保护煤柱留设及防水安全煤岩柱计算规范
7.3防水煤柱留设
7.3防水煤柱留设7.3.1断层防水煤柱留设因本矿井3号煤层开采时断层、陷落柱是奥陶灰突水的重要通道。
因此，必须对导水断层留设防水煤柱，防水煤柱的留设方法可依据《煤矿防治水规定》附录三的公式计算，本矿区含水或导水断层防隔水煤柱的留设方案如下：由于本井内没有发现较大的断层，因此，本报告只考虑小断层的煤柱留设情况。
当断层落差小于隔水层厚度（取3号煤层的99.09m ）时，含水或导水断层防隔水煤柱的留设参照经验公式计算： L=0.5KM P3K P ≥20m (7-1) H a =ST P +10,L= αsin a H ≥20m (7-2) 式中：L —防隔水层煤柱宽度，m ；K —安全系数，一般取2～5；M —煤层厚度或采高，m ；P —煤层厚度或采高，m ；Kp —煤的抗拉强度，Mpa ；H a —导水裂隙带至含水层防水岩柱的厚度，m ；α—断层倾角，（°）经以上公式（7-1）和（7-2）计算，所得结果取较大值为留设的防水煤柱宽度。
今后如在地质勘探和采掘活动后，发现有新的断层，矿方应按照以上计算方法自行计算断层防水煤柱的宽度；对落差小于5m的断层应在探明去其导水性后，再确定是否留设防水煤柱或采取注浆加固措施。
7.3.2陷落柱保护煤柱留设目前本矿井内尚未发现陷落柱，但不排除存在隐伏陷落柱的可能。
陷落柱是奥灰突水的主要通道，为防止陷落柱突水事故，确保矿井安全生产，对导水陷落柱必须留设防水煤柱。
现分述如下：①导水陷落柱对于一些导水陷落柱，如果所处的位置对回采影响不大，可以只留设保护煤柱而不封堵。
这类落陷柱突水隐患很大，留设防水煤柱时一定要考虑其特征，做到万无一失。
首先，必须查明有无与陷落柱连通的导水断层。
如果存在断层，即使断层距很小，也会作为突水通道将陷落柱内的水导入矿井，从而导致断层突水事态扩大。
即使没有人为干扰的情况，突水通道也会在高压水作用下发生冲刷或扩容，随时有增大涌水、发生灾害的可能。
保护煤柱计算
*****工作面保护煤柱留设尺寸的计算根据《煤矿防治水规定》中关于防隔水煤(岩)柱尺寸计算方法，结我矿煤层赋存特征、煤体强度、主要含水层水位标高等实际情况，针对*****上付巷北部的***正断层保护煤柱的留设尺寸，参照下面的经验公式进行计算：20m K 3p 0.5KM L p≥= 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 ；P ——水头压力，MPa ；K p ——煤的抗拉强度，MPa 。
根据*****工作面以及*****上付巷掘进实揭地质资料，预测该地段煤层厚度为2～5.0m(取其最大值5.0m)，且我矿的煤体比较松软破碎，抗拉强度在0.46～1.0之间，水头压力：巷道标高-12～-30m 之间，取-30m 最低标高，L 1～L 4水位标高+45m ，水头压力为0.75MPa ，以此来计算煤柱留设的尺寸。
方法Ⅰ：按K 取2、K p 取0.46计算m)(06.1146.075.03525.0K 3p 0.5KM L p 1=⨯⨯⨯⨯== 方法Ⅱ：按K 取2、K p 取1.0计算m)(5.70.175.03525.0K 3p 0.5KM L p 2=⨯⨯⨯⨯== 方法Ⅲ：按K 取5、K p 取0.46计算m)(65.2746.075.03555.0K 3p 0.5KM L p 3=⨯⨯⨯⨯== 方法Ⅳ：按K 取5、K p 取1.0计算m)(75.180.175.03555.0K 3p 0.5KM L p 4=⨯⨯⨯⨯== 根据上述计算结果，为确保安全，取其最大值30m 作为**正断层保护煤柱的留设尺寸。
计算人员：总工程师：****年***月****日。
251采区安全煤柱和各种煤柱的留设和计算方法
251采区安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法：1、防水煤（岩）柱种类；本采区田地质构造较中等,无岩浆活动，井田内无河流。
根据本矿的煤层赋存特征，采区防水煤（岩）柱的种类确定如下：⑴井田边界煤柱；⑵井筒及大巷煤柱：⑶采空区隔离煤柱；⑷地面工业广场及村庄煤柱；⑸断层煤柱⑹陷落柱煤柱⑺风氧化带煤柱2、防水煤（岩）柱留设与计算结果根据采区防水煤（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。
⑴田边界煤柱：依据《采区初步设计》本矿留设20m。
⑵副井广场：副斜井、回风斜井均沿煤层反倾向掘进，地面工业广场煤柱保护等级确定为II级，围护带宽度确定为20m，按照表土层岩层移动角45°，基岩移动角73°进行计算。
