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1、前言毕业设计，是我们学生自己运用专业知识初步解决专业领域问题、锻炼自己的动手能力和独立思考能力的过程，也是综合应用所学的各门专业课程知识的过程。在设计过程中，能够将所学的课程融会在一起，灵活运用，使学生的专业素养得到提高，动手解决实际问题的能力增强，有利于提高学生的综合素质，更加有助于我们尽早熟悉以后自己要从事的工作。本设计分为两部分，包括常规设计和专题设计。常规设计为晓明矿 1.8Mt 新井设计的开拓部分，开拓部分就晓明矿煤层赋存条件进行了矿井开拓初步设计，设计合理运用平时及课堂上积累的知识，查找有关资料，力求设计出一个高产、高效、安全的现代化矿井。设计说明书对矿井的开拓各个环节进行了详细的
2、叙述，并对开拓方式进行了详细的技术和经济比较，论述了本设计的合理性。专题设计为“晓明矿一水平矿井通风系统分析”，专题设计是结合指导老师的研究项目进行的。通风分析的目的是通过对现有通风系统的分析，找出目前通风系统的问题，提出合理化建议及解决方案，使矿井在保证安全生产的条件下，增加产量，达到较好的经济效益。在所收集材料的前提下，由指导教师给予指导，并在老师的安排下去现场向工程技术人员请教和学习，得到了晓明矿领导和工程技术人员的大力支持。在进行设计过程中，自己系统地运用和巩固了所学的知识，使自己得到了锻炼，顺利完成了毕业设计要求的全部内容。由于水平有限，设计中有谬误之处难免，请老师提出指正。1 矿区
3、概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置铁法煤田位于辽宁省铁岭市铁岭县和沈阳市法库县之间，晓明井田在调兵山市境内，位于铁法煤田的中西部。地理坐标为：东经 12334141233819，北纬 422643 422933。井田北部以 I 号勘探线北 300m 的一号向斜轴为界与大明一矿相邻; 东部以 F8断层为界与小青矿井田相邻;南部以 F6断层及大隆矿风井保护煤柱为界与大隆井田相邻；西南部以 F322断层为界与施荒地井田相邻；西翼人为划定边界。井田东西走向长 5.0km，南北倾斜宽 3.6km，面积 16.25km2。铁法矿区交通非常便利，矿区东部有火车编组站大青站。大青东至铁岭2
4、0km 与京哈线相接。西经调兵山、法库直至康平县东关屯，北至大明，南至王千采石场及晓南矿。公路纵横，四通八达。在矿区中部，铁岭法库康平公路横穿，北有调兵山公路至大明，从晓明井田工业广场往西南有沥青路2.5km 和铁岭 法库康平公路相通 ，见图 1-1。图 1-1 晓明矿交通位置图 Fig.1-1 traffic position graph for XiaoMing mine1.1.2 自然地理本井田内地势较为平坦，高差变化不大，西部地势稍高，东部较低，平均标高+81.5m。地表绝大多数为农田，西靠调兵山，其它为平原。一条起源于法库县红土砬子分水岭北侧的季节性小河-新开河，从晓明井田中心穿流而
5、过，河长 11km，汇水面积28.5km2。夏季水量偏大，每遇暴雨积水猛涨，1951 年出现大洪水，最高洪水位+79.5m；1970 年秋季第二次洪水泛滥泄入晓明井田工业广场南岸 200m 处，水位标高+78.3m。井田西北 4.5km 有泡子沿中型水库一座，最大容量 4910 万 m3。该区位于松辽平原东侧，属大陆性气候，多风少雨。春、冬两季多西北风，夏、秋两季多西南风，大时达 78 级。降雨一般集中在 7、8、9 月份，年降雨量最大达1009.1mm。年平均气温 7C 左右，最高达 33.3C，最低温度为零下 321C；本区结冻期56 个月，即 11 月次年 4 月，冻土层深度 1.5m。
