099-建筑物下压煤条带煤柱支护设计
煤制甲醇工艺设计
煤制甲醇工艺流程化设计 主反应为：C + O 2 → C O + C O 2 + H 2 → C H 3O 副反应为： 1 造气工段 （1）原料：由于甲醇生产工艺成熟,市场竞争激烈,选用合适的原料就成为项目的关键,以天然气和重油为原料合成工艺简单，投资相对较少，得到大多数国家的青睐，但从我国资源背景看，煤炭储量远大于石油、天然气储量，随着石油资源紧缺、油价上涨，在大力发展煤炭洁净利用技术的形势下，应该优先考虑以煤为原料,所以本设计选用煤作原料。 图1-1 甲醇生产工艺示意图 （2）工艺概述：反应器选择流化床，采用水煤浆气化激冷流程。原料煤通过粉碎制成65%的水煤浆与99.6%的高压氧通过烧嘴进入气化炉进行气化反应，产生的粗煤气主要成分为CO ，CO 2，H ２等。 2423CO H CH H O +?+2492483CO H C H OH H O +?+222CO H CO H O +?+
2 净化工段 由于水煤浆气化工序制得粗煤气的水汽比高达1.4可以直接进行CO变换不需加入其他水蒸气，故先进行部分耐硫变换，将CO转化为CO2，变换气与未变换气汇合进入低温甲醇洗工序，脱除H2S和过量的CO2，最终达到合适的碳氢比，得到合成甲醇的新鲜气。 CO反应式： CO+H O=CO+H 222 3 合成工段 合成工段工艺流程图如图1。 合成反应要点在于合成塔反应温度的控制，另外，一般甲醇合成反应10～15Mpa的高压需要高标准的设备，这一项增加了很大的设备投资，在设计时，选择目前先进的林达均温合成塔，操作压力仅5.2MPa，由于这种管壳式塔的催化剂床层温度平稳均匀，反应的转化率很高。在合成工段充分利用自动化控制方法，实行连锁机制，通过控制壳程的中压蒸汽的压力，能及时有效的掌控反应条件，从而确保合成产品的质量。 合成主反应： CO+2H=CH OH 23 主要副反应： CO+3H=CH OH+H O 2232 4 精馏工段 精馏工段工艺流程图见图2。 合成反应的副产主要为醚、酮和多元醇类，本设计要求产品达质量到国家一级标准，因此对精馏工艺的合理设计关系重大，是该设计的重点工作。设计中选用双塔流程，对各物料的进出量和回流比进行了优化，另外，为了进一步提高精甲醇质量，从主塔回流量中采出低沸点物继续进预塔精馏，这一循环流程能有效的提高甲醇的质量。
煤矿安全煤柱留设报告
山西介休鑫峪沟煤业有限公司安全煤柱留设参数及留设量的报告 二〇一三年十月二十八日
关于山西介休鑫峪沟煤业有限公司安全煤 柱留设参数及留设量的报告 根据山西介休鑫峪沟煤业有限公司矿井兼并重组项目90万吨t/a 初步方案设计（变更）相关设计规定，我公司各类安全煤柱留设参数及留设量如下： 1．巷道煤柱 5号煤层(503、504采区巷道)： 1M H (2.50.6) S f += 式中： S 1—5号煤层巷道保护煤柱的水平宽度，m ； H —巷道的最大垂深，(井田西部503、504采区684m)； M —煤层厚度，m ； f —煤的强度系数。 1H M (2.50.6) 684(2.50.6 2.13) 35.9m f 2 S +?+?= = = 503、504采区巷道煤柱取40m 。 5号煤层(501、502采区巷道)： 1M H (2.50.6) S f += 式中： S 1—5号煤层巷道保护煤柱的水平宽度，m ； H —巷道的最大垂深，(井田东部501、502采区423m)； M —煤层厚度，m ； f —煤的强度系数。
1H M (2.50.6) 423(2.50.6 2.13) 28.2m f 2 S +?+?= = = 东部501、502采区巷道煤柱取30m 。 11号煤层： 1M H (2.50.6) S f += 式中： S 1—11号煤层巷道保护煤柱的水平宽度，m ； H —巷道的最大垂深，(井田西部属突水性危险区，暂不考虑开采，东部为483m)； M —煤层厚度，m ； f —煤的强度系数。 1H M (2.50.6) 499(2.50.6 2.49) 31.5m f 2 S +?+?= = = 取35m 。 由于9号煤层与11号煤层相距较近，因此保安煤柱参照11号煤层留设。 2.断层煤柱： 含水或导水断层防隔水煤柱的留设可参照下列经验公式计算： ≥20 m 式中 L --煤柱留设的宽度，m ； K --安全系数，一般取2-5，本设计取5； M --煤层厚度或采高， 5号煤层在F2、F3断层附近的煤层最大厚度分别为2.91m 和2.66m,由于9、11号煤层不在F2、F3断层附近开采，因此采取11号煤层在F5、F10断层附近的最大 P 30.5p L KM K =
251采区安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法
251采区安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法： 1、防水煤（岩）柱种类； 本采区田地质构造较中等,无岩浆活动，井田内无河流。 根据本矿的煤层赋存特征，采区防水煤（岩）柱的种类确定如下： ⑴井田边界煤柱； ⑵井筒及大巷煤柱： ⑶采空区隔离煤柱； ⑷地面工业广场及村庄煤柱； ⑸断层煤柱 ⑹陷落柱煤柱 ⑺风氧化带煤柱 2、防水煤（岩）柱留设与计算结果 根据采区防水煤（岩）柱的种类，按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关规定留设煤柱。 ⑴田边界煤柱： 依据《采区初步设计》本矿留设20m。 ⑵副井广场： 副斜井、回风斜井均沿煤层反倾向掘进，地面工业广场煤柱保护等级确定为II级，围护带宽度确定为20m，按照表土层岩层移动角45°，基岩移动角73°进行计算。 最大垂深为（1350-880）=470，其中表土层按20m，基岩按450m，计算结果为158m，加上围护带的宽度20m。所以副井广场留设的煤柱
