1、2、3、4、5、6、7个拐点圈定该村受护面积边界，在外侧加围护带15m，得受护面积边界1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′。

2、在受护面积边界1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′向外按公式S=h×ctgθ，所求得黄土层的宽度划出a、b、c、d、e、f、j点，黄土层的宽度用下式求得：1点标高825m，基岩标高802m，黄土层厚度23m，23m×ctg50°=19.3m 2点标高820 m，基岩标高820，黄土层厚度0，0m×ctg50°=0m3点标高885m，基岩标高815m，黄土层厚度70m，70m×ctg50°=58.737m 4点标高900m，基岩标高807m，黄土层厚度93m，93m×ctg50°=78.036m 5点标高890m，基岩标高803m，黄土层厚度87m，87m×ctg50°=73.002m 6点标高858m，基岩标高810m，黄土层厚度48m，48m×ctg50°=40.276m 7点标高835m，基岩标高802m，黄土层厚度33m，33m×ctg50°=27.690m3、由黄土层宽度所划出的a、b、c、d、e、f、j七边形保护煤柱边界用垂线法圈定，由各点分别作线段ab、bc、cd、de、ef、fj、ja的垂线，各垂线长q(煤层上山方向垂线长度)L（煤层下山方向垂线长度），按下式计算：q=（H-h）ctgβ′/（1+ctgβ′cosθtgα）L=（H-h）ctgγ′/（1- ctgγ′cosθtgα）围护带边界与煤层走向线之间所夹的锐角分别为ac、cb、de、ef、fjθ=45°，bc、jaθ=10°上山方向移动角β=75°24′00″-0.5×3°=73°54′下山方向γ=71°,走向方向δ=73°30′00″①根据下列公式求出ctgβ′=(ctg2βcos2θ+ ctg2δsin2θ)1/2ctgγ′=(ctg2γcos2θ+ ctg2δsin2θ)1/2θ=45°时，ctgβ′=(ctg273°54′cos245°+ ctg273°30′sin245°)1/2β′=73°41′54″ctgγ′=(ctg271°cos245°+ ctg273°30′sin245°)1/2γ′=72°11′40″θ=10°时，ctgβ′=(ctg273°54′cos210°+ ctg273°30′sin210°)1/2β′=73°53′16″ctgγ′=(ctg271°cos210°+ ctg273°30′sin210°)1/2γ′=71°04′09″求出θ=45°时，β′=73°41′54″γ′=72°11′40″θ=10°时，β′=73°53′16″γ′=71°04′09″②a、b、c、d、e、f、j各点基岩面至煤层垂深（H-h）值计算：a点（H-h）=435m-23m=413mb点（H-h）=403m-0m=403mc点（H-h）=465m-70m=395md点（H-h）=503m-93m=410me点（H-h）=502m-87m=415mf点（H-h）=458m-48m=410mj点（H-h）=443m-33m=410m根据上述起始数据按公式计算各垂线的q 、L值a—1 L=（413m×ctg71°04′09″）/（1- ctg71°04′09″cos10°tg3°） =141.650m/(1-0.017701631)=141.650m/0.982298368=144.202ma—2 L=（413m×ctg72°11′40″）/（1- ctg72°11′40″cos45°tg3°） =132.644m/(1-0.011901952)=132.644m/0.988098047=134.242mb—3 q=（403m×ctg73°41′54″）/（1+ ctg73°41′54″cos45°tg3°） =117.858m/(1+0.010837657)=117.858m/1.010837657=116.594mb—4 q=（403m×ctg73°53′16″）/（1+ ctg73°53′16″cos10°tg3°） =116.413m/(1+0.014908846)=116.413m/1.014908846=114.703mc—5 q=（395m×ctg73°53′16″）/（1+ ctg73°53′16″cos10°tg3°） =114.102m/(1+0.014908846)=114.102m/1.014908846=112.426mc—6 q=（395m×ctg73°41′54″）/（1+ ctg73°41′54″cos45°tg3°） =115.518m/(1+0.010837657)=115.518m/1.010837657=114.279md—7 q=（410m×ctg73°41′54″）/（1+ ctg73°41′54″cos45°tg3°） =119.905m/(1+0.010837657)=119.905m/1.010837657=118.619md—8 L=（410m×ctg72°11′40″）/（1- ctg72°11′40″cos45°tg3°） =131.680m/(1-0.011901952)=131.680m/0.988098047=133.266me—9 L=（415m×ctg72°11′40″）/（1- ctg72°11′40″cos45°tg3°） =133.286m/(1-0.011901952)=133.286m/0.988098047=134.891me-10 L=（415m×ctg72°11′40″）/（1- ctg72°11′40″cos45°tg3°） =133.286m/(1-0.011901952)=133.286m/0.988098047=134.891mf-11 L=（410m×ctg72°11′40″）/（1- ctg72°11′40″cos45°tg3°） =131.680m/(1-0.011901952)=131.680m/0.988098047=133.266mj-12 L=（410m×ctg72°11′40″）/（1- ctg72°11′40″cos45°tg3°） =131.680m/(1-0.011901952)=131.680m/0.988098047=133.266mj-13 L=（410m×ctg71°04′09″）/（1- ctg71°04′09″cos10°tg3°） =140.620m/(1-0.017701631)=140.620m/0.982298368=143.154m垂线长度q 、L计算结果岭上村保护带最终边界线各拐点坐标：岭上村村庄保护煤柱面积及储量计算结果：岭上村庄与村庄保护煤柱占有3#、4#煤c—6、c—7块段储量，以下为分块段计算储量：岭上村庄面积、占有储量：c—7 面积45000m2，储量111964吨（11.2万吨）厚度1.79米。

