摘 要:礦井通風(fēng)設(shè)施的安全運行,事關(guān)礦井的安全生產(chǎn)。地面通風(fēng)機房作為礦井的重要建筑,保護區(qū)域過大就浪費井下煤炭資源,保護區(qū)域小就影響通風(fēng)設(shè)施的安全運轉(zhuǎn),因此,合理確定其保護煤柱邊界就尤為重要。
關(guān)鍵詞:巖層移動角;圍護帶;垂直斷面法
1 保護區(qū)域概述
15區(qū)回風(fēng)立井及機房為我礦的重要通風(fēng)設(shè)施。保護區(qū)域內(nèi)有一立井,立井口高程+380.246m,井底高程115.474m;由于立井口在保護區(qū)域內(nèi)距受保護邊界25m以上,故不再另外設(shè)計保護煤柱。保護區(qū)域地面高程+380m,井下煤層底板高程+135m,面積為5502平米見圖1。
2 移動角與圍護帶
2.1 礦井巖層移動參數(shù)
根據(jù)我礦多年來巖層移動觀測數(shù)據(jù),得出以下基本參數(shù)(見表1)。
2.2 圍護帶的確定
目前在保護煤柱設(shè)計中,一般在地面上加圍護帶,即根據(jù)建筑物不同的保護級別,從建筑物邊界向外擴展一定的范圍,作為設(shè)計保護煤柱的受保護邊界(見表2)。
3 留設(shè)保護煤柱的方法
根據(jù)上述條件,用垂直斷面留設(shè)保護煤柱的方法和步驟如下(見圖2)。
3.1 確定受護邊界
通過建筑群的角點作平行于煤層走向和平行于煤層傾向的四條直線,兩兩相交得一矩形保護范圍。根據(jù)表2得圍護帶寬度s=20m,從矩形保護范圍邊界向外圈出一圍護帶s=20m,其外緣abcd即為受護邊界。
3.2 確定保護煤柱邊界線
過保護范圍abcd的中心o,作沿煤層傾向的垂直剖面Ⅱ-Ⅱ;在傾向垂直剖面Ⅱ-Ⅱ上標出地表線,受護邊界的位置m、n,松散層和煤層等,并標注出煤層的傾角a=6°,煤層的厚度m=2.5m,煤層的埋藏深度H=245m,及簡要的地層柱狀圖。
在受護邊界點m、n作松散層移動角?漬=45°,與基巖面相交于m1、n1,再從m1、n1點分別作基巖移動角?酌=72°和?茁=65°,與煤層底板相交于m2、n2點,點m2、n2分別為沿煤層傾向剖面上保護煤柱的上下邊界。將m2、n2投影到平面圖上,即得點M、N;
3.3 作沿煤層走向的剖面圖I-I
將平面圖上I-I線與保護邊界的交點q、k投影到走向剖面I-I上,得q、k點。從q、k點以作直線,與基巖面相交于q1、k1。再從q1、k1以基巖移動角作斜線,與煤層交于上部保護邊界得q2、k2點,交下部保護邊界得q3、k3。
3.4 保護煤柱邊界的確定
在平面圖上,過M、N點作平行于煤層走向的直線,將q2、k2和q3、k3分別投影到平面圖上,得B、C、D、A,依次連接A、B、C、D各點形成的梯形,即為所求保護煤柱的平面圖。
4 計算因留設(shè)保護煤柱而呆滯的煤量
經(jīng)計算,保護煤柱面積93460m2,呆滯煤量327110t。
5 結(jié)束語
保護煤柱邊界確定后,即避免了煤炭資源的浪費,又有效的保護了地面重要設(shè)施的安全運轉(zhuǎn),也為礦井的采面設(shè)計提供了技術(shù)依據(jù)。
參考文獻
[1]2009最新煤礦地質(zhì)測量大全[M].中國礦業(yè)出版社,2009.