宽度最大为158+20=178米。 ③大巷煤柱： 本矿1030m水平运输大巷、辅助运输大巷均沿2#煤层附件布置，距离5#煤层45m，岩石为中硬，小于8-10倍煤层厚度(8-10M=60.48-70.56m)，所以需留设煤柱，根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》76、83条规定采用下式进行计算： S=2S1+2a f 0.6M) H(2.5 1+ = S 式中：a—受护井筒或巷道宽度的一半，（m），2.4 S—保护煤柱，（m） S1—保护煤柱的水平宽度（m） H—煤层距离巷道的最大垂深，（m）,最大65m。 M—煤厚，（m），平均7.56m f—煤的强度系数，10Rc 1.0 = f Rc—煤的单向抗压强度，Mpa,本矿煤性软，取10Mpa 则10Rc 1.0 = f=1.00 S1=21.4 S=2S1+2a2=21.4×2+2.4×2=47.6m 即1030运输大巷下侧需留煤柱47.6m，设计留设煤柱50m。 上侧最大垂深为45m,需留煤柱为40.4m，设计留设煤柱40m。 ⑶采空区隔离煤柱： 1159工作面积水面积15692m2，积水量别约37660m3当开拓其下
保护煤柱设计
山西兴县华润联盛峁底煤业有限公司 保护煤柱设计 地测科 2013 年9 月22 日 保护煤柱设计 一、保护煤柱留设目的和任务 保护煤柱是指专门留设在井下不予采出的、目的是保护其上方岩 层内部和地表的上述保护对象不受开采影响的那部分煤体。留设保护
煤柱是保护各类防水沙、上覆岩层和地面建筑、构筑物不受开采影响。为了各煤矿能够安全生产避免因地下采矿引发的房屋裂缝、倒塌等威 胁居民生命财产安全的地质灾害发生我矿对所有煤矿井田内的所有村庄范围进行测绘、调查对村庄保护煤柱重新进行测量设计。 二、保护煤柱设计参数 (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i=3mm/m;k=0.2*10 -3mm/ m2；§=2mm/m. (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。 :在地面上加维护带 ，加维护带V在煤层层面上加维护带
加备用尺寸S=30-H/6,为维护带宽度，H为深度 减小移动角2° ° 通过建筑物的角点做平行于煤层走向和煤层倾向的四条直线，俩俩相交的一矩形范围。 三、保护煤柱留设的计算 村庄和公路以及各类防水(沙)、建(构)筑物受护范围确定后， 利用垂线法计算设计其保护煤柱范围，然后按参数计算完成。 (1)确定受护边界 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。井田边界煤柱30m ,井田浅部防水煤柱斜长为50m ,斜井井筒保护煤柱两井中间为30m，两侧各为30m，煤层大巷护巷煤柱对近水平煤层运输大巷与回风大巷布置在开采水平时两巷水平间距为20m ,垂距为10m ,回风大巷上方留斜长为20m ,的煤柱采区边界煤柱20m采，煤层上山两巷中间为30m，两侧各为30m。 (2)确定松散层保护边界 从受护面积边界向外量一段距离S，得松散层保护边界。 (3) S的计算公式：S=H x ctg①;式中；S为松散层保护边界宽
保护煤柱设计
2 矿井储量、年产量及服务年限 2.1井田境界 井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开拓方式及地貌、地物等因素，进行技术分析后确定.一般以下列情况为界: 1．以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界； 2．以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保护煤柱为界； 3．以相邻的矿井井田境界煤柱为界； 4．人为划分井田境界。 根据鹤煤六矿一号井井田地质情况，确定该井田境界如下： 大断层为界； 南部以F 1 东部以-800水平为界； 西部以-300水平为界； 北部以人为划分为界。 井田南北走向涨3.8km,东西倾斜宽1.2km,井田面积约为4.31km2。 2.2井田储量 2.2.1矿井工业储量 本井田煤层倾角20°>15°，所以根据煤炭储量计算要求，采用斜面积和真厚度来计算储量。矿井工业储量如表2-2-1所示。 计算公式为： Q=S*SECα*M*ρ 视 式中， Q——————计算块段储量，万t； S——————计算块段煤层的平面积，万m2； M——————计算块段煤层的平均厚度，m； ρ视—————计算块段煤层的平均视密度，t/m3。 代入数据，计算得:工业储量Q=4964万t。 表2-2-1 矿井工业储量汇总表