最大垂深为（1350-880）=470，其中表土层按20m，基岩按450m，计算结果为158m，加上围护带的宽度20m。
所以副井广场留设的煤柱宽度最大为158+20=178米。
③大巷煤柱：本矿1030m 水平运输大巷、辅助运输大巷均沿2#煤层附件布置，距离5#煤层45m ，岩石为中硬，小于8-10倍煤层厚度(8-10M=60.48-70.56m)，所以需留设煤柱，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》76、83条规定采用下式进行计算：S=2S 1+2a f 0.6M)H(2.51+=S式中：a —受护井筒或巷道宽度的一半，（m ），2.4S —保护煤柱，（m ）S 1—保护煤柱的水平宽度（m ）H —煤层距离巷道的最大垂深，（m ）,最大65m 。
M —煤厚，（m ），平均7.56mf —煤的强度系数，10Rc 1.0=fRc —煤的单向抗压强度，Mpa,本矿煤性软，取10Mpa 则10Rc 1.0=f =1.00S 1=21.4S=2S 1+2a2=21.4×2+2.4×2=47.6m即1030运输大巷下侧需留煤柱47.6m ，设计留设煤柱50m 。
防水煤柱的留设
防水煤柱留设设计说明兴仁县兴顺煤矿防水煤柱留设设计说明按照新颁布实施的《煤矿防治水规定》，结合本矿实际情况，防隔水煤（岩）柱的留设按下列进行。
相邻矿边界防隔水煤（岩）柱的留设1.可采用垂直法留设，但总宽度不得小于40m。
本矿内边界煤柱留设为20米。
2.应根据煤层赋存条件、地质构造、静水压力、开采上覆岩层移动角、导水裂缝带高度等因素确定。
1）多煤层开采，当上、下两层煤的层间距小于下层煤开采后的导水裂缝带高度时，下层煤的边界防隔水煤（岩）柱，应根据最上一层煤的岩层移动角和煤层间距向下推算（下图a）。
2）当上、下两层煤之间的垂距大于下煤层开采后的导水裂缝带高度时，上、下煤层的防隔水煤（岩）柱，可分别留设（下图b）。
多煤层地区边界防隔水煤（岩）柱留设图H L—导水裂缝带上限；Ｈ１、Ｈ２、Ｈ3—各煤层底板以上的静水位高度；γ—上山岩层移动角；β—下山岩层移动角；Ｌ１y、Ｌ２y—导水裂缝带上限岩柱宽度；Ｌ１—上层煤防水煤柱宽度；Ｌ2、Ｌ3—下层煤防水煤柱宽度导水裂缝带上限岩柱宽度Ｌy 的计算，可采用以下公式： Ly=10H L -H ×s T 1 ≥20m 式中： T s ——水压与岩柱宽度的比值，可取１。
断层带防水煤柱宽度的计算与留设按《矿井水文地质规程》，在煤层位于含水层上方，断层又导水的情况下，防隔水煤柱的留设原则，主要应考虑两个方向上的压力。
一是煤层底部隔水层能否抗住下部含水层水的压力；二是断层水在顺煤层方向上的压力。
当考虑底部压力时，应使煤层底板到断层面之间的最小距离（垂距），大于安全煤柱的高度（H 安）的计算值，并不得小于20m 。
计算公式为：10+=TsP H 安 αsin 安H L =≮20m式中：α—断层倾角（°）；L —防隔水煤柱宽度（m ）；P —静水压力（MPa ）；Ts —突水系数（MPa/m ）。
对于计算值小于20m 者，按20m 进行了留设；大于20m 者按实际计算值为准，并表示在各煤层防水煤柱留设图上。
浅部煤层露头防水煤柱计算
露头防水煤柱及奥陶系灰岩含水层隔水煤柱计算书一、浅部煤层露头防水煤柱计算：根据《矿井水文地质规程》煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，应按以下公式计算：1、当煤层露头无覆盖或被粘微透水松散层覆盖时：H防=H冒+H保2、当煤层露头被松散富含水层覆盖时；H防=H裂+H保根据上两式计算的值，不得小于20米。
式中 H防-----防水煤（岩）柱高度（m）H冒-----采报冒落带高度（m）；H裂-----垂直煤层的导水裂隙带最大高度（m）；H保-----保护层厚度（m）；a------煤层倾角（°）。
冒落带与导水裂隙带最大高度的经验公式表注：1、表中：M—累计采厚（m）；n---煤分层层数；m----煤层厚度（m）；h---采煤工作面小阶段垂高（m ）。
2、冒落带、导水裂隙带最大高度，对于缓倾斜和倾斜煤层，系指从煤层顶面算起的法向高度；对于急倾斜煤层系指从开采上限首起的垂向高度。
3、岩石抗压强度为饱和单轴极限强度。
本矿井根据勘中间报告本矿井内各煤层均有隐伏露头存在，有风氧化带存在，推测风氧化带宽度为100m 。
本矿井浅部煤层风化带处于，该含水层主要由第三系和第四系孔隙含水层下部，由大气降水的垂直入渗补给。
因此煤层浅部风化带防水保护煤柱按式H 防=H 裂+H 保进行计算。
