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建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程.pdf
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1、;10鬟聋fel成勰缝C 琼 i舞蠢蠹蠹 WWW就合谈凝 li11第八篇 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程1327第一章总 则第1条煤炭是我国的主要能源和工业原料,是国家所有的非再生资源。合理开采和优 化利用煤炭资源,保护受开采影响区域内的主要井巷、建(构)筑物、水体、铁路和地面 生态环境,保护矿井开采不受水体的威胁,使煤炭工业健康持续发展,适应可持续发 展战略模式,是我国煤炭工业的主要技术政策。根据中华人民共和国煤炭法、中 华人民共和国矿产资源法、煤炭工业技术政策、中华人民共和国土地管理法、中华人民共和国环境保护法等有关规定,制定本规程。本规程适用于包括国有煤 矿在内的所有
2、大、小煤炭企业。第2条本规程包括:煤矿区建(构)筑物、水体、铁路和主要井巷保护煤柱或安全岩柱的 留设原则与设计方法;压煤开采原则与方法;开采沉陷对地面生态环境影响评价原则 与治理技术途径;煤柱留设与压煤开采的管理办法等。凡煤矿矿区总体设计、矿井设 计和矿井建设与生产等工作中涉及的上列问题,均应按本规程执行。矿区工农业建 设与生产中涉及的压煤与开采影响问题,亦可参照本规程执行。第3条建(构)筑物、水体和铁路压煤和主要井巷煤柱的合理开采和采动对象的保护与 治理,是煤炭行业和企业的计划、设计、生产、技术、地质、测量和基本建设等各部门的 共同职责。煤矿各级管理部门和企业,应根据矿区生产、建设发展需要,
3、由总工程师 领导上述部门制定有关开采、保护及治理的规划,积极稳妥地组织实施。第4条建(构)筑物、水体、铁路及主要井巷所压煤炭资源应遵循煤炭资源优化利用原 则,受护对象安全原则,保护生态环境原则和企业经济与社会效益原则,凡技术上可 行、经济上合理,丢弃后带来永不可采或其它严重后果的,必须进行开采;技术条件可 能,但尚无成熟经验的应积极进行试采;在目前技术条件下难以开采,但采用搬迁、就 地重建、就地维修、改道(河流)和疏干或改造(地下含水层)等特殊措施,在经济上合 理时,可进行开采。否则应当留设保护煤柱或经有资格的技术咨询部门评估和主管 部门批准放宽回采率要求,采出部分煤量。1328第八篇 建筑物
4、、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程第5条本规程规定建(构)筑物下、铁路下、近水体安全采煤的原则是:在建(构)筑物下 采煤时,对于零散建(构)筑物,受开采影响后经过维修能满足安全使用要求;对于大 片建筑群,受开采影响后大部分建筑物不维修或小修,少部分建筑物经中修和个别经 大修能满足安全使用要求;在铁路下采煤时,经采取措施不影响列车安全运行;在近 水体采煤时,受影响的采区和矿井涌水量不超过其排水能力、不影响正常生产,以及 地面水利设施经维修不影响正常使用。第6条土地和耕地的破坏与保护是煤矿企业生产建设中面临的量大面广的课题,它直 接关系到煤炭生产和农业生产,关系到农民生活和工农关系,政策
5、性很强。应根据 中华人民共和国土地管理法、中华人民共和国环境保护法的规定执行,经过技术 经济论证,本着谁损坏,谁修复,恢复利用,因地制宜、综合治理的原则,与有关方面协 商解决。第7条根据中华人民共和国煤炭法、中华人民共和国矿产资源法规定,未经煤矿企 业同意,任何单位或者个人不得在煤矿企业依法取得土地使用权的有效期间内在该 土地上种植、养殖、取土或者修建建(构)筑物。在煤矿矿区范围内需要建设公用工程 或者其他工程的,有关单位应当事先与煤矿企业协商,选择适宜位置,并按本规程要 求,采取相应技术措施,达成协议并经所在省、直辖市、自治区人民政府煤炭主管部门 批准后,方可施工。否则,煤矿不负责赔偿。第8
