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时间:2018-09-15
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1、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125m,高15m,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
2、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γ、走向移动角值δ均为72°,下山移动角β为68°,表土移动角φ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/8°7m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(Ⅱ)级水工受护对象,其围护带宽度为15m。四、
3、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XYZ14101905.619707429.112072410194919707446.8120534101994.919707494.9120544101950.919707534.6120654101963.919707576.4121064101936.119707605.6121274101994.419707681.2121284101979.819707820.7120894101863.119707783.2120810410
4、1860.319707696.71207114101873.719707552.61211124101901.819707495.31209134101889.219707442.812072、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=h×ctgφ,所求得黄土层的宽度划出a'、b'、c'、d'、e'、f'
5、、j'k'、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11207m 1200m7mS=h×ctgφ=7m×ctg45°=7m21205m 1199m6m S=h×ctgφ=6m×ctg45°=6m31205m 1198m7m S=h×ctgφ=7m×ctg45°=7m41206m 1200m6m S=h×ctgφ=6m×ctg45°=6m51210m 1202m8m S=h×ctgφ=8m×ctg45°=8m61212m 1204m8m S=h×ctgφ=8m×ctg45°=8m71
6、212m 1204m8m S=h×ctgφ=8m×ctg45°=8m81208m 1201m7m S=h×ctgφ=7m×ctg45°=7m91208m 1201m7m S=h×ctgφ=7m×ctg45°=7m101207m 1201m6m S=h×ctgφ=6m×ctg45°=6m111211m 1205m6m S=h×ctgφ=6m×ctg45°=6m121209m 1203m6m S=h×ctgφ=6m×ctg45°=6m131207m 1200m7m S=h×ctgφ=7m×ctg45°=7m5、由黄土层宽度所
7、划出的a'、b'、c'、d'、e'、f'、j'k'、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a'b'、b'c'、c'd'、d'e'、e'f'、f'g'、g'h'、h'i'、i'j'、j'k'、k'l'、l'm'、m'a'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)ctgβ′/(1+ctgβ′cosθtgα)L=(H-h)ctgγ′/(1-ctgγ′cosθtgα)上山方向移动角β=72°下山方向γ=68°,走向方向δ=72°根据下列公式求出:ctgβ′=(
8、ctg2βcos2θ+ctg2δsin2θ)1/2ctgγ′=(ctg2γcos2θ+ctg2δsin2θ)1/26、围护带边界与煤层走向方向之间所夹的锐角及相应ctgγ′ctgβ′值见下表:高庄水库:边名围护带边界与走向方向所夹锐角(θ)ctgγ′ctgβ′ab0°22′39″ 0.32492bc23°45′58″
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