煤柱

煤炭開採時由於為了安全，採煤時在采面留下不採的那部分，就是煤柱，它是衡量一個採區開採率的一個重要標準。也是煤炭安全生產的一個重要指標。

採礦引起的岩層與地表移動，使得位於其影響範圍內的井巷、地面建(構)築物遭受不同程度的破壞。為了保護某些重要的建(構)築物，需要留設保護煤柱，其實質是根據已掌握的地表移動規律，在煤層層面上圈定一個保護煤柱的邊界，以使開採的影響不波及到需要保護的範圍。

煤柱有地面建（構）築物保護煤柱，隔離煤柱，巷道保護煤柱等等。其中隔離煤柱有分為斷層隔離煤柱，隔水煤柱，井田境界煤柱，水平隔離煤柱，採取邊界煤柱等。巷道保護煤柱分為大巷煤柱，上下山煤柱等。

基本介紹

• 中文名：煤柱
• 外文名：barrier pillar
• 作用：保護水，地壓等破壞地表和巷道
• 分為：可回採和不可回採
• 重要性：衡量一個採區開採率重要標準
• 影響因素：岩性，強度，深度，采高，傾角等

簡介

概述

煤柱是出於安全留設的類似於隔離帶和承重牆的作用，它主要為了保護水，地壓等方面破壞地表和巷道的作用。煤柱分為：可回採和不可回採兩種在生產工程中，煤柱回採一般放在礦井開採的最後階段，出於為了保產不影響產量，煤柱損失是礦井生產中丟煤的主要部分。

煤柱支撐法

指每當工作面推進一定距離後，停止採煤，另作開切眼，工作面搬家，重新採煤，留下適當寬度煤柱以支撐頂板而不使之塌落的一種採煤法，又稱刀柱法。煤柱寬度4～10米，間距40～60米，要求在回採過程中不致發生頂板突然塌落。這種適用於頂板特別堅硬、採空區大面積懸露而不垮的情況。但是如果突然垮落，會切斷工作面，形成風暴和煤炮，破壞設備，傷害人員。這種方法主要缺點是：煤損大，掘進量多，工作面搬家次數多，給臨近的下部煤層的採掘工作造成困難，因此儘可能不用。

留設尺寸

礦井圍護帶

煤礦開採中，確定合理的煤柱尺寸，其影響因素是煤層所受壓力以及煤體強度。通常，煤層埋藏深度和厚度較大、圍岩較軟時，煤柱承受的壓力就較大。煤柱強度主要取決於煤層的物理力學性質，並與煤柱的形狀尺寸、巷道的服務年限及巷道支護情況有關。

尚無計算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠現場實際經驗確定。

井田邊界煤柱：30m；

階段煤柱：斜長為60m，若在兩階段留設，則上下階段各留30m；

井田淺部防水煤柱：斜長為50m；

斷層煤柱：斷層煤柱的尺寸取決於斷層的斷距、性質、含水情況，落差很大的斷層，斷層一側的煤柱寬度不小於30m；落差較大的斷層，斷層一的煤柱寬度一般為10~15m；落差較小的斷層通常可以不留設斷層煤柱。

工業廣場煤柱：根據工業廣場占地面積，按幾何作圖法確定；

斜井井筒保護煤柱：兩井中間為30m，兩側各為30m；

煤層大巷護巷煤柱：對近水平煤層，運輸大巷與迴風大巷布置在開採水平時，兩巷水平間距為20m，垂距為10m，迴風大巷上方留斜長為20m的煤柱；

採區邊界煤柱：採區邊界煤柱的作用是：將兩個相鄰採區隔開，防止萬一發生火災、水害和瓦斯湧出時相互蔓延；避免從採空區大量漏風，影響正在生產的採區風量。一般取10m；

採區煤層上山：兩巷中間為20m，兩側各為20m；

區段煤柱：斜長10m。1、採區上（下）山間的煤柱寬度（沿走向）：對薄及中厚煤層為20m；對厚煤層為20～30m。工作面停采線至上（下）山的煤柱寬度：對薄及中厚煤層約為20m；對於厚煤層約為30～40m。2、上下山區段平巷之間的煤柱寬度：對薄及中厚煤層約為8～15m。對於厚煤層約為30m。 3、運輸大巷一側煤柱寬度：對薄及中厚煤層約為20～30m；對於厚煤層約為25～50m。 4、迴風大巷一側煤柱寬度：對於薄及中厚煤層約為20m；對於厚煤層約為20～30m。 5、採區邊界兩個採區之間的煤柱寬度為10m。6、斷層一側煤柱寬度根據斷層落差及含水等具體情況而定：落差大且含水時留30～50m；落差較大留10～15m；採區內落差小的斷層通常不留煤柱。 應當指出：大巷布置在較堅硬的岩層中，或大巷距煤層垂距在20m以上時，一般不受采動影響，其上方不留設護巷煤柱。採區內留設的煤柱可以回收一部分，如區段隔離煤柱、上（下）山之間及其兩側的煤柱等。