关于我矿保安煤柱留设参数及留设量的报告

关于我矿保安煤柱留设参数及留设量的报告六枝特区煤炭局：根据30万吨t/a 开采方案设计（变更）相关设计规定，我矿各类保安煤柱留设参数及留设量如下：一、矿区各类防水煤（岩）柱留设详细计算如下： 1、矿井边界防水煤（岩）柱的留设矿井水文地质条件属中等类型，可用下述公式计算煤柱宽度：L ＝0.5KM P K P /3式中：L ——顺层防水煤柱宽度（m ）；M ——煤厚或采高（m ）；K P ——煤的抗强度（kgf/cm 2），K P 取10kgf/cm 2；P ——水头压力（kgf/cm 2），P ＝50kgf/cm 2； K ——安全系数，一般取2～5，本设计取5。

1、2、3、7、17、18、19煤层的厚度分别为：0.82、0.71、1.49、4.52、0.71、2.21、1.18。

则： L1＝0.5×5×0.8210/503 ＝7.9（m ）L2＝0.5×5×0.7110503⨯＝6.9（m）/L3＝0.5×5×1.49103⨯＝14.5（m）/50L7＝0.5×5×4.5210/3⨯＝43.8（m）50L17＝0.5×5×0.71103⨯＝6.9（m）/50L18＝0.5×5×2.21103⨯＝21.4（m）50/L19＝0.5×5×1.1810503⨯＝11.5（m）/根据上述计算，7号煤层矿井边界煤柱留设44m煤柱，其它煤层矿井边界煤柱各留30m。

相邻水平和采区边界防水保护煤柱留设20m。

2、水淹区(小窑积水区)防水煤柱的留设本矿不存在水淹区下采煤，不留设该煤柱。

3、煤层露头防水煤（岩）柱的留设根据该矿煤层露头情况，煤层露头防水煤（岩）柱的留设按以下公式计算：H防=H裂+H保≮20m式中：H防——防水煤岩柱高度（m）；H裂——垂直煤层的导水裂隙带最大高度（m）；根据《煤矿防治水规定》，取中硬岩层可根据下式计算：H裂1=100Mh/（7.5h+293）=100×0.82×56÷（7.5×56+293）=6.4mH裂2=100Mh/（7.5h+293）=100×0.71×56÷（7.5×56+293）=5.6mH裂3=100Mh/（7.5h+293）=100×1.49×56÷（7.5×56+293）=11.7mH裂7=100Mh/（7.5h+293）=100×4.52×56÷（7.5×56+293）=35.5mH裂17=100Mh/（7.5h+293）=100×0.71×56÷（7.5×56+293）=5.6mH裂18=100Mh/（7.5h+293）=100×2.21×56÷（7.5×56+293）=17.4mH裂19=100Mh/（7.5h+293）=100×1.18×56÷（7.5×56+293）=9.3mH保――保护层厚度，取5A，m。

保安矿柱的设计

保安矿柱的设计在特殊条件下 , 当不宜把主要开拓巷道布置在岩石移动范围之外时，或者对已投产的矿井，因在井筒附近发现新矿体、矿体向下延深使得井筒落入岩石移动范围之内时，为了保护井筒及其建筑物，需要设置保安矿柱。

保安矿柱是在井筒周围留下一部分暂不开采的矿体，其范围为按岩石移动角β 、γ、δ用作图法圈定之，其步骤如下。

（1）在平面图上（图1），过井筒中心作垂直矿层走向的剖面Ⅰ- Ⅱ。

在该剖面图上，从井筒两侧的受护范围边界起，自上而下按各岩层的移动角逐层画出其移动线，直到与矿层的顶、底板线相交，得A、 B、 C、 D 四点。

则A-B-D-C-A即为在剖面Ⅰ-Ⅱ上的保安矿柱边界。

在画岩石移动边界线时，对位于采空区下端的移动线用β角，上端的用γ 角。

图 1作图法设计保安矿柱（2）将点 A、B、C、D 投影到平面图的Ⅰ - Ⅰ线上，得 A′、 B′、 C′、 D′四点。

设矿层形状规则，则过这四点分别作平行走向的四条线，便得到保安矿柱顶、底板沿走向的边界线在平面图上的投影。

（3）在平面图上，过井筒中心和受保护范围边界线，作平行矿层走向的阶梯形剖面Ⅱ- Ⅱ。

在该剖面图上由上而下按δ角逐层画出岩石移动边界线，与矿层顶、底板线相交于M、K、G、H 四点。

将这些点投影到平面图的Ⅱ- Ⅱ线上，得 M′、 K′、 G′、H′四点。

因设矿层规则，保安矿柱平面投影图以Ⅰ- Ⅰ线为对称轴，故可分别求得 M″、K″、G″、H″四点，连接 H′ K″、G′ M″、G″ M′、 H″ K′得四条直线，将其延长，便得到保安矿柱顶、底板沿倾斜方向的边界线在平面图上的投影。