2.2.2矿井设计储量 矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久性煤柱损失量后的储量。 井田边境煤柱：井田边境保护煤柱在井田边境留设20m的保护煤柱，西边的 =80.25万t。 断层边界煤柱以30m留设，则其煤柱损失量为：Q 边 井田及工业场地保护煤柱： 按设计规范规定，年产60万t/a的中型矿井，工业场地占地面积指标为1.2公顷/10万t。 工业场地的总占地面积： S=1.2*6＝7.2公顷＝72000ｍ2。 根据垂直剖面可计算工业广场的保护煤柱的留设，计算如下： 工业广场占地面积为:360*300m2，平面形状为矩形，煤层地质条件为：倾角20°，煤层在受保护范围内中央的埋深H =450m，地面标高150m，煤层底板标高 -300m，松散层厚度50m，此外煤厚8.1m。 查得井田各参数如下： Φ＝45°，β＝55°，δ＝γ＝73° 其中， Φ———————表土层移动角； β———————煤柱上山移动角; δ———————走向方向移动角; γ———————煤柱上山移动角; α———————煤层倾角。 用垂直剖面法留设工业广场保护煤柱如图2-2-1所示： 作图求出工业广场保护煤柱损失为：
煤柱留设说明
xxx采面保安煤柱留设说明 一、xxx采面位置 xxx综采工作面位于一采区西翼，北部为5919采面未开拓区域；南部为5915采空区,东部为采区边界保护煤柱。xxx采面走向长度(运巷)：675m；倾向长度185m；煤层平均厚度2.8m。 二、xxx采面回采现状 xxx综采工作面相对应地面位置为四面山，地面均为荒山土坡，无大型建筑及水体，但有部分矿区公路、杨家沟部分河沟及少数居民将会受xxx采面回采的影响。现xxx运巷剩余可采长度77m，xxx风巷剩余可采长度118m，累计剩余可采煤量7.9万吨。 三、xxx采面保护煤柱留设依据 根据《煤矿安全规程》、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》，结合xxx采面的实际生产情况，采面地表矿区公路、河沟及居民房屋呈条带状分布，现根据《采矿工程设计手册上册》第七章保护煤柱留设设计第二节保护煤柱的留设方法来对xxx采面的保护煤柱进行留设,针对xxx采面本矿采用垂直剖面法留设保护煤柱，被保护对象的等级及围护带宽度的选择取定见下表：
不易确定者，可组织专门论证，并报省、直辖市、自治区煤炭主管部门审定。 垂直剖面法计算示意图：
如图可知： L--为需要留设保护建筑的总长度 L1--为建筑物的围护带宽度 L2--为表土层需要留设的宽度 L3--为基岩层需要留设的宽度 a--为表土层的移动角 a1--为基岩层的移动角 H--为表土层至基岩层的垂高 H1--为基岩层至煤层的垂高 则有：L=L1+L2+L3 =L1+H*cota+H1*cota1 结合xxx采面的实际回采情况及煤层赋存条件，xxx采面煤层沿煤层走向布置，煤层倾角变化不大，属于近水平煤层。相对地面建筑物为砖木、砖混结构平房或变形缝区段小于20m的两层楼房，属于矿区建筑物保护等级Ⅲ类，围护带取10m。 根据贵州煤安工程技术咨询服务有限公司提供的《龙凤煤矿扩建初步设计（变更）》说明书第四章第三节内容可知，表土段移动角取45°，走向移动角取70°。 由采掘工程平面图及井上下对照图可算出，xxx运巷河沟处距井下C9煤层的垂深为119m，其表土层取3m,基岩层有116米，xxx风巷河沟处距C9煤层的垂深为93m，其表土层取3m，基岩层有90m。 根据上述公式可得： xxx运巷需留设的保护煤柱为：L=L1+H*cota+H1*cota1 =10m+3m*cot45°+119m*cot70° =10m+3m+44m =57m
煤制甲醇工艺设计
煤制甲醇工艺流程化设计 主反应为：C + O→ CO + CO+ H → CHO3222 CO?3H?CH?HO副反应为：2424CO?8H?CHOH?3HO1 造气工段2429（1）原料： 由于甲醇生产工艺成熟,市场竞争激烈,选用合适的原料就成为项目的关键,以天然气和重油为原料合成工艺简单，投资相对较少，得到大多数国家的青睐，但从我国资源背景看，煤炭储量远大于石油、天然气储量，随着石油资源紧缺、油价上涨，在大力发展煤炭洁净利用技术的形势下，应该优先考虑以煤为原料,所以本设计选用煤作原料。 图1-1 甲醇生产工艺示意图 （2）工艺概述：反应器选择流化床，采用水煤浆气化激冷流程。原料煤通过粉碎制成65%的水煤浆与99.6%的高压氧通过烧嘴进入气化炉进行气化反应，产生的粗煤气主要成分为CO，CO，2H等。２2 净化工段 由于水煤浆气化工序制得粗煤气的水汽比高达1.4可以直接进行CO变换不需加入其他水蒸气，故先进行部分耐硫变换，将CO转化为CO，变换气与未变换气汇合进入低温甲醇洗工序，2脱除HS和过量的CO，最终达到合适的碳氢比，得到合成甲醇的新鲜气。22CO+HO=CO+H CO反应式：2223 合成工段 合成工段工艺流程图如图1。 合成反应要点在于合成塔反应温度的控制，另外，一般甲醇合成反应10～15Mpa 的高压需要高标准的设备，这一项增加了很大的设备投资，在设计时，选择目前先进的林达均温合成塔，操作压力仅5.2MPa，由于这种管壳式塔的催化剂床层温度平稳均匀，反应的转化率很高。在合成工段充分利用自动化控制方法，实行连锁机制，通过控制壳程的中压蒸汽的压力，能及时有效的掌控反应条件，从而确保合成产品的质量。 CO+2H=CHOH合成主反应： 32CO+3H=CHOH+HO主要副反应：2322 4 精馏工段 精馏工段工艺流程图见图2。 合成反应的副产主要为醚、酮和多元醇类，本设计要求产品达质量到国家一级标准，因此对精馏工艺的合理设计关系重大，是该设计的重点工作。设计中选用双塔流程，对各物料的进出量和回流比进行了优． 化，另外，为了进一步提高精甲醇质量，从主塔回流量中采出低沸点物继续进预塔精馏，这一循环流程能有效的提高甲醇的质量。 图1 甲醇合成工艺流程图 图2 精馏工段工艺流程图 主要流程概貌 型煤煤场脱硫造气气柜3 低压法甲醇合成的工艺流程图1－加热炉；2－转化炉；
