![](/d/file/2024-09-12/036c17db4587d193261200dbb204cf3a.gif)
中国科学引文数据库(CSCD)
美国《工程索引》(Ei Compendex)收录期刊
中国地学领域高质量科技期刊分级目录T1分类
中国煤炭领域高质量科技期刊分级目录T1分类
![](/d/file/2024-09-12/036c17db4587d193261200dbb204cf3a.gif)
(1)《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》附表4-3关于保护层厚度的规定,仅适用于松散含水层(体)下采煤;基岩含水层(体)下采煤,安全煤(岩)柱设计无“法”可依;以“阻水性”为桥梁,确定了基岩含水层(或老空水体)下保护层厚度统一取采厚的4倍,弥补了规范的空白。
(2)重新定义了保护层,并提出保护系数概念,保护系数是衡量保护层保护效果的量化指标;保护系数分区阈值是对原保护层概念的反向运用,以保护系数和阈值将顶板水害风险划分为“三区”:突水区、危险区、安全区。
(3)提出了承压系数概念,即单位厚度保护层承受的顶板水压力;发现了煤系基岩含水层下采煤仅仅考虑保护层厚度是不够的,还应充分考虑由于开采深度的增加、承压系数增大可能带来的顶板水害风险。
(4)对《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》中于底板安全煤(岩)柱的有关内容提出修订建议。
《“三下”开采规范》中安全煤(岩)柱留设问题探讨
吕玉广1,2,孙国2,3,吴宝峰2,3,李硕3
1. 安徽理工大学 地球与环境学院
2. 内蒙古上海庙矿业有限责任公司
3. 新矿内蒙古能源有限责任公司
针对《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》中安全煤(岩)柱设计以及水压对顶板突水控制作用等问题进行探讨。首先从《规范》附表4-3表头文字出发,指出《规范》中保护层厚度的有关规定仅适用于松散含水层(含地表水体),至于基岩含水层下采煤应如何确定保护层厚度则未明确;进而以泥岩与粘性土层均具有阻水功能为桥梁,推导出基岩含水层下采煤保护层厚度可参照“松散层下粘性土层累计厚度大于采厚”的规定执行,遵照“就高不就低原则”,保护层厚度统一取采厚的4倍为宜;既然《规范》中防水安全煤(岩)柱经验公式仅适用于“单层采厚不大于3.0m”的规定,则对附表4-3中“松散层厚度小于采厚”的规定提出质疑,建议对附表4-3进行修改。其次,基于“保护”一词的科学内涵,对“保护层”重新定义,即导水裂缝带顶界面到含水层底界面之间的隔水岩层均具有“保护”功能,应统称为保护层(Hb);提出了保护系数(Bs)概念,即保护层厚度与单层采厚的比值;结合修改后的附表4-3,推导出松散含水层下保护系数分区阈值Bi=(2、3、4、5、6、7),基岩含层下保护系数分区阈值Bi=4,据此对顶板水害风险进行等级划分:突水区(Bs≤0)、危险区(0<Bs<Bi)、安全区(Bs≥Bi);根据含水层富水性、疏排水可行性、经济等,提出了“三区”处置建议。此外,借鉴底板突水系数概念,将单位厚度保护层承受的水头压力称为保护层承压系数(T=P/Hb),通过对三种煤水结构条件下承压系数的定性分析,得出结论:第四系松散含水层以及非煤系基岩含水层下采煤可以不考虑顶板水压的影响,煤系基岩含水层下采煤随着开采深度增加、水压随之增大而带来的突(涌)水风险。最后,指出了《三下开采规程》(2000版)中存在底板安全煤(岩)柱概念前后不统一、《三下开采规范》(2017版)给出的“底板含水层顶部存在被泥质物充填隔水带”时安全煤(岩)柱表达式错误等问题,正确的表达式应为ha≥h1+h2-h4。
![](/d/file/2024-09-12/af5c95284fffb0fc0812992b5926bb85.png)
![](/d/file/2024-09-12/15c7c4f6f0256a9a638dcb4cc9d50e74.gif)
![](/d/file/2024-09-12/6f7813c86fd6276d8fc82a77f13812fe.png)
吕玉广
教授
吕玉广,男,1969年12月生,江苏宿迁人,博士,工程技术应用研究员,从事煤矿生产技术工作31年,现任安徽理工大学教授,矿井水害综合防治煤炭行业工程研究中心常务副主任。内蒙古自治区“创新先锋岗”,鄂尔多斯市“草原英才”、“最美科技工作者”、“马兰英才”,山东能源集团“科技创新杰出人才”。
煤矿地质灾害治理、软岩劣化效应控制
发表学术论文50余篇,出版专著5部,授权专利9项,获第24届中国发明专利奖1项。
引用格式
吕玉广,孙国,吴宝峰,等. 《“三下”开采规范》中安全煤(岩)柱留设问题探讨[J]. 煤炭科学技术,2024, 52(8): 139-145.
LYU Yuguang,SUN Guo,WU Baofeng,et al. Discussion on safety of coal (rock) pillar in “Three Down” Mining Standards[J]. Coal Science and Technology,2024,52(8): 139-145.