6、条矿区内现有建(构)筑物及交通、水利等工程设施搬迁的新址,由矿区所在地人民 政府责成主管部门主持与煤炭企业协商选定,防止重复压煤,应尽量利用已经稳定的 沉陷地作为搬迁新址。第9条在勘探受水体威胁的矿区或井田时,地质勘探部门应根据勘探区的具体条件和 矿井设计实际需要,并参照本规程的相应要求,安排水文地质勘探工作,获得设计开 采水体压煤所必需的水文地质资料,并编入报告。第10条在矿区总体规划和矿井设计中,应根据矿区(井)的自然、经济、技术和管理条件,对建(构)筑物、水体、铁路及主要井巷的压煤开采,以及恢复地面生态环境可行性进 第八篇 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程1329行技术
7、论证和经济评价。因采取专门措施所发生的附加费用应分别计入基建投资和 生产成本。第n条对建(构)筑物、水体、铁路及主要井巷压煤量大的矿井,应尽可能在井位选择、开 拓部署、巷道布置、开采程序,采煤方法和顶板管理方法等方面采取相应的措施,以最 大限度地减轻开采影响的破坏作用,实现少丢煤、少搬迁及安全生产要求。工业场地 布置力求紧凑,少占地、少压煤。煤田上方的主要建(构)筑物要尽量采取抗采动结构 措施。第12条煤炭开采必然伴随着发生围岩及地表移动和变形。各矿区的围岩及地表移动规 律及有关参数具有地区特性,获取和积累有关围岩及地表移动的科学数据,是煤矿企 业工程技术人员和有关业务部门的职责。每个矿区应有
8、计划、有目的地开展上述科 学试验与现场监测,综合分析,求取参数,总结规律,用于解决本区的开采沉陷问题。第13条本规程是依据长壁全部垮落法或长壁分层开采垮落法为主的科学数据与实践经 验编制的。对于其它采煤方法或特殊的地质条件可参照本规程执行。1330第八篇 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程第二章 建(构)筑物保护煤柱 留设与压煤开采第一节 建(构)筑物保护煤柱的留设第14条按建(构)筑物的重要性、用途以及受开采影表8 2-1矿区建(构)筑物保护等级划分保护等级 主要建(构)筑物国务院明令保护的文物和纪念性建筑物;一等火车站,发电厂主厂房,在同一跨度 内有两台重型桥式吊车的大型厂
9、房,平炉,水泥厂回转窑,大型选煤厂主厂房等特别I 重要或特别敏感的、采动后可能导致发生重大生产、伤亡事故的建(构)筑物;铸铁瓦斯管道干线,大、中型矿井主要通风机房,瓦斯抽放站,高速公路,机场跑道,高层住 宅楼等n高炉,焦化炉,220kV以上超高压输电线路杆塔,矿区总变电所,立交桥;钢筋混凝 土框架结构的工业厂房,设有桥式吊车的工业厂房,铁路煤仓、总机修厂等较重要的 大型工业建(构)筑物;办公楼,医院,剧院,学校,百货大楼,二等火车站,长度大于 20m的二层楼房和三层以上多层住宅楼;输水管干线和铸铁瓦斯管道支线;架空索 道,电视塔及其转播塔,一级公路等无吊车设备的砖木结构工业厂房,三、四等火车站
10、,砖木、砖混结构平房或变形缝 区段小于20m的两层楼房,村庄砖瓦民房;高压输电线路杆塔,钢瓦斯管道等N 农村木结构承重房屋,简易仓库等注:凡未列入表8-2-1的建(构)筑物,可依据其重要性、用途等类比其等级归属。对于不易确定者,可组织专门论证,并报省、直辖市、自治区煤炭主管部门审定。第八篇建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程1331响引起的不同后果,将矿区范围内的建(构)筑物保护等级分为四级(表1)。第15条在矿井、水平、采区设计时应划定保护煤柱的建(构)筑物有:1)矿井无可靠抵抗地表变形措施的工业场地建(构)筑物,以及远离工业场地的 矿井主要通风机及其风道等设施。2)国务院明令
