采矿学电子教案-煤矿开采学

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1、采矿学电子教案采矿学电子教案能源科学与工程学院能源科学与工程学院 采矿系采矿系20042004年年5 5月月煤炭工业以开采煤炭为目的 煤炭开采 地下开采 9394%露天开采 67%采矿学主要讲授煤炭现代地下开采的基本 知识。 让学生掌握煤矿现代地下开采的基本知识 。 采矿学 研究矿山开采技术及其内部规 律性的综合性技术科学。采矿学（煤矿开采学）总论采矿学课程的特点：专业性强； 发展变化快， 实践性强，时空关系强；名词概念多； 综合性强 运用各种科学技术综合解决问题。教学方法：课堂讲授、录象、模型、实习、讨论。 要求：掌握采矿工程师的基本理论和技能，学而优则用 ，学而优则创。记笔记；阅读参考书；

2、提出新采矿方法。1、煤矿地下开采的特点1、受资源赋存条件的制约 2、工作场所不断移动 3、复杂的生产和管理系统 4、必须设置人工构置物保护工作空间 5、安全问题突出徐永圻煤矿开采学，徐州；中国矿业大学出版社，1999张宝明中国煤矿高产高效技术，徐州；中国矿业大学出版社，2001徐永圻中国采煤方法图集，徐州；中国矿业大学出版社，1990陈炎光中国采煤方法，徐州；中国矿业大学出版社，1991陈炎光中国煤矿开拓系统，徐州；中国矿业大学出版社，1 996陈炎光中国煤矿开拓系统图集，徐州；中国矿业大学出版社，19922、采矿学主要参考书汪理全，煤层(群)上行开采技术，煤炭工业出版社，北京 ：19958煤

3、炭科技名词审定委员会，煤炭科技名词，科学出版社 ，北京：19972 采煤学（1979年版）杜计平，煤矿深井开采的矿压显现及控制，徐州：中国 矿业大学出版社，20004采矿学主要参考书1、我国矿产资源种类齐全 人类已各的矿产约160种 我国已发现150多种 已查明储量130多种 一、我国采矿生产技术的发展2、我国是世界上开创采矿业最早 的国家之一1万年前开采并利用石料 4千多年前能够开采铜、铁、金和煤等矿产 。不同时期，煤有不同名称： 石涅 春秋战国时期，山海经。 石墨 魏、晋时期。 石炭 南北朝。 煤炭 元 代至今 ，宋应星天工开物我国古代煤炭名称封建社会的采矿业春秋战国（公元前500年）煤是

4、重要的产品 BC100 冶铜、冶铁技术 明末 (17世纪中叶) 煤的开采技术(宋应星 地质、开拓、开采、通风、提升、瓦斯排放 )火药的发明 爆破技术促进了开采技术近代社会中国采矿业我国1876年创办基隆煤矿 1878年创办开平煤矿 1850年后近代采矿工业 机器生产：提升、运输、排水 如开滦、抚顺、淄博、萍乡 帝国主义对我国煤炭资源进行掠夺性的开采半个世纪以来中国煤炭工业的发展时间时间 （年 ）产产量（亿亿t ） 19490.32419796.3554199010.79199512.92199613.74时间时间 （年 ）产产量（亿亿t ） 199910.4420009.99200111.06

5、200213.93200316.42004199713.25199812.33国有重点煤矿约587处 2000年，国有重点煤矿机械化程度74.43% 我国于1973年引入综合机械化采煤设备 2000年，国有重点煤矿综合机械化程度 56.78%机械化程度高产高效矿井模式： 一矿一面或一矿两面 综采：一个队（一个采面）100万t/a 全员工效8t/工以上 1992年 累计129处矿井达到高产高效标准 。平均全员工效 7.730t/工高产高效矿井2002年 78个综采队年产超过100万吨18个综采队年产超过200万吨9个综采队年产超过300万吨 神华大柳塔矿综采队年产803万吨 一矿一面全矿产量92

6、0万吨 全矿职工350人高产高效矿井神华大柳塔矿 2000年 920万 2001年 1511万 2002年 1100万 济三矿（设计500 万） 2001年 530万 2002年 800万 2003年 1000万高产高效矿井煤炭是我国的主要能源煤炭储量：我国含煤面积约55万km2 2002年底探明可直接利用的储量为1886亿t 按年产19亿t，可采100年 2002年底有3317亿t 基础储量 2002年底有6872亿t 资源量 我国煤炭占一次能源结构的70%左右 我国石油、天然气等资源有限，趋于枯竭。 水电、核能，近几十年发展不能根本解决中 国能源问题。中国煤炭资源分布除上海外，各省和自治区

7、均有， 北部占探明储 量的86% ，南部占探明储量的14% 储量超过了5000亿t的省：新疆、内蒙、山西 储量超过1千亿t的省：陕西、宁夏、甘肃、贵州、河北、山东、安徽中国能源消耗构成年度消费费（% ） 煤石油天然气 水利 核能 195096.720.910.032.330 197081.5614.141.233.060 198069.5023.752.983.770 199074.2019.002.004.800 200069.4019.902.806.901 202068.0014.405.408.503.7能源折算系数E标准煤：发热值为7000大卡/（29 . 27MJ） 的任何能源均可