（4）在平面图上，分别将保安矿柱顶、底板边界的投影线延长相交，便得到保安矿柱图形的平面投影图。

表 1我国部分矿山岩石移动角矿山(或矿体倾角矿体厚度走向产度移动角 ( °)矿体、采岩层性质及开采深采矿方法( °)(m)βγγδ区) 名称度(m)上盘为硅质走向长石咀子大理岩、石英1~35留矿法嗣后充75~855007070铜矿斑岩,稳( 平均 6.3)采深 950填固,f=8~12上盘为大理分段凿岩阶段金岭铁岩、结晶灰走向长采矿法、采后水5050矿铁山岩,f=8~10558500砂充填 , 采深小5555区下盘为闪长采深 94于 50m岩,f=8~12采深大于 50m上盘为闪长岩、矽卡岩,f=8~10走向长程潮铁下盘为花岗无底柱分段崩4624~5317006868矿岩、矽卡落法采深 80岩,f=10~12中等稳固至稳固上盘为灰页锡矿山岩, 中等稳东 104~6采深596865固,f=6~10200~250房柱法、充填法南矿中 154~6596971下盘为灰页采深 200岩,f=8~10石英脉状矿走向长大吉山床, 围岩中等留矿法钨矿稳固至稳65~80<3600~800 阶段矿房法46~81 48~69固,f=8~14采深 760上盘为白云岩,f=10~12走向长度冶山铁下盘为花岗600无底柱分段崩矿北矿闪长45~80206585开采深度落法区岩,f=8~10,130中等稳固至稳固云锡马上下盘为大矿体斜长# 理岩化的碳620方框支架充填拉格矿 4酸盐 ,f=8, 中40~6010~20走向长度法6871~75采区等稳固30~50铁山垄围岩为变质钨矿黄砂岩和千枚65~682~6开采深度留矿法6161沙矿区岩, 基本稳150#固,f=8~1216 脉湘东钨围岩中等稳70~800.3~0.5走向长度留矿法、充填法556575矿固,f=10~12;部分不稳固,f=4~10金山店上盘中等稳铁矿张固, 下盘稳57~870.5~68伏山大固, 矿岩接触井 1#矿体带极不稳固顶底盘岩石瓦房子为石灰质页15~250.2~0.8(锰矿岩, 中等稳均 0.4)固,f=6~8上盘为千枚桃林铅岩, 不稳锌矿银固,f=3~5;30~45(平 1.2~3.5(孔山矿下盘为绢绿均 40)均 10)体片石英岩 , 稳固,f=10~12凡口铅上下盘岩石锌矿狮35~4018~40稳固 ,f=8~10岭 6#矿体800~1100走向长度无底柱分段崩50( 石 60( 变 60( 石2676( 不落法、阶段自然英二质砂英二连续 )崩落法长岩 )岩)长岩 )平走向长度长壁手选充填606565 600~2400 法435055平走向长度水平中深孔阶750段强制崩落法推算值走向长度上向水平分层707575 840充填法如果矿层或岩层形状不规则，应该多作剖面，求得足够多的点，把这些点连接起来，便可得到保安矿柱的边界线。

保安煤柱设计

保
1. 巷道煤柱按以下公式计算
()
f 0.6M 2.5H S 1+=
式中： S 1——巷道保护煤柱的水平宽度，m ； H ——巷道的最大垂深，取390m ；
M ——煤层厚度，m ，取4号煤层最大厚度3.10m ； f ——煤的强度系数，取2。

()f
0.6M 2.5H S 1+==()2 3.10.62.5390⨯+=29.16（m ）巷道煤柱取30m 。

2. 断层煤柱按下列计算：
L=0.5KM P K 3P
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 ，取4号煤层最大厚度
3.10m ；
P ——水头压力，Mpa ，（877.7-550）×9.8×103-=3.21Mpa ；
Kp ——煤的抗张强度，取0.6Mpa 。

L=0.5KM p K P
3=0.5×4×3.106
.021.33⨯=24.84m
断层煤柱取30m
井田边界煤柱留20m，大巷之间留30m，大巷两侧留30m 煤柱，断层煤柱留30m，采空区边界留20m。

工业场地及井筒按一级保护，村庄按三级保护，按场地外沿外扩20m保护带，再根据表土层和基岩厚度（表土移动角45。

，基岩移动角72。

）计算保安煤柱。

各类保安煤柱设计1、概述根据我矿2011年总体采掘规划，井下回采工作面为3207机采与3209机采，掘进工作面为3211皮带顺槽与3213轨道顺槽，3207与3209机采工作面对应地表范围内均无村庄及建筑物，3213轨道顺槽将靠近长史庄村，3211皮带顺槽将靠近兴旺村，这两个村庄已定于今年全部搬迁，移民地址已落实村庄保安煤柱均留设了50m具体煤柱计算方法有3种：垂直剖面法、垂线法和数字标高投影法，其中以垂直剖面法最为常用。

但当煤层埋藏深度较大时，按《规程》规定的方法留设保护煤柱，其计算方法十分繁杂，而垂直剖面法作图下仅图幅很大且精度差，为此我们摸索出几何公式计算法，将计算所需数据直接用公式导入，得出最后成图所需数据。

2、公式推导垂直剖面法所做图形及其几何形状见（图），由此几何关系，可导出如下关系式：式中：α为煤层倾角β为煤层下山移动角γ为煤层上山移动角δ为煤层走向移动角Ψ为松散层移动角θ为建筑物长轴方向与煤层走向线的夹角H煤层埋藏深度h 为松散层厚度d 为维护带宽度d 2sin L cos d 2cos L sin ctg sin -sin h -hctg arctg -90sin h-hctg cosarctg h hctg 3ctg sin sin h -hctg arctg -90sin h-hctg cosarctg h hctg 3cos -sin h -hctg cosarctg -90sin h-hctg cosarctg h 2cos -sin h -hctg cosarctg -90sin h-hctg cosarctg h 12121++='++=++︒⋅+-++'=⋅+++︒⋅+-++=++︒⋅+-=++︒⋅+-=θθθθδγαγψαψψδββαψαψψαγψβψαγψγψL L L L H L H L H L D H L H L H L D H L H L H D H L H L H D ）（）（）（）（）（）（α）（）（）（α）（）（）（L1为建筑物（或建筑物群）的长度L2为建筑物（或建筑物群）的宽度。

