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高层建筑下留设安全保护煤柱方法探讨

文档作者：杨智杨则东吴成尧刘乐文档来源： 1．安徽省地质调查院 2．合肥工业大学，		点击数：	更新时间： 2023年05月04日
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138
能源技术与管理
Energy Technology and Management
2013年第38卷第4期
V01．38 No．4
doi：10．39690．issn．1672-9943．2013．04．053
高层建筑下留设安全保护煤柱方法探讨
[摘要]
[关键词]
杨智 ，杨则东 ，吴成尧-，刘乐z
(1．安徽省地质调查院，安徽合肥230001；2．合肥工业大学，安徽合肥230009)
根据“E-T开采规程”的规定，以某煤矿留设高层建筑保护煤柱为例，采用垂直剖面
法留设了7 和7 煤层的安全保护煤柱，并对其他留设煤柱方法进行了分析；利用
垂直剖面法留设安全保护煤柱，达到了既能最大程度地采出煤炭资源又能确保建
筑物安全的目的。
高层建筑；保护煤柱；煤层；垂直剖面法
[中图分类号]TD822~．3[文献标识码]B [文章编号]
0 引 言
某高层建筑位于淮北市某矿区范围，该矿区
主采煤层有2层，编号自上分别为71,7：煤层。矿
区构造比较复杂，煤层分布较稳定。为了保证高层
建筑的稳定和矿山安全生产，减少压覆的煤炭资
源储量，需合理留设各煤层的安全保护煤柱。
1 安全保护煤柱方法选择
根据2000年国家煤炭工业局编制的《建筑
物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规
程》⋯介绍，保护煤柱留设有3种方法：垂直剖面
法、垂线法和数字标高投影法。
垂直剖面法是采用图解的方法，做沿煤层走
向和倾向的垂直剖面，在剖面上确定煤柱边界宽
度，并投影至平面图上而得到保护煤柱宽度；垂线
法留设保护煤柱是用解析方法，先作受护面积边
界的垂线，利用公式计算垂线的长度，再在平面上
量出垂线的长度，从而确定保护煤柱宽度；数字标
高投影法用于延伸型建筑物或基岩面标高变化较
大的情况下保护煤柱的圈定。
根据3种保护煤柱留设方法的特点和建筑物
所在区域矿区煤层构造复杂程度，确定采用垂直
剖面法留设建筑物安全保护煤柱。
2 垂直剖面法留设煤层建筑物保护煤柱
2．1 高层建筑围护带宽度的确定
该煤矿采用地下开采方式。高层建筑保护等
级按2000年国家煤炭工业局《建筑物、水体、铁路
及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》第14条、17
条规定，保护等级为I级，其围护带宽度为20 m。
由此得abcd四边形。
2．2 矿区移动角参数的确定
依据以往淮北、淮南地区实测的地表移动参
数，进行分析整理后，采用参数为松散层 取
42。，走向6取73。，下山口取73。0．57a(ot为煤层
倾角)，上山 取73．3。。
垂直剖面法留设各煤层保护煤柱宽度关键是
确定建筑物边界与煤层走向斜交剖面移动角
和 ，其计算公式如下：
ct =X／ctgZ~cos20+ctgZ6sinZO (1)
ctg7 =X／ctg~cos20+ctg26sin20 (2)
式中， 为走向方向岩石移动角，(。)； 为上
山岩(层)石移动角，(。)； 为下山岩(层)石移动
角，(。)；0为围护带边界与煤层走向线之间的所
夹锐角，(。)。
2．3 各煤层保护煤柱宽度计算
根据矿区7 和7：煤层分布特征，选取4条垂
直建筑物边界的剖面A—A 、B—B 、C—C 、D—D 。
(1)根据钻孔资料，高层建筑物附近地面标
高为33．10 m，松散层厚度为91．2 m。
(2)根据所选剖面位置，确定参数 、 、 、0
取值、根据公式(1)、(2)计算 与y ，其结果如表
1所示。
表1 高层建筑物安全保护煤柱参数
保护煤柱参数／(。) ．y 占 0 卢 y
A—A 剖面
B—B 剖面
C—C 剖面
D—D 剖面
64．45 73-30 73．O0 15．O0 88．31 72．99 73．00
66．16 73-30 73．OO 12．130 8-37 66．28 73．29
66．16 73．3O 73．0O 12．00 37．20 68．32 73．19
66．16 73．3O 73．0O 12．00 19．55 66．79 73．27

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