导水裂隙带（包括冒落带最大高度）：1.52.5n 1.5100H ++=M裂其中：M —累计采厚（m ），4煤取1.19m ，6煤取0.95m ，8煤取2.37m ，13煤取12.21mn —煤分层层数，4、6、8煤取1，13煤取2经计算，4煤裂隙带H 裂=16.65m ；6煤裂隙带H 裂=14.32m ；8煤裂隙带H 裂=28.11m ；13煤裂隙带H 裂=84.39m 。
H 保—保护层厚度（m ），取20m ；则：露头防水煤柱4煤H 防=H 裂+H 保=16.65+20=36.65m6煤H 防=H 裂+H 保=14.32+20=34.32m 8煤H 防=H 裂+H 保=28.11+20=48.11m 13煤H 防=H 裂+H 保=84.39+20=104.39m注：以上计算煤柱厚度为垂高二、13煤层突水系数值及安全防水岩柱计算1、突水系数计算根据《矿井水文地质规程》，“突水系数”计算公式为：s P pT M C =-式中 Ｔｓ-----突水系数〔kgf/(cm 2.m)〕; P-------隔水层承受的水压（kgf/cm 2）; M-------底板隔水厚度（m ）；C P ------采矿对底板隔水层扰动破坏厚度（m ）。
保护煤柱留设与防水安全煤岩柱计算规范标准
天健矿业集团股份保护煤柱留设及防水安全煤岩柱计算规天健矿业集团股份二0一二年七月十五日目录一、保护煤柱的留设 (3)（一）基本概念和参数 (3)1、岩层移动角 (3)2、下沉系数（η） (4)3、围护带宽度 (5)（二）保护煤柱的留设方法 (5)二、防水安全煤岩柱的计算 (7)1、目的和意义 (7)2、计算公式 (8)一、保护煤柱的留设（一）基本概念和参数1、岩层移动角指在充分采动情况下，采空区上方地表最外侧的裂缝位置和采空区边界的连线与水平线之间在煤壁一侧的夹角。
符号为：下山移动角β；上山移动角γ；走向移动角δ；急倾斜煤层底板移动角λ；表土移动角ψ。
详见附图一。
附图一岩层移动角参数表附表1 序号名称符号取值围备注1 下山移动角ββ=δ-（0.6-0.7）αβ与煤层倾角成反比。
α为煤层倾角2 上山移动角γ55-60°3 走向移动角δ55-60°4 底板移动角λ55-60°用于急倾斜煤层5 表土移动角ψ45-50°干燥土层取大值，含水土层取小值说明：因本公司下属煤矿暂无实测岩移数据，表中数据仅供参考。
2、下沉系数（η）指在充分采动情况下，开采水平煤层时的地表最大下沉量与采高（多煤层开采时取累计采高）之比。
在开采倾斜煤层时，由于上覆岩层大致沿岩层法线方向弯曲，最大下沉区的移动基本上是法向移动，最大下沉量应为法向移动量的垂直分量，因此，下沉系数等于最大下沉量除以煤层倾角余弦值与采高的乘积。
下沉系数的大小与上覆岩层的坚固性系数成反比，与采煤方法、顶板管理方式和开采面积有关，与采深关系不大。
下沉系数表附表23、围护带宽度指建筑物边界与保护边界线之间的安全距离，一般取10-15m。
（二）保护煤柱的留设方法1、当建筑物、水体或其它保护对象的保护边界线与煤层走向基本平行时，可直接参照附表1中的参数确定保护煤柱边界。
作图方法如附图二。
2、当保护边界线与煤层走向斜交时，应根据附表1中的基岩移动角求得垂直于保护边界线方向（伪倾斜）的上山移动角γ＇和下山移动角β＇，然后再确定保护煤柱边界。
防隔水煤岩柱的尺寸要求-最新《煤矿防治水规定》煤矿防治水工作条例试行
附录三防隔水煤（岩）柱的尺寸要求（摘自《煤矿防治水规定点此查看全文》）一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算：1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时：Hf= Hk+Hb (3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）：Hf=HL+Hb (3-2)式中 Hf--防隔水煤（岩）柱高度，m；Hk--采后垮落带高度，m；HL--导水裂缝带最大高度，m；Hb--保护层厚度，m；α--煤层倾角，（°）。
根据式(3-1)、式(3-2)计算的值，不得小于20 m。
式中Hk、HL的计算，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。
图3-1 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计算：≥20 m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；p--水头压力，MPa；Kp--煤的抗拉强度，MPa。
