3-2 保护煤柱设计.ppt

一、需要留设保护煤柱的地面建筑物一、需要留设保护煤柱的地面建筑物二、保护煤柱留设原理二、保护煤柱留设原理三、垂直剖面法设计保护煤柱三、垂直剖面法设计保护煤柱四、垂线法（计算法）设计保护煤柱四、垂线法（计算法）设计保护煤柱3-2保护煤柱设计方法保护煤柱设计方法留设保护煤柱留设保护煤柱建筑物搬迁建筑物搬迁减小开采引起的变形减小开采引起的变形提高建筑物抗变形能力提高建筑物抗变形能力建筑物下采煤的建筑物下采煤的4条技术路线条技术路线l工业场地建筑物和构筑物，矿井主要通风机工业场地建筑物和构筑物，矿井主要通风机房及其风道等设施。房及其风道等设施。l国务院明令保护的文物、纪念性建筑物。国务院明令保护的文物、纪念性建筑物。l采用不搬迁或就地重建采煤在技术上不可能采用不搬迁或就地重建采煤在技术上不可能或经济上不合理，搬迁又无法实现或在经济上或经济上不合理，搬迁又无法实现或在经济上严重不合理的建筑物或构筑物。严重不合理的建筑物或构筑物。l采后重要建筑物或构筑物所在的地表可能产采后重要建筑物或构筑物所在的地表可能产生抽冒、切冒、滑坡等形式的塌陷漏斗坑、突生抽冒、切冒、滑坡等形式的塌陷漏斗坑、突然下沉或滑动崩塌，造成对重要建（构）物地然下沉或滑动崩塌，造成对重要建（构）物地基严重破坏的。基严重破坏的。一、需要留设保护煤柱的地面建筑物一、需要留设保护煤柱的地面建筑物l建建（构构）物物所所在在的的地地表表下下面面潜潜水水位位较较高高，采采后后因因地地表表下下沉沉导导致致建建（构构）物物及及其其附附近近地地面面积积水水，又又不不能能自自流流排排泄泄或或采采用用人人工工排排泄泄方方法法经济上不合理的。经济上不合理的。l重重要要河河（湖湖、海海）堤堤、库库（河河）坝坝、船船闸闸、泄泄洪洪闸闸、泄泄水水隧隧道道和和水水电电站站等等大大型型水水工工建建筑筑工程。工程。l高速公路、机场跑道。高速公路、机场跑道。二、保护煤柱留设原理二、保护煤柱留设原理在在保保护护对对象象的的下下方方留留一一部部分分煤煤炭炭不不开开采采，使使其其周周围围的的煤煤炭炭开开采采对对保保护护对对象象不不产产生生危危险险性性的的移移动和变形。动和变形。建筑物受保护面积建筑物受保护面积地面建筑物本身的面积地面建筑物本身的面积建筑物周围增加了围护带后扩展的面积建筑物周围增加了围护带后扩展的面积增加围护带的目的：增加围护带的目的：抵消留设保护煤柱时移动角的误差抵消留设保护煤柱时移动角的误差抵消井上下位置关系确定不准确误差抵消井上下位置关系确定不准确误差 建（构）筑物保护等级与围护带宽度建（构）筑物保护等级与围护带宽度建建筑筑物物保保护等级护等级III围围护护带带宽宽度度(m)2015105围护带尺寸取决于建筑物的重要性和破坏后围护带尺寸取决于建筑物的重要性和破坏后的后果。的后果。工业广场煤柱工业广场煤柱风井煤柱风井煤柱铁路煤柱铁路煤柱村庄煤柱村庄煤柱毕业设计为保护地面建筑物需留设的煤柱毕业设计为保护地面建筑物需留设的煤柱保护煤柱留设参数保护煤柱留设参数1）移动角）移动角岩层（基岩）移动角岩层（基岩）移动角、松散层移动角松散层移动角 黄土层黄土层风化堆积物风化堆积物45 55 砂层砂层 h h 采采深深不不同同，煤煤柱柱留留设设宽宽度度不不同同，采采深深愈愈大大，煤煤柱柱留设宽度愈大。冲积层愈厚，煤柱留设宽度愈大留设宽度愈大。冲积层愈厚，煤柱留设宽度愈大三、垂直剖面法设计保护煤柱三、垂直剖面法设计保护煤柱作图法作图法沿沿煤煤层层走走向向和和倾倾向向做做剖剖面面，在在剖剖面面上上由由岩岩层层移移动动角角确确定定煤煤柱柱宽宽度度，并并投投影影到到平平面面图图上上，得得到到保护煤柱边界。保护煤柱边界。所需资料：所需资料：移动角移动角煤层底板等高线煤层底板等高线井田地质剖面井田地质剖面井上下对照图井上下对照图四、垂线法（四、垂线法（计算法）计算法）设计保护煤柱设计保护煤柱 计算从计算从保护边保护边界所做界所做的垂线的垂线长度长度s=hctg 垂线计算垂线计算过a、b、c、d角点，分别作垂直ab、bc、cd和ad直线的垂线，la1和lb，qb和qc1，qc2和qd，la2和ld涉涉及及单单独独线线条条的的保保护护对对于于每每条条线线来来说说，只只有有伪伪倾倾斜斜上上山山方方向向的的移移动动角角 或或伪伪倾倾斜斜下下山山方方向向的的移移动角动角；埋埋深深变变化化，垂垂线线长长度不同度不同垂线法设计保护煤柱分析垂线法设计保护煤柱分析 铁路保护煤柱留设铁路保护煤柱留设以以铁铁路路保保护护煤煤柱柱为为例例推推导导任任意意剖剖面面处处垂垂线线长度长度已知条件已知条件:铁路与煤层底板等高线所夹的锐角为铁路与煤层底板等高线所夹的锐角为表土层厚表土层厚h，移动角移动角，基岩移动角为基岩移动角为，和和 煤层各点的埋深煤层各点的埋深Hi和真倾角和真倾角 铁路保护煤柱留设铁路保护煤柱留设铁路直线段保护柱煤柱总宽度铁路直线段保护柱煤柱总宽度W=T+2S+l+qS=hctg 铁路保护煤柱留设铁路保护煤柱留设铁路铁路保护保护煤柱煤柱留设留设伪倾斜角伪倾斜角、真倾斜角、真倾斜角 和和 角的关系角的关系EF=CEtg，EF=EDtg，CE/ED=cos CEtg=EDtg，tgtg=coscos tgtg 铁路保护煤柱留设铁路保护煤柱留设铁路保护煤柱留设铁路保护煤柱留设铁路直线段保护柱煤柱总宽度铁路直线段保护柱煤柱总宽度W=T+2S+l+qS=hctg ctg2=ctg2 cos2+ctg2 sin2 ctg2=ctg2 cos2+ctg2 sin2 伪倾斜基岩移动角和真倾斜基岩伪倾斜基岩移动角和真倾斜基岩移动角的关系移动角的关系、下山、上山和走向移动角下山、上山和走向移动角 保护面积边界线与煤层走向所夹的锐角，保护面积边界线与煤层走向所夹的锐角，Ctg2=ctg2 cos2+ctg2 sin2 Ctg2=ctg2 cos2+ctg2 sin2 =0=为下山移动角；为下山移动角；=为上山移动角为上山移动角=90，=，=为走向移动角为走向移动角 角角的讨的讨论论