矿(岩)柱计算

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1、矿（岩）柱计算1、两种情况：1)地面建（构）筑物保安矿（岩）柱不像井下一样涉及水压的横向突破岩石抗剪（拉）强度，适合用岩移角办法确定矿（岩）柱厚度。公式：保安矿（岩）柱L保=垂深h/岩层移动角α的正切＋维护带宽a=（539.299-510）/tg70°＋10=21m2)井下导水断层保安矿（岩）柱（1）平面保安矿（岩）柱井下涉及水压的横向突破岩石抗拉（剪）强度，适合用岩石抗拉（剪）强度办法确定矿（岩）柱宽度。公式：式中：L保——矿（岩）柱留设宽度，m；K——安全系数，一般2～5；M——矿层厚度或采高，

2、m；P——水头压力，MPa；Kp——矿（岩）体抗拉强度，MPa。［］（2）竖面保安矿（岩）柱主要考虑顶板塌陷，适合用导水裂隙带确定矿（岩）柱垂高。公式：Hsh≥Hli＋Hb＋Hbili＋Hfe式中：Hsh——矿（岩）柱留设垂高，m；Hli——导水裂隙带的最大高度，m；Hb——保护层厚度，按表1.1-1，m；Hbili——地表裂缝深度（围岩无松散层覆盖或采深较小时考虑），m；Hfe——基岩风化带深度（松散含水层为强或中等含水层时考虑），m；表1.1-1防水安全矿(岩)柱保护层厚度（Hb）单位:m覆岩岩

3、性松散层底部粘性土层厚度大于累计采厚松散层底部粘性土层厚度小于累计采厚松散层全厚小于累计采厚松散层底部无粘性土层坚硬4A5A6A7A中硬3A4A5A6A软弱2A3A4A5A极软弱2A2A3A4A注：：∑M——累计采厚，n——分层层数实例4.11.2岩溶构造裂隙水下开采的可靠性分析南凤山采区岩溶构造裂隙分别是F11、F12、F13张扭性含水断层和南凤山暗河（R1）和南凤山暗河（R2），属采掘工程危险、有害因素。现对设计确定的保安矿（岩）柱尺寸的可靠性，定量分析如下：1）含水断层保安矿（岩）柱宽度的可靠

4、性分析公式：式中：L保——矿（岩）柱留设宽度，m；K——安全系数，一般2～5；M——矿层厚度或采高，m；P——水头压力，MPa；Kp——矿（岩）体抗拉强度，MPa。计算过程及结果见表4.11-1。表4.11-1含水断层保安矿（岩）柱宽度计算表参数矿体常数安全系数K矿层厚度或采高M（m）水头压力P（MPa）矿（岩）体抗拉强度Kp（MPa）矿（岩）柱留设宽度L保（m）备注计算留设或实际间距规定符合性0-30.552.242.792.92950≥20符合0-40.551.452.72.92620≥20符合

5、0-50.55.2.982.942.921340≥20符合不需留0-60.550.942.842.92423≥20符合0-70.551.272.712.92534≥20符合从上表计算看出，0-3、0-4、0-6、0-7矿体留设的含水断层保安矿（岩）柱宽度均大于计算值，也大于规定值20m。根据附图C23-109-3，0-5号矿体与含水断层间距40m，大于计算值13m，也大于规定值20m，不需留设保安矿（岩）柱。根据附图C23-109-1，三号盲斜井及其主要硐室与含水断层间距49m，大于规定值20m。分

6、析结论：含水断层尖灭线正下方矿体设为保安矿柱，三号盲斜井及其主要硐室、各主要矿体留设的含水断层保安矿（岩）柱宽度可靠。2）南凤山暗河保安矿（岩）柱垂高的可靠性分析公式：Hsh≥Hli＋Hb＋Hbili＋Hfe式中：Hsh——矿（岩）柱留设垂高，m；Hli——导水裂隙带的最大高度，m；Hb——保护层厚度，按表4.11-2，m；Hbili——地表裂缝深度（围岩无松散层覆盖或采深较小时考虑），m；Hfe——基岩风化带深度（松散含水层为强或中等含水层时考虑），m；表4.11-2防水安全矿(岩)柱保护层厚度（

7、Hb）单位:m覆岩岩性松散层底部粘性土层厚度大于累计采厚松散层底部粘性土层厚度小于累计采厚松散层全厚小于累计采厚松散层底部无粘性土层坚硬4A5A6A7A中硬3A4A5A6A软弱2A3A4A5A极软弱2A2A3A4A注：：∑M——累计采厚，n——分层层数，计算过程及结果见表4.11-3。表4.11-3南凤山暗河保安矿（岩）柱高度计算表参数矿体导水裂隙带的最大高度Hli（m）累计采厚∑M（m）分层层数n保护层厚度Hb（m）地表裂缝深度Hbili（m）基岩风化带深度Hfe（m）矿（岩）柱留设高度Hsh（m

8、）备注计算留设或实际间距符合性0-364.602.241160080208符合不需留0-464.601.451100075204符合0-564.60.2.981210085212符合0-664.600.94170071220符合0-764.601.27190073214符合根据上表计算，结合附图C23-109-2，各主要矿体与上方南凤山暗河的高差不低于204m，也大于计算值，不需另留南凤山暗河保安矿（岩）柱。分析结论：南凤山暗河对下方主要矿体开采不构成危险、有害因素。