保安矿柱的设计范文

保安矿柱的设计范文保安矿柱是一种用于矿井安全的设备，主要功能是提供矿井地下巷道的支撑和加固。

保安矿柱的设计要考虑到各种因素，如井下环境、地质条件、载荷要求等，确保其能够承受地下巷道的压力和变形，保障矿工的安全。

保安矿柱的材料选择是设计的关键之一、常见的矿柱材料有木材、钢材和混凝土等。

木材矿柱适用于井下湿度较高的环境，其优点是价格相对较低，易加工，而且有良好的抗震性。

然而，木材矿柱的使用寿命相对较短，易受到虫蛀和腐朽的影响，需要定期更换。

钢材矿柱具有高强度、耐磨性好和使用寿命长等特点，适用于需要承受较大压力和载荷的地下巷道。

然而，钢材矿柱的成本相对较高，且易受到腐蚀和磨损的影响。

混凝土矿柱的优点是坚固耐用，耐磨性好，且价格相对较低，适用于一般的地下巷道。

但混凝土矿柱的施工相对复杂，需要耗费较多的人力和时间。

保安矿柱的尺寸设计也是重要的考虑因素之一、矿柱的直径、高度和间距等参数需要根据地下巷道的尺寸和结构特点进行合理设计。

一般来说，矿柱的直径大于或等于巷道的宽度，以保证柱子能够提供足够的支撑面积。

矿柱的高度需要根据地下巷道的高度和保护要求确定，一般应该高于巷道的顶部，以防止巷道坍塌。

矿柱的间距需要根据地下巷道的长度、载荷和结构要求来确定，一般应确保柱子之间的间距足够均匀，能够提供充分的支撑和加固。

保安矿柱的安装和定期检查也是设计的关键要素之一、安装矿柱需要根据设计要求和地下巷道的具体情况进行施工，确保矿柱能够正确地安装在地下巷道里面，提供充分的支撑和加固。

定期检查矿柱的状态对于保证矿井的安全非常重要，需要检查矿柱的变形、裂缝和损坏等情况，及时修复和更换不符合要求的矿柱，以确保矿井的稳定和安全。

工业广场保安煤柱设计

的长度为 ef，ep、fq 为表土层厚度，ee'、ff'为煤层埋深，mn' 为煤层底板，将移动角的相关参数代入图 2 中得到 mn 的长度就是倾向方向上工业广场的保护煤柱长度。
4、图 3 为走向方向上工业广场的剖面，gp、hq 为表土层厚度，b'c'、a'd'为煤层底板，将移动角的相关参数代入图 3 中得到 CF、DE 的长度就是走向方向上工业广场的保护煤柱长度。
5、圈定 CDEF 的范围就为工业广场的保安煤柱边界。
1 e
φ
p' p
γ
e
m
α
2 f
φ
q q' β
f
n'
n 图2
B C
D
A
a
gb
A'
1
2
m
e
f
n
4 d
h 3c
F
B'
E
图1
g1
φ
δ p' p
b'
4h
φ
q q'δFra bibliotekc'
a'
d'
图3
工业广场保护煤柱设计
我矿煤层的成煤年代为石炭二叠纪，可采用阳泉矿区移动角的经验参数。Ψ=45°，δ=72°，γ=72°，β=72°(α <10°),α为煤层倾角。
二、现举例说明某工业广场的保安煤柱设计。 1、图 1 中不规则多边形为工业广场轮廓，1、2、3、4 点为圈定范围。 2、图 1 中 abcd 为受护带边界。A-A'为倾向剖面线，B-B' 为走向剖面线。ef 为工业广场在倾向剖面上的长度，gh 为工业广场在走向方向上的长度。 3、图 2 为倾向方向上工业广场的剖面，倾向受护边界

保安煤柱留设

井田边界煤柱：30m；阶段煤柱：斜长为60m，若在两阶段留设，则上下阶段各留30m；井田浅部防水煤柱：斜长为50m；断层煤柱：每侧各为20m；工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m，两侧各为30m；煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布置在开采水平时，两巷水平间距为20m，垂距为10m，回风大巷上方留斜长为20m的煤柱采区边界煤柱：20m；采区煤层上山：两巷中间为20m，两侧各为20m;区段煤柱：斜长10m；矿井煤柱留设煤矿开采中，确定合理的煤柱尺寸，其影响因素是煤层所受压力以及煤体强度。

通常，煤层埋藏深度和厚度较大、围岩较软时，煤柱承受的压力就较大。

煤柱强度主要取决于煤层的物理力学性质，并与煤柱的形状尺寸、巷道的服务年限及巷道支护情况有关。

目前，尚无计算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠现场实际经验确定。

井田边界煤柱：30m；阶段煤柱：斜长为60m，若在两阶段留设，则上下阶段各留30m；井田浅部防水煤柱：斜长为50m；断层煤柱：断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、水情况，落差很大的断层，断层一侧的煤柱宽度不小于30m；落差较大的断层，断层一的煤柱宽度一般为10~15m；落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。

井井筒保护煤柱：两井中间为30m，两侧各为30m；煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布置在开采水平时，两巷水平间距为20m，垂距为10m，回风大巷上方留斜长为20m的煤柱采区边界煤柱：采区边界煤柱的作用是：将两个相邻采区隔开，防止万一发生火灾、水害和瓦斯涌出时相互蔓延；避免从采空区大量漏风，影响正在生产的采区风量。

一般取10m；采区煤层上山：两巷中间为20m，两侧各为20m;区段煤柱：斜长10m；1、采区上（下）山间的煤柱宽度（沿走向）：对薄及中厚煤层为20m；对厚煤层为20～30m。

