各类防隔水煤(岩)柱的留设

251采区安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法：1、防水煤（岩）柱种类；本采区田地质构造较中等,无岩浆活动，井田内无河流。

根据本矿的煤层赋存特征，采区防水煤（岩）柱的种类确定如下：⑴井田边界煤柱；⑵井筒及大巷煤柱：⑶采空区隔离煤柱；⑷地面工业广场及村庄煤柱；⑸断层煤柱⑹陷落柱煤柱⑺风氧化带煤柱2、防水煤（岩）柱留设与计算结果根据采区防水煤（岩）柱的种类，按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关规定留设煤柱。

⑴田边界煤柱：依据《采区初步设计》本矿留设20m。

⑵副井广场：副斜井、回风斜井均沿煤层反倾向掘进，地面工业广场煤柱保护等级确定为II级，围护带宽度确定为20m，按照表土层岩层移动角45°，基岩移动角73°进行计算。

最大垂深为（1350-880）=470，其中表土层按20m，基岩按450m，计算结果为158m，加上围护带的宽度20m。

所以副井广场留设的煤柱宽度最大为158+20=178米。

③大巷煤柱：本矿1030m水平运输大巷、辅助运输大巷均沿2#煤层附件布置，距离5#煤层45m，岩石为中硬，小于8-10倍煤层厚度(8-10M=60.48-70.56m)，所以需留设煤柱，根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》76、83条规定采用下式进行计算：S=2S1+2a f 0.6M)H(2.5 1+=S式中：a—受护井筒或巷道宽度的一半，（m），2.4S—保护煤柱，（m）S1—保护煤柱的水平宽度（m）H—煤层距离巷道的最大垂深，（m）,最大65m。

M—煤厚，（m），平均7.56mf—煤的强度系数，10Rc1.0=fRc—煤的单向抗压强度，Mpa,本矿煤性软，取10Mpa则10Rc1.0=f=1.00S1=21.4S=2S1+2a2=21.4×2+2.4×2=47.6m即1030运输大巷下侧需留煤柱47.6m，设计留设煤柱50m。

251采区安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法：1、防水煤（岩）柱种类；本采区田地质构造较中等,无岩浆活动，井田内无河流。

根据本矿的煤层赋存特征，采区防水煤（岩）柱的种类确定如下：⑴井田边界煤柱；⑵井筒及大巷煤柱：⑶采空区隔离煤柱；⑷地面工业广场及村庄煤柱；⑸断层煤柱⑹陷落柱煤柱⑺风氧化带煤柱2、防水煤（岩）柱留设与计算结果根据采区防水煤（岩）柱的种类，按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的有关规定留设煤柱。

⑴田边界煤柱：依据《采区初步设计》本矿留设20m。

⑵副井广场：副斜井、回风斜井均沿煤层反倾向掘进，地面工业广场煤柱保护等级确定为II级，围护带宽度确定为20m，按照表土层岩层移动角45°，基岩移动角73°进行计算。

最大垂深为（1350-880）=470，其中表土层按20m，基岩按450m，计算结果为158m，加上围护带的宽度20m。

所以副井广场留设的煤柱宽度最大为158+20=178米。

③大巷煤柱：本矿1030m 水平运输大巷、辅助运输大巷均沿2#煤层附件布置，距离5#煤层45m ，岩石为中硬，小于8-10倍煤层厚度(8-10M=60.48-70.56m)，所以需留设煤柱，根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》76、83条规定采用下式进行计算：S=2S 1+2a f 0.6M)H(2.51+=S式中：a —受护井筒或巷道宽度的一半，（m ），2.4S —保护煤柱，（m ）S 1—保护煤柱的水平宽度（m ）H —煤层距离巷道的最大垂深，（m ）,最大65m 。

M —煤厚，（m ），平均7.56mf —煤的强度系数，10Rc 1.0=fRc —煤的单向抗压强度，Mpa,本矿煤性软，取10Mpa 则10Rc 1.0=f =1.00S 1=21.4S=2S 1+2a2=21.4×2+2.4×2=47.6m即1030运输大巷下侧需留煤柱47.6m ，设计留设煤柱50m 。

