下合煤业村庄保护煤柱设计文档格式.docx
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抗压强度（Mpa）
抗拉强度（MPa）
抗剪强度
位置
平均
内摩擦角
凝聚力系数
（Mpa）
15号
泥岩
17.6-20.0「
0.5-0.6
30°
37
'
3.1
顶
18.7
0.6
22.0-24.0
0.6-0.8
34°
21
4.1
底
22.7
0.7
1、含煤性
根据山西同地源地质矿产技术有限公司2012年2月提交的《山
西下合煤业有限公司补充勘探矿井地质报告》，矿区主要含煤地层为上石炭统太原组和二叠系山西组。
山西组地层平均厚度86.41m,含煤5层，自上而下依次为1、2上、2、3、3下号煤层，均为不可采煤层，煤层平均总厚1.42m,含煤系数1.64%。
太原组地层厚度平均100.64m,含煤9层，自上而下依次为6、7、
&
9、11、12、13、14、15号煤层，其中15号煤层为稳定可采煤层，其它均为不可采煤层。
煤层平均总厚5.61m,含煤系数5.57%，可采煤层厚3.37m,可采煤层含煤系数3.36%;
煤系地层总厚187.05m,含煤总厚7.15m,含煤系数3.76%;
可采煤层厚3.38m,可采含煤系数1.81%。
2012年9月13日山西省国土资源厅发放的采矿许可证（证号为C140000************605）1批准开采14、15号煤层,14号煤层为不可采煤层,现开采15号煤层。
2、可采煤层
矿区内共含1层可采煤层：
15号煤层,现述如下：
位于太原组下段下部，上距K2灰岩6.76-15.61m,平均9.14m。
煤层厚度为3.11-3.80m，平均3.37m,矿区东部厚度大于4m向北和西部厚度逐渐变小。
煤层结构较简单，一般含夹矸1-2层，夹矸单层最大厚度0.35m。
15号煤层矿区内埋深60-460m矿区南部该煤层剥蚀,煤层露头由井巷控制,其余全部可采,可采指数Km=1.0,变异系数Y=11.09%15号煤层为稳定的赋煤区可采煤层，煤层稳定程度为I类（Id）。
顶板为泥岩，底板为细砂岩和泥岩。
四、开采技术条件
1、瓦斯
根据山西省煤炭工业厅晋煤瓦发【2011】1635号文“关于长治市山西沁源康伟南山煤业有限公司等两座矿井2011年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”下合煤业开采15号煤层,矿井瓦斯相对涌出量0.84m3/t,绝对涌出量0.14m3/min；
二氧化碳相对涌出量0.84m3/t，绝对涌出量0.14m3/min，属低瓦斯矿井。
2、煤尘爆炸性
根据山西公信安全技术有限公司2012年3月13日的检验报告,
下合煤业15号煤层煤尘爆炸性试验结果为煤尘有爆炸性。
在开采过程中，应做好防尘工作，杜绝事故发生。
3、煤的自燃倾向性
根据山西公信安全技术有限公司2012年3月13日的检验报告，下合煤业15号煤层煤样的自燃倾向性测试结果为：
吸氧量为0.49cm3/g，煤层自燃倾向性等级为H级，属自燃煤层。
根据矿井地质报告山西省煤炭工业局综合测试中心2010年3月23日的鉴定报告：
井下J2点15号煤层吸氧量为0.85cm3/g,自燃倾向性等级为I级，属自燃煤层。
在生产过程中应加强原煤的管理工作，谨防因煤层的自燃而引发的各类事故。
4、地温、地压
地质报告在补-1号钻孔进行了简易井温测量工作，见下表：
补-1孔井温测量成果表
测量深度（m
100
200
233
井温（C）
15.2
16.7
17.4
根据上述成果，平均地温梯度为1.8C/100m,未发现地温异常,
井下的一般温度为13C〜19C，井田内属地温正常区。
矿井在采掘过程中，均未发现地压异常。
五、受护村庄概况（井田内各村庄情况）
井田范围内有花豹拐村、下合村、东枣林村三个村庄，花豹拐村位于井田西北，下合村位于井田中部，东枣林村位于井田南部边缘
一）煤柱计算参数
1、移动角
正确选取移动角是保护煤柱设计的关键。
移动角是指在充分采动或接近充分采动条件下，主断层面上临界变形值的点和开采边界的连线与水平线在煤柱一侧所夹的角。
砖石结构房屋的临界变形值为：
倾斜i=士3mm/m曲率k二+0.2xio-3mm/m水平变形£
二+2mm/m
