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1、合理留設保護煤柱的方法探討摘要：簡要介紹了保護煤柱留設方法，合理留設安全煤柱保護地面建筑物免受地下開采影響。關鍵詞：留設保護煤柱，計算方法一、概述留設安全煤柱仍是保護地而建筑物免地下開采影響的主要措施Z—，其傳統(tǒng)方法有垂直剖法和垂線法。這些方法存在一個共同缺點，即在保護邊界角點處，只考慮了垂直于邊界方向上的影響距離，而未考慮到斜向影響距離，從而使角點處留設煤柱過大，造成不必要的煤炭損失。對于這一問題，已有多種減少角點多余煤柱的方法，最常用的方法是取兩種方法設計煤柱的重疊部分，但半保護邊界為矩形且沿煤層走向（或傾向）時，兩個煤柱完全重疊，這種方法失去作用。同吋由
2、于傳統(tǒng)方法在理論丄仍存在一些問題（見下文），因此有必要進一步探討保護煤柱留設方法，以期提出一種最直接進行計算、便于在圖上表示、且使留設煤柱最為合理（煤柱最?。┑膶嵱迷O計方法。二、傳統(tǒng)方法存在的問題1、在固定圍護帶時，建筑物邊界轉(zhuǎn)折處（角點）的圍護帶邊界為折線，其寬度S/sinT/2（T為內(nèi)角）大于規(guī)定的標準寬度S,其差值為（l/sinT/2-1）o事實上，圍護帶邊界（受護邊界）到建筑物邊界的法線距離應處處相等（都為帶寬S）,角點處受護邊界應是以角點為圓心，以帶寬S為半徑作圓與直接部分和切所得圓。2、作表土層保護范圍時，對應于建筑物邊界角點的保護邊界是折線，其寬
3、度L巾/sin/T/2大于計算寬度L巾=h-ctg巾，其差值為厶L巾二hctg巾（l/sinT/2-l）,（式中h為表土層厚度,巾為表土層移動角）。事實丄，表土層保護邊界到受護邊界的法向距離都相等（其值為L（b）,在轉(zhuǎn)折處應是以建筑物邊界角點為圓心，以（S+L（l））為半徑作圓與直線部分相切所得圓弧。綜合以丄兩方而因素，使得表土層保護邊界在角點處寬度增大，其值為：AL=（S+hctg巾）（l/sinT/2-l），?般情況下,取巾=45°,則有二（S+h）（l/sinT/2-l）。計算不同情況下的值，結果見表1表1AL值計算表單位：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隨著內(nèi)角的增大而減小，半內(nèi)角相同時，隨（S+h）值的增大而增大。由于AL的存在，勢必增人
5、床煤面積。3、在角點處煤柱邊界為折線，其尺寸過大。產(chǎn)生原因是沒有考慮斜向影響范圍，而用垂線兩端點連線的延長線來代替。實際丄角點煤柱邊界不是折線，血是由按下法確定的橢圓弧形組成的曲線。橢圓弧的作法：首先把受護邊界或表土層保護邊界的圓弧部分示為有無數(shù)個點所組成，并過每一點作切線，以代表切點處的保護邊界方向。量取切線與走向夾角e,即為保護邊界與走向夾角。然后過切點作切線的垂線，計算垂線并截取線段，得到無數(shù)個煤柱邊界點，即為所求橢圓弧曲線。實際丄所作切線的垂線必然是通過建筑物邊界角點的射線，因此實際作圖吋可直接在建筑物邊界角點作一線射線,量取射線與走向的夾角曠，貝IJ
6、切線（保護邊界）與走向夾角為。二90。-曠o鑒于傳統(tǒng)垂線法存在丄述問題，有必要重新推導其計算公式。56圖i垂線法剖面圖三、計算公式的推導r~57~i