保安煤柱管理制度
保安煤柱管理制度 为确保矿井安全，保障矿井保安煤柱的正常留设，不受破坏，特制定本制度。 1、保安煤柱的留设必须按《煤矿安全规程》和公司有关规定进行确定。并报公司总工审批。 2、严禁在保安煤柱中开掘巷道，更不能开采保安煤柱。 3、在保安煤柱附近开掘巷道，必须有导线和中线控制，并且及时反映上图；一旦发现巷道偏离中线，应及时进行纠正。 4、临近保安煤柱边界时，测量人员必须在巷道巷道明显标出该点距保安煤柱边界的距离，并报告矿总工程师。 5、一旦发现巷道进入保安煤柱，测量人员有权立即停止该掘进点的掘进工作。 6、不得以任何方式破坏保安煤柱（采下一层煤时，按塌陷角留设，不得破坏上层煤柱），如因边界变动而有巷道等情况，必须在煤柱内充填加固。与相邻矿井边界煤柱，每月至少如实调查一至两次并填写好相关记录，如发现问题及时报请上级审定。 7、及时填绘反映矿井实际情况和井上下对照图和采掘工程平面图，每月与有关单位和部门及时进行交换。 8、必须收集、调查和核对矿区、井田相邻边界范围内小煤窑和废弃的老窑情况，并在图上标出井筒位置、范围、开采层位、地质构造、采煤方法、采出煤量。保安隔离煤柱与大矿的空间关系，并搜集系统完整的采掘工作平面图及
有关资料，经过分析绘制到井上下对照图上。对已报废的小井的图纸和老塘积水体积等资料，必须存档备查。 9、相邻矿井之间，以及掘进巷道接近导水断层或者水淹区和积水巷道下采掘时，必须留设防水隔离煤柱，留设办法及尺寸按《矿井水文地质规程》及有关规定留设，并报局总工审批。 10、搜集系统完整的采掘工作平面图及有关资料，经过分析绘制好保安煤柱图。保安煤柱图要能体现实际有可靠的操作性，确保各保安煤柱完好及矿井安全生产。 合煤公司六矿 2011年5月28日
防水煤柱留设设计
贵州赤天化能源有限责任公司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
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
煤的工艺性质
煤的工艺性质 Revised as of 23 November 2020
[煤的工艺性质]煤的工艺性质包括： （1）煤的粘结性和结焦性指数； （2）煤的发热量和燃点； （3）煤的反应性； （4）煤灰熔融性和结渣性等 1、煤的粘结性和结焦性 煤的粘结性和结焦性，是两个有联系、有区别，又难以严格区别开来的概念。煤的粘结性是煤粒（d<）在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质（即无粘结力的物质）成焦块的性质；煤的结焦性是煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭的性质。两者都是炼焦煤的重要特性之一。煤在干馏结焦过程中，一般要经过软化、熔合、膨胀、固化和收缩几个阶段，最后生成品质不同的焦炭。当温度等于或高于煤的软化点（一般为315～350c）时，煤都软化成胶质体。当温度等于或高于煤的固化点（一般为420c～450c）时，煤都结成半焦。从软化到固化的时间愈长，煤就熔化得愈好，焦炭结构愈均匀。 为了了解煤的结焦性，人们设计了许多实验室方法，直接测试模拟工业焦化条件下所得焦炭品质（2200Kg小焦炉试验）；或测试上述胶质体的某一性质也有的直接观察实验室所得焦块的性质，表征煤的结焦性。本节只阐述与我国煤的现行分类有关的几个测试指标。
（1）煤的胶质层指数 煤的胶质层指数，又称煤的胶质层最大厚度，或Y 值。它是原苏联、波兰等国家煤的分类指标之一，也是我国煤的现行分类中区分强粘结性的肥煤、气肥煤的一个分类指标。 煤的胶质层指数，是原苏联列.姆.萨保什尼可夫和列.帕.巴齐列维奇提出的。它的测试要点是根据不同结焦性的煤在干馏过程中胶质层的厚度、收缩情况和膨胀曲线的不同，测试胶质层的最大厚度（Y 值）、最终收缩度（X 值）和体积曲线，来表征煤的结焦性。其中，Y 值应用的最广。Y 值是通过测试胶质层的上部层面高度和下部层面高度得出的（一般出现在520～630C 之间），X 值是曲线终点与零点线间的距离。Y 值、X 值和体积曲线都是通过胶质层指数测试仪上的记录转筒和记录笔记记录下来的。胶质层指数测试曲线如图30-11所示。胶质层曲线类型如图30-12所示。 250 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610 640 670 700 730 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 图30-11 胶质层指数测试曲线 1 2 3 4
各类保安煤柱设计
各类保安煤柱设计 1、概述 根据我矿2011年总体采掘规划，井下回采工作面为3207机采与3209机采，掘进工作面为3211皮带顺槽与3213轨道顺槽，3207与3209机采工作面对应地表范围内均无村庄及建筑物，3213轨道顺槽将靠近长史庄村，3211皮带顺槽将靠近兴旺村，这两个村庄已定于今年全部搬迁，移民地址已落实村庄保安煤柱均留设了50m具体煤柱计算方法有3种：垂直剖面法、垂线法和数字标高投影法，其中以垂直剖面法最为常用。但当煤层埋藏深度较大时，按《规程》规定的方法留设保护煤柱，其计算方法十分繁杂，而垂直剖面法作图下仅图幅很大且精度差，为此我们摸索出几何公式计算法，将计算所需数据直接用公式导入，得出最后成图所需数据。 2、公式推导 垂直剖面法所做图形及其几何形状见（图），由此几何关系，可导出如下关系式： 式中：α为煤层倾角 β为煤层下山移动角 γ为煤层上山移动角 δ为煤层走向移动角 Ψ为松散层移动角 θ为建筑物长轴方向与煤层走向线的夹角 H煤层埋藏深度
