柳梦奇论文

辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计（论文）1前言煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。现在虽然煤炭的重要位置已被石油所代替，但在今后相当长的一段时间内，由于石油的日渐枯竭，必然走向衰败，而煤炭因为储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭汽化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用，煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源之一。毕业设计是学生将所学理论知识和实际相结合的重要环节，学生通过设计能够全面系统的运用和巩固所学的知识，全面掌握矿井设计的方法、步骤及内容，培养自己的实事求是、理论联系实际的工作作风和严谨的工作态度，培养自己的科学研究能力，提高了编写技术文件和运算的能力，同时也提高了计算机应用能力及其他方面的能力。本设计是大明二矿矿1.80Mt/a新井设计。地质资料是学生在工作中收集的，从而锻炼了学生收集资料的能力。由指导教师给予指导，利用所收集到的地质材料，合理运用平时及课堂上积累的知识，查找有关资料，力求设计出一个科学、高产、高效、安全的现代化矿井。本设计说明书从矿井的开拓、开采、运输、通风、提升及工作面的采煤方法等各个环节进行了详细的叙述，设计严格遵守设计规范，对每个方案都做出合理性的论述，并在很多处进行了技术和经济比较，基本完成了毕业设计要求的全部内容。但由于时间紧和个人能力有限，书中会有不妥之处，还请老师提出指正。辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计（论文）21矿区概述及井田特征1.1矿区概述1.1.1交通位置本井田位于铁法煤田的西南部，隶属辽宁省铁岭市调兵山市（县级）大明二矿镇所辖，地理坐标为：东经123°34′15″～123°37′35″，北纬42°19′36″～42°22′27″。该井田北与大隆井田毗邻，以09-09’号勘探线为界，东邻晓南井田以F3、F3－1、F2、F35号断层为界，西界为F55、F56号断层，南以煤层最低可采厚度边界线为界。南北走向长4.5公里，东西宽3.5公里，面积为10.68平方公里。本区东部有长（春）－大（连）铁路，可由铁岭车站及沈阳－大青专次列车直通该矿区，并且在矿区各井田均有矿用铁路线相连。另外该区有沥青路面公路多条，四通八达，相距铁岭市约32公里，每天有通往沈阳、抚顺等地的客车，另有通往沈阳、辽阳的列车，交通运输十分便利。1.1.2自然地理该井田的地貌成因类型可分为剥蚀堆积和冲洪积两种类型。第一种地貌成因类型，由残坡积层和坡洪积层组成。位于井田西南角的孤山子一带。是由残坡积层所构成的低山丘陵，地面标高一般为75～104.6米，最大地面相对高差29.6米，而在东北部左家岗子和西南部后孤山子一带，则由坡洪积层所构成的平缓平原，地面标高一般70～83.00米左右，最大地面相对高差13.00米。第二种地貌成因类型，由冲洪积层组成。位于井田中部的四家子一带，是由该层所构成的较高平坦平原，地面标高一般64.30～75.00米左右，最大相对高差10.70米。总之该井田地面标高64.30～104.60米，最大相对高差40.3米，平均地面标高73.14米，一般相对高差8.84米。该井田内无较大河流，仅在井田中部有两条季节性小河，一是辽河屯小河，另一个是四家子小河，两条小河都是雨季河水增多，枯季几乎断流。在气象条件上，本区处于平原内，多风少雨，春旱冬寒，属大陆性气候，一般春、秋、冬三季多风，冬季多西北风，春季多西南风，大至8～9级，小至2～3级，有“三天不刮，不叫铁法”之说法。降雨多集中在每年的七、八份，年降雨量最大达到1065.8毫米（1959年）。蒸发量最大值达到2028.4毫米（1962年）。年平均气温7度左右，最高达到35.8℃辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计（论文）3（1962年6月16日），最低达到－34.3℃（1965年1月11日）。