村保安煤柱 1.docx
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村保安煤柱 1.docx
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村保安煤柱1
张家山新村保安煤柱设计说明书
第一节概述
张家山新村位于广进宝煤业有限公司井田的东北角处,根据矿井下煤层赋存情况及矿井开采规划,为确保张家山新村地面建筑物及公共财产的安全,保证地面房屋建筑不受开采影响,需留张家山新村南部保安煤柱。
根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的规定,对张家山新村南部保安煤柱进行设计。
广进宝煤业有限公司位于灵石县城北西方向的英武乡彭家原村,距县城15km,距大运公路9km,距南同浦铁路,两渡站、灵石站7km。
行政区划隶属英武乡管辖。
地理坐标为:
东经111°38′44″-111°41′02″,北纬36°34′00″-36°53′17″,区域发育的地层由老到新有奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组以及第四系。
井田内大部分黄土覆盖。
根据地面及柏沟煤矿钻探工程揭露的地层资料,本区发育的地层由老到新有:
奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组以及第四系。
井田内煤层发育比较齐全,根据地层岩石组合特征,煤发育程度和可采情况划分为二个煤层组,自下而上有太原组含煤组,山西组含煤组,其中可采和局部可采煤层均赋存于山西组——上含煤组和太原组——下含煤组。
井田共发育煤层12层,煤层总厚度为10.86m。
含煤系数为8.11%。
其中山西组含有1上号、1号、2号、2下号煤层,煤层总厚度1.62m,含煤系数为3.34%;太原组含有4号、5号、7号、8号、9号、10上号、10(10下)号、11号煤层,煤层总厚度9.24m,含煤系数为10.83%。
主要可采煤层分布于山西组的中下部及太原组的中下部。
。
张家山新村地表全部为黄土覆盖。
张家山新村保安煤柱根据10#煤层进行设计,该区域10#煤层均厚3.87米,煤层平均倾角为5°。
张家山新村南部保安煤柱留设采用垂线法。
第二节煤柱设计
1、确定张家山新村地面建筑保护范围及围护带级别
根据张家山新村周边GPS实测数据在1:
5000井上下对照图上圈出张家山新村保安煤柱设计所需建筑物范围,即受护边界,各角点坐标见下表:
表1受护边界角点坐标(2017.4.20)
点号
坐标
X
Y
Z
1
4087812.992
19560366.749
1132.4
2
4087796.018
19560447.578
1129.4
3
4087795.810
19560464.879
1129.4
4
4087791.624
19560478.659
1128.0
根据灵石红杏能源有限公司建(构)筑物、水体、铁路保护煤柱留设管理规定,张家山新村建筑定义为一级保护对象,围护带宽度为30米,在受护边界向外扩展30米,得到围护带边界。
围护带边界角点坐标见下表:
表2围护带边界角点坐标
点号
坐标
X
Y
Z
1′
2′
3′
4′
2、确定岩移参数
由于我矿目前没有实测岩移参数,参照开采设计矿岩移参数观测及规程相关要求,采用类比法,选取岩移参数如下:
(1)、黄土层移动角Φ=45°
(2)、基岩走向方向移动角δ=72°
(3)、基岩上山方向移动角γ=72°
(4)、基岩下山方向移动角β=γ-0.8*α=68°
(5)、煤层平均倾角α=5°
3、确定松散层移动边界
根据现有地形图,张家山新村周围实测坐标标高、周边的基岩出露情况及华赢天星柏沟煤业一号钻孔(见表3)等相关地质资料计算出保安煤柱围护带各拐点的松散层厚度(见表4):
表3张家山新村周边钻孔数据
钻孔
编号
高程
(m)
基岩标高
(m)
松散层厚度(m)
煤层底板标高(m)
1#
1112.585
1000
112.585
650.77
表4围护带各角点松散层厚度
地面标高
552m
565m
622m
基岩标高
1000m
1000m
1000m
黄土厚度
102m
115m
172m
将围护带边界绘在10#煤层底板等高线上,在围护带边界各角点做相邻边垂线并截取S(S=h*ctgΦ)长度,连接垂线各端点形成的多边形1″2″3″4″5″6″7″即为松散层移动边界(式中S为松散层移动宽度,h为相应角点松散层厚度,Φ松散层移动角45°)。
松散层边界角点坐标见下表:
表5松散层边界角点坐标
点号
坐标
X
Y
Z
1″
19562812
4038466
552
2″
19563081
4038352
565
3″
19563770
4038521
622
4、确定基岩移动边界
(1)由松散层各角点1″、2″、3″、4″、5″、6″、7″分别作线段1″2″、2″3″、3″4″、4″5″、5″6″、6″7″、7″1″的垂线,各垂线长度按下式计算:
q=(Hi-h)ctgβ′/(1+ctgβ′tgαcosθ)(上山方向)