工作面停采线至上（下）山的煤柱宽度：对薄及中厚煤约为20m；对于厚煤层约为30～40m。

保护煤柱设计

中间为20m两侧各为20m;
（2）确定松散层保护边界
从受护面积边界向外量一段距离S，得松散层保护边界。
S的计算公式：s=hxCtg式中：S为松散层保护边界宽度；h
为松散层厚度；®为松散层移动角。
根据《保护煤柱设计规程》第1、2条，确定松散层移动角为®=45°。松散层厚度根据附近钻孔资料及实测基岩高度确定。
王家焉煤业有限公司
保
护
煤
柱
设
计
方
案
(2012)
壬家焉煤矿地测科
一、保护煤柱留设目的和任务3
二、保护煤柱设计参数3
（1）移动角3
（2）维护带3
三、保护煤柱留设的计算4
（1）确定受护边界4
（2）确定松散层保护边界5
（3）确定保护煤柱边界5
四、设计成果6
五、建议6
附1：王家焉煤矿保护煤柱留设尺寸表7
附2：5#煤层保安煤柱图7
一、保护煤柱留设目的和任务
保护煤柱是指专门留设在井下不予采出的、目的是保护其上
方岩层内部和地表的上述保护对象不受开采影响的那部分煤体。留设保护煤柱是保护各类防水（沙）、上覆岩层和地面建筑、构筑物不受开采影响。为了各煤矿能够安全生产，避免因地下采矿引发的房屋裂缝、倒塌等威胁居民生命财产安全的地质灾害发生，我矿对所有煤矿井田内的所有村庄范围进行测绘、调查，对村庄保护煤柱
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三、保护煤柱留设的计算
村庄和公路以及各类防水（沙）、建（构）筑物受护范围确定后，利用垂线法计算设计其保护煤柱范围，然后按参数计算完成。
（1）确定受护边界
根据国家有关规程，村庄房屋和一般公路属于H级保护，围护带宽度为15m井田边界煤柱：30m；井田浅部防水煤柱：斜长为50m斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m两侧各为30m煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布置在开采水平时，两巷水平间距为20m垂距为10m回风大巷上方留斜长为20m的煤柱；采区边界煤柱：20m；采区煤层上山：两巷

村保安煤柱 (1)

张家山新村保安煤柱设计说明书第一节概述张家山新村位于广进宝煤业有限公司井田的东北角处，根据矿井下煤层赋存情况及矿井开采规划，为确保张家山新村地面建筑物及公共财产的安全，保证地面房屋建筑不受开采影响，需留张家山新村南部保安煤柱。

根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的规定，对张家山新村南部保安煤柱进行设计。

广进宝煤业有限公司位于灵石县城北西方向的英武乡彭家原村，距县城15 km，距大运公路9km，距南同浦铁路，两渡站、灵石站7 km。

行政区划隶属英武乡管辖。

地理坐标为：东经111°38′44″-111°41′02″，北纬36°34′00″-36°53′17″，区域发育的地层由老到新有奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组以及第四系。

井田内大部分黄土覆盖。

根据地面及柏沟煤矿钻探工程揭露的地层资料，本区发育的地层由老到新有：奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组以及第四系。

井田内煤层发育比较齐全，根据地层岩石组合特征，煤发育程度和可采情况划分为二个煤层组，自下而上有太原组含煤组，山西组含煤组，其中可采和局部可采煤层均赋存于山西组——上含煤组和太原组——下含煤组。

井田共发育煤层12层，煤层总厚度为10.86m。

含煤系数为8.11% 。

其中山西组含有1上号、1号、2号、2下号煤层，煤层总厚度1.62m，含煤系数为3.34% ；太原组含有4号、5号、7号、8号、9号、10上号、10（10下）号、11号煤层，煤层总厚度9.24m，含煤系数为10.83% 。

主要可采煤层分布于山西组的中下部及太原组的中下部。

张家山新村地表全部为黄土覆盖。

张家山新村保安煤柱根据10#煤层进行设计，该区域10#煤层均厚3.87米，煤层平均倾角为5°。

张家山新村南部保安煤柱留设采用垂线法。

关于我矿保安煤柱留设参数及留设量的报告

关于我矿保安煤柱留设参数及留设量的报告六枝特区煤炭局：根据30万吨t/a 开采方案设计（变更）相关设计规定，我矿各类保安煤柱留设参数及留设量如下：一、矿区各类防水煤（岩）柱留设详细计算如下： 1、矿井边界防水煤（岩）柱的留设矿井水文地质条件属中等类型，可用下述公式计算煤柱宽度：L ＝0.5KM P K P /3式中：L ——顺层防水煤柱宽度（m ）；M ——煤厚或采高（m ）；K P ——煤的抗张强度（kgf/cm 2），K P 取10kgf/cm 2；P ——水头压力（kgf/cm 2），P ＝50kgf/cm 2； K ——安全系数，一般取2～5，本设计取5。

1、2、3、7、17、18、19煤层的厚度分别为：0.82、0.71、1.49、4.52、0.71、2.21、1.18。

则： L1＝0.5×5×0.8210/503 ＝7.9（m ）L2＝0.5×5×0.7110503⨯＝6.9（m）/L3＝0.5×5×1.49103⨯＝14.5（m）/50L7＝0.5×5×4.5210/3⨯＝43.8（m）50L17＝0.5×5×0.71103⨯＝6.9（m）/50L18＝0.5×5×2.21103⨯＝21.4（m）50/L19＝0.5×5×1.1810503⨯＝11.5（m）/根据上述计算，7号煤层矿井边界煤柱留设44m煤柱，其它煤层矿井边界煤柱各留30m。

