防水煤柱留设设计

桐梓县花秋镇花秋二矿

防隔水煤（岩）柱留设设计

编制单位：地测部 编制日期：2018年11月8日

会 审 表

设计名称 主持人 记录人 防隔水煤（岩）柱留设设计 会审时间 年 月 日 参加会审人员签字 职 务 采掘副总 机电副总 地测副总 通防副总 安全副矿长 机电副矿长 生产副矿长 矿 长 总工批示： 会 审 意 见 签 名

桐梓县花秋二矿

防隔水煤（岩）柱留设设计

为进一步加强矿井防隔水煤（岩）柱的管理，夯实矿井安全生产，使各项规程、安全防隔水煤（岩）柱的措施既有现场施工、作业针对性，又具有科学实用、可操作及规范延续性，使其更好地指导作业现场，更好地服务于矿井安全生产，特制定防隔水煤（岩）柱设计，望各相关单位严格遵照执行：

一、防隔水煤（岩）柱的确定

在受水害威胁的地方，预留一定宽度和高度的煤层不采，使工作面和水体保持一定的距离，以防止地下水或其它水源溃入工作面，所留的煤（岩）柱就叫防水煤（岩）柱。

㈠ 防水煤（岩）柱的种类

根据防水煤（岩）柱所处的位置，可以分成不同的种类。根据该矿井的实际情况，需留设以下防水煤（岩）柱：

1、断层防水煤（岩）柱

在导水或含水断层两侧，为防止断层水溃入井下而留设的煤柱；当断层使煤层与强含水层接触或接近时，为防止含水层溃入井下而留设的煤柱。

2、导水钻孔防水煤柱 勘探阶段施工的钻孔，往往能贯穿若干含水层，若封孔质量不好，则人为地沟通了本来没有水力联系的含水层，使煤层开采的充水条件复杂化，为防止上覆含水层中的水溃入井下而留设的煤柱称为钻孔防水煤柱。

3、相邻水平或采区边界防水煤（岩）柱。

相邻水平或采区边界防水煤(岩)柱主要是防止相邻水平、采区的积水进入本区而留设的保护煤柱。

4、矿井边界煤（岩）柱。

矿井边界防水煤(岩)柱主要是防止相邻矿井的积水进入本矿井而留设的保护煤柱。

5、老窑积水区防水煤（岩）柱。

老窑积水区防水煤(岩)柱主要是防止老窑、采空区的积水进入本区而留设的保护煤柱。

㈡ 防水煤（岩）柱的留设 1、断层防水煤（岩）柱的留设

断层破坏了岩层的完整性，常常成为含水层间的联系通道。断层的某一区段是否导水，导水性强弱等情况取决于两侧岩层的接触关

系、含水层的水压以及采矿活动对断层的重复破坏作用。因此，在没有掌握断层各区段的导水性时，应把整个断层作为导水断层对待。煤层直接和富含水层、导水断层接触，顶底板无突水可能，即煤柱主要是顺层受压时，常以下述计算公式计算煤柱宽度：

L＝0.5KM3P/KP

式中：L-顺层防水煤柱宽度（m）； M-煤厚或采高（m），为1.m； KP-煤的抗张强度（kgf/cm2），KP取10kgf/cm2； P-水头压力（kgf/cm2），P＝29kgf/cm2； K-安全系数，一般取2～5，本设计取5。

则： L＝0.5×5×1.329/10＝12.09（m）

根据上述计算，结合实际情况确定：开采断层两侧煤层时留设20m防水煤柱。

2、导水钻孔防水煤柱的留设

在该矿区域内暂无导水钻孔存在，当发现导水钻孔，即按下列方法留设防水柱水煤柱。

当导水钻孔的位置比较确切，有测斜资料可以定位，但地面启封和井下探查处理都有困难时，按下述公式留设防水煤柱：

L＝0.5KB3P/KP

式中：L-防水煤柱宽度（m）；

B-巷道的跨度（宽或高取其大者）（m），B＝2.5m； KP-煤的抗张强度（kgf/cm2），KP＝10kgf/cm2； P-水头压力（kgf/cm2），P＝50kgf/cm2； K-安全系数，一般取2～5，本设计取4。