附录一本规定主要名词解释老空：采空区、老窑和已经报废井巷的总称。

采空区：回采以后不再维护的空间。

水淹区域：被水淹没的井巷和被水淹没的老空的总称。

矿井正常涌水量：矿井开采期间，单位时间内流入矿井的水量。

矿井最大涌水量：矿井开采期间，正常情况下矿井涌水量的顶峰值。

安全水头值：隔水层能承受含水层的最大水头压力值。

防隔水煤〔岩〕柱：为确保近水体下安全采煤而留设的煤层开采上〔下〕限至水体底〔顶〕界之间的煤岩层区段。

水害防治十六字原那么：是指“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采〞。

“预测预报〞是指查清矿井水文地质条件，对水害做出分析判断；“有疑必探〞是指对可能构成水害威胁的区域，采用钻探、物探、化探等综合技术手段查明或排除水害；“先探后掘〞是指先综合探放，确定巷道掘进没有水害威胁后再掘进；“先治后采〞是指根据查明的水害情况，采取有针对性的治理措施排除水害隐患后，再安排回采。

“防、堵、疏、排、截〞五项综合治理措施：“防〞主要指合理留设各类防水煤柱；“堵〞主要指注浆封堵具有突水威胁的含水层；“疏〞主要指探放老空水和对承压含水层进展疏水降压；“排〞主要指完善矿井排水系统；“截〞主要指加强地表水的截流治理。

探放水：包括探水和防水两个方面。

探水是指采矿过程中用超前勘探方法，查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方等水体的具体空间位置和状况等，其目的是为有效地防治矿井水做好必要的准备。

放水是指为了预防水害事故，在探明情况后采取钻孔等安全方法将水体放出。

冒落带：由采煤引起的上覆岩层破裂并向采空区垮落的岩层X围。

导水裂缝带：冒落带上方一定X围内的岩层发生断裂，产生裂缝，且具有导水性的岩层X围。

抽冒：在浅部厚煤层、急倾斜煤层与断层破碎带和基岩风化带附近采煤或掘巷时，顶板岩层或煤层本身在较小X围内垮落超过正常高度的现象。

带压开采：在具有承压水压力的含水层上进展的采煤。

隔水层厚度：是指开采煤层底板至含水层顶面之间隔水的完整岩层的厚度。

防隔水煤柱留设规定隔水煤柱是煤矿安全生产中的紧要设施，用于减小采空区域的面积，支撑地层，稳定采空区域，并防止地面塌陷。

隔水煤柱的留设规定是指在隔水煤柱的设计、选择、布设、稳定、监测等方面的一系列规定和引导。

本文将防隔水煤柱留设规定划分为设计规定、工程实施规定、监测规定、维护保养规定四个方面进行详述。

一、设计规定1.煤柱尺寸的设计。

煤柱所需的规模和尺寸应当认真计算和掌控，应依据煤柱所处地层的性质、煤层赋存规律，还应依据煤柱所处地质地貌、开采方式等因素定量确定其大小。

同时应当依据不同地质条件、地质地貌、开采方式，进行煤柱的强度设计和稳定评估。

2.煤柱材料的选择。

煤柱材料的选择应依据地质条件、地质地貌、开采方式、煤层类型等多种因素合理选择。

应当选择凭借良好机械性能的天然岩石，由于它具有良好的刚性和完美的稳定性。

选用材料应具有良好的耐水性和耐腐蚀性，能够在地下水和酸性环境中长期稳定，避开败坏。

3.煤柱留设密度与间距的掌控。

煤柱应依据煤层稳定性和煤柱的载荷特性，尽可能实现最大限度的留设密度，缩短煤柱间距，防止采空区域开裂、变形，从而使煤柱稳定。

但是，当煤矿埋深较大或其特定地质条件不同时，煤柱的留设密度需相应减小，以确保煤矿的稳定性。

二、工程实施规定1.煤柱安装的工艺。

安装煤柱应尽可能削减对地下扰动和对原生地层的破坏，在遵守安全规定和环保要求的情况下，应运用多种安装工艺，如吊装、支架、顶板修筑等。

在安装煤柱的工艺过程中，应注意防止煤柱的损坏和质量问题。

2.施工现场应急预案。

在煤柱的施工过程中，可能会显现多种突发情况，这些情况有可能会对施工安全和质量造成影响，因此，必需订立完善的应急预案，在紧急情况下实行措施紧急处理事态，保障煤矿的生产安全。

