安全煤柱

煤地质学名词

曾称保安煤柱。在煤矿开采范围内为地面建筑和矿井生产的安全而保留的不开采的煤。例如为了保护区内地表铁路、桥梁、城镇和村庄而在相应地下区内保留的安全煤柱。

学科介绍

学科：煤地质学

词目：安全煤柱

英文：safety coal block

释文：为了矿井安全生产，防止地表河流、湖泊等地表水漏人坑道；为了井巷的两侧在没有特殊措施时的安全等而保留的煤柱。其形状、大小，是根据地表被保护物的形状、重要性和煤层埋藏深度而确定的。储量计算时，必须扣除安全煤柱。

管理制度

为确保矿井安全，保障矿井安全煤柱的正常留设，不受破坏，特制定本制度。

1、安全煤柱的留设必须按《煤矿安全规程》和公司有关规定进行确定。并报公司总工审批。

2、严禁在安全煤柱中开掘巷道，更不能开采安全煤柱。

3、在安全煤柱附近开掘巷道，必须有导线和中线控制，并且及时反映上图；一旦发现巷道偏离中线，应及时进行纠正。

4、临近安全煤柱边界时，测量人员必须在巷道巷道明显标出该点距安全煤柱边界的距离，并报告矿总工程师。

5、一旦发现巷道进入安全煤柱，测量人员有权立即停止该掘进点的掘进工作。

6、不得以任何方式破坏安全煤柱（采下一层煤时，按塌陷角留设，不得破坏上层煤柱），如因边界变动而有巷道等情况，必须在煤柱内充填加固。与相邻矿井边界煤柱，每月至少如实调查一至两次并填写好相关记录，如发现问题及时报请上级审定。

7、及时填绘反映矿井实际情况和井上下对照图和采掘工程平面图，每月与有关单位和部门及时进行交换。

8、必须收集、调查和核对矿区、井田相邻边界范围内小煤窑和废弃的老窑情况，并在图上标出井筒位置、范围、开采层位、地质构造、采煤方法、采出煤量。安全隔离煤柱与大矿的空间关系，并搜集系统完整的采掘工作平面图及有关资料，经过分析绘制到井上下对照图上。对已报废的小井的图纸和老塘积水体积等资料，必须存档备查。

9、相邻矿井之间，以及掘进巷道接近导水断层或者水淹区和积水巷道下采掘时，必须留设防水隔离煤柱，留设办法及尺寸按《矿井水文地质规程》及有关规定留设，并报局总工审批。

10、搜集系统完整的采掘工作平面图及有关资料，经过分析绘制好安全煤柱图。安全煤柱图要能体现实际有可靠的操作性，确保各安全煤柱完好及矿井安全生产。

管理办法

第一条，煤矿应严格按照规定在立井井筒、斜井井筒、工业广场、矿区边界、河床、公路、铁路、水体及断层下留设安全煤柱。

第二条，安全煤柱留设应严格依据《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》、《矿井地质工作手册》、《煤矿测量手册》的要求：根据受保护边界和移动角值来圈定。

第三条，矿井设计中必须按上述两点，在立井井筒、斜井井筒、工业广场、矿区边界、河床、公路、铁路、水体及断层下、矿井边界留设安全煤柱；留设的安全煤柱必须绘制、标注到相应地采掘工程平面图、井上下对照图上。

第四条，矿井断层较多时，根据实际情况应合理的留设断层安全煤柱，以保证生产正常进行。

第五条，安全煤柱一经留设，严禁开采；如有特殊情况需开采的，必须报上级主管部门审核批准后才能开采。

设计

断层煤柱取30m 。井田边界煤柱留20m，大巷之间留30m，大巷两侧留30m煤柱，断层煤柱留30m，采空区边界留20m。工业场地及井筒按一级保护，村庄按三级保护，按场地外沿外扩20m保护带，再根据表土层和基岩厚度（表土移动角45。，基岩移动角72。）计算安全煤柱。

工业广场安全煤柱设计：安全煤柱的设计最简单常用的方法是垂直断面法。相关参数：表土层移动角ψ，基岩走向移动角δ和倾向移动角，倾向移动角分上山移动角γ和下山移动角β。受护带边界宽度，一般取10-20m。各移动角参数的确定是根据在开采煤层块段的走向和倾向方向上的地表布置一连串的固定点（称地表移动观测站），各个固定点的距离根据开采深度而定，在煤层开采过程中，定期观测固定点的位移，从而确定固定点在走向和倾向断面上的移动角。走向移动角就是在煤层走向方向上的移动角，倾向移动角就是在煤层倾向方向上的移动角。成煤年代为石炭二叠纪的煤层，可采用阳泉矿区移动角的经验参数。Ψ=45°，δ=72°，γ=72°，β=72°(α<10°)，α为煤层倾角。

