按《矿井水文地质规程》中的公式计算
发布网友
发布时间：2022-11-19 11:19
共1个回答
热心网友
时间：2024-12-04 08:59
1.垂直导水（上下含水层越流导水）断层
（1）正断层上盘（下降盘）
按三种情况计算，然后进行比较，决定取舍，一般选取大数。
1）根据水压在顺煤层方向上的作用力，求煤柱宽度（图9-4）：
河南省焦作煤田矿井水防治研究
式中：L——顺层煤柱宽度（m）；
K——安全系数，一般取2，当对断层位置、产状控制程度不足，断层充填不实，破碎带较宽时，K值可适当增大，但不宜超过5；
M——煤层厚度或总采高（m）；
P——水头压力（kg/cm2）；
Kp——煤的抗张强度（kg/cm2）。
若煤层为倾斜时，可用下式换算成水平投影宽度（图9-5）：
L安＝L·cosα
式中：L安——煤柱宽度的水平投影（m）；
L——顺层煤柱宽度（m）；
α——煤层倾角。以下的计算中凡需将倾斜煤柱宽度换算成水平投影宽度时均用此式计算，不再重复。
图9-4 煤层水平时煤柱宽度示意图
图9-5 煤层倾斜时煤柱宽度示意图
2）根据水压对煤层底板的作用力，求煤（岩）柱的宽度（图9-6）：
河南省焦作煤田矿井水防治研究
式中：H安——安全防水煤（岩）柱厚度（m）；
P——防水煤（岩）柱承受的静水压力（kg/cm2）；
Ts——突水系数，一般取0.6～1.0；
Cp——矿压破坏深度，一般8～15m，应选用本矿实测资料；
L——顺层煤柱宽度（m）；
θ——断层面与煤（岩）层面的夹角，当岩层水平时，或在走向剖面上，θ＝A，在上山方向θ＝A-α，在下山方向θ＝A+α，其中，A为断层倾角；α为岩层倾角。
图9-6 据水压对底板的作用力求煤柱宽度图
3）若采煤后的岩层移动过与煤层交角（e）小于断层与岩层夹角（θ）时，应根据导水裂隙带上限处的煤（岩）层隔水层厚度，计算煤柱宽度（图9-7）。H安的计算同上。
河南省焦作煤田矿井水防治研究
式中：L——顺层煤柱宽度（m）；
H裂——导水裂隙带高度（m）；
H安——安全防水岩柱厚度（m）；
e——岩层移动边与煤层夹角（岩层水平时或在走向剖面上e＝δ，断层在上山方向时e＝γ-α；断层在下山方向时e＝γ+α）；
θ——断层面与煤（岩）层夹角（计算方法同上一公式）；
δ——走向岩层移动角；
γ——上山方向岩层移动角；
β——下山方向岩层移动角。
图9-7 据岩层移动与煤层交角计算煤柱宽度图
（2）正断层下盘（上升盘）（图9-8）
图9-8 正断层下盘防水煤柱宽度
河南省焦作煤田矿井水防治研究
式中：L、L1、L2、L3——顺层防水煤柱宽度和分段宽度；
H安——安全防水煤（岩）柱宽度（m）；
H裂——导水裂隙带高度（m）；
θ——断层面与煤（岩）层夹角（计算方法同上一公式）；
e——岩层移动边与煤（岩）层夹角（计算方法同上一公式）。
2.水平导水（接触导水）断层
（1）正断层上盘
分两种情况计算。
1）断层落差大于50m时，对盘二灰和奥灰与本盘大煤和二煤接触或接近，因此煤（岩）柱宽度要按垂直导水断层上盘留设防水煤（岩）柱的方法计算。
2）断层落差小于50m时，本盘大煤与对盘二灰相距20m以上，二煤虽然可能与二灰接触，但其厚度较小，顺层抗压强度大，因此均可按如下方法计算：先计算设计采空区至对盘二灰和奥灰的安全防水煤（岩）柱厚度，再换算成顺层煤柱宽度和其水平投影（图9－9）。H安的确定如前。
河南省焦作煤田矿井水防治研究
当对盘二灰高于本盘二煤时（图9-10），用下式计算：
河南省焦作煤田矿井水防治研究
式中：L——顺层煤柱宽度（m）；
H安——安全防水煤（岩）柱厚度（m）；
h——计算的含水层与煤层间的层间距（m）；
θ——断层面与煤（岩）层夹角（计算方法同上一公式）。
图9-9 正断层上盘防水煤柱宽度
图9-10 对盘二灰高于本盘二煤时正断层上盘防水煤柱宽度
（2）正断层下盘
因为上盘的主要含水层距离变远，主要须防止本盘灰岩通过断层破碎带突水，所以留设的煤柱宽度应使采掘活动不破坏断层破碎带，对落差10m以上的断层，煤柱宽度不得小于20m。
