《煤矿生产技术》PPT课件

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1、煤矿生产技术 培训中心 李俊霞 授课内容 煤矿地质知识 井田开拓 采煤方法 第一章 煤矿地质基础知识 培训中心 李俊霞 前言 w煤矿地质是运用地质基础知识来研 究煤的形成、赋存状态，确定煤的 储量及其用途，分析和解决矿井建 设与采煤的地质因素，从而指导采 掘工程正常进行。 主要内容 第一节 地壳及其运动 第二节 煤的形成、用途与分类 第三节 煤层的赋存特征 第四节 煤田地质勘探及储量 第一节 地壳及其运动 地壳 36km 地幔 2900km 外核 2200km 内核 1270km 地壳的物质组成 w地球最外一层厚约40km左右的硬壳叫地壳 。 w地壳是由岩石组成的。 岩浆岩 eg: 花岗岩、玄

2、武岩、闪长岩 等 岩石 沉积岩 eg :煤、油页岩、石灰岩等 变质岩 eg :石英岩、大理岩、片岩等 地质作用 w在漫长的地质年代中，由于自然动力引起的 地壳物质组成、内部构造和地壳形态变化与 发展的作用。 内力地质作用 地壳运动 岩浆活动 变质作用 地震作用 地质作用 外力地质作用 风化作用 剥蚀作用 搬运作用 沉积作用 固结成 岩 地质年代 地球已形成46亿年 中国有三个重要成煤时期： 1、新生代的第三纪 0.25亿年 2、中生代的侏罗纪和三叠纪 1.95亿年 3、古生代的二叠纪和石炭纪 2.85亿年 平顶山煤田形成于古生代的二叠纪和石炭纪 第二节 煤的形成、用途与分类 植物植物 遗体遗体

3、 地壳下沉地壳下沉 隔绝空气隔绝空气 腐烂腐烂 分解分解 泥炭泥炭 层层 生物作用生物作用 化学作用化学作用 褐煤褐煤 压压 力力 温温 度度 覆盖层加厚覆盖层加厚高温高温 高压高压 烟煤烟煤 无烟无烟 煤煤 高温高温 高压高压 泥炭化阶段泥炭化阶段 煤化阶段煤化阶段 煤的形成 w煤由古代高等植物遗体转变而成的。 w形成具有开采价值的煤层必须具备四个条件 ： 植物的大量繁殖、温暖潮湿的气候、 适宜的古地理环境、地壳运动的配合。 煤的形成 w成煤的三个阶段： 泥炭阶段 成煤阶段 变质阶段 植物泥炭褐煤烟煤无烟煤 煤的性质 w煤是由有机物和无机物组成的混合体。 w物理性质： 颜色、光泽、硬度、密度

4、、脆度、导电性、裂隙 w化学组成： 碳（C）氢（H）氧（O）氮（N）硫（S）磷（ P） 煤质 w煤质的衡量指标： 1、水份W 2、灰份A 3、挥发份V 4、发热量 Q 5、含矸率 煤的工业分类 w我国现行的工业分类，是以炼焦煤为主的分 类方案，从无烟煤到褐煤分为十四个煤种， 即无烟煤、烟煤（贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦 煤、1/3焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1/2中 黏煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤）、褐煤。 第三节 煤层的埋藏特征 w煤层的结构和厚度 结构 简单结构煤层，复杂结构煤层。 厚度 薄 煤 层 最低可采厚度3.5m以上 ； 特厚煤层 煤层厚度8m以上。 w煤层的产状要素 煤层的走向、倾向和倾角

5、。 煤（岩）层在空间的产出状态，称为煤（岩 ）层产状。倾斜煤层的产状，可以用煤层面 的走向、倾向和倾角三个要素的数值表示， 称为煤层的产状要素。 w 走向 倾斜煤（岩 ）层层面与水平面的 交线为走向线，称为 走向。走向线是煤层 面上的一条水平线， 它的两端延伸方向为 煤层的走向，走向线 表示煤层在水平面上 的延展方向。 w 倾向 在煤层层面 上，与走向线垂直并 沿层面倾斜向下引出 的直线称为倾斜线。 倾斜线在水平面上的 投影线所指煤层倾斜 一侧的方向。 w 倾角 倾角是指煤 层面和水平面之间的 夹角。 产状“三要素”示意图 根据煤层倾角对开采技术的影响，煤层可分 为以下四类： （1）近水平煤层

6、 指倾角在8以下的煤层。 （2）缓倾斜煤层 指倾角为8到25的煤层 。 （3）倾斜煤层 指倾角为25到45的煤层 。 （4）急倾斜煤层 指倾角在45以上的煤层 。 煤层顶底板 w位于上、下两个界面之间的煤及其间所夹的 矸石层称为煤层；赋存在煤层之上的邻近岩 层称为煤层的顶板；赋存在煤层之下的邻近 岩层称为煤层的底板。 w煤层顶板 w根据顶板在煤层开采中垮落的难易程度及其 与煤层的相对位置，将顶板分为基本顶、直 接顶和伪顶三种类型。 w 伪顶 指直接位于 煤层之上的较薄岩层 ，极易破碎，随采随 落。 w 直接顶 指位于伪 顶之上或直接位于煤 层之上（煤层没有伪 顶时）的一层或几层 岩层。通常由砂