图3-2 含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤（岩）柱的留设煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（图3-3），防隔水煤（岩）柱的留设要求如下：图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱留设图1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤（岩）柱可按图3-3a、图3-3b留设。
其计算公式为：L=L1+L2+L3=Hacscθ+HLcotθ+HLcotδ (3-3)2.最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时，防隔水煤（岩）柱按图3-3c 留设。
其计算公式为：L=L1+L2+L3=Ha(sinδ－cosδcotθ)+(Hacosδ+M)(cotθ+cotδ) ≥20 m (3-4)式中 L--防隔水煤（岩）柱宽度，m；L1，L2，L3--防隔水煤(岩)柱各分段宽度，m；HL--最大导水裂缝带高度，m；θ--断层倾角，（°）；δ--岩层塌陷角，（°）；M--断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度，m；Ha--断层安全防隔水煤（岩）柱的宽度，m。
251采区安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法（可打印修改）
251采区安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法（可打印修改）251采区安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法：1、防水煤（岩）柱种类；本采区田地质构造较中等,无岩浆活动，井田内无河流。
根据本矿的煤层赋存特征，采区防水煤（岩）柱的种类确定如下：⑴井田边界煤柱；⑵井筒及大巷煤柱：⑶采空区隔离煤柱；⑷地面工业广场及村庄煤柱；⑸断层煤柱⑹陷落柱煤柱⑺风氧化带煤柱2、防水煤（岩）柱留设与计算结果根据采区防水煤（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田边界煤柱：依据《采区初步设计》本矿留设20m。
2副井广场：副斜井、回风斜井均沿煤层反倾向掘进，地面工业广场煤柱保护等级确定为II级，围护带宽度确定为20m，按照表土层岩层移动角45°，基岩移动角73°进行计算。
最大垂深为（1350-880）=470，其中表土层按20m，基岩按450m ，计算结果为158m ，加上围护带的宽度20m 。
所以副井广场留设的煤柱宽度最大为158+20=178米。
③大巷煤柱：本矿1030m 水平运输大巷、辅助运输大巷均沿2#煤层附件布置，距离5#煤层45m ，岩石为中硬，小于8-10倍煤层厚度(8- 10M=60.48-70.56m)，所以需留设煤柱，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》76、83条规定采用下式进行计算：S=2S 1+2a f0.6M)H(2.51+=S 式中：a—受护井筒或巷道宽度的一半，（m ），2.4 S—保护煤柱，（m ）S 1—保护煤柱的水平宽度（m ）H—煤层距离巷道的最大垂深，（m ）,最大65m 。
M—煤厚，（m ），平均7.56mf—煤的强度系数，10Rc1.0=f Rc—煤的单向抗压强度，Mpa,本矿煤性软，取10Mpa 则=1.0010Rc 1.0=f S 1=21.4S=2S 1+2a2=21.4×2+2.4×2=47.6m即1030运输大巷下侧需留煤柱47.6m ，设计留设煤柱50m 。
各类防隔水煤(岩)柱的尺寸要求计算
各类防隔水煤（岩）柱的尺寸要求一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算：1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时：H f =Hk+Hb(3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）：H f =HL+Hb(3-2)式中Hf—防隔水煤（岩）柱高度，m；Hk—采后垮落带高度，m；HL—导水裂缝带最大高度，m；Hb—保护层厚度，m；α—煤层倾角，（°）。
根据式(3-1)、式(3-2)计算的值，不得小于20m。