h 为松散层厚度 d 为维护带宽度 d 2 sin L cos d 2 cos L sin ctg sin -sin h -hctg arctg -90sin h -hctg cosarctg h hctg 3ctg sin sin h -hctg arctg -90sin h -hctg cosarctg h hctg 3cos -sin h -hctg cosarctg -90sin h -hctg cosarctg h 2cos -sin h -hctg cosarctg -90sin h -hctg cosarctg h 12121++='++=++??+-++'=?+++??+-++=++??+-=++??+-=θθθθδγαγψαψψδββαψαψψαγψβψαγψγψL L L L H L H L H L D H L H L H L D H L H L H D H L H L H D ）（）（）（）（）（）（α）（）（）（α）（）（）（
煤柱安全系数计算
煤柱强度及煤柱稳定性研究 根据煤柱设计理论，煤柱作为控制上覆岩层移动与破坏的主要手段，必须能够保持长期的稳定性。目前主要根据极限强度理论评价煤柱的稳定性。 极限强度理论认为，如果煤柱所受载荷达到煤柱的极限强度，则煤柱的承载力降低到零，煤柱就会破坏。一般由下式计算条带煤柱的安全系数： p p S F σ= 式中p S 为煤柱所承受的实际载荷；p σ为煤柱的强度；F 为安全系数，如果 F ≥1.5，可认为煤柱具有长期的稳定性。 1 煤柱强度分析 煤柱强度是指煤柱单位面积上所能承受的最大载荷，它是煤柱稳定性分析的 基础。煤柱的强度不仅与煤块的强度有关，还与煤柱的尺寸、煤柱内部的地质构造、煤柱与顶底板岩层的接触状况、煤柱侧向受力等因素有关。 准确预测煤柱强度是十分困难的。长期以来，针对煤柱强度的主要影响因素,人们通过现场试验和经验总结提出了许多计算煤柱强度的经验公式。具体说来可以分为以下两类，即线性公式和指数公式： ?? ? ?? ? ??? ??+=h W B A m p σσ b a m p h W σσ= 式中p σ为煤柱强度；m σ为现场立方体煤柱的临界强度；A ，B ，a ，b 为无量纲量，且有1=+B A 。A ，B ，a ，b 的取值如表1所示。 表1 常用煤柱强度经验公式参数
目前应用较多的是Bieniawski 提出的线性煤柱强度计算公式： ??? ? ? +=h W S m p 36.064.0σ 式中m σ为临界尺寸时煤柱的强度，MPa ，一般取5-8MPa 。 实际上，煤柱强度不仅与煤柱的宽高比（h W /）有关，还与煤柱的长度有关。 美国学者Mark （1997）根据式（3-11），提出了考虑煤柱长度l 影响的煤柱强度公式 ??? ? ??-+=lh W h W S m p 218.054.064.0σ 从式中可以看出，煤柱长度l 增加，可以提高煤柱的强度。 Arther Wilson(1973)最早提出了煤柱屈服区的概念。他将煤柱视为一种复杂结 构，承受不均匀的应力梯度，在煤柱中央因约束作用存在一个应力较高的核区。他认为煤柱的破坏方式是渐进的（progressive ）。根据这一思想，建立了一种新的煤柱强度计算公式： （1） 对于正方形煤柱： () 1044.481084.9462232，--?+?-=H h Wh W H S p γ（hH W 00984.0>时） ，
三采区xx保安煤柱设计
xx煤矿三采区xx村庄保安煤柱设计为了合理科学的利用有限的煤炭资源，又要保护地表建筑物不受煤炭开采带来的地质灾害对村庄造成损失现对三采区地表xxx保护煤柱设计如下： xxx位于xxx三采区中部，该村下方H403—503m处为xxx所开采的3#、4#煤层，煤层厚度1.79m—3.49m，煤层倾角3°12′18″，地表黄土层厚度0—93m，留设xxx庄保护煤柱选用xxx、贺西矿地表岩移观测站最终汇总参数： 移动角值 走向移动角73°30′00″，上山移动角75°24′00″， 下山移动角71°00′00″，表土层移动角50°。 xxx村庄围护带宽度确定，按Ⅱ级保护，其围护带宽度为15m。 用垂线法圈定xxx保护煤柱 xxx边界根据村庄民居的分布状况经测量确定7个拐点。 xxx边界拐点坐标： 点号 坐标 ＸＹＺ １点4154970 19482007 825.00 ２点4155145 19482483 820.00 ３点4155285 19482429 885.00 ４点4155640 19482027 900.00 ５点4155480 19481883 890.00 ６点4155340 19482094 858.00 ７点4155114 19482002 835.00
