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,Mining subsidence,课程教学提纲,3,4,2,1,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,上一节所讲
2、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.保护煤柱的设计,怎么设计保护煤柱?,-保护煤柱
3、的留设原理,4.保护煤柱的设计,4.保护煤柱的设计,4.保护煤柱的设计,4.保护煤柱的设计,4.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：；下山：；上山：；底板。,一般建筑物低于级损坏（裂缝宽度小于4
4、mm）。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
5、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,4.保护煤柱的设计,矿区建（构）筑物保护煤柱的围护带宽度,4.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，保护等级为级，保护面积的平面形状为矩形，面积为100m200m，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。 该地区的移动角参数为：=55，=73，=45，,4.保护煤柱的设计,步骤：（1）沿煤层走向和倾向确定受护对象的边界，按宽5-20m加围护带得受护面积边界； （2）确定保护煤柱边界：在受护面积边界与煤层走向平行或垂直时所作的垂直剖面上，在松散层和基岩内分别用移动角和、画直线，作出保护煤柱边界。如图所示。,衷心感谢各位老师和专家！,