三、监测规定1.煤柱稳定性监测。

在煤柱留设后，应用科学技术对其进行稳定性监测，如使用应变测量装置、应力计、震动计等工具对煤柱进行长期监测和数据记录，依据实际情况适时调整煤柱的设计和留设标准。

防治水知识培训考试卷单位姓名得分一、填空题（40分）1.防治水工作应当坚持（预测预报）、（有疑必探）、（先探后掘）、（先治后采）的原则，并采取（防）、（堵）、（梳）、（排）、（截）、（探）、( 监 )的综合治理措施。

2.防隔水煤（岩）柱的留设，一经确定，不得随意变动，（严禁）在各类防隔水煤（岩）柱中进行（采掘）活动。

3.除正在检修的水泵外，应有（工作水泵）和（备用水泵）。

工作水泵的能力，应当能在20小时排出矿井（ 24）小时的正常涌水量。

备用泵的能力应不小于工作泵的（ 25% ）。

4.矿井应当根据实际情况建立下列防治水基础台账，并至少每（半年）整理完善（1）次。

5.区域水文地质测绘比例尺应当采用1:100000～1:10000，矿区应当采用（1:10000～1:2000）6.矿井应当分水平、分煤层、分采区设观测站进行涌水量观测，每月观测次数不得少于（3）次。

7.钻孔应当取芯钻进，并进行岩芯描述。

岩芯采取率：岩石，大于（70％）；破碎带，大于（50％）；黏土，大于（70％）；砂和砂砾层，大于（30％）。

当采用水文物探测井，能够正确划分地层和含（隔）水层位置及厚度时，可以适当减少取芯；8.上山探水时，应当采用（双巷掘进），其中一条超前探水和汇水，另一条用来安全撤人；双巷间每隔（30～50）m掘1个联络巷，并设挡水墙。

9.老空积水范围、积水量不清楚的，近距离煤层开采的或者地质构造不清楚的，探放水钻孔超前距不得小于（30）m，止水套管长度不得小于（10）m；老空积水范围、积水量清楚的，根据水头值高低、煤（岩）层厚度、强度及安全技术措施等确定；10.煤矿应当及时掌握本矿及相邻矿井距离本矿（200）m范围内的采掘动态，将采掘范围、积水情况、防隔水煤（岩）柱等填绘在矿井充水性图、采掘工程平面图等图件上，并标出积水线、探水线和警戒线的位置。

11.矿井应当根据地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩物理力学性质、开采方法及岩层移动规律等因素确定相应的防隔水煤（岩）柱的尺寸。

峰峰矿区煤层开采防隔水煤（岩）柱计算留设方法冀中能源峰峰集团科技发展部关永强前言安全技术措施是指运用工程技术手段消除物的不安全因素，实现生产工艺和机械设备等生产条件本质安全的措施。

防止事故发生的安全技术措施是指为了防止事故发生，采取的约束、限制能量或危险物质，防止其意外释放的安全技术措施。

常用的防止事故发生的安全技术措施有：①消除危险源。

②限制能量或危险物质。

③隔离。

④故障——安全设计。

⑤减少故障和失误。

留设防隔水煤（岩）柱是目前最经济、最安全、效果最好、操作最简单、最常用的一种防治水安全技术措施，留好防隔水煤（岩）柱对保障矿井安全具有十分重要的意义，由于对防水煤柱的留设认识不足和管理不到位等多种原因导致的水害事故，是有着深刻的教训的，这里举2个峰峰集团的例子。

事例一：一矿奥灰突水淹井及损失情况：1960年6月4日一矿1532野青工作面，因接近断层，防水煤柱留设不足，加之采掘破坏，导致断层下盘奥灰强含水层突出，突水量达150m3/min，致使一矿淹井，造成停产9年零5个月，仅堵排水费用高达1660.22万元，损失极为严重。

事例二：孙庄矿奥灰突水淹井及损失情况：1996年11月24日23时40分，因峰峰矿区界城镇北界城小煤矿非法越层越界开采孙庄矿井田边界F6断层防水煤柱，引发断层下盘奥灰强含水层突出，突水量达150m3/min，造成孙庄矿淹井，停产1年零8个月，直接经济损失2.24亿元。

之所以介绍这2个例子无非是提醒在座的各位，从理念上提高对留设防水煤柱安全重要性和巨大经济价值以及对矿井安全的巨大危害的认识程度，提升安全警觉性，做好矿井防治水工作，确保矿井安全正常运转。