松散层及基岩厚度参照邻近钻孔的资料确定，松散层的移动角取45°
基岩移动角取72°
，松散层平均厚度43m基岩层平均厚度175m
2、维护带
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，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备一定的备用尺寸。
建筑物受护范围应当包括受护对象及其围护带。
围护带宽度必须根据受护对象的保护等级确定，可以按下表规定的数值选用（建筑物保护煤柱留设与压煤开采第十三条）。
保护等级
特
I
II
皿
IV
围护带宽度/m
50
20
15
10
5
根据国家有关规程，村庄房屋和一般公路属于H级保护围护带宽
度为15m
二）各村庄煤柱计算
1、花豹拐村边界拐点坐标:
点号
坐标
X
Y
Z
1占
丄八、、
4067429
38417602
1013
2占
厶八、、
4067358
38417596
998
3占
J八、、
4067305
38417805
993
4占
r八、、
4067444
38417739
1009
花豹拐村居民区分布范围，南北长137m,东西长266m,西北向
东南倾斜，倾角约5°
。
1、花豹拐村确定的边界1、2、3、4四个拐点圈定该村受护面积边界，在外侧加围护带15m得受护面积边界T、2‘、3‘、4‘。
2、在受护面积边界T、2‘、3‘、4’向外按公式S=hxctg0,所求得表土层的宽度划出a、b、c、d点，
表土层的宽度用下式求得：
1点标高1013m基岩标高885m,黄土层厚度128m,128mxctg45°
=128m
2点标高998m,基岩标高889m,黄土层厚度109m,
109mxctg45°
=109m
3点标高993m,基岩标高895m,黄土层厚度98m,
98mXctg45°
=98m
4点标高1009m基岩标高887m黄土层厚度122m,
122mxctg45°
=122m
3、由表土层宽度所划出的a、b、c、d四边形保护煤柱边界用垂线法圈定，由各点分别作线段ab、be、cd、da的垂线，各垂线长q（煤层上山方向垂线长度）和L（煤层下山方向垂线长度）
按下式计算：
q=（H-h）ctg/（1+ctgcos0tga）
L=（H-h）ctgy‘/（1-ctg丫‘cos0tga）
围护带边界与煤层走向线之间所夹的锐角分别为ab、dc
0=45°
ad、bc0=10°
上山方向移动角B=73°
00’00〃
下山方向丫=71°
00’00〃,走向方向5=72°
①根据下列公式求出
ctgB’=（ctg2[3cos20+ctg25sin20）1/2
ctg丫’=（ctg2ycos20+ctg25sin20）1/2
时:
ctg3’=（ctg273°
00’cos245°
+ctg272°
00’sin245°
）1/2,
3’=72°
31’54〃
ctg丫’=（ctg271°
cos245°
+ctg272°
sin245°
丫‘=71°
30’40〃
0=10°
时：
ctgB'
=（ctg273°
cos210°
+ctg272°
sin210°
）1/2,p
=73°
33’16〃,
ctgy'
=（ctg271°
）1/2,丫
=71°
32’09〃
求出
时，=72°
31’54〃
y’
时，p’=73°
33’16〃
32’
09〃
②a、b
、c、d各点基岩面至煤层垂深（
（H-h）值计算：
a点
H-h）=362m-128m=234m
b点
H-h）=328m-109m=219m
c点
H-h）=330m-98m=232m
d点（
H-h）=354m-122m=232m
根据上述起始数据按公式计算各垂线的
q
、L值
a—
1L=
（234rrKctg71°
）
/（
1-
ctg71°
32’
09〃cos10°
tg5°
=80.46m
2L=
30’
40〃
30’
40〃cos45°
=79.79m
b—
3q=
（219rrKctg72°
31’
54〃
1+
ctg72°
31’
54〃cos45°
=67.67m
b—4q=
（219mxctg73°
33’
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