合理留设保护煤柱的方法探讨.doc

《合理留设保护煤柱的方法探讨.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、合理留设保护煤柱的方法探讨摘要：简要介绍了保护煤柱留设方法，合理留设安全煤柱保护地面建筑物免受地下开采影响。关键词：留设保护煤柱，计算方法一、概述留设安全煤柱仍是保护地而建筑物免地下开采影响的主要措施Z—，其传统方法有垂直剖法和垂线法。这些方法存在一个共同缺点，即在保护边界角点处，只考虑了垂直于边界方向上的影响距离，而未考虑到斜向影响距离，从而使角点处留设煤柱过大，造成不必要的煤炭损失。对于这一问题，已有多种减少角点多余煤柱的方法，最常用的方法是取两种方法设计煤柱的重叠部分，但半保护边界为矩形且沿煤层走向（或倾向）时，两个煤柱完全重叠，这种方法失去作用。同吋由

2、于传统方法在理论丄仍存在一些问题（见下文），因此有必要进一步探讨保护煤柱留设方法，以期提出一种最直接进行计算、便于在图上表示、且使留设煤柱最为合理（煤柱最小）的实用设计方法。二、传统方法存在的问题1、在固定围护带时，建筑物边界转折处（角点）的围护带边界为折线，其宽度S/sinT/2（T为内角）大于规定的标准宽度S,其差值为（l/sinT/2-1）o事实上，围护带边界（受护边界）到建筑物边界的法线距离应处处相等（都为带宽S）,角点处受护边界应是以角点为圆心，以带宽S为半径作圆与直接部分和切所得圆。2、作表土层保护范围时，对应于建筑物边界角点的保护边界是折线，其宽

3、度L巾/sin/T/2大于计算宽度L巾=h-ctg巾，其差值为厶L巾二hctg巾（l/sinT/2-l）,（式中h为表土层厚度,巾为表土层移动角）。事实丄，表土层保护边界到受护边界的法向距离都相等（其值为L（b）,在转折处应是以建筑物边界角点为圆心，以（S+L（l））为半径作圆与直线部分相切所得圆弧。综合以丄两方而因素，使得表土层保护边界在角点处宽度增大，其值为：AL=（S+hctg巾）（l/sinT/2-l），•般情况下,取巾=45°,则有二（S+h）（l/sinT/2-l）。计算不同情况下的值，结果见表1表1AL值计算表单位：mhaT二60°aT=90Qp

4、T二120。2531815q2Op5p1820^5p10p15p2Op2825p3Ck35p4(k10.12.4^14.5二16.&3.9p4.6q5.46.2p40p45a5Op55a6018.&20.7・22.8,24・&7・0q7・8q8.5p9.3p6865a7Op75p8026.9.29q3h33.b10.h10.8^11.&12.4,80p85a90p95q100^35.237.2・39.3<41.4,13.2*14.614.7.15.5.由表1可看出，差值AL随着内角的增大而减小，半内角相同时，随（S+h）值的增大而增大。由于AL的存在，势必增人

5、床煤面积。3、在角点处煤柱边界为折线，其尺寸过大。产生原因是没有考虑斜向影响范围，而用垂线两端点连线的延长线來代替。实际丄角点煤柱边界不是折线，血是由按下法确定的椭圆弧形组成的曲线。椭圆弧的作法：首先把受护边界或表土层保护边界的圆弧部分示为有无数个点所组成，并过每一点作切线，以代表切点处的保护边界方向。量取切线与走向夹角e,即为保护边界与走向夹角。然后过切点作切线的垂线，计算垂线并截取线段，得到无数个煤柱边界点，即为所求椭圆弧曲线。实际丄所作切线的垂线必然是通过建筑物边界角点的射线，因此实际作图吋可直接在建筑物边界角点作一线射线,量取射线与走向的夹角旷，贝IJ

6、切线（保护边界）与走向夹角为。二90。-旷o鉴于传统垂线法存在丄述问题，有必要重新推导其计算公式。56图i垂线法剖面图三、计算公式的推导r~57~i