xxx村舍分布范围，南北长600m，东西长500m，在村沟部有基岩出露，其岩面标高830m—802m，高差28m，东北向西南倾斜，倾角3°12′18″。 1、以xxx确定的边界1、 2、 3、 4、 5、 6、7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1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′。 2、在受护面积边界1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′向外按公式S=h×ctgθ，所求得黄土层的宽度划出a、b、c、d、e、f、j点，黄土层的宽度用下式求得： 1点标高825m，基岩标高802m，黄土层厚度23m，23m×ctg50°=19.3m 2点标高820 m，基岩标高820，黄土层厚度0，0m×ctg50°=0m 3点标高885m，基岩标高815m，黄土层厚度70m，70m×ctg50°=58.737m 4点标高900m，基岩标高807m，黄土层厚度93m，93m×ctg50°=78.036m 5点标高890m，基岩标高803m，黄土层厚度87m，87m×ctg50°=73.002m 6点标高858m，基岩标高810m，黄土层厚度48m，48m×ctg50°=40.276m 7点标高835m，基岩标高802m，黄土层厚度33m，33m×ctg50°=27.690m 3、由黄土层宽度所划出的a、b、c、d、e、f、j七边形保护煤柱边界用垂线法圈定，由各点分别作线段ab、bc、cd、de、ef、fj、ja的垂线，各垂线长q(煤层上山方向垂线长度)L（煤层下山方向垂线长度），按下式计算： q=（H-h）ctgβ′/（1+ctgβ′cosθtgα） L=（H-h）ctgγ′/（1- ctgγ′cosθtgα）
煤矿编制采区设计和采掘工作面布置及安全煤柱留设的规定
编制采区设计和采掘工作面布置及安全煤柱留设的规定 1.设计是采掘工程施工的依据和目标。没有设计的施工是盲目的施工，轻者造成无效进尺、资源的浪费和经济损失，严重时可导致发生各类事故。近些年来部分乡镇、个体煤矿开采前不按规定进行设计或设计不科学，不按规定程序审批，胡采乱掘造成事故者屡屡发生。因此，《规程》规定，采区开采前必须编制采区设计。 (1)采区设计方案必须符合《规程》和《煤炭工业技术政策》以及有关技术文件规定。 编制采区设计方案必须具备的文件：经矿总工程师审批的采区地质报告书；矿井设计文件；矿井的长远规划；采区接替图表；矿压观测资料。 (2)编制采区设计方案，应进行多方案论证和对比，以求达到安全可靠、技术可行、经济合理。 (3)采区设计方案由矿总工程师组织编制，对编制完毕后的设计进行签字，报集团公司总工程师审批。 2．一个采区内同一煤层布置3个（含3个）以上回采工作面和5个（含5个）以上掘进工作面同时作业，增加了开采强度，通风阻力增大，不利于通风管理，还可能造成应力叠加，给顶板控制带来一定困难。 在采煤工作面范围内再布置另一采煤工作面同时作业，可造成循环风，不利于瓦斯事故的防治，另外也不利于顶板管理。 3．矿井内的各种煤柱的设计是根据矿井的具体情况，经过计算后划定的，有充分的科学根据，是预防矿井灾害提高矿井应变能力的
需要。同时也是保持矿井稳产、高产、提高回采率，保证生产接替提高矿井服务年限的需要。 ⑴任意扩大设计规定的煤柱，打乱了设计布置，降低了矿井回采率、采区回采率、回采工作面回采率。“三量”达不到国家规定，采掘接替紧张，回采工作面搬家倒面的次数增加。另外，任意扩大设计规定的煤柱增加了煤炭自然发火条件，在采区内任意留煤柱，还会形成所谓的“孤岛”，孤岛煤柱能把上方的应力集中向下传递，使下部的煤层巷道，硐室受到不同程度的影响。 如果任意留设的煤柱下方有近距离煤层，其下方的煤层将处在高应力区内开采，尤其在有冲击危险的煤层中采掘，影响更大。 ⑵任意缩小设计规定的煤柱规格，使煤柱起不到保护作用，危害更大。 煤柱类型较多，有井田隔离煤柱、段间煤柱、区间煤柱、防火煤柱、防火煤柱以及“三下采煤”和保护工业广场煤柱。这些煤柱的留设是预防矿井各种灾害，保护地表建筑物和工业广场，防止地表移动和下沉。缩小或不留煤柱势必导致灾害的发生，如破坏地表建筑物和工业广场，使地表移动、下沉加剧。所以，《规程》规定，严禁任意缩小设计规定的煤柱，破坏各类安全煤柱。
2第二章 保护煤柱的设计
第二章保护煤柱留设 第一节保护煤柱留设基础知识 地下采煤引起岩层与地表产生沉陷、移动和变形，导致位于其影响范围内的井筒、巷道、地面建筑物和构筑物、地表水系及地下含水层等遭受不同程度的破坏。为了保护有些重要的建筑物、水体等，使其免遭采动损害的影响，有时需要在井下留设保护煤柱。 保护煤柱：指专门留在井下不予采出的、旨在保护其上方岩层内部和地表的各种保护对象不受开采影响的那部分煤炭。受保护对象包括：井筒、井下主要巷道和硐室、地面各类建（构）筑物、铁路、水体等。 留设保护煤柱的优点是能有效保护地表建（构）筑物，其缺点是： （1）浪费煤炭资源，缩短矿井服务年限； （2）使采掘工作复杂化，增大掘进工作量，造成采掘关系紧张。 下列情况下需要留设临时性的或永久性的保护煤柱： （1）矿井工业场地及风井井口附近的建筑物、构筑物和其他重要设施； （2）国务院明令保护的文物、纪念性建筑物和构筑物； （3）采用不搬迁进行采煤在技术上不可行，而搬迁又无法实现或在经济上严重不合理的建筑物和构筑物； （4）煤层开采后，地表可能产生抽冒、切冒等形式的塌陷漏斗坑和突然陷落，对地基及上部建筑造成严重破坏的重要建筑物和构筑物； （5）所在地表下方潜水位较高，采后地表下沉将导致建筑物及其附近地面积水，而又不可自动排泄或采用人工排泄方法经济上不合理的建筑物或构筑物； （6）对国民经济和人民生活有重大意义的、用其他保护方法不能确保安全的河(湖、海、水库) 堤坝、船闸、泄洪闸、泄水隧道和水电站等大型水工建筑工程。 一、保护煤柱留设原理 保护煤柱留设原理是在保护对象的下方留出一部分煤炭不开采，使其周围的煤炭的开采对保护对象不产生有危险性的移动和变形。
