《三下开采规范》中安全煤（岩）柱留设问题探讨

作者：吕玉广; 孙国; 吴宝峰; 李硕

来源：煤炭科学技术, 2023, 1-7.

• 保护层
• 保护系数
• 分区阈值
• “三区”划分
• 承压系数
• 安全煤(岩)柱

针对《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》中安全煤(岩)柱设计以及水压对顶板突水控制作用等问题进行探讨。首先分析了规范的附表4-3表头文字出发，指出保护层厚度的有关规定仅适用于松散含水层(含地表水体)，至于基岩含水层下采煤应如何确定保护层厚度则未明确；进而以泥岩与粘性土层均具有阻水功能为桥梁，推导出基岩含水层下采煤可参照“松散层下粘性土层累计厚度大于采厚”条件执行，遵照“就高不就低原则”，基岩含水层下保护层厚度统一取采厚的4倍为宜；既然规范适用条件为单层采厚不大于3.0m，则附表4-3中“松散层厚度小于采厚”的规定难以理解，建议删除。其次，基于“保护”一词的科学内涵对“保护层”重新定义，即导水裂缝带顶界面到含水层底界面之间的隔水岩层均具有“保护”功能，应统称为保护层(Hb)；进而提出了保护系数(Bs)概念，即保护层厚度与单层采厚的比值；松散含水层下保护系数分区阈值Bi=2、3、4、5、6、7)，基岩含层下保护系数分区阈值Bi=4，据此对顶板水害风险进行等级划分：突水区(Bs≤0)、危险区(0<Bs<Bi)、安全区(Bs≥Bi)。此外，借鉴底板突水系数概念，将单位厚度保护层承受的水头压力称为保护层承压系数(T=P/Hb)，通过对三种煤水结构条件下承压系数的分析，得出第四系松散含水层、非煤系基岩含水层下采煤可以不考虑水压，煤系基岩含水层下采煤随着开采深度增加、水压随之增大而带来的突(涌)水风险。最后，分析了底板含水层顶部存在被泥质物充填隔水带时，《三下开采规范》给出的底板防水安全煤(岩)柱表达式(ha≥h1+h2+h4)与附图相矛盾，正确的表达式应为ha≥h1+h2-h4。

• 出版日期2023
• 单位中国矿业大学（北京）; 中国矿业大学