式中Hk 、HL的计算，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。
图3-1煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计算：L=0.5KMP3K P ≥20m 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 ）； P —水头压力（MPa ）；K P —煤的抗拉强度（MPa ）。
图3-2含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤（岩）柱的留设煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（图3-3），防隔水煤（岩）柱的留设要求如下：图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱留设图1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤（岩）柱可按图3-3a 、图3-3b 留设。
其计算公式为：L=L1+L2+L3=Hacsc θ+HLcot θ+HLcot δ(3-3)2.最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时，防隔水煤（岩）柱按图3-3c留设。
其计算公式为：L=L1+L2+L3=Ha(sin δ－cos δcot θ)+(Hacos δ+M)(cot θ+cot δ)≥20m(3-4)式中 L —防隔水煤（岩）柱宽度，m ；L1，L2，L3—防隔水煤(岩)柱各分段宽度，m ；HL —最大导水裂缝带高度，m ；θ—断层倾角，（°）；δ—岩层塌陷角，（°）；M —-断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度，m ；Ha--断层安全防隔水煤（岩）柱的宽度，m 。
防隔水煤岩柱的留设
三、防隔水煤〔岩〕柱的留设原则
4. 防隔水煤（岩）柱一般不能再利用，故应在安全可靠的基础上 把煤柱的宽度和高度降低到最低限度，以提高资源利用率。也可 以采用充填法、条带法，疏水降压和含水层改造等方法，消除水 患威胁，创造少留煤柱的条件。 5. 煤矿防隔水煤（岩）柱一经确定，不能随意变动，严禁在各类 防隔水煤（岩）柱中进行采掘活动。在水体下开采，提高采煤上 限的必须经省级煤炭行业管理部门审批。 6. 防隔水煤（岩）柱留设和计算所需要的数据，必须在本地区通 过试验确定，邻区或外地的数据只能参考。如果需要采用，应结 合本地情况适当加大安全系数。
二、防隔水煤〔岩〕柱的种类
根据《煤矿防治水规定》和《煤矿安全规程》，防隔水煤 （岩）柱主要有以下7种。 1. 煤层露头防隔水煤（岩）柱； 2. 断层防隔水煤（岩）柱； 3. 水淹区和老空积水区下防隔水煤（岩）柱； 4. 地表水体防隔水煤（岩）柱； 5. 钻孔和陷落柱防隔水煤（岩）柱； 6. 相邻井田边界防隔水煤（岩）柱； 7. 上下水平、相邻采区或相邻工作面防隔水煤（岩）柱。
a
M 〔17-6〕
tan sin tan
三、煤层与强含水层或导水断层或不导水断层接触防 隔水煤〔岩〕柱的留设和计算
图17-5 防隔水煤〔岩〕柱尺寸L计算示意图
❖ Ha值应当根据矿井实际观测资料来确定，即通过总结本矿区在断层附 近开采时发生突水和平安开采的地质、水文地质资料来确定。
三、煤层与强含水层或导水断层或不导水断层接触防 隔水煤〔岩〕柱的留设和计算
——隔水层的平均重度， MN/m3；
Kp——隔水层的平均抗拉强度，MPa； p——隔水层承受的水头压力，MPa。
四、煤层位于含水层上方且断层导水和不导水时防隔水 煤〔岩〕柱的留设和计算
保护煤柱留设及防水安全煤岩柱计算规范
贵州天健矿业集团股份有限公司保护煤柱留设及防水安全煤岩柱计算规范贵州天健矿业集团股份有限公司二0一二年七月十五日目录一、保护煤柱的留设 (3)（一）基本概念和参数 (3)1、岩层移动角 (3)2、下沉系数（η） (5)3、围护带宽度 (5)（二）保护煤柱的留设方法 (5)二、防水安全煤岩柱的计算 (8)1、目的和意义 (8)2、计算公式 (8)一、保护煤柱的留设（一）基本概念和参数1、岩层移动角指在充分采动情况下，采空区上方地表最外侧的裂缝位置和采空区边界的连线与水平线之间在煤壁一侧的夹角。
符号为：下山移动角β；上山移动角γ；走向移动角δ；急倾斜煤层底板移动角λ；表土移动角ψ。
详见附图一。
附图一岩层移动角参数表附表1 序号名称符号取值范围备注1 下山移动角ββ=δ-（0.6-0.7）αβ与煤层倾角成反比。
