高庄水库保护煤柱设计.doc

高庄水库保护煤柱设计【摘要】：本保护煤柱设计为正明煤业井田内高庄水库保护煤柱设计，该设计采用垂线法进行设计。关键词：高庄水库 保护煤柱 垂线法一、概况高庄水库位于正明煤业井田东部榆林村东，是1962年由左权县龙泉乡投资兴建，高庄水库范围东西长360m，南北长120m总库容量20万m3，汇水面积7.2km2,大坝为浆砌石重力坝，坝长125 m，高15 m，为年调节水库，雨季存水较多。水库面积3.07万m2，积水标高1204.3m，积水深度4.6m，入库水量3.6m3/h，排出水量3.6m3/h，水量14.1万m3。二、选用参数此次煤柱设计选用阳泉地表岩移观测站最终参数移动角值：上山移动角、走向移动角值均为72，下山移动角为68，表土移动角取45。受护对象煤层的埋藏深度、煤层厚度、煤层倾角及黄土层厚度见下表。名称煤层埋深煤厚及倾角表土层厚度（平均）高庄水库325-370m5.51m/87m三、设计方法选择及围护带宽度确定：合理的选择煤柱留设方法，可以减少浪费煤炭资源，使煤炭资源得到合理的利用，故此选择垂线法进行留设。按建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程规定高庄水库属（）级水工受护对象，其围护带宽度为15m。 四、垂线法设计步骤及过程1、受护对象拐点坐标一览表：高庄水库边界拐点坐标：点号高庄水库4101905.619707429.11207410194919707446.812054101994.919707494.912054101950.919707534.612064101963.919707576.412104101936.119707605.612124101994.419707681.2121284101979.819707820.7120894101863.119707783.21208104101860.319707696.71207114101873.719707552.61211124101901.819707495.31209134101889.219707442.812072、确定1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13拐点圈定高庄水库受护对象边界，在外侧加围护带15m，得围护带边界点a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m。3、在围护带边界点a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m向外按公式S=hctg，所求得黄土层的宽度划出a、b、c、d、e、f、jk、l、m。4、黄土层的宽度计算一览表：高庄水库：拐点标高基岩标高黄土层厚度备注11207m1200m7m S=hctg =7mctg45=7m21205m1199m6mS=hctg =6mctg45=6m31205m1198m7mS=hctg =7mctg45=7m41206m1200m6mS=hctg =6mctg45=6m51210m1202m8mS=hctg =8mctg45=8m61212m1204m8mS=hctg =8mctg45=8m71212m1204m8mS=hctg =8mctg45=8m81208m1201m7mS=hctg =7mctg45=7m91208m1201m7mS=hctg =7mctg45=7m101207m1201m6mS=hctg =6mctg45=6m111211m1205m6mS=hctg =6mctg45=6m121209m1203m6mS=hctg =6mctg45=6m131207m1200m7mS=hctg =7mctg45=7m5、由黄土层宽度所划出的a、b、c、d、e、f、jk、l、m多边形，保护煤柱边界用垂线法圈定，由各点分别作线段ab、bc、cd、de、ef、fg、gh、hi、ij、jk、kl、lm、ma各垂线长Q(煤层上山方向垂线长度)、L（煤层下山方向垂线长度），按下式计算：Q=（H-h）ctg/（1+ctgcostg） L=（H-h）ctg/（1- ctgcostg）上山方向移动角=72下山方向=68,走向方向=72根据下列公式求出：ctg=(ctg2cos2+ ctg2sin2)1/2ctg=(ctg2cos2+ ctg2sin2)1/26、围护带边界与煤层走向方向之间所夹的锐角及相应ctgctg值见下表：高庄水库：边名围护带边界与走向方向所夹锐角（）ctgctgab022390.32492bc2345580.32492cd6437020.324920.34084de5010500.32492ef690290.324920.33611fg2945300.32492gh7321280.32492hi445400.324920.40423ij6534130.324920.33976jk7243290.324920.33265kl8629010.32492lm5355550.324920.35435ma6230150.324927、各受护对象各煤层各点基岩面至煤层垂深（H-h）值计算高庄水库15#煤a点 （H-h）=370m-7m=363mb点 （H-h）=369m-6m=363mc点 （H-h）=369m-7m=362md点 （H-h）=363m-6m=357me点 （H-h）=365m-8m=357mf点 （H-h）=363m-8m=355mg点 （H-h）=361m-8m=353mh点 （H-h）=340m-7m=333mi点 （H-h）=325m-7m=318mj点 （H-h）=342m-6m=336mk点 （H-h）=359m-6m=353ml点 （H-h）=364m-6m=358mm点 （H-h）=366m-7m=359m8、根据上述起始数据按公式计算各垂线的q 、L值高庄水库15#煤：a-11 L=（363m0.32492）/（1- 0.32492cos623015tg8） =120.486ma-12 L=（363m0.32492）/（1- 0.32492cos02239tg8）=123.589mb-13 L=（363m0.32492）/（1- 0.32492cos02239tg8） =123.589mb-14 L=（363m0.32492）/（1- 0.32492cos234558tg8） =123.09mc-15 L=（362m0.32492）/（1- 0.32492cos234558tg8） =122.751mc-16 Q=（362m0.34084）/（1+0.34084cos643702tg8） =120.902md-17 L=（357m0.32492）/（1- 0.32492cos501050tg8） =119.491md-18 Q=（357m0.34084）/（1+0.34084cos643702tg8） =119.232me-19 L=（357m0.32492）/（1- 0.32492cos501050tg8） =119.491me-20 Q=（357m0.33611）/（1+ 0.33611cos69029tg8） =117.994mf-21 L=（355m0.32492）/（1- 0.32492cos294530tg8） =120.108mf-22 Q=（355m0.33611）/（1+0.33611cos69029tg8） =117.334mg-23 L=（353m0.32492）/（1- 0.32492cos294530tg8） =119.431mg-24 L=（353m0.32492）/（1- 0.32492cos732128tg8） =116.217mh-25 L=（333m0.32492）/（1- 0.32492cos732128tg8） =109.632mh-26 Q=（333m0.40423）/（1+0.40423cos44540tg8） =127.396mi-27 Q=（318m0.40423）/（1+0.40423cos44540tg8） =121.658mi-28 Q=（318m0.33976）/（1+ 0.33976cos653413tg8） =105.951mj-29 Q=（336m0.33976）/（1+ 0.33976cos653413tg8） =111.949mj-30 Q=（336m0.33265）/（1+ 0.33265cos724329tg8） =110.24mk-31 Q=（353m0.33265）/（1+ 0.33265cos724329tg8） =115.818mk-32 L=（353m0.32492）/（1- 0.32492cos862901tg8） =115.019ml-33 Q=（358m0.35435）/（1+ 0.35435cos535555tg8） =123.244ml-34 L=（358m0.32492）/（1- 0.32492cos862901tg8） =116.648mm-35 Q=（359m0.35435）/（1+ 0.35435cos535555tg8） =123.588mm-36 L=（359m0.32492）/（1- 0.32492cos623015tg8）9、保护煤柱拐点坐标一览表：通过垂线长度延长及修剪最终得到保护煤柱各拐点坐标高庄水库：点号高庄水库15#煤XYA4101881.67419707260.611 B4102031.36519707324.689 C4102205.63219707504.408 D4102115.92619707579.032 E4102127.50519707611.017 F4102123.27019707615.301 G4102140.92519707638.558 H4102084.98919708016.316 I4101742.97619707893.117 J4101728.23119707709.218 K4101738.68919707520.702 L4101751.82419707491.938 M4101726.87019707397.522 五、保护煤柱面积及压煤量一览表根据公式计算储量（公式见附录）煤层块段111b储量122b储量333储量15#111b-3111b-5111b-61623766.3t高庄水库保护煤柱最终压煤量计算：111b-3、111b-5、111b-6块段压煤162.4万吨。六、总结：该煤柱设计采用计算机计算制作,煤层底板等高线依据正明煤业矿井地质报告，地面标高现场实测，煤厚、容重等地质参数依据正明煤业矿井地质报告及附近钻孔，保护煤柱各角点坐标从图上直接量取。煤柱设计图比例为1:2000，并附地形图，此次设计随地质构造及建（构）筑物变化作修改。参考文献：1煤矿测量手册 煤炭工业部生产司组织编写 煤炭工业出版社 19792矿山测量学 中国矿业学院测量教研室 煤炭工业出版社 19793、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与