6、表土层厚度 525m。本区地震烈度定为六度。1.2 井田地质特征1.2.1 区域地层铁法煤田生成于中生代中晚侏罗纪，为陆相沉积，隐蔽式煤田，断陷型聚煤盆地。煤层基底为前震旦系变质岩系，其上沉积了中、上侏晚系、白垩系和第四系地层。煤系地层除在西部边缘有局部出露外，几乎全部被第四系所覆盖。煤田南北长 27.5km，东西宽17.4km，面积为 513.5km2，原始累计探明储量为 22.59 亿 t。1.2.2 井田地层晓明井田位于铁法煤田的中西部，煤系地层基底为前震旦系花岗片麻岩、片岩，其上沉积有上侏罗系、白垩系、第四系地层（见图 1-2） 。现由老至新分述如下：1）前震旦系出露于井田西部边缘的调
7、兵山、太平山一带，由花岗片麻岩和片岩类组成，花岗片麻岩为肉红色，具片麻构造，黑云母片麻岩主要成分为石英、长石、黑云母、石英多呈粗粒状出现，并多为眼球状构造。片岩主要为灰绿色，淡黄褐色，由黑云母、绢云母、绿泥石、石英等矿物组成。该变质岩系片理和“X”型节理极为发育，沿节理有火成岩侵入。2）上侏罗系前震旦系地层形成之后，本区长期处于剥蚀状态，使整个古生界和部分中生界地层缺失，直到燕山运动中期，即晚侏罗世之前，地壳活动频繁，新华夏系切割纬向构造体系，形成断陷沉积盆地，并伴有岩浆活动，使本区下降接受晚侏罗世后期煤系地层沉积。上侏罗系地层最厚处 1300m 以上，平均 990 多 m，按岩性分为六层自下
8、而上为：(1) 底部砾岩段自基底到下部砂泥岩层底板，该段厚 350-550m，平均厚度 450m。底部为紫色，顶部为灰色，灰白色砂砾岩、砾岩、夹薄层砂岩，砾石主要为花岗片麻岩、片岩，圆度不佳，呈棱角状和次棱角状，分选较差。砾径 5-1000 毫米，一般为 30-50 毫米，胶结物为泥质及钙质，不整合于前震旦系地层之上。图 1-2 地层综合柱状图 Fig.1-2 synthesis column map(2) 下部砂泥岩段本段由灰、灰白、深灰色的砂岩，砂质泥岩、泥岩互层组成。夹薄层炭质泥岩，砂质泥岩，泥岩中富含植物化石。本层厚约 150m。(3) 下煤段本段由灰、灰白、灰黑色砂岩、砂质泥岩、泥岩
9、组成，夹薄炭质泥岩和煤层，含煤四层（11-20 层） ，其中局部可采六层（12、13、14、15-1、16-1、17 层） 。砂岩成份以石英、长石和云母为主，颗粒呈次角状，分选一般。粉砂岩细砂岩多斜层理和波状层理。粉砂岩、泥岩中富含植物化石。本组厚 140-219m，一般 162m。(4) 中部砂泥岩段由灰、灰白和深灰色的细砂岩、粉砂岩和泥岩组成，不含煤层。砂岩多为斜层理和波状层理。本段中含页岩标志层，平均厚 3-5m，自十一层煤顶板至十层煤底板为本段区间，本段厚 32-58m，一般 44m。(5)上煤段本段的岩石组成基本同于下煤组，不同之处是本段的含煤系数较高，含煤 10 层（1-10 层）
10、 ，除 6#煤层外，都不同程度的可采（1、2、3、4-1、4-2、5、7-2、8、9、10） ，其中 4-1、7-2 两层煤厚度大、分布广，全区发育，为本矿主采煤层。本段厚度 150-96m，一般为 131m。(6) 上部砂泥岩段本段由砂岩、泥岩、砂质泥岩组成，局部夹薄层砂砾岩及薄层煤。本段下部普遍存在泥岩标志层，厚约 6.5m，上部粒度变粗并逐渐变为灰绿色。本段自 1 层煤顶板至白垩系底板，9-124m，一般 62m。3）下白垩系白垩系在本井田较为发育，井田西部沉积较薄，向东变厚。该系按颜色可分两层：1、灰绿色砂砾岩层本层以灰绿色、灰白色砂岩、细砾岩为主，砾石主要为花岗岩、花岗片麻岩、石英岩
11、、粒径一般为 15-30mm，圆度不佳分选较差，多为泥质胶结，厚度 155-31m，一般106m，平行不整合于侏罗系地层之上。2、紫色砂砾岩层本层以紫色砂砾岩、细砾岩、砾岩为主，砾石成份同上述，粒径一般为 5-30mm，最大 300mm，分选不好，磨圆度较差，呈次棱角状。本层厚 242-53m，一般 135m。 4） 、第四系本井田第四系以洪积层为主，其次为冲积层，厚度 4-22m，平均 14m。洪积层在井田南部以砂质粘土为主，北部以砂质粘土、砂土、砂及粗砂砾为主。冲积层以粘土、砂质粘土、砂土及砂为主。1.2.3 井田构造1.2.3.1 断层、褶曲本井田位于晓明一号向斜的(朴屯向斜)南翼和晓明