下面我就给大家讲一讲防隔水煤（岩）柱的有关问题。

1、防隔水煤（岩）柱的概念在受水害威胁的地段，预留一定宽度和高度的煤层不采，使工作面和水体保持一定的距离，以防止地下水溃人工作面，这部分不采的煤层称为防隔水煤（岩）柱。

2、防隔水煤（岩）柱的类型防隔水煤（岩）柱分为：冲积层防隔水煤（岩）柱，地表水体防隔水煤（岩）柱，煤层露头防隔水煤（岩）柱，水淹区和老空积水区防隔水煤（岩）柱，相邻井田边界防隔水煤（岩）柱、上下水平，相邻采区或相邻工作面防隔水煤（岩）柱，断层防隔水煤（岩）柱，陷落柱防隔水煤（岩）柱、封闭不良钻孔防水隔离煤柱等。

附录三防隔水煤（岩）柱的尺寸要求（摘自《煤矿防治水规定点此查看全文》）一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算：1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时：Hf= Hk+Hb (3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）：Hf=HL+Hb (3-2)式中 Hf--防隔水煤（岩）柱高度，m；Hk--采后垮落带高度，m；HL--导水裂缝带最大高度，m；Hb--保护层厚度，m；α--煤层倾角，（°）。

根据式(3-1)、式(3-2)计算的值，不得小于20 m。

式中Hk、HL的计算，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。

图3-1 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计算：≥20 m式中 L--煤柱留设的宽度，m；K--安全系数，一般取2-5；M--煤层厚度或采高，m；p--水头压力，MPa；Kp--煤的抗拉强度，MPa。

图3-2 含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤（岩）柱的留设煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（图3-3），防隔水煤（岩）柱的留设要求如下：图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱留设图1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤（岩）柱可按图3-3a、图3-3b留设。

其计算公式为：L=L1+L2+L3=Hacscθ+HLcotθ+HLcotδ (3-3)2.最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时，防隔水煤（岩）柱按图3-3c 留设。

其计算公式为：L=L1+L2+L3=Ha(sinδ－cosδcotθ)+(Hacosδ+M)(cotθ+cotδ) ≥20 m (3-4)式中 L--防隔水煤（岩）柱宽度，m；L1，L2，L3--防隔水煤(岩)柱各分段宽度，m；HL--最大导水裂缝带高度，m；θ--断层倾角，（°）；δ--岩层塌陷角，（°）；M--断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度，m；Ha--断层安全防隔水煤（岩）柱的宽度，m。