α为煤层倾角2 上山移动角γ55-60°3 走向移动角δ55-60°4 底板移动角λ55-60°用于急倾斜煤层5 表土移动角ψ45-50°干燥土层取大值，含水土层取小值说明：因本公司下属煤矿暂无实测岩移数据，表中数据仅供参考。
2、下沉系数（η）指在充分采动情况下，开采水平煤层时的地表最大下沉量与采高（多煤层开采时取累计采高）之比。
在开采倾斜煤层时，由于上覆岩层大致沿岩层法线方向弯曲，最大下沉区的移动基本上是法向移动，最大下沉量应为法向移动量的垂直分量，因此，下沉系数等于最大下沉量除以煤层倾角余弦值与采高的乘积。
下沉系数的大小与上覆岩层的坚固性系数成反比，与采煤方法、顶板管理方式和开采面积有关，与采深关系不大。
下沉系数表附表23、围护带宽度指建筑物边界与保护边界线之间的安全距离，一般取10-15m。
（二）保护煤柱的留设方法1、当建筑物、水体或其它保护对象的保护边界线与煤层走向基本平行时，可直接参照附表1中的参数确定保护煤柱边界。
作图方法如附图二。
2、当保护边界线与煤层走向斜交时，应根据附表1中的基岩移动角求得垂直于保护边界线方向（伪倾斜）的上山移动角γ＇和下山移动角β＇，然后再确定保护煤柱边界。
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。
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,主斜井与副斜井两侧保护煤柱宽度不够,因此矿方在建设与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。
断层防水煤岩柱留设
(一)煤层位于导水断层上盘时，煤(岩)柱的留设
(二)煤层位于导水断层下盘时，煤(岩)柱的留设 (三)煤层位于不导水断层上盘时，煤(岩)柱的留设 (四)煤层位于不导水断层下盘时，煤(岩)柱的留设
！断层防水煤柱不得小于20m！
（一）煤层位于导水断层上盘时，煤(岩)柱的留设
L 0.5AM 3p ≥20 Kp
式中 L——顺层防水煤柱宽度(m)； Ha——安全防水岩柱厚度(m)； θ——岩层与断层夹角(°)。
将两次计算结果进行比较，采用较大的数值。
• Ha的确定方法 方法1：根据矿井实际资料确定 方法2：用突水系数估算 方法3：用单位水压所需要的等值隔水层厚度(相对隔水层厚度)计算
当煤层倾角较大时，可用下式计算水平防水煤柱宽度：
sin
δ＜θ时(图6-2-4 b)：
L
L1
(L2
L3 ) L3
Ha
sin
H ml
tg
H ml
tg
3、含水层低于煤层时煤(岩)柱的留设
L Ha
sin
含水层低于煤层时, 煤(岩)柱的留设
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（四）煤层位于不导水断层下盘时，煤(岩)柱的留设
1、含水层位于冒裂带上限附近时，煤(岩)柱的留设 2、含水层底面高于冒裂带高度时，煤(岩)柱的留设 3、含水层底面低于冒裂带高度时，煤(岩)柱的留设 4、含水层顶面低于煤层时，煤(岩)柱的留设
)
( Hml
tg
H ml
tg
)
h
tg
式中 h——含水层至冒裂带高度(m)。
②δ＜θ时,
L [(L1 L4 ) L4 ] (L2 L3)
式中 L4——岩柱的宽度(m).
保护煤柱留设及防水安全煤岩柱计算规范
. . . .天健矿业集团股份保护煤柱留设及防水安全煤岩柱计算规天健矿业集团股份二0一二年七月十五日目录一、保护煤柱的留设 (3)（一）基本概念和参数 (3)1、岩层移动角 (3)2、下沉系数（η） (4)3、围护带宽度 (5)（二）保护煤柱的留设方法 (5)二、防水安全煤岩柱的计算 (7)1、目的和意义 (7)2、计算公式 (7)一、保护煤柱的留设（一）基本概念和参数1、岩层移动角指在充分采动情况下，采空区上方地表最外侧的裂缝位置和采空区边界的连线与水平线之间在煤壁一侧的夹角。
符号为：下山移动角β；上山移动角γ；走向移动角δ；急倾斜煤层底板移动角λ；表土移动角ψ。
详见附图一。
附图一岩层移动角参数表附表1 序号名称符号取值围备注1 下山移动角ββ=δ-（0.6-0.7）αβ与煤层倾角成反比。
α为煤层倾角2 上山移动角γ55-60°3 走向移动角δ55-60°4 底板移动角λ55-60°用于急倾斜煤层5 表土移动角ψ45-50°干燥土层取大值，含水土层取小值说明：因本公司下属煤矿暂无实测岩移数据，表中数据仅供参考。
2、下沉系数（η）指在充分采动情况下，开采水平煤层时的地表最大下沉量与采高（多煤层开采时取累计采高）之比。