l=(Hi-h)ctgγ′/(1-ctgγ′tgαcosθ)(下山方向)
其中煤层平均倾角取α=8°,ctgβ′、ctgγ′由下式求得:
ctgβ′=
(下山方向)
ctgγ′=
(上山方向)
各角点的(Hi-h)的计算:
根据北益昌村周边钻孔资料,现有地形图以及采掘平面图等高线的标高,得松散层各角点基岩厚度(见下表):
表6松散层各角点基岩厚度
点号
1″
2″
3″
地面标高
552m
565m
622m
基岩标高
450m
450m
453m
煤层底板标高
160m
168m
173m
基岩厚度
290m
282m
280m
θ——围护带边界与煤层倾向线之间所夹的锐角
现以7″点为例具体计算过程如下:
θ3″-2″=76°(上山)
ctgβ′3″-2″=
=0.287
q2″-II=(Hi-h)ctgβ′/(1+ctgβ′tgαcosθ)
=317×0.287÷(1+0.287×tan8°×cos76°)=91.601m
θ1″-2″=9°(下山)
ctgγ′1″-2″=
=0.362
l2″-I=(Hi-h)ctgγ′/(1-ctgγ′tgαcosθ)
=317×0.362÷(1-0.362×tan8°×cos9°)=120.923m
其他各点按这种方法依次算出:
q1″-I=86.524m、q1″-II=82.749m、q2″-I=77.832m、q2″-II=79.080m、q3″-I=77.280m、q3″-II=80.007m、q4″-I=83.263m、q4″-II=83.495m、q5″-I=79.547m、q5″-II=77.871m、l6″-I=109.754m、l6″-II=121.493m。
(2)根据垂线长度确定煤柱边界。
在各垂线上,按比例截取各线段相应的q、l长度,用直线分别连接垂线端点并延长相交,即为北益昌村2#煤层保护煤柱边界abcdefg。
第三节煤柱角点坐标及压煤量
1、北益昌村2#煤层保安煤柱角点坐标
点号
坐标
X
Y
Z
a
19562785
4038596
544
b
19563090
4038468
596
c
19563831
4038648
622
d
19563968
4038366
629
e
19564056
4037454
566
f
19563164
4037511
600
g
19562275
4038068
515
2、北益昌村保护煤柱压煤量
1)压煤量计算公式
压煤量=煤层面积×煤层厚度×煤的容重
2)煤层面积的计算
根据1/2000煤层底板等高线图上所圈范围求出2#煤层水平投影影响面积。
2#煤:
1297324.727㎡
考虑到煤层倾角(sec8°=1.0098),煤层实际面积为:
1297324.727×sec8°=1310074.28㎡
3、2#煤层煤层厚度及容重的确定
根据我矿地质勘探报告以及保护煤柱圈定范围钻孔资料求出各煤层厚度及容重:
该区域2#煤煤层平均厚度为3.3m,容重为1.35t/m³;
表82#煤层煤柱压煤量
煤号
煤柱面积(m2)
煤厚(m)
比重(t/m3)
压煤量(t)
2#
1310074.28
3.3
1.35
5836380.917
第四节附图及附表
1、采掘工程平面图(保安煤柱设计图)(1:
2000)
2、煤层走向地质剖面图N-M(1:
1000)
3、煤层倾向地质剖面图O-P(1:
1000)
4、钻孔柱状图(1:
200)
5、井上下对照图(1:
5000)
6、q、l值计算表
煤层
角点号
1″
2″
3″
4″
5″
6″
2#煤
基岩
厚度
(H-h)m
290
282
280
292
278
321
垂线
1″-I
1″-II
2″-I
2″-II
3″-I
3″-II
4″-I
4″-II
5″-I
5″-II
6″-I
6″-II
θ(º)
θ7″-1″
θ2″-1″
θ1″-2″
θ3″-2″
θ2″-3″
θ4″-3″
θ3″-4″
θ5″-4″
θ4″-5″
θ6″-5″
θ5″-6
θ7″-6
83
15
15
56
15
85
82
86
87
54
43
14
ctgγ′
ctgβ′
0.287
0.287
0.287
0.287
0.287
0.287
0.287
0.287
0.287
0.287
0.330
0.359
2#
q上山
82.749
86.524
77.832
79.080
77.280
80.007
83.263
83.263
79.547
77.871
109.754
121.493
l下山
表9松散层角点q、l值计算表
煤层
角点号
7″
2#煤
基岩
厚度
(H-h)m
317
垂线
7″-I
7″-II
θ(º)
θ6″-7″
θ1″-7″
9
76
ctgγ′
0.362
ctgβ′
0.287
2#
q上山
91.601
l下山
120.923
红杏广进宝煤业张家山新村南部
保安煤柱设计说明书
总工程师:
科长:
审核:
编制:
红杏广进宝煤业有限公司地测科
二零一七年三月
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- 村保安煤柱 保安