11、保护的文物、纪念性建(构)筑物。3)目前条件下采用不搬迁或就地重建等方式进行采煤在技术上不可能或经济上 不合理,而搬迁又无法实现或在经济上严重不合理的建(构)筑物。4)煤层开采后,重要建(构)筑物所在的地表可能产生抽冒、切冒、滑坡等形式的 塌陷漏斗坑、突然下沉或滑动崩塌,造成对重要建(构)筑物地基严重破坏的。5)建(构)筑物所在的地表下面潜水位较高,采后因地表下沉导致建(构)筑物及 其附近地面积水,而又不能自流 排泄或采用人工排泄方法经济上不合理的。6)重要河(湖、海)堤、库(河)坝、船闸、泄洪闸、泄水隧道和水电站等大型水工建 筑工程。7)高速公路、机场跑道。上述各类建(构)筑物保护煤柱,在其
12、条件符合第28条或第29条 规定时,允许 进行开采或试采。第16条确定建筑物保护煤柱的允许地表变形值采用下列数值:倾 斜:,=3 mm/m;曲 率:K=0.2x 10-3/m;水平变形:e=2mmzm。第17条地面受护面积包括受护对象及其周围的围护带。围护带宽度根据受护对象的保护等级确定,一般可按表2规定的数值选用。表8-2-2建(构)筑物各保护等级煤柱的围护带宽度建(构)筑物保护煤柱等级IninN围护带宽度(m)20151051332第八篇 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程建(构)筑物受护边界应不出现过多的边、角。当建(构)筑物受护面积较小时,应 酌情加大其保护煤柱尺寸,以
13、避免在建(构)筑物受护面积内因地表变形叠加而超过 其允许变形值(见附录九例9)0第18条设计建(构)筑物受护边界可选用下列方法:1)在平面图上通过受护对象角点作矩形,使矩形各边分别平行于煤层倾斜方向 和走向方向;在矩形四周作围护带,该围护带外边界即为受护边界。2)在平面图上作各边平行于受护对象总轮廓的多边形(或四边形);在多边形(或 四边形)各边外侧作围护带,该围护带外边界即为受护边界。第19条对于必须留设保护煤柱的建(构)筑物,其保护煤柱边界可按移动角采用垂直剖 面法(适用于各类建(构)筑物)、垂线法(多用于延伸形构筑物)、数字标高投影法(主 要适用于倾角变化较大的煤层)之一设计。具体设计方
14、法见附录九例1、例2、例3及 例12o各主要矿区(井)移动角值及地表变形计算参数见附录五。新矿区移动角值和地 表变形参数可按类比方法确定(见附录五)。第20条用垂直剖面法设计与煤层走向斜交的受护对象保护煤柱时,应符合下述原则:在松散层内采用由角划直线;在基岩内则分别以斜交剖面移动角6、/代替6、Z角划直线。直线与煤层底板的交点即为保护煤柱在煤层该斜交剖面上的上、下边 界。g、p角按下式计算:ctg g=V ctcos20+ctg2sin20ctg/=V ctycos20+ctsin20式中八6和台分别为上山、下山和走向方向的岩层移动角;6围护带边界与煤层倾向线之间所夹的锐角。第21条用垂线法设
15、计与煤层走向斜交的受护对象保护煤柱时,煤柱在煤层上山方向垂 线长度q和下山方向垂线长度1按下式计算:_(H-h)ctK0 1+ctg P cosBtg a第八篇 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程1333_(H-h)ct1-C tg yC OsBtg Q 式中h松散层厚度,m;H煤层到地表的垂深(从受护边界起在松散层中以cp角作直线与基岩面 相交,值为过此交点的煤层深度);a 煤层倾角。其他符号同第20条。第22条数字标高投影法用于设计延伸形建(构)筑物或基岩面标高变化较大情况下的保 护煤柱。该法要求保护煤柱空间体的侧平面(即倾角为的平面)上等高线的 等高距应与煤层等高线(或基
