保护煤柱的设计
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矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
矿区建筑物和构筑物的保护等级
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
矿区建（构）筑物保护煤柱的围护带宽度
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
保护煤柱留设所需的资料： 1．保护对象（如工业广场、房屋、铁路、立井
等）的特征及使用要求，矿区的地质条件及煤层埋藏条 件；
2．符合精度要求的必要的图纸资料，如井田地 质剖面图，煤层底板等高线图，井上下对照图；
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
本节所讲内容
1.2 垂直断面法
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
怎么设计保护煤柱? ----保护煤柱的留设原理
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
煤层
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
建筑物
地表
松散层
煤柱
比例尺 0m 10 20
矿山开采沉陷学
（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，在松散层和基岩内分别用移动角φ 和β、γ、δ画直线，作出保护煤柱边界。如 图所示。
矿山开采沉陷学
衷心感谢 各位老师和专家！
矿山开采沉陷学
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
正确选取移动角是保护煤柱 设计的关键。
那么,什么叫移动角?
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
移动角----地表移动盆地主断面上三个临界变形 值中最外边的一个临界变形值点至采空区边界的 连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为移动角。 走向方向：δ；下山：β；上山：γ；底板λ。
3．矿区地表移动参数以及断层、背向斜等地质 构造情况。
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
垂直断面法设计保护煤 柱的方法和步骤
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
如图4-6，要设计一群重要建筑物的保护煤柱，保护等级为Ⅱ级，保 护面积的平面形状为矩形，面积为100m×200m，长轴与煤层走向斜 交
=60。煤层倾角a=30，煤层在保护范围中央处的埋藏 深度H0=250m．地面标高为零，松散层厚度h=40m，煤 层厚度m=2.5m。 该地区的移动角参数为：=55，==73，=45，
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
步骤：
（1）沿煤层走向和倾向确定受护对象 的边界，按宽5-20m加围护带得受护面积 边界；
一般建筑物低于Ⅰ级损坏（裂缝宽度小于 4mm）。砖石结构房屋的临界变形值为
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
什么叫松散层移动角?
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
松散层移动角----用基岩移动角自采空区边界划线和基岩松
散层交接面相交于B点，B点至地表下沉为10mm处的点C 连线与水平线在煤柱一侧所夹的锐角，用φ表示。它不受
柴华彬 测绘与国土信息工程学院
2008.10.12
矿山开采沉陷学
矿山开采沉陷学
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾 知识点一: 留设保护煤柱的目的 知识点二: 保护煤柱的定义 知识点三: 留设保护煤柱的优缺点 知识点四: 设计保护煤柱的必要性
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾
知识点一: 留设保护煤柱的目的
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾
知识点一: 留设保护煤柱的目的
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾
知识点一: 留设保护煤柱的目的
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾
知识点二: 保护煤柱的定义
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
加备用 加 减 尺维 小 寸 （ 护 移 在 在 2 s 带 动 3 煤 地 50角 H 层 面 /6， 层 上 s为 面 加 维 上 维 护 加 护 带 H 维 带 为 宽 护 深 度 带 度 ，）
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
目前在保护煤柱设计中，一般在地面上加围护带， 即根据建筑物不同的保护级别，从建筑物边界向外扩 展一定的范围，作为设计保护煤柱的受保护边界。
上一节所讲内容回顾
知识点三: 留设保护煤柱的优缺点
缺点1: 煤炭资 源浪费
缺点2: 采掘工 作复杂
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾
知识点三: 留设保护煤柱的优缺点
缺点3:局 部矿压集 中，给矿 井生产造 成危害。
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾
知识点四: 设计保护煤柱的必要性
煤层倾角的影响，主要与松散层的特性有关。
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
什么叫围护带?