关于我矿保安煤柱留设参数及留设量的报告
关于我矿保安煤柱留设参数 及留设量的报告 六枝特区煤炭局： 根据30万吨t/a 开采方案设计（变更）相关设计规定，我矿各类保安煤柱留设参数及留设量如下： 一、矿区各类防水煤（岩）柱留设详细计算如下： 1、矿井边界防水煤（岩）柱的留设 矿井水文地质条件属中等类型，可用下述公式计算煤柱宽度： L ＝0.5KM P K P /3 式中：L ——顺层防水煤柱宽度（m ）； M ——煤厚或采高（m ）； K P ——煤的抗强度（kgf/cm 2 ），K P 取 10kgf/cm 2 ； P ——水头压力（kgf/cm 2 ），P ＝50kgf/cm 2 ； K ——安全系数，一般取2～5，本设计取5。 1、2、3、7、17、18、19煤层的厚度分别为：0.82、0.71、1.49、4.52、0.71、2.21、1.18。 则： L1＝0.5×5×0.82 10 /503 ＝7.9（m ）
L2＝0.5×5×0.7110 50 3?＝6.9（m） / L3＝0.5×5×1.4910 3?＝14.5（m） / 50 L7＝0.5×5×4.5210 / 3?＝43.8（m） 50 L17＝0.5×5×0.7110 3?＝6.9（m） / 50 L18＝0.5×5×2.2110 3?＝21.4（m） 50 / L19＝0.5×5×1.1810 50 3?＝11.5（m） / 根据上述计算，7号煤层矿井边界煤柱留设44m煤柱，其它煤层矿井边界煤柱各留30m。相邻水平和采区边界防水保护煤柱留设20m。 2、水淹区(小窑积水区)防水煤柱的留设 本矿不存在水淹区下采煤，不留设该煤柱。 3、煤层露头防水煤（岩）柱的留设 根据该矿煤层露头情况，煤层露头防水煤（岩）柱的留设按以下公式计算： H防=H裂+H保≮20m 式中： H防——防水煤岩柱高度（m）； H裂——垂直煤层的导水裂隙带最大高度（m）；根据《煤矿防治水规定》，取 中硬岩层可根据下式计算：
煤矿保安煤柱管理办法
陕煤韩矿司发[2010]××号附件× 陕西陕煤韩城矿业有限公司制度 制度名称：煤矿保安煤柱管理办法 制度编号：SM/HC－QZ(J)－0001（第一版） ××××-××-××发布
目录 第一章总则..................................... - 2 - 第二章保安煤柱管理办法.......................... - 2 - 第三章附则..................................... - 3 -
第一章总则 第一条根据《煤矿安全规程》、《矿井地质工作手册》、《煤炭工业矿井设计规范》、《煤矿测量手册》及上级部门的文件要求，结合具体情况制定本煤矿保安煤柱管理办法。 第二章保安煤柱管理办法 第二条各矿应严格按照规定在立井井筒、斜井井筒、工业广场、矿区边界、河床、公路、铁路、水体及断层下留设保安煤柱。 第三条保安煤柱留设应严格依据《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》、《矿井地质工作手册》、《煤矿测量手册》的要求：根据受保护边界和移动角值来圈定。由于各矿煤层赋存条件各不相同，各矿应开采移动角应或相邻矿井数据采用本矿区实测数值，且该数值必须合理可行，安全可靠。 第四条各矿井设计中必须按上述两点，在立井井筒、斜井井筒、工业广场、矿区边界、河床、公路、铁路、水体及断层下、矿井边界留设保安煤柱；留设的保安煤柱必须标注到井上下对照图上。 第五条水文地质条件复杂的矿井，含水层不具备疏水降压条
件时，必须留设防水保安煤柱，并标注到相应的图纸上指导生产。 第六条矿井断层较多时，根据实际情况应合理的留设断层保安煤柱，以保证生产正常进行。 第七条保安煤柱一经留设，严禁开采；如有特殊情况需开采的，必须报上级主管部门审核批准后才能开采。 第三章附则 第十七条企业下属矿井可根据本办法制定本单位的制度管理办法。 第十八条本办法由地质测量部负责解释。 第十九条本办法自发布之日起执行。
我矿保安煤柱留设参数及留设量的报告
关于我矿保安煤柱留设参数及留设量的报告
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关于我矿保安煤柱留设参数 及留设量的报告 六枝特区煤炭局： 根据30万吨ｔ/ａ开采方案设计(变更）相关设计规定，我矿各类保安煤柱留设参数及留设量如下： 一、矿区各类防水煤(岩)柱留设详细计算如下： 1、矿井边界防水煤（岩)柱的留设 矿井水文地质条件属中等类型，可用下述公式计算煤柱宽度： L ＝0．５ＫM P K P /3 式中:Ｌ——顺层防水煤柱宽度（m ）； M ——煤厚或采高（ｍ）； ＫP ——煤的抗张强度(kgf/cm 2 ),K P 取1０kg ｆ／cm 2 ; P ——水头压力(kgf/cm 2 ),P ＝50k ｇ ｆ/ｃm 2 ; K ——安全系数,一般取２~5,本设计 取５。 1、2、3、7、17、１8、19煤层的厚度分别为:0．82、０.71、
