高庄水库保护煤柱设计

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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

2、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15

3、m。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ＸＹＺ１4101905.619707429.11207２410194919707446.81205３4101994.919707494.91205４4101950.919707534.61206５4101963.919707576.41210６4101936.119707605.61212７4101994.419707681.2121284101979.819707820.7120894101863.119707783.2120

4、8104101860.319707696.71207114101873.719707552.61211124101901.819707495.31209134101889.219707442.812072、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＇、

5、d＇、e＇、f＇、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×c

6、tg45°=8m71212m　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°

7、=7m5、由黄土层宽度所划出的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

8、下列公式求出：ctgβ′=(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″