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
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的影响，使得 所留设的保护煤柱的尺寸和位置出现偏差。因此，留设 的保护煤柱应具有一定的备用尺寸。加备用尺寸的方法 如下:
4.保护煤柱的设计
α
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
留设煤柱而呆滞的煤量Q为: Q A m cos
式中, ----煤层的倾角; A----平面图上保护煤柱的面积 ----煤的质量密度 m----煤层厚度
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
掌握几个概念: ➢松散层移动角 ➢移动角 ➢围护带
4.保护煤柱的设计
矿区建筑物和构筑物的保护等级
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
矿区建（构）筑物保护煤柱的围护带宽度
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
保护煤柱留设所需的资料： 1．保护对象（如工业广场、房屋、铁路、立井
等）的特征及使用要求，矿区的地质条件及煤层埋藏条 件；
2．符合精度要求的必要的图纸资料，如井田地 质剖面图，煤层底板等高线图，井上下对照图；
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
本节所讲内容
1.2 垂直断面法
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
怎么设计保护煤柱? ----保护煤柱的留设原理
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
煤层
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
建筑物
地表
松散层
煤柱
比例尺 0m 10 20
矿山开采沉陷学
（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，在松散层和基岩内分别用移动角φ 和β、γ、δ画直线，作出保护煤柱边界。如 图所示。
矿山开采沉陷学
衷心感谢 各位老师和专家！
矿山开采沉陷学
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
正确选取移动角是保护煤柱 设计的关键。
那么,什么叫移动角?
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
移动角----地表移动盆地主断面上三个临界变形 值中最外边的一个临界变形值点至采空区边界的 连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为移动角。 走向方向：δ；下山：β；上山：γ；底板λ。
3．矿区地表移动参数以及断层、背向斜等地质 构造情况。
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
垂直断面法设计保护煤 柱的方法和步骤
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
如图4-6，要设计一群重要建筑物的保护煤柱，保护等级为Ⅱ级，保 护面积的平面形状为矩形，面积为100m×200m，长轴与煤层走向斜 交
=60。煤层倾角a=30，煤层在保护范围中央处的埋藏 深度H0=250m．地面标高为零，松散层厚度h=40m，煤 层厚度m=2.5m。 该地区的移动角参数为：=55，==73，=45，
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
步骤：
（1）沿煤层走向和倾向确定受护对象 的边界，按宽5-20m加围护带得受护面积 边界；
一般建筑物低于Ⅰ级损坏（裂缝宽度小于 4mm）。砖石结构房屋的临界变形值为
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
什么叫松散层移动角?
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
松散层移动角----用基岩移动角自采空区边界划线和基岩松
散层交接面相交于B点，B点至地表下沉为10mm处的点C 连线与水平线在煤柱一侧所夹的锐角，用φ表示。它不受
柴华彬 测绘与国土信息工程学院
2008.10.12
矿山开采沉陷学
矿山开采沉陷学
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾 知识点一: 留设保护煤柱的目的 知识点二: 保护煤柱的定义 知识点三: 留设保护煤柱的优缺点 知识点四: 设计保护煤柱的必要性
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾
知识点一: 留设保护煤柱的目的
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾
知识点一: 留设保护煤柱的目的
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾
知识点一: 留设保护煤柱的目的
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾
知识点二: 保护煤柱的定义
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
加备用 加 减 尺维 小 寸 （ 护 移 在 在 2 s 带 动 3 煤 地 50角 H 层 面 /6， 层 上 s为 面 加 维 上 维 护 加 护 带 H 维 带 为 宽 护 深 度 带 度 ，）
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
目前在保护煤柱设计中，一般在地面上加围护带， 即根据建筑物不同的保护级别，从建筑物边界向外扩 展一定的范围，作为设计保护煤柱的受保护边界。
上一节所讲内容回顾
知识点三: 留设保护煤柱的优缺点
缺点1: 煤炭资 源浪费
缺点2: 采掘工 作复杂
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾
知识点三: 留设保护煤柱的优缺点
缺点3:局 部矿压集 中，给矿 井生产造 成危害。
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
上一节所讲内容回顾
知识点四: 设计保护煤柱的必要性
煤层倾角的影响，主要与松散层的特性有关。
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
什么叫围护带?
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
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的影响，使得 所留设的保护煤柱的尺寸和位置出现偏差。因此，留设 的保护煤柱应具有一定的备用尺寸。加备用尺寸的方法 如下:
4.保护煤柱的设计
α
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
留设煤柱而呆滞的煤量Q为: Q A m cos
式中, ----煤层的倾角; A----平面图上保护煤柱的面积 ----煤的质量密度 m----煤层厚度
矿山开采沉陷学
4.保护煤柱的设计
掌握几个概念: ➢松散层移动角 ➢移动角 ➢围护带