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    利用垂直剖面法計算光伏發(fā)電項目對任樓煤礦礦產(chǎn)資源壓覆范圍

    2018-11-21 05:34:16李跟娣
    西部探礦工程 2018年12期
    關(guān)鍵詞:含煤剖面圖構(gòu)筑物

    李跟娣

    (安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊,安徽宿州234000)

    淮北鑫能光伏電力有限公司擬利用淮北市濉溪縣南坪鎮(zhèn)2500畝水面建設(shè)60MW水上漂浮式光伏電站,工程為水面漂浮式光伏發(fā)電項目,用地面積約1813.59畝,為任樓煤礦塌陷區(qū)。根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范》有關(guān)規(guī)定圈定該項目對任樓煤礦礦產(chǎn)資源壓覆范圍。

    1 該項目區(qū)礦產(chǎn)資源基本概況

    項目選址位于任樓煤礦內(nèi),壓覆其礦產(chǎn)資源。壓覆其礦產(chǎn)資源礦種為煤炭,煤炭分布狀況簡述如下:

    任樓煤礦含煤地層為石炭系和二疊系,石炭系煤層薄,不穩(wěn)定,煤層頂板多為石灰?guī)r,水文地質(zhì)條件為極復(fù)雜、工程地質(zhì)條件復(fù)雜,為不可采煤層,不作勘查對象。二疊系含煤地層為下統(tǒng)山西組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組。二疊系含煤地層厚度約1100m左右,含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11等11個煤層(組),含煤11~28層。煤層平均總厚14.88m,含煤系數(shù)為1.35%。下段山西組次之,含煤系數(shù)為1.0%。上段上石盒子組較差,含煤系數(shù)僅為0.14%,可采煤層為31、51、52、72、73、82煤層。

    2 保護等級的確定及煤柱圍護帶寬度留設(shè)

    根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范》,按構(gòu)筑物的重要性、用途及受開采影響引起的不同后果,將礦區(qū)范圍內(nèi)的構(gòu)筑物保護等級分為五級,確定淮北市濉溪縣南坪鎮(zhèn)2500畝水面建設(shè)60MW水上漂浮式光伏電站為特級保護,其四周圍護帶寬度留設(shè)50m,見表1。

    表1 構(gòu)筑物各保護等級的圍護帶寬度

    3 用垂直剖面法計算任樓煤礦82煤層壓覆范圍

    3.1 光伏電站受護邊界

    在光伏電站構(gòu)筑物的角點1、2、3、4處做平行于煤層走向和傾斜方向的直線,得直角四邊形abcd,即為光伏發(fā)電站地表圍護帶。在abcd外側(cè)加寬度50m圍護帶,其外邊a′b′c′d′為受護邊界線。

    過四邊形a′b′c′d′中心點O作煤層傾斜剖面A-B和走向剖面C-D,在剖面A-B和C-D上分別求出保護煤柱邊界;在光伏電站構(gòu)筑物受護范圍南部,由于F3斷層82煤層走向變化,傾斜剖面A-B不能反映南部受護區(qū)的壓覆,在南部增做E-F傾斜剖面,保護區(qū)的北部壓覆范圍有A-B、C-D剖面求得,南部壓覆范圍有E-F、C-D剖面求得,見圖1。

    3.2 用垂直剖面法計算保護煤柱步驟

    在平面圖上將A-B剖面線與受護面積邊界之交點轉(zhuǎn)繪到A-B剖面圖的地表線上得M、N點,由N點以松散層移動角φ=45°做直線至基巖面得交點N′,然后,在煤層下山方向以γ=73.3°由N′點做直線與82煤層底板相交于n′點,n′點為沿82煤層傾斜剖面上保護煤柱的下邊界,量出n′N之間的距離462m,將n′點投影到平面圖上,即為n點。同理,在E-F剖面圖上,由V、W點以松散層移動角φ=45°做直線至基巖面得交點V′、W′,然后,在煤層上山方向以β=64.5°由V′點做直線與82煤層底板相交于x′點;在煤層下山方向以γ=73.3°由W′點做直線與 82煤層底板相交于 y′點,x′、y′點分別為沿82煤層傾斜剖面上保護煤柱的上下邊界,量出x′V之間的距離344m,y′W之間的距離486m,將x′、y′點投影到平面圖上,即為x、y點。

    將平面圖上剖面線C-D與受護邊界之交點轉(zhuǎn)繪到C-D的剖面圖的地表線上得P、Q點。在C-D剖面圖上由P、Q點以松散層移動角φ=45°做直線,與基巖面相交于P′、Q′點。然后,以δ=73°由P′、Q′點分別做直線。

    將A-B剖面圖上M′、n′點分別投影到C-D剖面圖上,與C-D剖面圖上基巖內(nèi)的斜線相交,得交點g′、e′。og′為煤柱上邊界線在C-D剖面上的投影,即og′之間的距離1055m,o e′為煤柱下邊界線在C-D剖面上的投影,即oe′之間的距離1234m,見圖2、圖3。

    圖2 光伏電站保護煤柱示意圖(1)

    同理,將E-F剖面圖上x′、y′點分別投影到C-D剖面圖上,與C-D剖面圖上基巖內(nèi)的2條斜線相交,得交點h′、f′。oh′為煤柱上邊界線在C-D剖面上的投影,即oh′之間的距離1096m,of′為煤柱下邊界線在C-D剖面上的投影,即of′之間的距離1257m。

    將e′、f′、g′、h′點分別轉(zhuǎn)繪到平面上,得e、f、g、h點。連接e、f、h、g點形成一個梯形,將82煤層露頭外保護煤柱截除,即為所求82煤層保護煤柱線。

    3.3 計算結(jié)果

    82煤層壓覆范圍3.40km2,壓覆資源儲量為:1178.8×104t,其中探明的經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量(111b)為687.3×104t,控制的經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量(122b)為261.2×104t,推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量(333)為230.3×104t。

    4 結(jié)束語

    圖3 光伏電站保護煤柱示意圖(2)

    根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范》計算構(gòu)筑物保護煤柱的留設(shè)需要根據(jù)實際情況確定計算方法,本文遇到煤層露頭區(qū)以及受斷層影響在守護范圍內(nèi)煤層走向發(fā)生變化,在煤層傾向做2條剖面確定保護煤柱的留設(shè)范圍。

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