历年冻土深度一般在110厘米左右，冻土一般时间为当年10月至翌年5月，本区地震强度6级左右。1.2井田及其附近的地质特征1.2.1含煤地层铁法煤田属于中生代侏罗系陆相沉积煤系地层，位于松辽盆地的东南侧，地势较平坦，除元古代地层在煤田西侧以低山形势出露外，其它地层几乎全被第四系沉积层所覆盖，前震旦系变质岩系构成铁法煤田的基底，其上依次沉积了侏罗系地层、白垩系地层及第四系沉积物。井田地层皆同区域地层，地表仅出露有黑云母安山岩，粗面岩，正长斑岩，其它均被第四系所掩覆。据钻孔资料所见有中生界侏罗系、白垩系及新生界第四系，由下而上分述如下：（一）中生界（ＭＺ）1、侏罗系上统阜新组（Ｊ3ｆ）,为井田内唯一含煤地层，本组分为四段：(1)底部砂砾岩段（Ｊ3ｆ１）该段赋存较深，仅于煤田北部柏家沟及三家子局部地区有出露。下部以灰绿色、暗褐色砂砾岩为主，分选不好，砾石成分以花岗片麻岩、石英岩砾为多，砾径一般为20～25厘米，最大1米左右。上部以灰色、深灰色砂岩为主，夹有砾岩，组成成分较杂，砾径一般0.5～5厘米，具波状及斜波状层理。该段厚约500米左右。(2)下含煤段（Ｊ３ｆ２）由灰黑色、灰白色、灰色砂岩、泥岩和煤层、炭泥岩组成。仅在井田西部和南端岩石为杂色，深灰色的粗砂岩，含砾砂岩及砂砾岩和少许泥岩、煤层，其岩石碎屑以长石、石英岩为主，泥质胶结，并有辉绿岩呈复式岩床侵入。该段厚约130～200米，一般厚160米。产有Coniopteris（布列雅－锥叶蕨）、Nilssonia（东方焦羽叶）等植物化石。该段共含煤22层，分别为12－1、12－2、12上、12、13－1、13、14－1－1、14－1－2、14－1、14－2、15－2－1、15－2－2、15－2－3、15－2、15－3－1、15－3、16－1、16－2、16上、16、17－1、17－2煤层，其中12、13、14－1、15－2、16层煤为本井田主要可采煤层，其余均为局部可采煤层。(3)中部砂岩、泥岩段（Ｊ３ｆ３）本段为灰白色、灰色细砂岩夹粗砂岩、泥岩组成，层理发育，胶结致密，硬度略大，辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计（论文）4厚度40～70米，一般50米左右。(4)上含煤段（Ｊ３ｆ４）由灰、灰白、灰黑色砂岩、泥岩、含砾砂岩、砾岩及煤层组成，夹有菱铁矿结核体，具斜波状层理。局部亦有辉绿岩呈复式岩床侵入该段。该段厚150～300米，一般约200米左右。产有Coniopteris等化石。该段共含煤23层，分别为2－1、2－2、2－3－1、2－3、3－3、4－2－1、4－2－2、4－2－3、4－2上、4－2、6、7－2－1、7－2－2、7－2－3、7－2上、7－2、8、9－2、9－3、9、10－1、10－2煤层，其中2－3、4－2、7－2、8、9为本井田主要可采煤层，其余均为局部可采煤层。2、白垩系下统孙家湾组（Ｋ１ｓ）,本组最大特征是以颜色区分为两段：(1)下部灰绿色砂岩段（Ｋ１ｓ１）夹有灰色粗砂岩、泥岩及不等粒砂砾岩层，泥质胶结，厚度300米左右，并与侏罗系呈假整合或平行不整合接触。(2)上部紫色砂岩、砾岩段（Ｋ１ｓ２）本段以紫色为最大特征，以不等粒砂砾岩、砾岩和砂岩组成，间夹薄层泥岩，胶结为泥质松软。本井田该层多被无芯钻进，厚约150～300米。（二）新生界第四系（Ｑ）：上部由黄色或灰褐色的亚粘土所组成，含少量铁锰质结核，全井田皆有分布。下部以砂、砂砾石为主，中夹砂层，底部较粗，一般砾径5毫米左右，平均厚度15米左右，与白垩系呈不整合接触。井田内共见独立的可采煤层5层，其编号为：4-1、4-2、12、13、15-2。1.2.2地质构造本井田位于铁法煤田的西南部，据目前已有的勘探成果表明，为一南北开阔，东西狭窄的盆形。井田北翼平缓，倾角一般在10°～13°之间，南翼较陡，倾角一般在20°～32°之间，东翼平缓伸至晓南井田，西翼转陡约40°，井田的南北两端向上抬起。井田构造与区域构造规律一致，主要构造线呈ＮＮＥ向。井田内断层比较发育，同时相伴生的还有一些起伏不平的短轴背向斜构造。