矿井通风设施保护煤柱设计

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摘 要：矿井通风设施的安全运行，事关矿井的安全生产。地面通风机房作为矿井的重要建筑，保护区域过大就浪费井下煤炭资源，保护区域小就影响通风设施的安全运转，因此，合理确定其保护煤柱边界就尤为重要。

关键词：岩层移动角；围护带；垂直断面法

1 保护区域概述

15区回风立井及机房为我矿的重要通风设施。保护区域内有一立井，立井口高程+380.246m，井底高程115.474m；由于立井口在保护区域内距受保护边界25m以上，故不再另外设计保护煤柱。保护区域地面高程+380m，井下煤层底板高程+135m，面积为5502平米见图1。

2 移动角与围护带

2.1 矿井岩层移动参数

根据我矿多年来岩层移动观测数据，得出以下基本参数（见表1）。

2.2 围护带的确定

目前在保护煤柱设计中，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（见表2）。

3 留设保护煤柱的方法

根据上述条件，用垂直断面留设保护煤柱的方法和步骤如下（见图2）。

3.1 确定受护边界

通过建筑群的角点作平行于煤层走向和平行于煤层倾向的四条直线，两两相交得一矩形保护范围。根据表2得围护带宽度s=20m，从矩形保护范围边界向外圈出一围护带s=20m，其外缘abcd即为受护边界。

3.2 确定保护煤柱边界线

过保护范围abcd的中心o，作沿煤层倾向的垂直剖面Ⅱ-Ⅱ；在倾向垂直剖面Ⅱ-Ⅱ上标出地表线，受护边界的位置m、n，松散层和煤层等，并标注出煤层的倾角a=6°，煤层的厚度m=2.5m，煤层的埋藏深度H=245m，及简要的地层柱状图。

在受护边界点m、n作松散层移动角？渍=45°，与基岩面相交于m1、n1，再从m1、n1点分别作基岩移动角？酌=72°和？茁=65°，与煤层底板相交于m2、n2点，点m2、n2分别为沿煤层倾向剖面上保护煤柱的上下边界。将m2、n2投影到平面图上，即得点M、N；

3.3 作沿煤层走向的剖面图I-I

将平面图上I-I线与保护边界的交点q、k投影到走向剖面I-I上，得q、k点。从q、k点以作直线，与基岩面相交于q1、k1。再从q1、k1以基岩移动角作斜线，与煤层交于上部保护边界得q2、k2点，交下部保护边界得q3、k3。

3.4 保护煤柱边界的确定

在平面图上，过M、N点作平行于煤层走向的直线，将q2、k2和q3、k3分别投影到平面图上，得B、C、D、A，依次连接A、B、C、D各点形成的梯形，即为所求保护煤柱的平面图。

4 计算因留设保护煤柱而呆滞的煤量

经计算，保护煤柱面积93460m2，呆滞煤量327110t。

5 结束语

保护煤柱边界确定后，即避免了煤炭资源的浪费，又有效的保护了地面重要设施的安全运转，也为矿井的采面设计提供了技术依据。

参考文献

[1]2009最新煤矿地质测量大全[M].中国矿业出版社，2009.

作者简介：张向东（1969，01-），男，汉族，河南省汝州市，助工，大专，研究方向：测绘。