留设安全煤柱尺寸的影响因素
煤柱尺寸的变化规律直接影响煤柱设计,实测资料及理论研究已证实,影响煤柱宽度的地质采矿因素如下:
(1)上覆岩层岩性:上覆岩层的力学性质是影响留设安全煤柱宽度的主要因素。不同矿区上覆岩层的力学性质不同,安全相同面积的地表建(构)筑物所需留设的安全煤柱宽度也不相同。煤层顶底板岩性不仅影响煤柱的应力状态和环境,而且对煤柱的强度有影响。一般说来,上覆岩层为硬岩层时较软岩层所需留设的安全煤柱宽度小。
(2) 煤柱强度:煤柱强度不仅与煤柱的力学性质、煤柱内的弱面、顶底板岩性和煤柱侧向应力等因素有关,而且与煤柱的长度、宽度和高度等因素有密切关系。
(3) 开采深度:实测资料表明,在相同的地质采矿条件下,地表移动和变形值与采深成反比,采深越大,地表变形减小,与临界变形值相应的点相对地向盆地中央偏移,当达到一定的深度时,引起的地表变形小于建(构)筑物的临界变形值,对其不会造成有害影响。
(4) 采高:采高对上覆岩层及地表移动过程的性质有重要的影响,采高越大,地表移动和变形值也越大,移动过程剧烈,移动范围增大,则安全煤柱宽度就越大。在一定的开采深度下,存在着采高的临界值,而当采高小于一定的临界值时,可以不留设安全煤柱。达到一定值时,必定会对地面造成破坏。所以,在厚煤层开采时,需采取限高等开采方法,以减小对地面建(构)筑物的破坏。
(5) 煤层倾角:煤层倾角不同,上覆岩层移动形式、破坏发展过程、破坏影响分布状态等特征也会不同,煤层倾角影响到安全煤柱的受力状态和应力集中程度。随着煤层倾角的增大,地表移动盆地向采区下山方向扩展,所需留设的安全煤柱宽度相应增大。