礦井通風設施保護煤柱設計

摘 要：礦井通風設施的安全運行，事關礦井的安全生產。地面通風機房作為礦井的重要建筑，保護區域過大就浪費井下煤炭資源，保護區域小就影響通風設施的安全運轉，因此，合理確定其保護煤柱邊界就尤為重要。

關鍵詞：巖層移動角；圍護帶；垂直斷面法

1 保護區域概述

15區回風立井及機房為我礦的重要通風設施。保護區域內有一立井，立井口高程+380.246m，井底高程115.474m；由于立井口在保護區域內距受保護邊界25m以上，故不再另外設計保護煤柱。保護區域地面高程+380m，井下煤層底板高程+135m，面積為5502平米見圖1。

2 移動角與圍護帶

2.1 礦井巖層移動參數

根據我礦多年來巖層移動觀測數據，得出以下基本參數（見表1）。

2.2 圍護帶的確定

目前在保護煤柱設計中，一般在地面上加圍護帶，即根據建筑物不同的保護級別，從建筑物邊界向外擴展一定的范圍，作為設計保護煤柱的受保護邊界（見表2）。

3 留設保護煤柱的方法

根據上述條件，用垂直斷面留設保護煤柱的方法和步驟如下（見圖2）。

3.1 確定受護邊界

通過建筑群的角點作平行于煤層走向和平行于煤層傾向的四條直線，兩兩相交得一矩形保護范圍。根據表2得圍護帶寬度s=20m，從矩形保護范圍邊界向外圈出一圍護帶s=20m，其外緣abcd即為受護邊界。

3.2 確定保護煤柱邊界線

過保護范圍abcd的中心o，作沿煤層傾向的垂直剖面Ⅱ-Ⅱ；在傾向垂直剖面Ⅱ-Ⅱ上標出地表線，受護邊界的位置m、n，松散層和煤層等，并標注出煤層的傾角a=6°，煤層的厚度m=2.5m，煤層的埋藏深度H=245m，及簡要的地層柱狀圖。

在受護邊界點m、n作松散層移動角？漬=45°，與基巖面相交于m1、n1，再從m1、n1點分別作基巖移動角？酌=72°和？茁=65°，與煤層底板相交于m2、n2點，點m2、n2分別為沿煤層傾向剖面上保護煤柱的上下邊界。將m2、n2投影到平面圖上，即得點M、N；

3.3 作沿煤層走向的剖面圖I-I

將平面圖上I-I線與保護邊界的交點q、k投影到走向剖面I-I上，得q、k點。從q、k點以作直線，與基巖面相交于q1、k1。再從q1、k1以基巖移動角作斜線，與煤層交于上部保護邊界得q2、k2點，交下部保護邊界得q3、k3。

3.4 保護煤柱邊界的確定

在平面圖上，過M、N點作平行于煤層走向的直線，將q2、k2和q3、k3分別投影到平面圖上，得B、C、D、A，依次連接A、B、C、D各點形成的梯形，即為所求保護煤柱的平面圖。

4 計算因留設保護煤柱而呆滯的煤量

經計算，保護煤柱面積93460m2，呆滯煤量327110t。

5 結束語

保護煤柱邊界確定后，即避免了煤炭資源的浪費，又有效的保護了地面重要設施的安全運轉，也為礦井的采面設計提供了技術依據。

參考文獻

[1]2009最新煤礦地質測量大全[M].中國礦業出版社，2009.

作者簡介：張向東（1969，01-），男，漢族，河南省汝州市，助工，大專，研究方向：測繪。