则：L＝0.5×4×2.5×350/10＝19.36（m）

用上式计算后，再用下式计算结果进行校正。取其大值为半径，以钻孔中心点为圆心，所得圆面积即为导水钻孔的防水煤柱。

L＝Hcosα+F

式中：L-导水钻孔防水煤柱厚度（m）；

H-导水裂隙带高度（m）； α-岩层塌陷角（°）； F-钻孔偏离系数。

3、矿井边界、相邻水平或采区边界防水煤（岩）柱的留设 水文地质条件中等类型的矿井，可用下述公式计算煤柱宽度： L＝0.5KM3P/KP

式中：L-顺层防水煤柱宽度（m）；

M-煤厚或采高（m），为1.m； KP-煤的抗张强度（kgf/cm2），KP＝10kgf/cm2；

P-水头压力（kgf/cm2），P＝50kgf/cm2； K-安全系数，一般取2～5，本设计取5。

则： L＝0.5×5×1.350/10＝15.87（m）

根据上述公式，经计算并结合实际情况，确定矿井边界、相邻水平或采区边界分别留20m煤柱。

4、老窑或采空区防水煤（岩）柱的留设 L＝0.5KM3P/KP

式中：L-防水煤柱宽度（m）；

M-煤厚或采高，1.m； KP-煤的抗张强度（kgf/cm2），KP取90kgf/cm2； P-水头压力（kgf/cm2），P＝100kgf/cm2； K-安全系数，一般取2～5，本设计取5。

则：开采时L＝0.5×5×1.3100/90＝7.48（m） 经计算并结合实际情况确定，老窑或采空区防水留30m煤柱。 各类防水煤柱留设情况见表。

各类防水煤柱留设情况表 防水煤柱名称 理论最小留设宽度（m） 计算留设宽度（m） 实际留设宽度（m） 备注 断层防水煤（岩）柱 20 12.09 20 结果再用下式计算进行校导水钻孔防水煤柱 19.36 25 正：L＝Hcosα+F 矿井边界、相邻水平或采区边界20 15.87 20 防水煤（岩）柱 老窑或采空区防水煤（岩）柱 30 7.48 30 三、积水线、探水线、警戒线的确定 1、积水线：积水边界线（采空区范围），其深部界线应根据小窑或老空的最深下山划定。

2、探水线：根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及其资料可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏情况等因素确定，具体规定如下：

⑴对采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水区，如边界准确，水压不超过10kPa时，探水线至积水区的最小距离：煤层中不得小于30ｍ，岩层中小于20ｍ。

⑵对虽有图纸资料，但不能确定积水区边界位置的积水区，探水线至推断积水区边界的最小距离不得小于60ｍ。

⑶对有图纸资料的小窑，探水线至积水区边界的最小距离不得小于60ｍ；对没有图纸资料可查的小窑，必须坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，防止发生透水事故。

⑷掘进巷道附近有断层或陷落柱时，探水线至最大摆动范围预计

煤柱线时的最小距离不得小于60ｍ。

⑸石门揭开含水层前，探水线至含水层的最小距离不得小于20ｍ。

3、 警戒线：

沿探水线外推50～150ｍ（在上山掘进时指倾斜距离）即为警戒线。

四、防水煤（岩）柱设计要求

1、防水煤（岩）柱的尺寸，应根据以上确定的留设尺寸进行设计，不得随意更改。

2、矿井防水煤（岩）柱一经确定，不得随意变动，并通报相邻矿井。严禁在各类防水煤（岩）柱中进行采掘活动。

3、相邻矿的分界处，应当留设防水煤（岩）柱。矿井有充水性的断层必须在断层两侧留防水煤（岩）柱。

五、防水煤（岩）柱审批制度

1、改变施工方案和措施，必须经矿长（工程师）审批同意并上报上级主管部门备案同意后才准施工。

2、当井下结构发生变化时，只有在补充措施完善后才准作业。 3、任何人不得改变煤矿设计方案，需改变方案时，一律经主管部门同意。

赤能安〔2018〕47 号

贵州赤天化能源有限责任公司 关于《桐梓县花秋二矿防水煤柱留设设计》

的批复

桐梓县花秋二矿：

你矿上报的花煤字[2018]35号文《桐梓县花秋二矿防水煤柱留设设计》已收悉，公司组织相关业务部门进行了审查，现批复如下：

1、原则同意你矿《桐梓县花秋二矿防水煤柱留设设计》。

2、你矿务必组织相关管理人员及职工认真学习，并逐项落实。

3、加强职工队伍防治水培训。

4、严格按设计方案留设各类防水煤柱。

贵州赤天化能源有限责任公司

2018年11月21日

主题词： 防水煤柱留设设计 批复 送：公司领导

发：安全生产相关部门 印10份 贵州赤天化能源有限责任公司 2018年11月21日