16、岩面等高线)的等高距D相同,而相邻两等高线之间的 水平距禺d应根据少、$、丫角及煤层等iWj距O,按d-Octg(或d-Octg g;d-Octg/)求取。连接保护煤柱侧平面与煤层层面(或基岩面)上同值等高线的交点,即 得保护煤柱边界,其具体设计方法与步骤见附录九例3 o第23条当煤层为向斜、背斜和复式向、背斜构造时,应根据建(构)筑物与向、背斜构造的 空间位置,用垂直剖面法设计保护煤柱(见附录九例ll)o第24条在设计山区建(构)筑物保护煤柱时,为防止采动滑坡和滑移的附加影响,应采取 下列措施:1.位于可能发生采动滑坡和古滑坡地基上的或可能受采动引起陡崖峭壁崩塌危 害的建(构)筑物,应首先考
17、虑采取搬迁措施,否则应将可能发生采动滑坡的坡体划入 受护范围,或者采取防治采动滑坡的技术措施。坡体采动后是否会产生滑坡可用采 动坡体稳定性分析方法结合本矿区积累的实践经验判定。采动坡体稳定性分析见附 录十一。2.为防止山体采动滑移附加变形对受护建筑物的影响,当保护煤柱受护边界至 煤柱边界范围内地表平均倾角大于15。时,应采用本矿区求得的山区移动角留设保护 煤柱,如无本矿区实测资料而采用平地移动角留设保护煤柱时,建筑物上坡方向移动 角应减小510;下坡方向移动角一般应减小23%第25条由于山区建(构)筑物保护煤柱尺寸较大,压占煤炭资源较多,因而在设计山区保 护煤柱时,应对不同方案进行经济技术可行
18、性评价和分析对比,因地制宜选取最佳方 1334第八篇 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程案。第26条新矿井和生产矿井在设计本规程规定的各类保护煤柱和安全岩柱时,应有相应 的图纸(见附录九各例)和文字说明,其内容包括地质、开采技术条件、受护对象概况、留设煤柱的必要性、选取的参数及压煤量计算。第八篇 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程1335第二节 建(构)筑物压煤的开采第27条建(构)筑物受开采影响的损坏程度取决于地表变形值的大小和建(构)筑物本身 抵抗采动变形的能力。对于长度或变形缝区段内长度小于20m的砖混结构建筑物,其损坏等级划分见表8-2-3 o其它结构类
19、型的建(构)筑物参照表3的规定执行。工业构筑物、技术装置、暖卫工程管网等地表(地基)的允许和极限变形值可参照 附录三执行。当地表变形值小于或等于该允许变形值时,一般可不采取专门的加固 措施或开采技术措施。表8 2-3砖混结构建筑物损坏等级损坏等级建筑物损坏程度地表变形值损坏分类结构处理水平变形e(mm/m)曲率K(IO7%)倾斜i(mm/m)I自然间砖墙上出现宽度12mm的裂缝2.0W0.23.0极轻微损坏不修自然间砖墙上出现宽度小于 4mm的裂缝;多条裂缝总宽度小 于 10mm轻微损坏简单维修n自然间砖墙上出现宽度小于 15mm的裂缝,多条裂缝总宽度 小于30mm;钢筋混凝土梁、柱上 裂缝长
20、度小于1/3截面高度;梁 端抽出小于20mm;砖柱上出现 水平裂缝,缝长大于1/2截面边 长;门窗略有歪斜4.00.46.0轻度损坏小修1336第八篇 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程续表损坏等级建筑物损坏程度地表变形值损坏分类结构处理水平变形e(mm/m)曲率K(10-3/m)倾斜(mm/m)m自然间砖墙上出现宽度小于 30mm的裂缝;多条裂缝总宽度 小于50mm钢筋混凝土梁、柱上 裂缝长度小于1/2截面高度;梁 端抽出小于50mm;砖柱上出现 小于5mm的水平错动;门窗严重 变形6.0W0.610.0中度损坏中修自然间砖墙上出现宽度大于 30mm的裂缝;多条裂缝总宽度 大
