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高層建筑下留設安全保護煤柱方法探討

文檔作者：楊智楊則東吳成堯劉樂文檔來源： 1．安徽省地質調查院 2．合肥工業大學，		點擊數：	更新時間： 2023年05月04日
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138
能源技術與管理
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
高層建筑下留設安全保護煤柱方法探討
[摘要]
[關鍵詞]
楊智 ，楊則東 ，吳成堯-，劉樂z
(1．安徽省地質調查院，安徽合肥230001；2．合肥工業大學，安徽合肥230009)
根據“E-T開采規程”的規定，以某煤礦留設高層建筑保護煤柱為例，采用垂直剖面
法留設了7 和7 煤層的安全保護煤柱，并對其他留設煤柱方法進行了分析；利用
垂直剖面法留設安全保護煤柱，達到了既能最大程度地采出煤炭資源又能確保建
筑物安全的目的。
高層建筑；保護煤柱；煤層；垂直剖面法
[中圖分類號]TD822~．3[文獻標識碼]B [文章編號]
0 引 言
某高層建筑位于淮北市某礦區范圍，該礦區
主采煤層有2層，編號自上分別為71,7：煤層。礦
區構造比較復雜，煤層分布較穩定。為了保證高層
建筑的穩定和礦山安全生產，減少壓覆的煤炭資
源儲量，需合理留設各煤層的安全保護煤柱。
1 安全保護煤柱方法選擇
根據2000年國家煤炭工業局編制的《建筑
物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規
程》?介紹，保護煤柱留設有3種方法：垂直剖面
法、垂線法和數字標高投影法。
垂直剖面法是采用圖解的方法，做沿煤層走
向和傾向的垂直剖面，在剖面上確定煤柱邊界寬
度，并投影至平面圖上而得到保護煤柱寬度；垂線
法留設保護煤柱是用解析方法，先作受護面積邊
界的垂線，利用公式計算垂線的長度，再在平面上
量出垂線的長度，從而確定保護煤柱寬度；數字標
高投影法用于延伸型建筑物或基巖面標高變化較
大的情況下保護煤柱的圈定。
根據3種保護煤柱留設方法的特點和建筑物
所在區域礦區煤層構造復雜程度，確定采用垂直
剖面法留設建筑物安全保護煤柱。
2 垂直剖面法留設煤層建筑物保護煤柱
2．1 高層建筑圍護帶寬度的確定
該煤礦采用地下開采方式。高層建筑保護等
級按2000年國家煤炭工業局《建筑物、水體、鐵路
及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》第14條、17
條規定，保護等級為I級，其圍護帶寬度為20 m。
由此得abcd四邊形。
2．2 礦區移動角參數的確定
依據以往淮北、淮南地區實測的地表移動參
數，進行分析整理后，采用參數為松散層 取
42。，走向6取73。，下山口取73。0．57a(ot為煤層
傾角)，上山 取73．3。。
垂直剖面法留設各煤層保護煤柱寬度關鍵是
確定建筑物邊界與煤層走向斜交剖面移動角
和 ，其計算公式如下：
ct =X／ctgZ~cos20+ctgZ6sinZO (1)
ctg7 =X／ctg~cos20+ctg26sin20 (2)
式中， 為走向方向巖石移動角，(。)； 為上
山巖(層)石移動角，(。)； 為下山巖(層)石移動
角，(。)；0為圍護帶邊界與煤層走向線之間的所
夾銳角，(。)。
2．3 各煤層保護煤柱寬度計算
根據礦區7 和7：煤層分布特征，選取4條垂
直建筑物邊界的剖面A—A 、B—B 、C—C 、D—D 。
(1)根據鉆孔資料，高層建筑物附近地面標
高為33．10 m，松散層厚度為91．2 m。
(2)根據所選剖面位置，確定參數 、 、 、0
取值、根據公式(1)、(2)計算 與y ，其結果如表
1所示。
表1 高層建筑物安全保護煤柱參數
保護煤柱參數／(。) ．y 占 0 盧 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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