尺寸影响因素

留设安全煤柱尺寸的影响因素

煤柱尺寸的变化规律直接影响煤柱设计，实测资料及理论研究已证实，影响煤柱宽度的地质采矿因素如下：

(1)上覆岩层岩性：上覆岩层的力学性质是影响留设安全煤柱宽度的主要因素。不同矿区上覆岩层的力学性质不同，安全相同面积的地表建(构)筑物所需留设的安全煤柱宽度也不相同。煤层顶底板岩性不仅影响煤柱的应力状态和环境，而且对煤柱的强度有影响。一般说来，上覆岩层为硬岩层时较软岩层所需留设的安全煤柱宽度小。

(2) 煤柱强度：煤柱强度不仅与煤柱的力学性质、煤柱内的弱面、顶底板岩性和煤柱侧向应力等因素有关，而且与煤柱的长度、宽度和高度等因素有密切关系。

(3) 开采深度：实测资料表明，在相同的地质采矿条件下，地表移动和变形值与采深成反比，采深越大，地表变形减小，与临界变形值相应的点相对地向盆地中央偏移，当达到一定的深度时，引起的地表变形小于建(构)筑物的临界变形值，对其不会造成有害影响。

(4) 采高：采高对上覆岩层及地表移动过程的性质有重要的影响，采高越大，地表移动和变形值也越大，移动过程剧烈，移动范围增大，则安全煤柱宽度就越大。在一定的开采深度下，存在着采高的临界值，而当采高小于一定的临界值时，可以不留设安全煤柱。达到一定值时，必定会对地面造成破坏。所以，在厚煤层开采时，需采取限高等开采方法，以减小对地面建(构)筑物的破坏。

(5) 煤层倾角：煤层倾角不同，上覆岩层移动形式、破坏发展过程、破坏影响分布状态等特征也会不同，煤层倾角影响到安全煤柱的受力状态和应力集中程度。随着煤层倾角的增大，地表移动盆地向采区下山方向扩展，所需留设的安全煤柱宽度相应增大。

支护工艺

施工前的准备工作

(1)施工前地测科必须提前标定开口位置及中线，施工单位严格按标定的中线进行施工作业；防治水科室必须按探放水设计进行超前探放水工作，确保巷道在开口作业时的安全。

(2)开口前按要求安设好局部通风机、接好风筒，准备好各种临时及永久支护材料。

(3)巷道的专用电话未安装之前，工作面不得进行开工作业。

(4)监控室必须将瓦斯传感器、人员定位系统、广播系统等相关监控设施设备准备并安装到位，保证运行正常，确保作业安全。

施工工艺

顶板锚杆施工工艺：掘进出煤(为打顶部和巷帮上部锚杆应留部分浮煤)→敲帮问顶找掉危岩→联网→上临时支护→用锚杆钻机打顶板中部锚杆孔并清孔(面朝工作面)→托上钢筋托梁→向钻孔内放入药卷→在锚杆尾部套上托板并拧上螺母(拧上4～5扣即可)→用锚杆头部顶住药卷并送入孔底→升起锚杆钻机并用搅拌器联接锚杆钻机和锚杆尾部→转动钻机至规定时间(一般为15～30秒)→停止搅拌但保持钻机推力至规定时间(一般为1分钟)→用安装器联接锚杆钻机和锚杆尾部→转动锚杆钻机拧紧螺母→安装其它顶板锚杆。

帮锚杆施工工艺：接金属网→上钢筋托梁→定孔位→用钻机钻孔→清孔→向孔内放入药卷→用锚杆头部顶住药卷送入孔底→用搅拌器联接钻机和锚杆尾部→转动钻机搅拌药卷至规定时间(一般为15～30秒)→停止搅拌并等待至规定时间(一般为1分钟)→用扳手拧紧螺母至拧不动为止→安装其它帮锚杆。

锚索施工工艺：定锚索孔位→用锚索钻机钻孔→清孔→往孔内放入树脂药卷→用锚索头部顶住树脂药卷并送入孔底→升起钻机并用搅拌器联接钻机和锚索尾部→转动钻机搅拌树脂药卷至规定时间(一般为1分钟)后收缩锚杆钻机卸下搅拌器→等待15分钟→套上托板安装锚具→用张拉设备张拉锚索至预紧力，不低于100kN，不高于120kN→安装防外射设施。

技术要求

为保证工作面现场管理及安全，顶锚杆和帮锚杆严禁平行作业，以防工作面现场管理混乱，且必须按要求按设计尺寸施工，保证巷道成形质量，不得欠挖，超挖不得超过150mm(不可抗拒的冒顶和片帮除外)，不得在空顶空帮下作业，严格控制空顶距。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省