保护煤柱的设计(I)

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1、柴华彬测绘与国土信息工程学院2008.10.12矿山开采沉陷学Miningsubsidence课程教学提纲3421地表移动和变形规律地表移动和变形观测保护煤柱的设计5建筑下采煤7铁路下采煤地表移动和变形预计6水体下采煤4.保护煤柱的设计1.1概述1.2垂直断面法1.3垂线法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知识点一:留设保护煤柱的目的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4.保护煤柱的设计上

2、一节所讲内容回顾知识点一:留设保护煤柱的目的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1:煤炭资源浪费缺点2:采掘工作复杂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。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4.保护煤柱的设计1.2垂直断面法本节所讲内容4.保护煤柱

3、的设计怎么设计保护煤柱?----保护煤柱的留设原理4.保护煤柱的设计煤层4.保护煤柱的设计4.保护煤柱的设计煤层4.保护煤柱的设计α4.保护煤柱的设计4.保护煤柱的设计留设煤柱而呆滞的煤量Q为:式中,----煤层的倾角;----煤的质量密度m----煤层厚度A----平面图上保护煤柱的面积4.保护煤柱的设计掌握几个概念:移动角松散层移动角围护带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?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

4、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。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4.保护煤柱的设计4.保护煤柱的设计什么叫松散层移动角?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。它不受煤层倾角的影响，主要与松散层的特性有关。4.保护煤柱的设计什么叫围护带?4.保护煤柱的设计保护

5、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。4.保护煤柱的设计矿区建筑物和构筑物的保护等级保护等级主要建筑物和构筑物Ⅰ国务院明令保护的文物和纪念性建筑物；一级火车站，发电厂主厂房；在同一跨度内有两台重型桥式

6、吊车的大型厂房、平炉、水泥厂回转窖、大型选煤厂主厂房等；特别重要或特别敏感的、采动后可能导致发生重大生产、伤亡事故的建（构）筑物；铸铁瓦斯管道干线，大、中型矿井主要通风机房，瓦斯抽放站，高速公路，机场跑道，高层住宅楼等Ⅱ高炉、焦化炉，220KV以上超高压输电线路杆塔，矿区总变电所，立交桥；钢筋混凝土框架结构的工业厂房，设有桥式吊车的工业厂房、铁路煤仓、总机修厂等较重要的大型工业建（构）筑物；办公楼，医院，学校，剧院，百货大楼，二级火车站，长度大于20m的两层楼房和三层以上多层住宅楼；输水管干线和铸铁瓦

7、斯管道支线；架空索道，电视塔及其转播塔Ⅲ无吊车设备的砖木结构工业厂房，三、四级火车站，砖木、砖混结构平房或变形缝区段小于20m的二层楼房，村庄砖瓦民房；高压输电线路杆塔，钢瓦斯管道等Ⅳ农村木结构承重房屋，简易仓库等4.保护煤柱的设计矿区建（构）筑物保护煤柱的围护带宽度建筑物和构筑物的保护等级围护带宽度s(m)Ⅰ20Ⅱ15Ⅲ10Ⅳ54.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

8、田地质剖面图，煤层底板等高线图，井上下对照图；3．矿区地表移动参数以及断层、背向斜等地质构造情况。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4.保护煤柱的设计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