相邻水平和采区边界防水保护煤柱留设20m。

2、水淹区(小窑积水区)防水煤柱的留设本矿不存在水淹区下采煤，不留设该煤柱。

3、煤层露头防水煤（岩）柱的留设根据该矿煤层露头情况，煤层露头防水煤（岩）柱的留设按以下公式计算：H防=H裂+H保≮20m式中：H防——防水煤岩柱高度（m）；H裂——垂直煤层的导水裂隙带最大高度（m）；根据《煤矿防治水规定》，取中硬岩层可根据下式计算：H裂1=100Mh/（7.5h+293）=100×0.82×56÷（7.5×56+293）=6.4mH裂2=100Mh/（7.5h+293）=100×0.71×56÷（7.5×56+293）=5.6mH裂3=100Mh/（7.5h+293）=100×1.49×56÷（7.5×56+293）=11.7mH裂7=100Mh/（7.5h+293）=100×4.52×56÷（7.5×56+293）=35.5mH裂17=100Mh/（7.5h+293）=100×0.71×56÷（7.5×56+293）=5.6mH裂18=100Mh/（7.5h+293）=100×2.21×56÷（7.5×56+293）=17.4mH裂19=100Mh/（7.5h+293）=100×1.18×56÷（7.5×56+293）=9.3mH保――保护层厚度，取5A，m。

煤矿各类保护煤柱设计方案

桐梓县强博煤矿
保护煤柱设计
编制：地测科
2019年8月
保护煤柱设计
一、保护煤柱留设目的和任务
保护煤柱是指专门留设在井下不予采出的、目的是保护其上方岩层内部和地表的上述保护对象不受开采影响的那部分煤体。

留设保护煤柱是保护各类防水沙、上覆岩层和地面建筑、构筑物不受开采影响。

为了煤矿能够安全生产避免因地下采矿引发的房屋裂缝、倒塌等威胁居民生命财产安全的地质灾害发生,我矿对煤矿井田内的所有村庄范围进行测绘、调查对村庄保护煤柱重新进行测量设计。

二、保护煤柱设计参数
1、移动角
正确选取移动角是保护煤柱设计的关键。

移动角是指在充分采动或接近充分采动条件下，主断层面上临界变形值的点和开采边界的连线与水平线在煤柱一侧所夹的角。

砖混结构房屋的临界变形值为i=3mm/m;k=0.2*10-3mm/㎡；§=2mm/m.
2、维护带
保护煤柱留设时，由于地质采矿条件的差异、移动角的误差、井上下位置关系的不准确等因素，使得所留设的保护煤柱的尺寸和位置出现偏差。

因此，留设的保护煤柱应具备一定的备用尺寸。

在地面上加维护带
在煤层层面上加维护带
加备用尺寸 S=30-H/6,为维护带宽度，H为深度
2°-5°。

金山沟保安煤柱设计

金山沟村11#煤保安煤柱设计总工程师：地质副总：科长：编制：曹凯三交河煤矿二零一二年八月十日金山沟村11#煤保安煤柱设计第一节保护对象金山沟村隶属于洪洞县左木乡，井下位于我矿井田东南部。

现我矿准备开采下组煤煤层，为使下组煤各煤层的开采不对金山沟村庄范围内地面房屋建筑产生破坏，根据实际情况，应对之前留设的上组煤保安煤柱进行扩展。

第二节地质特征该村庄地表呈中高山地貌，村庄靠近洪乔路段，地势北高南低。

村庄范围内基岩直接出露，地表无黄土层覆盖。

地面标高1112-1150，相对高差38m。

村庄下覆2#上、2#下、10#、11#四层可采煤层，煤层基本呈单斜构造形态，走向N，倾向E，平均倾角4.9°。

10#下煤层底板标高870-920m，上覆基岩厚约192-280m。

第三节移动参数的确定1、煤柱留设方法：金山沟村11#煤保安煤柱设计采用垂线法。

2、移动参数的确定：根据国家煤炭工业局制定的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的第71、72、74条有关规定，结合金山沟村的实际情况，对金山沟采用Ⅲ级保护。

因我矿缺乏岩层移动观测资料，根据本地区地质特征，参照地质特征与之相似的其他矿区的岩层移动观测资料，确定该村庄范围内的岩层移动角：β=63°-0.8α=60°；γ=δ=63°第四节保安煤柱设计1、金山沟11#煤保安煤柱边界的确定：根据国家煤炭工业局制定的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中第71、74条的规定对金山沟村采用Ⅲ级保护，围护带宽度取10m 。

2、煤柱边界的确定：因村庄边界与煤层走向斜交，故岩层移动角按下式计算： ctg β′=θδθβ2222sin ctg cos ctg + ctg γ′=θδϑγ2222sin ctg cos ctg +式中：δβγ、、分别为上山方向、下山方向、走向方向岩层移动角。

θ为围护带边界与煤层倾向线之间所夹锐角。

2第二章保护煤柱的设计

2第⼆章保护煤柱的设计第⼆章保护煤柱留设第⼀节保护煤柱留设基础知识地下采煤引起岩层与地表产⽣沉陷、移动和变形，导致位于其影响范围内的井筒、巷道、地⾯建筑物和构筑物、地表⽔系及地下含⽔层等遭受不同程度的破坏。