12、一号背斜中部，井田地质构造以断裂为主，褶曲次之。断层均属高角度正断层，倾角 55-75 左右，落差最大 80m。井田主要大的褶皱为晓明一号向斜、晓明一号背斜及几条小的背向斜。断层展布主要呈现为北北西向、北西西向、北北东、北东东和北西向 5 组。大多断层产生于白垩地层沉积之后，属燕山运动产物。1.2.3.2 岩浆活动本井田火成岩主要分布在井田中部和南部，按产状可分为喷出和侵入两种：1）喷出玄武岩 分布于白垩系地层之中，局部产于第四系之下，呈层状与沉积碎屑岩互层，围岩未见变质，一般厚度为 30m 左右。2）侵入辉绿岩 分布于井田南部上、下煤组间及白垩系地层中，呈岩床状态产出，灰绿色。1.2.4 水
13、文地质本井田西靠调兵山和大江屯丘陵，北部和南部为山前洪积平原，地势平缓，自西向东微倾，平均地表标高+81.5m。西起法库县红土砬子的季节性河流-新开河在井田中间流过，北邻工业广场主副井 200m，东部为冲积平原。主要有以下三个含水层：1）第四系含水层由残积层、坡积层、洪积层和冲积层组成。残积层、坡积层：分布在低山丘陵顶部，分水岭和山坡地段，层厚在 0.3-10m 之间，本层含水极弱，对井田无害。洪积层：分布在山前平原地带，由黄色的砂土、砂砾和砂质粘土等构成，该层地下水位深 2-8m，为孔隙潜水层。冲积层：冲积层分布在辽河两岸及故道一带，由砂质粘土、粉砂、细砂、中粗砂、砂砾等组成。层厚在 16m
14、-35m 之间，该层地下水位深 2-5m，是孔隙潜水层。2）白垩系砂砾含水层分布在整个铁法煤田，并被第四系地层所覆盖。岩性以紫色、灰绿色的砾岩、砂砾岩为主。地下水沿裂隙和层面流动，属承压裂隙水，其水位深 4-11m。3）侏罗系砂砾岩含水层该层伏于白垩系地层之下,以砂岩为主,含水层厚度在 148m 至 408m 之间。透水性微弱。白垩系、侏罗系与第四系含水层有水力联系，但联系程度较差。大气降水,地面水和潜水是主要的补给来源。本井田侏罗系砂砾岩层为主要含水层，由抽水试验可知单位涌水量均小于 0.121m3/h，年平均最大涌水量 50.25m3/h。1.3 煤层特征1.3.1 可采煤层本井田自上而下
15、共有煤层 20 层，其中 1-10 层居上含煤段，11-20 层居于下含煤段。可采的煤层有 1、2、3、4-1、4-2、5、7-2、8-3、9、10、12、13、14、15、16、17 共计16 层累计可采煤厚 26.86m，见表 1-1。表 1-1 可采煤层分布及赋存特征表 Tab.1-1 distribution and occurrence feature of the mineable layers煤 层分布面积 /KM2占井田面 积/表内储量 /万 t 占 表 内 量/%煤 层 分 布 及 特 征4-27.54 45.7545 1.80分布于井田的东北部，不稳定、在井田西南部与 4-
16、1 层，结构简单4-116.14 99.3214299.1 57.20分布于井田的东北部，不稳定、在井田西南部与 4-1 层合并，结构简 单51.13 6.8634.5 1.38分布于南一、南二、北一采区较稳定、结构简单，在南四采区与 4-1 层 4-2 层合并为一层。7-28.05 98.857366.2 29.46井田内均可采，煤层稳定，向井田西部分叉变薄，结构较复杂，井田 西部边缘分为两 层，煤质光亮，节理发育，多贝壳状断口。8-36.99 42.4232.25 1.29分布于井田中刘稳定、结构较简单，局部地段煤层下半段较复杂，顶 板多为细砂和中砂岩。93.15 19.1122.75 0.91分布于南二、南四采区，比较稳定，结构简单煤质光亮，多见壳状断 口。124.85 29.2353.25 2.13分布于井田的中部偏南较稳定、结构简单，光泽暗淡含丝岩，顶板为 细砂岩，粉砂岩。132.27 13.7730 1.20分布于井田的西南部，不稳定、结构复杂，属半光亮型煤，断
