煤礦生產(chǎn)開(kāi)采復(fù)雜構(gòu)造煤層(編輯修改稿)
2025-02-16 08:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 礦井以斷層作為井田邊界時(shí)，應(yīng)考慮斷層導(dǎo)水的可能性，如屬含水或?qū)當(dāng)鄬?(圖 12），則斷層煤柱尺寸應(yīng)以承受承壓水的壓力而保持煤柱的穩(wěn)定來(lái)確定其尺寸。目前計(jì)算斷層防水煤柱的尺寸有以下公式： ? （ 1）煤層直接與含水層接觸 (圖 13），亦稱(chēng)裘布衣公式，即 ? A= ? 式中 A—— 煤柱寬度， m； ? l—— 巷道（采場(chǎng)）寬或高， m； ? P—— 水頭壓力， MPa； ? k p—— 巖石抗張強(qiáng)度， MPa。 pkp30 ? （ 2）煤層與含水層相隔一定距離 （圖 1— 4），亦稱(chēng)斯列薩烈夫公式，即 ? = ? ? 式中 : ? 、 —— 巷道底板及頂板隔水層厚度， m（圖 1— 5）； ? 、 —— 巷道底部及頂部寬度， m； ? 、 —— 水頭壓力， MPa； ? 、 —— 巷道底板及頂板隔水層容重， kg/ ； ? 、 —— 巷道底板及頂板隔水層巖石抗張強(qiáng)度， MPa。 ? = ? 用上兩式計(jì)算，選取較大值留置煤柱，并用下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算尺寸 1t1t 2t? ?1148 11121211ppKlrHKlrl ??1l 2l1H 2H1r 2r 3m1pK 2pK2t ? ?2248 22222222ppKlrHKlrl ?? 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算煤柱尺寸（ 1） 峰峰、焦作和新汶等礦區(qū)對(duì)上述公式都做了驗(yàn)證，并提出了修正的經(jīng)驗(yàn)公式。見(jiàn)圖 1— 6。 A= + n 式中： ? l—— 巷道（采場(chǎng)）寬或高， m； ? k—— 安全系數(shù)， 2～ 5； ? P—— 水頭壓力， MPa； ? kp—— 巖石抗張強(qiáng)度， MPa； ? n —— 開(kāi)采后采空區(qū)邊界煤柱破壞寬度， m； ? t —— 隔水層厚度（圖 1— 6）按上式 計(jì)算后加 N修正； ? N —— 開(kāi)采后底板破壞深度， m。 pKp302t 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算煤柱尺寸（ 2） 我國(guó)學(xué)者根據(jù)采動(dòng)覆巖的破壞參數(shù)、靜水壓力的破壞尺寸和礦山測(cè)量誤差等因素，綜合考慮并提出分別計(jì)算斷層上、下盤(pán)的防水煤柱尺寸。 ? 斷層下盤(pán)防水煤柱尺寸（圖 1— 8)計(jì)算公式： ? W= + + ? W= Wp + Wf + ? 式中 ： ? W—— 邊界防水煤柱寬度， m。 ? —— 煤柱邊界受支承壓力作用而形成的屈服帶寬度， m；對(duì)中硬覆巖可取 =()。 ? M—— 煤層開(kāi)采厚度（圖 1— 8中以 m 表示煤層采厚）， m； ? H—— 煤層埋藏深度， m； ? —— 抗靜水壓力破壞所需的煤柱寬度， m。 ? mT— 礦井邊界處確定煤柱位置的測(cè)量誤差，取 mT=3m。 ? Wf— 抗覆巖破壞（導(dǎo)水裂縫帶和巖層破壞角）導(dǎo)水所需的煤柱寬度， m。 yWyWpWpW TmTm 抗靜水壓力破壞所需煤柱寬度 的計(jì)算 = ? K— 安全系數(shù)， 2～ 3； ? P— 水頭壓力， MPa。 ? M—— 煤層開(kāi)采厚度， m； ? kp—— 巖石抗張強(qiáng)度， MPa； pW pkPpWWf應(yīng)據(jù)具體情況分別加以考慮： 當(dāng)斷層面走向與煤層走向垂直時(shí)： ? Wf=H柱 （ ctgφ1+ ctgδ〞 ) 式中 :H柱 — 抗 覆巖破壞導(dǎo)水 所需巖柱高度， m。 ? H柱 =H裂 +H保 ? H裂 — 導(dǎo)水裂隙帶高度， m。 ? ① 對(duì)初次采動(dòng)的煤層 H裂 ：軟覆巖 H裂 =10M1； 中硬覆巖 H裂 =20M1； 硬覆巖 H裂 =30M1； M1— 單一煤層首次采厚 ， m。 ? ② 對(duì)煤層分層開(kāi)采或近距離煤層群開(kāi)采 H裂 ： 軟覆巖 H裂 =10M+10 ； 中硬覆巖 H裂 =20M+10； 硬覆巖 H裂 =30M+10； M— 厚煤層各分層或近距離煤層群的累計(jì)采厚， m ? M— 厚煤層各分層或近距離煤層群的累計(jì)采厚 ， m； ? H保 — 保護(hù)層厚度，取 10m； ? φ1 — 斷層面傾斜角； ? δ〞 — 巖層沿走向方向的裂縫角。 當(dāng)斷層面走向與煤層反向相交時(shí)：
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