为了保护有些重要的建筑物、⽔体等，使其免遭采动损害的影响，有时需要在井下留设保护煤柱。

保护煤柱：指专门留在井下不予采出的、旨在保护其上⽅岩层内部和地表的各种保护对象不受开采影响的那部分煤炭。

受保护对象包括：井筒、井下主要巷道和硐室、地⾯各类建（构）筑物、铁路、⽔体等。

留设保护煤柱的优点是能有效保护地表建（构）筑物，其缺点是：（1）浪费煤炭资源，缩短矿井服务年限；（2）使采掘⼯作复杂化，增⼤掘进⼯作量，造成采掘关系紧张。

下列情况下需要留设临时性的或永久性的保护煤柱：（1）矿井⼯业场地及风井井⼝附近的建筑物、构筑物和其他重要设施；（2）国务院明令保护的⽂物、纪念性建筑物和构筑物；（3）采⽤不搬迁进⾏采煤在技术上不可⾏，⽽搬迁⼜⽆法实现或在经济上严重不合理的建筑物和构筑物；（4）煤层开采后，地表可能产⽣抽冒、切冒等形式的塌陷漏⽃坑和突然陷落，对地基及上部建筑造成严重破坏的重要建筑物和构筑物；（5）所在地表下⽅潜⽔位较⾼，采后地表下沉将导致建筑物及其附近地⾯积⽔，⽽⼜不可⾃动排泄或采⽤⼈⼯排泄⽅法经济上不合理的建筑物或构筑物；（6）对国民经济和⼈民⽣活有重⼤意义的、⽤其他保护⽅法不能确保安全的河(湖、海、⽔库) 堤坝、船闸、泄洪闸、泄⽔隧道和⽔电站等⼤型⽔⼯建筑⼯程。

⼀、保护煤柱留设原理保护煤柱留设原理是在保护对象的下⽅留出⼀部分煤炭不开采，使其周围的煤炭的开采对保护对象不产⽣有危险性的移动和变形。

图2-1 保护煤柱留设原理图如图2-1：设煤层上⽅的地⾯有⼀建筑物，其受护⾯积为a0b0c0d0，为保护建筑物不受开采的有害影响，需要留设保护煤柱。

确定煤柱⼤⼩的⽅法具体如下：⾸先，通过建筑物中⼼作沿煤层⾛向和倾向的剖⾯图，如图所⽰。

保安煤柱计算报告

保安煤柱计算报告一、计算方法垂线法。

二、计算原理图1垂线法设计保安煤柱2.1确定受护范围的保护等级为了抵消在留设保护煤柱时所用参数的误差引起煤柱尺寸的不足以及由于地质采矿条件和井上下位置关系确定得不准确而造成的保护煤柱尺寸和位置的误差，对于受护地物边界要留设一定的维护带宽度，根据相关规定，地物的保护的维护带宽度由受护对象的保护级别确定，其关系式为：f(x)=25-5×x；x=(1,2,3,4)是表示受护边界的保护级别，f(x)为受护边界的宽度，单位为米；因此要确定受护边界首先要确定受护建筑物或构筑物的级别，以此为依据来确定维护带宽度。

2.2计算维护带角点坐标要计算维护带角点坐标值首先把整个受护边界看成是一个闭合的环，计算各个边的方位角，每个边的方位角根据组成这个边的两个角点的坐标来反算求得，除了最后一个边的方位角由最后一个点的坐标和第一个点的坐标来求得外，其它的边的方位角都由这个点的前后点的坐标来计算。

然后根据各个边的方位角和受护范围的角点坐标来计算维护带角点的坐标，如图1所示ai’,ai,ai”，为受护对象边界上的三个点，根据这些点的坐标可以计算边的方位角fji,fj(i-1),Aji 为受护边界的角点坐标，首先从ai向受护边界做垂线，垂足为A’ji和A”ji，先根据公式（1）－（4）来计算这两个点的坐标：图2维护带边界图YA’ji=YA i+s×sin(f ji-900) （1）XA’ji=XA i+s×cos(f ji-900) （2）YA”ji=YA i+s×sin(f ji-900) （3）XA”ji=XAi+s×cos(fji-900) （4）式中j用来区别不同的煤层，i用来区分受护范围、维护带范围等不同的角点。

利用这两个角点坐标和其相邻的边的方位角根据公式(5)－(8)来计算参数Cji，C ji=YA’ji-tgf ji×XA’ji （5）C j(i-1)=YA”ji-tg(f j(i-1))×XA”ji （6）XAji = (Cj(i-1)-Ci)/(tg(fji-tgj(i-1))) (7)YAji=tgfji×XAji+Cji (8)2.3计算基岩上保护范围角点坐标计算基岩层上方表土层厚度变化不大时，通常取其平均值。

保安煤柱审批

XX煤业关于各类保护煤柱设计方案审批二〇一八年元月签发人：XX XX煤业关于各类保护煤柱设计方案
一、保护煤柱留设目的和任务
保护煤柱是指专门留设在井下不予采出的、目的是保护其上方岩层内部和地表的上述保护对象不受开采影响的那部分煤体。

留设保护煤柱是保护各类防水（沙）、上覆岩层和地面建筑、构筑物不受开采影响。

我矿因无“三下”采煤情况，故主要针对煤层露头、各区域边界、断层带、井巷等留设的防水、护巷煤柱进行设计。

二、防治水煤（岩）柱的留设
留设防水安全煤岩柱的原则是：在有突水威胁但又不宜疏放的地段采掘时，必须留设防水煤（岩）柱；留设防水煤（岩）柱必须与所在区域的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学性质等自然因素密切结合，与采煤方法、开采强度、支护形式等人为因素相适应。

根据防水煤（岩）柱所处的位置，可以分成不同的种类。

根据矿井实际情况，需留设大巷防水煤（岩）柱、老采空区防水煤（岩）柱、地表水体隔离煤柱、断层防水煤（岩）柱以及钻孔防水煤（岩）柱。

三、确定受护边界
井田边界煤柱：XXXX界拐点1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-7、9-10、10-11留设煤柱20m；现在我矿XXXX工作面矿界边及拐点7-8、8-9留设煤柱XXm。

斜井井筒保护煤柱：两侧井口边XX米处，井底车场XX米处留设煤柱；
煤层大巷护巷煤柱：均沿煤层留斜长为XXm的煤柱；
采区边界煤柱：XXm；
采区煤层回风上山：巷道两侧各为XXm；
山西煤炭运销集团XX煤业有限公司 2018年元月。

