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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
《三下开采规范》中安全煤(岩)柱留设问题探讨
  • 134
  • 作者

    吕玉广孙国吴宝峰李硕

  • 单位

    中国矿业大学资源与地球科学学院新矿内蒙古能源有限责任公司内蒙古上海庙矿业有限责任公司

  • 摘要
    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。首先分析了规范的附表4-3表头文字出发,指出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可参照“松散层下粘性土层累计厚度大于采厚”条件执行,遵照“就高不就低原则”,基岩含水层下保护层厚度统一取采厚的4倍为宜;既然规范适用条件为单层采厚不大于3.0m,则附表4-3中“松散层厚度小于采厚”的规定难以理解,建议删除。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);进而提出了保护系数(Bs)概念,即保护层厚度与单层采厚的比值;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)。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分析,得出第四系松散含水层、非煤系基岩含水层下采煤可以不考虑水压,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,分析了底板含水层顶部存在被泥质物充填隔水带时,《三下开采规范》给出的底板防水安全煤(岩)柱表达式(ha≥h1+h2+h4)与附图相矛盾,正确的表达式应为ha≥h1+h2-h4。
  • 关键词

    保护层保护系数分区阈值“三区”划分承压系数安全煤(岩)柱

  • 文章目录
    0引言
    1关于保护层的探讨
    1.1关于保护层厚度的规定
    1.2关于保护层厚度的探讨
    1.3关于基岩含水层(体)下保护层厚度探讨
    2保护系数及其应用
    2.1保护层再定义
    2.2保护系数概念
    2.3保护系数阈值的确定
    2.4顶板水害风险“三区”划分
    2.5对“三区”的处置方式
    3水压对顶板突水控制作用分析
    3.1保护层承压系数
    3.2不同煤水结构条件下承压系数分析
    4关于底板安全煤(岩)柱的探讨
    4.1《三下开采规程》中附图错误
    4.2《三下开采规范》中表达式错误
    5结论
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