１.４9、4.52、0.71、2.２1、1.18。 则: Ｌ1＝０.5×5×０．8210 /503?=7．9 （m ） Ｌ2＝0．５×5×０.7110 /503?＝6.９（m ） L3＝0.5×5×１.4９10 /503?=14.５（m ） L ７=0.5×5×4.52 10 /503?=43.8(m ） Ｌ17=0.5×５×0.71 10 /503?＝6.9(m) Ｌ１8=0.５×5×２.2１10 /503?＝21.4 （m ） L １9=0.5×５×1.1８ 10 /503?＝11.5（m) 根据上述计算,７号煤层矿井边界煤柱留设44m 煤柱,其它煤层矿井边界煤柱各留30m 。相邻水平和采区边界防水保护煤柱留设２0m 。 ２、水淹区（小窑积水区)防水煤柱的留设 本矿不存在水淹区下采煤，不留设该煤柱。 3、煤层露头防水煤（岩）柱的留设 根据该矿煤层露头情况,煤层露头防水煤(岩）柱的留设按以下公式计算： H 防＝Ｈ裂+H 保≮20ｍ
防水煤柱设计
第一章概况 第一节目的和任务 为认真贯彻落实《国家安监总局，国家煤矿安监局关于进一步加强煤矿水害防治工作的通知》的通知，进一步加强水害防治工作，采取切实有效措施，杜绝透水事故的发生，确保安全生产。 一、主要地质依据： 1、1990年山西省煤炭地质144勘察院（原山西煤田地质勘探144队）编制的《山西省沁源县详查勘探地质报告》； 2、2009年2月山西省煤炭地质144勘查院编制的《山西黄土坡煤焦有限责任公司一矿矿井调查报告》； 3、2010年3月，山西省煤炭地质114勘查院编制的《山西黄土坡鑫能煤业有限公司水文补充勘探报告》； 4、依据《煤矿防治水规定》、《煤矿安全规程》 二、编制设计的技术要求 1、符合矿井实际，科学合理。 2、对不同的水文地质区域及地质构造进行防水隔离煤柱设计。 第二节煤矿位置 一、位置 黄土坡鑫能公司位于山西省沁源县小岭底村以东500ｍ
处，行政区录属聪子峪乡管辖。 地理坐标为： 北纬：36°48′47″--------36°50′20″= 东经：112°11′16″------112°13′01″ 矿区范围由以下5个坐标连线圈定： （1980西安坐标系） 1、X=4080372.23 Y=19612080.95 2、X=4076481.39 Y=19612080.95 3、X=4076481.36 Y=19605930.96 4、X=4078651.36 Y=19605930.95 5、X= 4079441.38 Y=19608480.95 矿区形态为一直角梯形，南北长2170--3891ｍ，东西宽6150ｍ，面积18.8723Kｍ2，开采矿井2#—11#号煤，开采深度由1480ｍ至1020ｍ标高。 二、交通 汾（阳）-屯（留）公路线从矿区西部通过，向北60K ｍ可达南同蒲铁路的平遥车站，也可与大（同）-运（城）高速公路接运，向南经郭道镇可达沁县城关与太焦铁路线相连。本矿交通比较方便（见1-2-1交通位置图）。 三、相邻矿区的名称、相邻位置和边界 黄土坡鑫能公司北部、西部与汾西矿业集团正新煤焦有限公司和善煤矿相邻，东部与马军峪常信煤业有限公司毗
防隔水煤柱留设设计方案
晴隆县中营镇仁禾煤业有限责任公司 防隔水煤柱留设设计方案 仁禾煤矿地测科 2015年4月5日 防隔水煤柱留设设计方案 一、矿井概况 晴隆县中营镇仁禾煤矿为“三证一照”齐全的生产矿井，设计生产能力30万吨／a，为瓦斯矿井（M04在+1110M水平以上无突出危险性）。井田面积1.357km2,开采煤层11层（M04、M05、M7、M8、M10、M14、M23、M24、M25、M28、M29），平硐、暗斜井开拓，并列式通风。 矿井划分为上、下煤组进行开采，上煤组为4、5、7、8、10、14号煤层，下煤组为23、24、25、28、29号煤层。先采上煤组，后采下煤组。上、下煤组之间采用石门联络，各煤层之间采用正、反石门联络，联合布置，分煤层开采。上煤组划分为一个水平，两个采区进行开采。水平标高+1099m。+1099m标高以上为一采区，+1099m
标高以下为二采区；下煤组划分为两个水平，三个采区进行开采。水平标高+1099m、+883m。下煤组+1099m标高以上为三采区，+1099-＋883m标高为四采区，+883m标高以下为五采区；采区分界线以水平标高为界；开采顺序为先采上煤组，后采下煤组；上煤组先采一采区，后采二采区，区段下行式开采。同一区段内先采4号煤层，后采5、7、8、10、14号煤层。 晴隆县中营镇仁禾煤矿构造复杂程度属中等型。 晴隆县中营镇仁禾煤矿水文地质条件为中等型。 根据2011年～2013年《矿井瓦斯等级鉴定报告》的批复，晴隆县中营镇仁禾煤矿为瓦斯矿井。 矿区无冲击地压现象。 本矿属地温正常型矿井。 目前，矿井在设计的一采区进行采掘作业（煤层编号：M04），采掘标高均以+1110ｍ以上。 二、设计依据 1、《矿井设计规范》 2、《煤矿地质规程》、《煤矿测量规程》、《煤矿防治水规定》。 3、《煤矿安全规程》。 4、《仁禾煤矿水文地质调查报告》。 5、《仁禾煤矿安全设施设计》（变更）及矿井实际情况。 三、防隔水煤柱设计方案 在矿井可能受到水害威胁的地段留设一定宽度或高度的煤(岩)柱，用以堵截水源流入矿井巷道，这段煤(岩)柱称之为防水煤(岩)柱。 1.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。对于本矿井而言主要有：（1）断层防水煤柱； （2）井田边界煤柱； （3）井巷保护煤柱； （4）小窑及采空区边界防水煤柱； （5）风氧化带煤柱(在风氧化带以下存在采空区时则按采空区煤柱考虑)； （6）采区边界防水煤柱； 2.防水煤(岩)柱的留设原则 1)在有突水威胁但又不宜疏放(疏放会造成成本大大提高时)的地区采掘时，必须留设防水煤(岩)柱。 2)防水煤柱一般不能再利用，故要在安全可靠的基础上把煤柱的宽度或高度降低