防隔水煤柱留设规定隔水煤柱是指在煤矿采掘中，为了提高煤矿的采煤率而设立的一种保障设施。

随着煤矿的深入开采，隔水煤柱的作用越来越重要。

因此，建立一套完整的隔水煤柱留设规定是十分必要的。

一、隔水煤柱选取原则1. 选取合适的煤柱：隔水煤柱的选取应根据采矿区域的地质条件、工程条件、煤层性质和采煤技术特点，选择经济合理、稳定可靠、易于管理的煤柱。

2. 合理安排煤柱留设：隔水煤柱留设应该合理分配，尽可能减小采矿后的偏移变形。

3. 隔水煤柱尺寸：隔水煤柱的尺寸应按照《煤矿安全规程》（GB25965-2010）中规定的各项要求来选取，不能出现质量问题。

4. 临近区煤柱留设合理性：隔水煤柱的设置应根据矿压分析、灾害预测等科技手段，确定临近区域的隔水煤柱留设合理性。

二、隔水煤柱留设规定1. 煤柱留设原则（1）安全第一，无论什么情况都不能牺牲隔水煤柱的安全。

（2）合理使用隔水煤柱，避免浪费。

（3）煤柱留设必须符合相关的规范，不能超出规范范围。

2. 煤柱留设区域管理（1）在隔水煤柱留设区域，应该制定相应的管理规定，并加强监管。

（2）应该留设相应的警示牌，划定警戒线，禁止非采煤人员进入。

3. 煤柱留设标准（1）煤柱留设必须符合煤矿安全规程所提出的各项标准要求，以保障采掘过程的安全。

（2）隔水煤柱应尽可能选择无石、无裂、密度高、强度大、易处理的煤柱。

（3）煤柱留设必须密实，不得留有空洞或裂缝。

4. 煤柱留设技术（1）煤柱留设技术应有严格的监督和管理，确保煤柱的质量。

（2）留设过程中必须设立监测点，实时监测隔水煤柱的变化情况，及时预警。

（3）考虑到隔水煤柱留设对煤矿采掘后期的管理和治理，要对煤柱留设的管理、监测、维护和治理保持长效性。

三、隔水煤柱留设的管理和维护1. 隔水煤柱留设后，应设立监测点，实时监测隔水煤柱的变化情况，及时预警。

2. 隔水煤柱留设区域应定期进行巡查，确保煤柱的安全性。

3. 隔水煤柱留设发现偏移或变形，应及时采取措施加固或更换煤柱。

煤矿防治水规定第一章总则第一条为加强煤矿的防治水工作，防止和减少水害事故，保障煤矿职工生命安全，根据《安全生产法》、《矿山安全法》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》等法律、行政法规，制定本规定。

第二条煤矿企业（矿井）、有关单位的防治水工作，适用本规定。

现行煤矿安全规程、规范、标准等有关防治水的内容与本规定不一致的，依照本规定执行。

第三条防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。

第四条煤矿企业、矿井的主要负责人（含法定代表人、实际控制人，下同）是本单位防治水工作的第一责任人，总工程师（技术负责人，下同）具体负责防治水的技术管理工作。

第五条煤矿企业、矿井应当按照本单位的水害情况，配备满足工作需要的防治水专业技术人员，配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍。

水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业、矿井，除符合本条第一款规定外，还应当设立专门的防治水机构。

第六条煤矿企业、矿井应当建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度和水害隐患排查治理制度。

第七条煤矿企业、矿井应当编制本单位的防治水中长期规划和年度计划，并组织实施。

第八条煤矿企业、矿井的井田范围内及周边区域水文地质条件不清楚的，应当采取有效措施，查明水害情况。

在水害情况查明前，严禁进行采掘活动。

发现矿井有透水征兆时，应当立即停止受水害威胁区域内的采掘作业，撤出作业人员到安全地点，采取有效安全措施，分析查找透水原因。

第九条煤矿企业、矿井应当对职工进行防治水知识的教育和培训，保证职工具备必要的防治水知识，提高防治水工作的技能和抵御水灾的能力。

第十条煤矿企业、矿井应当加强防治水技术研究和科技攻关，推广使用防治水的新技术、新装备和新工艺，提高防治水工作的科技水平。

水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业、矿井，应当装备必要的防治水抢险救灾设备。

第二章矿井水文地质类型划分及基础资料第一节矿井水文地质类型划分第十一条根据矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度，矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂、极复杂等4种（见表2-1）。

各类防隔水煤（岩）柱的尺寸要求一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算：1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时：H f =Hk+Hb(3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）：H f =HL+Hb(3-2)式中Hf—防隔水煤（岩）柱高度，m；Hk—采后垮落带高度，m；HL—导水裂缝带最大高度，m；Hb—保护层厚度，m；α—煤层倾角，（°）。

根据式(3-1)、式(3-2)计算的值，不得小于20m。

式中Hk 、HL的计算，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。

图3-1煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计算：L=0.5KMP3K P ≥20m 式中：L —煤柱留设的宽度（m ）；K —安全系数（一般取2～5）；M —煤层厚度或采高（m ）； P —水头压力（MPa ）；K P —煤的抗拉强度（MPa ）。

图3-2含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤（岩）柱的留设煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（图3-3），防隔水煤（岩）柱的留设要求如下：图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱留设图1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤（岩）柱可按图3-3a 、图3-3b 留设。

其计算公式为：L=L1+L2+L3=Hacsc θ+HLcot θ+HLcot δ(3-3)2.最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时，防隔水煤（岩）柱按图3-3c留设。

其计算公式为：L=L1+L2+L3=Ha(sin δ－cos δcot θ)+(Hacos δ+M)(cot θ+cot δ)≥20m(3-4)式中 L —防隔水煤（岩）柱宽度，m ；L1，L2，L3—防隔水煤(岩)柱各分段宽度，m ；HL —最大导水裂缝带高度，m ；θ—断层倾角，（°）；δ—岩层塌陷角，（°）；M —-断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度，m ；Ha--断层安全防隔水煤（岩）柱的宽度，m 。