在开采倾斜煤层时，由于上覆岩层大致沿岩层法线方向弯曲，最大下沉区的移动基本上是法向移动，最大下沉量应为法向移动量的垂直分量，因此，下沉系数等于最大下沉量除以煤层倾角余弦值与采高的乘积。
下沉系数的大小与上覆岩层的坚固性系数成反比，与采煤方法、顶板管理方式和开采面积有关，与采深关系不大。
下沉系数表附表2序号 下沉系数 采煤方法 顶板管理 覆岩类型 适应围1 0.6 长壁式 全部陷落法 坚硬辉绿岩、石灰岩、石英岩、砾岩、砂砾岩、砂质页岩2 0.6-0.8 长壁式 全部陷落法 中硬 砂质页岩、泥质砂岩、页岩等3 0.8-1.0 长壁式 全部陷落法 软弱风化带岩石、粘土岩、第三系第四系表土层3、围护带宽度指建筑物边界与保护边界线之间的安全距离，一般取10-15m 。
防隔水煤岩柱的尺寸要求
防隔水煤（岩）柱的尺寸要求一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算：1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时：H f= H k+H b(3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）：H f=H L+H b (3-2) 式中H f--防隔水煤（岩）柱高度，m；H k--采后垮落带高度，m；H L--导水裂缝带最大高度，m；H b--保护层厚度，m；α--煤层倾角，（°）。
根据式(3-1)、式(3-2)计算的值，不得小于20 m。
式中H k、H L 的计算，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。
图3-1 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计算：P35.0K p KML ≥20 m 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 ；p --水头压力，MPa ；K p --煤的抗拉强度，MPa 。
图3-2 含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图三、水淹区或老窑积水区下采掘时防隔水煤（岩）柱的留设1.巷道在水淹区下或老窑积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小距离，不得小于巷道高度的10倍。
2.在水淹区下或老窑积水区下同一煤层中进行开采时，若水淹区或老窑积水区的界线已基本查明，防隔水煤（岩）柱的尺寸应当按附录三之二的规定留设。
3.在水淹区下或老窑积水区下的煤层中进行回采时，防隔水煤（岩）柱的尺寸，不得小于导水裂缝带最大高度与保护带高度之和。
四、相邻矿（井）人为边界防隔水煤（岩）柱的留设1.水文地质简单型到中等型的矿井，可采用垂直法留设，但总宽度不得小于40 m 。
2.水文地质复杂型到极复杂型的矿井，应当根据煤层赋存条件、地质构造、静水压力、开采上覆岩层移动角、导水裂缝带高度等因素确定。
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贵州天健矿业集团股份有限公司
保护煤柱留设及防水安全煤岩柱计算规范
贵州天健矿业集团股份有限公司
二0一二年七月十五日
目录
一、保护煤柱的留设 (3)
（一）基本概念和参数 (3)
1、岩层移动角 (3)
2、下沉系数（η） (4)
3、围护带宽度 (5)
（二）保护煤柱的留设方法 (5)
二、防水安全煤岩柱的计算 (7)
1、目的和意义 (7)
2、计算公式 (8)
一、保护煤柱的留设
（一）基本概念和参数
1、岩层移动角
指在充分采动情况下，采空区上方地表最外侧的裂缝位置和采空区边界的连线与水平线之间在煤壁一侧的夹角。
符号为：下山移动角β；上山移动角γ；走向移动角δ；急倾斜煤层底板移动角λ；表土移动角ψ。
详见附图一。
附图一
岩层移动角参数表附表1 序号名称符号取值范围备注
1 下山移动角ββ=δ-（0.6-0.7）αβ与煤层倾角成反比。
α为煤层倾
角
2 上山移动角γ55-60°
3 走向移动角δ55-60°
4 底板移动角λ55-60°用于急倾斜煤层
5 表土移动角ψ45-50°干燥土层取大值，含水土层取小
值
说明：因本公司下属煤矿暂无实测岩移数据，表中数据仅供参考。
2、下沉系数（η）
指在充分采动情况下，开采水平煤层时的地表最大下沉量与采高（多煤层开采时取累计采高）之比。
在开采倾斜煤层时，由于上覆岩层大致沿岩层法线方向弯曲，最大下沉区的移动基本上是法向移动，最大下沉量应为法向移动量的垂直分量，因此，下沉系数等于最大下沉量除以煤层倾角余弦值与采高的乘积。