21、于50mm;梁端抽出小于60mm 石专柱出现小于25mm的水平错动6.00.6 10.0严重损坏大修自然间砖墙上出现严重交叉裂 缝、上下贯通裂缝,以及墙体严 重外鼓、歪斜,钢筋混凝土梁、柱 裂缝沿截面贯通;梁端抽出大于 60mm砖柱出现大于25 mm的水 平错动;有倒塌的危险极度严重 损坏拆建注:建筑物的损坏等级按自然间为评判对象,根据各自然间的损坏情况按表8-2-3分别进行。第28条符合下列条件之一者,建(构)筑物压煤允许开采:1)预计的地表变形值小于建(构)筑物允许地表变形值。2)预计的地表变形值超过建(构)筑物允许地表变形值,但经就地维修能够实现 第八篇 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱
22、留设与压煤开采规程1337安全采煤,并符合第5条规定的要求。3)预计的地表变形值超过建(构)筑物允许地表变形值,但经采取本矿区已有成 功经验的开采技术措施和建(构)筑物加固保护措施后,能满足安全正常使用要求。第29条符合下列条件之一者,建(构)筑物压煤允许进行试采:1)预计地表变形值虽然超过建(构)筑物允许地表变形值,但在技术上可行、经济 上合理的条件下,经对建(构)筑物采取可靠的加固保护措施或有效的开采技术措施 后,能满足安全使用要求。2)预计的地表变形值超过允许地表变形值,但国内外已有类似的建(构)筑物和 地质、开采技术条件下的成功开采经验。3)开采的技术难度较大,但试验研究成功后对于煤矿
23、企业或当地的工农业生产 建设有较大的现实意义和指导意义。第30条开采建(构)筑物压煤时,应考虑的原则是:除了建(构)筑物本身的允许变形能力 大小外,应考虑从开采措施上只采取单一措施或同时采取二种以上综合措施的可能 性,以及地下开采措施和地面加固措施相结合的可能性。第31条进行建(构)筑物下采煤需要采取相应的开采技术措施时,根据建(构)筑物及地 质、开采技术条件的不同,可选用下列措施:1)长工作面、双工作面或阶梯状工作面的全柱式联合开采方法,使建(构)筑物位 于移动盆地的中央。同时,一般不得在建(构)筑物下方残留煤柱或出现永久性开采 边界,以减小建(构)筑物所在处的地表变形值。在开采数个煤层的情
24、况下,可在第一 个煤层开采引起的地表移动基本稳定后再开采第二个煤层,从而减少采动叠加有害 影响。2)垮落条带法或充填条带法,也可采用水力充填、风力充填或自溜充填等方法。3)限制开采厚度,减少开采煤层层数或控制开采煤量等方法。4)条件允许时,可采用协调开采方法(包括两个煤层或分层之间以及同一煤层内 各工作面之间的协调开采)。5)在开采煤层群时,如果煤层之间的距离允许,可采用上行开采。6)离层带注浆充填方法。1338第八篇 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程7)开采薄煤层时,可采用垒砌肝石带的顶板管理方式。第32条进行已有建(构)筑物下采煤需对其采取加固保护措施时,应遵守下列基本原
25、则:1)预计建筑物将受n级损坏时,一般只需要采取简单加固保护措施,如设置地表 变形补偿沟、钢拉杆、钢筋混凝土圈梁以及对长建筑物增设变形缝等。2)预计建筑物将受直级损坏时,应采取中等加固保护措施,即除采取上述简单加 固保护措施外,还应增设钢筋混凝土基础梁(包括纵、横向梁及斜梁)、层间及檐口钢 筋混凝土圈梁、钢筋混凝土柱等,并可采取一定的开采技术措施。3)预计建筑物将受N级损坏时,应采取专门加固保护措施,必要时采取减小地表 移动和变形的开采技术措施。4)对于地下管网,除采用临时性地面管网外,也可对其采取适当保护措施,如设 置柔性接头或补偿器、增设附加阀门、建立环形管网、修筑管沟等。5)每次开采前和
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