下面从断层和褶曲两方面具体阐述一下大明二矿井田构造特点：1)断层井田内断层构造比较发育，共发育大小断层（落差≥5米）5条，断层密度0.31条/平辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计（论文）5方公里，其中边界断层3条，井田内2条。其中，F49号断层做为上、下水平分界，F52断层发育在一水平内。通过分析，我们发现大明二矿井田内断层的分布有一定的规律性，且断层本身也有一定的显著特征，表现为：a断层产状顺地层或斜交地层走向多，延伸距离较短，一般多为高角度断层，倾角在55°～65°之间；b断层的断距中间大，两端变小，并在短距离内消失，说明它们的存在不是孤立的，而是应力失稳转移的结果，其断层消失点亦是应力释放转移集中到另一薄弱环节的同类构造上，反映出断层斜列短小弧形展布特征；cF49、F52两个大断层具有700～900米的等距性；d井田内辉绿岩多以断层为溢出通道；e断层的分布对煤层的结构也有着明显的影响，例如，F49、F52号断层以西，煤层增厚，结构变为复杂，而在其东侧则相对变薄、简单些；f截止目前为止尚未发现逆断层，不论是边界断层还是井田内的断层，从其性质来看均为正断层，并且所有已揭露的断层均无明显的破碎带；2)褶曲本区的褶曲主要有Ｎ2采区向斜，Ｎ3采区背斜，Ｓ1采区马鞍型构造，Ｓ4采区及Ｓ5采区向斜。向斜的轴向近南北向，背斜的轴向近东西向，小型宽缓是二者的共同特征，不会给生产带来太大的影响。我们这里着重论述一下南一采区马鞍型构造：成因分析：铁法煤田是纬向构造受新华夏系切割所形成的不对称的单面断陷盆地，东缓西陡，轴向呈ＮＮＥ向，但对盆地的形成和发展起主导作用的仍是新华夏系构造。整个盆地的形成始终接受着南北对、侧向挤压的作用。在这样的应力场（δ1水平，方向ＮＷＷ－ＳＥＥ，δ2直立，δ3水平，方向ＮＮＥ－ＳＳＷ）的作用和控制下，形成了铁法盆地和盆地内低级别的短轴褶曲，如晓南背斜，大明二矿向斜，大隆背斜等。随着初次压性结构面的进一发展，大明二矿向斜渐渐低洼，晓南背斜渐渐隆起，当隆起到一定程度时，背斜顶部中和面以上由于地层弯曲处于顺层拉伸状态。在背斜顶部将派生出局部应力场（δ1直立，δ2水平，方向ＮＷＷ－ＳＥＥ，δ3水平，方向ＮＮＥ－ＳＳＷ）。在这样的应力场的作用下，背斜顶部将出现与主张应力δ2垂直的二次纵张裂面，这就是F2、F3－1、F35等断层的雏形。伴随F2断层的发展，断层上盘不断下降，于是在南一采区形成了近东西向的背斜。与此同时，在主压应力δ3的作用下，在105°方位上将逐步形成二次压性构造形迹—近南北向的向斜，背斜横跨迭加于向斜之上，从而形成了大明二辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计（论文）6矿井田特有的马鞍型构造。马鞍形构造的提出扩大了采区和工作面的有效面积，减少了煤炭资源的损失，提高了资源回收率，为矿井生产带来了巨大的经济效益。3)岩浆活动大明二矿井田位于铁法煤田的西南部，正好处于铁法煤田岩浆活动最为发肓的地区，其活动方式与区域情况一致，有喷发和侵入两种，喷发岩主要为玄武岩，侵入岩主要为辉绿岩，辉绿岩大面积侵入煤系地层之中，对煤系特别是主要煤层影响破坏较大。a喷发岩主要为玄武岩，紫褐色或深灰绿色，致密坚硬，矿物组成以普通辉石、基性斜长石、磁铁矿为主，与白垩系赭色层互层，对煤系影响不大。b侵入岩以辉绿岩为主，岩性变化较大，中心相呈深灰绿色，粗粒全晶质，以普通辉石、橄榄石、基性斜长石、磁铁矿为主，边缘大部分呈灰色、灰白色，暗色矿物少，基性斜长石为主。在断裂带附近部分钻孔如919、925、908、950等见熔岩角砾。辉绿岩多处沿断裂带溢出，在井田内分布较广泛，在生产过程中已多处实见，对煤层煤系的影响较为严重。1.2.3水文地质1)含水层该井田可分为三个含水层a第四系砂砾孔隙承压含水层该层赋存于粘土及亚粘土下部，主要由黄色及灰白色砂及砂砾所组成的冲洪积层。成分以石英、长石、花岗片麻岩砾为主，一般砾径2～5毫米，最大砾径20～30毫米。分选性一般，部分带有棱角，上细下粗。b白垩系玄武岩、砂砾岩裂隙承压弱含水层该层顶板与第四系底板呈不整合接触，其底板与侏罗系含煤组顶部泥岩隔水层顶板相接。其岩性上部