矿井边界防隔水煤岩柱留设优化探讨

"矿井初步设计中边界防隔水煤岩柱留设的探讨主要集中在矿井水害防治、煤岩柱稳定性、应力破坏、导水裂缝带和静水压等方面，重点关注济宁煤田中济宁二矿与三矿的边界煤柱留设案例。" 在矿井设计中，边界防隔水煤岩柱的留设对于防止矿井水害至关重要。矿井水害事故大多由老空水引起，而设计中不合理或不科学的煤岩柱留设是主要原因之一。目前的设计规范虽然对"三下"开采的防水煤柱留设有所规定，但在矿井间的边界煤柱留设问题上缺乏明确指导。 存在两个常见的留设方法：一是垂线切割法，适用于水文地质中等类型及以下的矿井，留设宽度一般不少于40米，但忽略了煤层的深度、厚度和开采年限等关键因素；二是覆岩移动角法，适用于水文地质复杂类型的矿井，考虑了覆岩的移动和冒裂，但这两种方法在实际应用中都有其局限性。 矿井边界防隔水煤岩柱的安全稳定性受到多个因素的影响，包括覆岩应力破坏、岩层受采动影响产生的移动破坏等。为了更科学地确定煤岩柱的留设，需要综合分析煤柱的有效稳定性弹性核区宽度、覆岩导水裂缝带的上限岩柱宽度以及煤岩柱对抗静水压的能力。通过这些计算，可以优化选择煤岩柱的尺寸，确保其防隔水功能的充分发挥。 以济宁煤田的济宁二矿与三矿为例，原本设计的边界煤柱留设宽度为40米，但经过详细分析计算后，得出的最优尺寸为99.56米，这显著超过了原设计，表明了采用更精确计算方法的必要性。根据这一计算结果，两矿井的边界隔离煤柱进行了相应的调整，从而提升了矿井的安全生产水平。 这种方法不仅可以应用于矿井边界煤柱的留设，还可以扩展到采区和区段隔离煤柱的计算。对于矿井水害防治而言，合理的煤岩柱留设是一项基础而关键的工作，需要结合具体的地质和水文条件，采用科学的方法进行计算和设计，以避免因煤岩柱不合理留设而导致的矿难风险。