保护煤柱的留设

保护煤柱的留设
一、保护煤柱
是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保护对象不受开采影响的煤炭资源。

二、保护煤柱留设的原理
在保护对象的下方留出一部分煤炭资源不予开采，使其周围煤炭的开采对保护对象不产生有危险性的移动和变形。

保护煤柱留设原理图
三、保护煤柱留设所用参数
（一）围护带宽度
1、受护对象
2、围护带
围护带作用：①抵消参数误差，②抵消井上下位置关系误差。

围护带宽度根据受护对象的保护等级确定。

（二）移动角值参数
1、基岩移动角：
①走向移动角δ
②上山移动角γ
③下山移动角β
2、松散层移动角（ψ）：
①黄土层ψ=55°
②风化坡积物ψ=45°
③富水坡积物或砂层ψ=35°
移动角值参数示意图
四、保护煤柱留设方法
（一）所需资料
1、保护对象特征及使用要求；
2、地质、采矿条件，煤层埋藏、地质构造情况；
3、矿区移动参数；
4、精度符合要求的必要图纸。

（二）保护煤柱留设方法
垂直剖面法、垂线法和数字标高法。

1、垂直剖面法
采用图解的方法，作沿煤层走向和倾向的垂直剖面，在剖面图上确定煤柱的边界宽度，并投影至平面图上而得保护煤柱边界。

步骤
（1）确定受护面积边界
①确定建（构）筑物保护边界
②确定围护带
③确定受护面积边界
受护面积边界应与煤层走向、倾向平行。

垂直剖面法受护边界的确定示图
（2）确定保护煤柱边界
在受护面积边界与煤层走向平行或垂直时所作的垂直剖面上，在松散层内用ψ角画直线，在基岩层内直接用基岩移动角β、γ、δ画直线，即可作出保护煤柱边界。

垂直剖面法留设保护煤柱示意图
注意：在倾向剖面上，往上山方向用β角，往下山方向用γ角。

（3）保护煤柱压煤量估算（略）
2、垂线法
用解析方法留设保护煤柱，先作受护面积边界的垂线，利用公式计算垂线的长度，再在平面图上量出垂线长度，从而确定保护煤柱边界。

步骤：
（1）确定受护面积边界
在平面图上直接作平行于受护对象边界的直线，构成多边形。

再在其外围画出围护带，得受护面积边界。

这种边界多与煤层走向斜交。

（2）确定松散层保护边界
S=hctgψ
式中：s――松散层保护边界宽度
h――松散层厚度
ψ――松散层移动角
（3）确定保护煤柱边界
计算垂线长度，向上山方向垂线长度为q，向下山方向垂线长度为l，计算公式为
式中：H i——地表各点的埋藏深度，m；
h——松散层厚度，m；
β′，γ′——斜交剖面下山和上山移动角；
α——煤层倾角；
θ——受护面积边界与煤层走向所交的锐角。

斜交剖面移动角β′和γ′计算公式：
式中：β、γ、δ——矿区采用的下山、上山、走向移动角；
θ——受护面积边界与煤层走向所夹的锐角。

垂线法留设保护煤柱（平面图）
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