7、质页 岩、沿岩、粉砂岩等 比较容易垮落的岩层 组成。 w 基本顶 俗称老顶 ，是指位于直接顶或 直接位于煤层之上、 难以垮落的厚而结实 的岩层。 w煤层底板 w根据煤层底板性质、煤层底板与煤层的位置 关系，把煤层底板分为直接底和基本底。 w 直接底 指直接位于煤层之下、强度 较低的岩层。通常由岩层、灰质页岩和黏土 岩等组成。 w 基本底 俗称老底，是位于直接底或 直接位于煤层之下，由较硬的砂岩、石灰岩 等组成的岩层。 地质构造 单斜构造 煤（岩）层朝一个方向倾斜。 褶皱构造 煤（岩）层受到水平方向的外 力挤压作用后而呈弯曲状态。 褶皱的一个弯曲部分叫褶曲。 褶曲分背斜和向斜。 w背斜：岩石层面

8、凸起的褶曲（中间岩石老 两边岩石新） w向斜：岩石层面凹下的褶曲（中间岩石新 两边岩石老） w大型向斜轴部附近顶板压力常有增大现象， 极易发生煤与瓦斯突出。 断裂构造 煤（岩）层在地壳运动作用 力下产生断裂。 w断裂又分裂隙和断层。 w裂隙：断裂后断裂面两侧煤（岩）体没有 产生明显位移。 w断层：断裂后断裂面两侧煤（岩）体产生 了明显的位移。 断层要素： 断层面 断盘 断层线 断距 断层分类： 正断层：上盘下降 下盘上升 逆断层：上盘上升 下盘下降 平移断层：两盘水平移动 第四节 煤田地质勘探及储量 w煤田地质勘探 w勘探任务： 储量、煤质、赋存和开采条件 w勘探阶段： 预查、普查、详查、精查

9、 w勘探方法： 地质测量、探掘、钻探、物探 w煤炭储量 第一章 作业 1、简述煤的形成过程。 2、煤层按倾角、厚度、煤层的结构各分为 哪几类？ 3、什么是正断层、逆断层、向斜、背斜？ 采煤方法基本知识 主要内容 采煤方法的内涵 采煤方法的分类 w采煤方法 采煤工艺与回采巷道布置及其在 时间上、空间上的相互配合。 w简言之，采煤方法是采煤系统和采煤工艺两 部分的总称。 w采煤工艺 采煤工作面各工序所用方法、设 备及其在时间上、空间上的相互配合。（采 煤工作面的落、装、运、支、处五大生产工 序） w采煤系统 采区巷道布置和采掘顺序安排。 采煤方法的内涵 采煤方法的分类 采 煤 方 法 旱 采 水

10、采 壁式体系 柱式体系 柱式体系 单一长壁 放顶煤 整层开采 斜切分层 水平分段放顶煤 倾斜分层 掩护支架 分层开采 整层开采 整层开采 房式 房柱式 倾斜短壁式 走向短壁式 走向长壁 倾斜长壁 走向长壁 倾斜长壁 下行垮落 上行充填 垮落 刀柱 采煤方法的分类 w按采煤工艺分 ： 1、爆破采煤法 2、普通机械化采煤法 3、综合机械化采煤法（含综采放顶煤） 我国三种工艺方式并存： 由于地质条件和煤层赋存条件的复杂性及技 术装备的多层次性。 综采是发展方向 高产、高效、安全、劳动条件好和劳动强度 小。设备价格高，初期投资大，受地质条件 限制大。 普采的设备的价格约为综采设备价格的1/4 ，产量约

11、为1/3。 凡适宜普采条件的国营重点煤矿都应采用普 采。 炮采的技术装备投资少，技术容易掌握，管 理简单，机械化水平低，人工劳动强度大， 效率低，但对地质条件适应性强。 综合机械化采煤 w综合机械化采煤工艺简称“综采”，即在工作 面配备了大功率的双滚筒采煤机，大功率的 可弯曲刮板输送机，液压自移支架及转载机 ，可伸缩带式输送机，实现了工作面破煤、 装煤、运煤、支护与采空区处理的全部机械 化。 采煤方法的分类 按采空区处理方法 分: 垮落采煤法 刀柱（煤柱支撑） 法 充填采煤法 采煤方法的分类 w煤矿企业主要采用的是走向长壁采煤法。 按工作面推进方向与煤层走向的关系 w走向长壁采煤法 倾斜长壁采煤法 ( a) 走向长壁 ( b) 倾斜长壁（仰斜） ( c) 倾斜长壁（俯斜 ） w壁式体系采煤法的特 点： 工作面较长， 80250m 工作面两端，一般至 少各有一条回采巷道 。 一般顶板暴露面积大 ，矿山压力显现较为 强烈。 工作面运煤的刮板输 送机与工作面平行。