下沉系数的大小与上覆岩层的坚固性系数成反比，与采煤方法、顶板管理方式和开采面积有关，与采深关系不大。
下沉系数表附表2
3、围护带宽度
指建筑物边界与保护边界线之间的安全距离，一般取10-15m。
（二）保护煤柱的留设方法
1、当建筑物、水体或其它保护对象的保护边界线与煤层走向基本平行时，可直接参照附表1中的参数确定保护煤柱边界。
作图方法如附图二。
2、当保护边界线与煤层走向斜交时，应根据附表1中的基岩移动角求得垂直于保护边界线方向（伪倾斜）的上山移动角γ＇和下山移动角β＇，然后再确定保护煤柱边界。
计算公式如下：
γ
θ
γ2
δ
θ
2sin
2
2
='
ctg+
cos ctg
ctg
β2
β
θ
θ
δ
2sin
2
2
='
ctg+
ctg
cos ctg
式中θ——保护边界线与煤层走向方向所夹的锐角；
δ、γ、β——分别为走向方向、上山方向和下山方向的基岩移动角，对于急倾斜煤层的底板移动角λ＇，其计算公式与γ＇相同。
作图方法如附图三和附图四。
3、在作剖面图时，剖面线必须与建筑物保护边界线垂直，而且应沿建筑物纵、横方向至少各作两个剖面。
4、若对某一巷道进行保护，则应先沿巷道的纵向作一剖面，计算出巷道两端的保护煤柱边界。
再沿巷道的横向分别在最低点和最高点各作一剖面，并将各个剖面在煤层上的交点投影到平面图上，然后将平面图上的交点用线段连接起来即可。
5、若某一剖面与煤层走向大致平行，则该方向的岩层移动角可直接按走向移动角δ取值。
6、对于煤层群开采，则应分别圈定各煤层的保护煤柱边界，并绘制在平面图中。
若各煤层的产状基本一致，则岩层移动角可取相同数值。
二、防水安全煤岩柱的计算
1、目的和意义
防水安全煤岩柱是评判在水体下采煤时，地表水是否会导通井下并构成安全威胁的主要依据，留设防水安全煤岩柱的目的，是不允许裂隙带波
及水体。
即防水安全煤岩柱的高度必须小于或等于最高开采上限至水体最低标高之间的高度。
否则，就不能在水体下开采，应按保护煤柱留设的方法留设保护煤柱。
防水安全煤岩柱虽然是水体下开采的主要依据，但不是唯一依据。
在进行水体下采煤之前，必须对矿区水源、充水特征、上覆岩层富水性、矿井涌水量、岩溶分布、构造断裂形态、覆岩性质等进行充分的调查分析，并进行专门的安全、技术、经济论证，同时，应编制专门的水体压煤开采设计和安全技术措施报总公司审批后实施。
2、计算公式
本公司多数煤矿的上覆岩层均为强或中等松散含水层（玉龙山组或飞仙关组地层），地表水体底部无粘土隔水层，而是直接与煤系基岩风化带接触（长兴组，中等含水层），因此，防水安全煤岩柱（H防水）应大于或等于冒落带高度（H冒）+导水裂隙带高度（H裂）+保护层厚度（H保）+地表裂隙带深度（H地）+风化带厚度（H风），即：H防水≥H冒+H裂+H保+H地+H风
1）冒落带高度H 冒：
（1）对于倾角为0-54°的薄及中厚煤层，且顶板为坚硬岩层，采后能形成悬顶时， H 冒=
()α
cos 1-K M
式中：M ——煤层采高；K ——顶板冒落时的碎胀系数，一般取1.2-1.3； （2）对于顶板覆岩为坚硬、软弱互层时，H 冒=()α
cos 1--K W
M
式中：W ——顶板预计的下沉量。
（3）对于厚煤层分层开采的煤层，冒落带高度按附表3计算。
厚煤层分层开采的冒落带高度计算公式附表3
注明：表中∑m——累计采厚。
公式中±号后面的数值取正数，下同。
2）导水裂隙带高度H裂：
（1）薄及中厚急倾斜煤层导水裂隙带高度H裂按附表4计算。
薄及中厚急倾斜煤层导水裂隙带高度计算公式附表4
注明：h——回采阶段垂高；M——煤层法线高度（真厚）。
(2)厚煤层分层开采的导水裂隙带高度H裂按附表5计算。
厚煤层分层开采的导水裂隙带高度计算公式 附表5
注明：表中∑m ——累计采厚；公式的适应范围：单层采厚为1-3m ，累计采厚不超过15m ，薄及中厚近水平、缓倾斜、倾斜煤层的导水裂隙带高度也可按附表5中的公式计算。
3）保护层厚度H
保：
（1）近水平、缓倾斜、倾斜煤层的保护层厚度参照附表6 倾角为0—54°的煤层保护层厚度参数表 附表6
注明：n
m A ∑=； ∑m ——累计采厚；n ——分层层数，对于一次采全高
的单一煤层n=1。
（2）急倾斜（55—90°）煤层的保护层厚度按照《采矿工程设计手册》第五章《三下开采规程》附表3—5—34查取。
4）地表裂隙带深度H 地：地表裂隙带深度可按0.5倍H 裂取值。
5）风化带厚度H
风：风化带厚度可查阅《地质勘查报告》
，如无地质勘查数据，一般可取10—30m 。
说明：本规范未尽事宜，请参照《建筑物、铁路、水体下压煤开采规程》（简称《三下开采规程》）。