8、折算1kg标准煤。 标准油：发热值为10000大卡/（41 . 8MJ） 的任何能源均可折算1kg标准油。某种燃料的实际发热值（MJ/ kg） E = 标准煤发热值（MJ/ kg）煤与人民生活息息相关人均能耗：每人每年的能源平均消耗量 t 人年是衡量国家经济发展和人民生活水平的综合指标维持最低生活，需要： 0.4 t 标准煤 丰衣足食的现代化生活: 1.2 1.6 t标准煤 高级现代化生活: 2 3 t标准煤。国家美国苏联苏联西德英国法国日本中国世界平均t / P.y12.65.95.75.45.14.51.21.2 发展速度与成就举世瞩目，煤炭产量曾连续 居世界第一 中国的采矿业总体来讲与发

9、达国家有不小的 差距，但潜力巨大 资源人均占有量低小结采矿方法，主要是采煤方法 winning method 采（带）区准备prepare 矿井开拓 development 矿井设计 mine design二、采矿学(煤矿开采学)内容煤田（coal field）在地质历史发展过程 中，由含炭物质沉积形成的大面积含煤地 带。 矿区（mining area）开发煤田形成的社 会组合。 一般一个矿区开发一个煤田 矿务局，矿业集团三、矿井开采的基本概念井田（Underground mine field）（一） 井田 井田划归一个矿井开采的一部分煤田或全 部煤田井田大小 ：范围 走向长度 倾向水平投影（

10、宽度）井田面积大小矿井生产能力服务年限 煤田划分为井田井型 井田走向长度（m） 小型矿井 1500 中型矿井 4000 大型矿井 7000（二）矿井生产能力和井型 （designed mine capacity and production scale of mine）矿井生产能力 矿井设计生产能力，万t /a。 即设计中规定矿井在单位时间（年或日）内 采出的煤炭和其它矿产品的数量。 矿井核定生产能力 矿井经过技术改造，核 定后的生产能力，万t /a。 井型 根据矿井设计生产能力不同，我国 将矿井分为大、中、小三种类型，称井型。 井型划分井型 生产能力（万t / a） 大型矿井： 120、15

11、0 、180 、240 、300、400、 500及500以上其中300万t/a及其以上称特大型矿井 中型矿井： 45 、 60 、90 。 小型矿井： 9 、 15 、 21、 30。 矿井年产量 （effective output per year）矿井年产量 矿井实际生产的煤炭数量，万 t/a。矿井年产量与生产能力有时同义，有时不同 义。（三）矿井可采储量和服务年限矿井可采储量 生产能力 服务年限 可采储量愈多，生产能力和服务年限愈大 可采储量一定，应有合理的生产能力和服务 年限 国外大型矿井的服务年限 4050a 国内一般不小于60a 国内外矿井的生产能力有增大和服务年限有 缩小的趋势

12、（四）井田内的再划分1、井田划分为阶段 阶段 （horizon） 沿一定标高划分的一部分 井田 阶段划分 在井田范围内，沿煤层倾斜方向， 按一定标高将煤层划分为若干平行于走向的 并等于井田走向全长的长条形，每一个长条 形叫一个阶段。阶段的走向长等于井田的走向长 阶段下部布置运输大巷,阶段上部布置回风大巷井田划分为阶段井田划分为阶段阶段的开采顺序：下行式 井田划分为阶段水平（level ）水平（level ） 常指某一标高的水平面。表示：标高、开采顺序及用途 （1）0、-200、-500水平等 （2）矿井生产中，表示开采顺序，又称第一 水平、第二水平 （3）矿井生产中，常把运输大巷所在的水平 称

13、运输水平；回风大巷所在的水平称回风水 平。开采水平（ mining level）开采水平（简称水平） （ mining level） 布置有井底车场、阶段运输大巷，并担负全 阶段运输任务的水平。 广义的水平 布置大巷的某一标高的水平面 既包括一个水平，又包括所服务的阶段上 回风水平 下 运输水平（二）阶段内的再划分 1 阶段划分为采区，采区划分为区段 阶段 阶段 阶段 阶段 阶段 阶段1区段 2区段3区段1区段 2区段 3区段采区式划分：采区（district）与区段（district sublevel） 采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为 具有独立生产系统的块，每一块叫一个采区 。采区斜

14、长=阶段斜长（可达1000m ） 采区走向=400m5000m 区段：在采区内沿倾斜方向划分的开采块段 。区段下部有区段运输平巷 区段上部有区段回风输平巷 区段平巷与采区的斜巷相连（运输上山和轨 道上山）采区走向长壁工作面：工作面沿倾斜布置，沿走推进2 阶段划分为划分为带区，带区划分为分带分带沿煤层走向把阶段划分为若干长条，每一个长条 叫一个分带。 由若干分带组成，并具有独立生产系统的区域叫带区倾斜向长壁工作面 ：工作面沿走向布置，沿倾向推进阶段划分为划分为带区，带区划分为分带J1 阶段J2 阶段J3 阶段J 3阶段J2 阶段J1 阶段3）井田直接划分为划分为盘区或带区井田沿倾斜高差较小的条件下panel（五）矿井生产系统的概念矿井生产系统1、矿井巷道的开掘顺序原则： 尽量采用平行作业；尽快沟通风路。 2、矿井主要生产系统 1）运煤系统 2）通风系统 3）运料排矸系统 4）排水系统 5）动力供应（电、压风） 6）通讯、监测系统（六）矿井开拓、准备和回采的概念1、井巷名称 矿山井巷 为进行采矿，在地下开掘的 井筒、巷道和硐室的总称。 2、按倾角分类： q垂直井巷 q倾斜井