北益昌村保安煤柱.docx

北益昌村保安煤柱.docx

《北益昌村保安煤柱.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北益昌村保安煤柱.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

北益昌村保安煤柱

北益昌村保安煤柱设计说明书

第一节概述

北益昌村位于紫晟煤矿井田中南部，根据矿井下煤层赋存情况及矿井开采规划，为确保北益昌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，需留设北益昌村保安煤柱。

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》及霍煤电地字【2006】111号文的管理规定，对北益昌村保安煤柱进行设计。

紫晟煤矿井田位于霍西煤田霍州矿区东南部，区域地层由老到新为：

中太古界霍县群；元古界长城系；古生界寒武系下统、中统、上统；奥陶系下统、中统；石炭系中统、上统；二叠系下统、上统；新生界上第三系、第四系。

区域含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。

山西组含1-2层煤，其中2号煤层分布稳定；太原组含4-6层煤，其中10、11号为全区稳定可采煤层，6、9号煤层为较稳定局部可采煤层，其余为不稳定不可采煤层。

北益昌村地表全部为黄土覆盖。

北益昌村保安煤柱根据2#煤层进行设计，该区域2#煤层均厚3.2米，煤层平均倾角为8°。

北益昌村保安煤柱留设采用垂线法。

第二节煤柱设计

1、确定北益昌村地面建筑保护范围及围护带级别

根据北益昌村周边GPS实测数据在1:

5000井上下对照图上圈出北益昌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

点号

坐标

X

Y

Z

1

19562814

4038352

552

2

19563050

4038231

565

3

19563653

4038381

622

4

19563741

4038264

580

5

19563836

4037666

569

6

19563230

4037732

556

7

19562535

4038075

521

根据霍州煤电集团公司建（构）筑物、水体、铁路保护煤柱留设管理规定，北益昌村建筑为Ⅲ级保护对象，围护带宽度为10米，在受护边界向外扩展10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′

19562812

4038364

552

2′

19563051

4038241

565

3′

19563657

4038392

622

4′

19563750

4038268

580

5′

19563847

4037654

569

6′

19563227

4037722

556

7′

19562518

4038072

521

2、确定岩移参数

由于紫晟矿目前没有实测岩移参数，参照我局辛置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=74°

（3）、基岩上山方向移动角γ=74°

（4）、基岩下山方向移动角β=γ-0.8*α=70°

（5）、煤层平均倾角α=8°

3、确定松散层移动边界

根据现有地形图,北益昌村周围实测坐标标高、周边的基岩出露情况及周边钻孔（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北益昌村周边钻孔数据

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）

XZ-12

554.58

450.58

104

164.77

表4围护带各角点松散层厚度

点号

1′

2′

3′

4′

5′

6′

地面标高

552m

565m

622m

580m

569m

556m

基岩标高

450m

450m

450m

450m

450m

450m

黄土厚度

102m

115m

172m

130m

119m

106m

点号

7′

地面标高

563m

基岩标高

450m

黄土厚度

71m

将围护带边界绘在2#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″

19563861

4038335

580

5″

19563934

4037572

569

6″

19563199

4037619

556

7″

19562449

4038089

521

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″

4″

5″

6″

地面标高

552m

565m

622m

580m

569m

556m

基岩标高

450m

450m

453m

457m

456m

454m

煤层底板标高

160m

168m

173m

165m

178m

133m

基岩厚度

290m

282m

280m

292m

278m

321m

点号

7″

地面标高

521m

基岩标高

432m

煤层底板标高

115m

基岩厚度

317m

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

霍州煤电集团紫晟煤业北益昌村

保安煤柱设计说明书

总工程师：

科长：

审核：

编制：

紫晟煤业地测科

二零一三年三月