建築物構築物

建築物和構築物保護等級為Ⅰ級，圍護頻寬度為20米：主要建（構）築物有國務院明令保護的文物和紀念性建築物；一等火車站，發電廠主廠房，在同一跨度內有兩台重型橋式吊車的大型廠房，平爐，水泥廠迴轉窯，大型選煤廠主廠房等特別重要或特別敏感的、采動後可能導致發生重大生產、傷亡事故的建（構）築物；鑄鐵瓦斯管道幹線，大、中型礦井重主要通風機房，瓦斯抽放站，高速公路，機場跑道，高層住宅樓等。

建築物和構築物保護等級為Ⅱ級，圍護頻寬度為15米：主要建（構）築物有高爐，焦化爐，220kv以上超高壓輸電線路桿塔，礦區總變電站，立交橋；鋼筋混凝土框架結構的工業廠房，設有橋式吊車的工業廠房，鐵路煤倉、總機修廠等較重要的大型工業建（構）築物；辦公樓，醫院，劇院，學校，百貨大樓，二等火車站，長度大於20米的二層樓房和三層以上多層住宅樓；輸水管幹線和鑄鐵瓦斯管道支線；架空索道，電視塔及其轉播塔，一級公路等。

建築物和構築物保護等級為Ⅲ級，圍護頻寬度為10米：主要建（構）築物有無吊車設備的磚木結構工業廠房，三、四等火車站，磚木、磚混結構平房或變形縫區段小於20米的兩層樓房，村莊磚瓦民房；高壓輸電線路桿塔，鋼瓦斯管道等。

建築物和構築物保護等級為Ⅳ級，圍護頻寬度為5米：主要建（構）築物有農村木結構承重房屋，簡易倉庫等。

凡未列入的建（構）築物，可依據其重要性、用途等類比其等級歸屬。對於不易確定者，可組織專門論證，並報省、直轄市、自治區煤炭主管部門審定。

防水煤柱

採區如無實際突水係數：可參考其他礦區資料，但選用時應當綜合考慮隔水層的岩性、物理力學性質、巷道跨度或工作面的空頂距、採煤方法和頂板控制方法等一系列因素。

煤層位於含水層上方且斷層導水的情況下：防隔水煤（岩）柱的留設應當考慮兩個方向的壓力；一是煤層底部隔水層能否承受下部含水層水的壓力；二是斷層水在順煤層方向上的壓力。

水淹區或老窯積水區下採掘時防隔水煤（岩）柱的留設：1.巷道在水淹區或老窯積水區下掘進時，巷道與水體之間的最小距離，不得小於巷道高度的10倍，即不得小於20米。2.在水淹區下或老窯積水區下同一煤層中進行開採時，若水淹區或老窯積水區的界限已基本查明，防隔水煤（岩）柱的留設尺寸不行小於30米。3.在不淹區下或老窯積水區下的煤層中進行回採時，防隔水煤（岩）柱的留設尺寸，不得小於導水裂縫帶最大高度與保護帶高度之和。

保護地表水體防隔水煤（岩）柱的留設：保護地表水體防隔水煤（岩）柱的留設，可參照《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開採規程》執行。

保護透水鑽孔防隔水煤（岩）柱的留設：根據鑽孔測斜資料換算鑽孔見煤坐標，按附錄三之二的辦法留設防隔水煤（岩）柱，如無測斜資料，應當考慮鑽孔可能偏斜的誤差。

相鄰礦（井）井為邊界防隔水煤（岩）柱的留設：1.我礦屬水文地質簡單到中等型的礦井，可採用垂直法留設，但總寬度不得小於30m。2.當遇水文地質複雜到極複雜情況時，應當根據煤層賦存條件、地質構造、靜水壓力、開採上覆岩層移動角、導水裂縫帶高度等因素確定。3.多煤層開採，當上、下兩層煤的層間距小於下層煤開採後的導水裂縫帶高度時，下層煤的邊界防隔水煤（岩）柱，應當根據最上層煤的岩層移動角和煤層間距向下推算。4.當上、下兩層煤的垂距大於下煤層下層煤開採後的導水裂縫帶高度時，上、下煤層的防隔水煤（岩）柱，可分別留設。

以斷層為界的井田防隔水煤（岩）柱的留設：以斷層為界的井田，其邊界防隔水煤（岩）柱可參照斷層煤柱留設，但應當考慮井田另一側煤柱的情況，以不破壞另一側所留煤（岩）柱為原則。