保安矿柱的设计

保安矿柱的设计
在特殊条件下,当不宜把主要开拓巷道布置在岩石移动范围之外时，或者对已投产的矿井，因在井筒附近发现新矿体、矿体向下延深使得井筒落入岩石移动范围之内时，为了保护井筒及其建筑物，需要设置保安矿柱。

保安矿柱是在井筒周围留下一部分暂不开采的矿体，其范围为按岩石移动角β、γ、δ用作图法圈定之，其步骤如下。

（1）在平面图上（图1），过井筒中心作垂直矿层走向的剖面Ⅰ-Ⅱ。

在该剖面图上，从井筒两侧的受护范围边界起，自上而下按各岩层的移动角逐层画出其移动线，直到与矿层的顶、底板线相交，得A、B、C、D四点。

则A-B-D-C-A即为在剖面Ⅰ-Ⅱ上的保安矿柱边界。

在画岩石移动边界线时，对位于采空区下端的移动线用β角，上端的用γ角。

- - 总结资料
图1作图法设计保安矿柱
（2）将点A、B、C、D投影到平面图的Ⅰ-Ⅰ线上，得A′、B′、C′、D′四点。

设矿层形状规则，则过这四点分别作平行走向的四条线，便得到保安矿柱顶、底板沿走向的边界线在平面图上的投影。

（3）在平面图上，过井筒中心和受保护范围边界线，作平行矿层走向的阶梯形剖面Ⅱ-Ⅱ。

在该剖面图上由上而下按δ角逐层画出岩石移动边界线，与矿层顶、底板线相交于M、K、G、H四点。

将这些点投影到平面图的Ⅱ-Ⅱ线上，得M′、K′、G′、H′
- - 总结资料
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- - 总结资料。

各种保护煤柱设计及公式

1）安全煤（岩）柱种类；井田内共发育4条断层，均为正断层，落差2.6～20m，F1、F2为勘探时地表填图控制并在井下实见，F3、F4为井下揭露。

勘探时在地表发现X1号陷落柱，并在主、副井实见，在井下生产过程中，又发现了4个陷落柱，一般为椭圆形，长轴直径最大约300m，一般150m左右。

井田内未发现岩浆侵入现象。

根据本矿的煤层赋存特征，矿井安全煤（岩）柱的种类确定如下：井田边界煤柱；井筒及大巷煤柱；风氧化带防水煤柱；采空区隔离煤柱；断层、陷落柱保护煤柱；地面工业场地保护煤柱；公路及河流保护煤柱。

2）安全煤（岩）柱留设与计算结果根据矿井防水煤（岩）柱的种类，按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关规定留设煤柱。

①井田边界煤柱：本矿水文地质条件简单，井田边界煤柱采用垂直法留设，本矿留设20m。

②井筒煤柱井筒安全煤柱的留设按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关规定留设，围护带宽度，按其保护等级留设。

表土层及基岩厚度参照实际揭露及邻近钻孔资料确定。

表土段移动角取45°，基岩段岩层水平移动角δ取72°上山移动角γ取72°，下山移动角β取72°—0.8α（α为煤层倾角）。

斜井井筒落底见煤处两侧各留40m。

根据矿方提供的1、2号煤层采掘工程平面图，主斜井和副斜井两侧保护煤柱宽度不够，因此矿方在建设和生产过程中加强对井筒变形监测，同时对井筒两侧采空区进行注浆充填，减小采空区对井筒的影响。

③大巷煤柱2号煤层开拓时大巷均沿2号煤层掘进，采用料石砌碹或锚网喷支护，2号煤层倾角3°~21°，根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》83条第1款规定采用下式进行计算：1S=式中：S1——大巷保护煤柱的水平宽度（m）H——巷道的最大垂深，（m），最大400m。

M——煤厚，（m），平均2.11mf——煤的强度系数，10Rc1.0=fRc——煤的单向抗压强度，MPa，取30MPa则10Rc1.0=f=1.414129.7mS===设计取30m。

保安矿柱的设计

保安矿柱的设计
在特殊条件下,当不宜把主要开拓巷道布置在岩石移动范围之外时，或者对已投产的矿井，因在井筒附近发现新矿体、矿体向下延深使得井筒落入岩石移动范围之内时，为了保护井筒及其建筑物，需要设置保安矿柱。

保安矿柱是在井筒周围留下一部分暂不开采的矿体，其范围为按岩石移动角β、γ、δ用作图法圈定之，其步骤如下。

（1）在平面图上（图1），过井筒中心作垂直矿层走向的剖面Ⅰ-Ⅱ。

在该剖面图上，从井筒两侧的受护范围边界起，自上而下按各岩层的移动角逐层画出其移动线，直到与矿层的顶、底板线相交，得A、B、C、D四点。

则A-B-D-C-A即为在剖面Ⅰ-Ⅱ上的保安矿柱边界。

在画岩石移动边界线时，对位于采空区下端的移动线用β角，上端的用γ角。

图1 作图法设计保安矿柱
（2）将点A、B、C、D投影到平面图的Ⅰ-Ⅰ线上，得A′、B′、C′、D′四点。

设矿层形状规则，则过这四点分别作平行走向的四条线，便得到保安矿柱顶、底板沿走向的边界线在平面图上的投影。

（3）在平面图上，过井筒中心和受保护范围边界线，作平行矿层走向的阶梯形剖面Ⅱ-Ⅱ。

在该剖面图上由上而下按δ角逐层画出岩石移动边界线，与矿层顶、底板线相交于M、K、G、H四点。

将这些点投影到平面图的Ⅱ-Ⅱ线上，得M′、K′、G′、H′四点。

因设矿层规则，保安矿柱平面投影图以Ⅰ-Ⅰ线为对称轴，故可分别求得M″、K″、G″、H″四点，连接H′K″、G′M″、。