《采煤概论》公司培训正式课件

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1、采煤概论,xxxxxxxx,采煤概论,第一篇 煤矿地质 第1章 煤矿地质知识 第2章 煤矿地质图第二篇 井田开拓 第3章 井田开拓的基本问题 第4章 井田开拓方式 第5章 井田开拓中几个主要问题第三篇 井巷掘进与支护 第6章 钻眼爆破 第7章 巷道支护 第8章 水平及倾斜巷道掘进 第9章 立井开凿第四篇 准备方式与采煤方法 第10章 准备方式 第11章 矿山压力及其控制,第12章 采煤方法 第13章 急倾斜煤层采煤法第五篇 矿井通风与安全 第14章 矿井通风 第15章 矿井瓦斯与矿尘 第16章 矿井火灾的防治 第17章 矿井防水和排水第六篇 矿井其它生产系统 第18章 矿井运输和提升 第19章

2、 矿井地面生产系统及工业场地 第20章 矿井供电及压风设备第七篇 露天开采及煤的地下气化 第21章 露天开采 第22章 煤炭地下气化,采煤概论第一篇 煤矿地质 第1章 煤矿地质知识,本章主要内容,第一章 煤矿地质知识 第一节 地质作用、地壳的物质组成及地史的概念 第二节 煤的形成及煤系 第三节 煤的性质及工业分类 第四节 煤层的埋藏特征 第五节 煤田地质勘探及矿井资源/储量,第一节 地质作用、地壳的物质组成及地史的概念,埋藏在地下的煤和其他矿产资源，都是地壳物质运动和各种地质作用的产物。 一、地质作用 1.内力地质作用 由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地表形态发生变化的地质作用，它

3、包括地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震作用等。 2.外力地质作用 它作用在地壳表层，主要是由地球以外的太阳辐射能、日月引力能等引起。按其作用方式可分为：风化和剥蚀、搬运和沉积 、固结成岩 。,二、地壳的物质组成 组成地壳的岩石种类繁多，按照生成原因，可以将岩石划为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类别。 沉积岩分布最广，地表约75%的面积都覆盖有沉积岩，有许多重要的矿产如煤、油页岩、岩盐等本身就是沉积岩。,第一节 地质作用、地壳的物质组成及地史的概念,第一节 地质作用、地壳的物质组成及地史的概念,三、地史的概念 地壳的发展历史简称地史。在45亿年以前形成的地球，在漫长的岁月里，其地壳在不停地运动，地球

4、上的生物也在不断地发展演化。研究表明，地球上的任何一种矿物、岩石，任何地貌和构造形态以及任何一种动植物，都是地壳发展演化的产物。 通常根据地壳运动及古生物的发展，将地壳发展历史的主要阶段及其顺序，从古到今划分为太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五个大的时期。,第二节 煤的形成,一、煤的形成 煤层的形成受古植物、古气候、古地理及古构造等条件的控制。 我国最主要的三个聚煤时期为：石炭纪、二迭纪、侏罗纪和第三纪。 古植物从死亡、堆积到转化为煤的演化过程，称为成煤作用。分为泥炭化阶段、岩化阶段和变质阶段 。,1、泥炭化阶段,在沼泽环境中，古代植物大量生长、繁殖。,植物死亡后，其遗体就堆积在沼泽中。

5、,地壳不断上升，植物遗体变成二氧化碳而消失。,地壳不断下降 ，植物遗体发生复杂的生物化学变化，植物变成泥炭 。,地壳下降速度和植物堆积速度相均衡 ,泥炭层不断增厚 。,地壳下降速度比植物堆积速度快 ，沉积泥沙变成了煤层顶板。,1,2,3,4,5,6,植物成煤首先要有一个合适的自然地理环境，温暖潮湿的气候能够使植物大量生长、繁殖、死亡和堆积，这个环境就是沼泽环境。,2、成岩阶段,泥炭形成后，地壳仍不断下降，沼泽环境变成湖泊或其它环境，泥炭层上的泥沙等沉积物逐渐增厚，泥炭层逐渐被埋到几十米到数百米深的地方，在上部地层具大的压力和不断增高的温度作用下，泥炭就逐渐变成褐煤，泥炭变成褐煤体积要压缩三分之

6、二，泥炭变成褐煤的过程称为成岩阶段。,3、变质阶段,泥炭变成褐煤后，地壳继续下降，褐煤就埋到1000-2000米甚至更深的地方，在褐煤受到高温和巨大压力的作用下，引起分子结构的变化，物理化学性质也发生改变，于是褐煤就逐渐变成烟煤或无烟煤。由褐煤变成烟煤或无烟煤的阶段称为变质阶段。,四个成煤条件,1、温暖潮湿的气候,2、丰富的植物资源,3、植物堆积保存的泥炭沼泽环境,4、地壳运动的有机配合,第三节 煤的性质及工业分类,1煤的物理性质 光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、比重和容重、导电性等。 2煤的化学组成：有机质和无机质，主要元素有：碳、氢、氧、氮、硫、磷。,第三节 煤的性质及工业分类,二、煤的工业

7、分类 1常用的煤质指标 评价煤质的主要指标包括：水分W、灰分A、挥发分V、胶质层厚度Y、发热量Q、硫S和磷P的含量以及含矸率等。 2煤的工业分类 我国现行的工业分类，是以炼焦煤为主的分类方案，分类指标主要用挥发分和胶质层的最大厚度y(mm)为指标划分煤的种类，从无烟煤到褐煤分为十大煤种，即无烟煤、烟煤（贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤）、褐煤 。,第四节 煤层的埋藏特征,一、煤层赋存状态 1）煤层的厚度 薄煤层 煤层厚度从最小可采厚度至1.3m 中厚煤层 煤层厚度1.3m至3.5m 厚煤层 煤层厚度3.5m以上 2）煤层的稳定性 稳定煤层、较稳定煤层、不稳定的煤层、极不稳定

8、煤层 。 3）煤层的倾角 缓斜煤层 025 倾斜煤层 2545 急斜煤层 4590 通常又把8以下的煤层称为近水平煤层。,第四节 煤层的埋藏特征,二、煤层顶底板岩石 煤层顶底板岩石是指煤系中位于煤层上下一定距离内的岩层。按照沉积的次序，在正常情况下，先于煤生成的岩石是煤层的底板，较煤后生成的岩层叫做顶板。 三、地质构造对煤层的影响 地质构造的形态多种多样，概括起来可分为单斜构造、褶曲构造和断裂构造。 岩层的空间位置及特征通常用产状要素来描述。产状要素有走向、倾向和倾角。 根据断层两盘相对运动的方向，断层分为：正断层、逆断层、平推断层。,断层形成后，上盘相对下降，下盘相对上升的断层称正断层。,第

9、四节 煤层的埋藏特征,四、影响开采工作的其他因素 1）煤的自燃倾向性 煤的自燃性决定于煤的疏松程度及氧化过程的剧烈程度。煤愈松软，煤层愈厚或氧化愈快，其自燃危险就愈大。 2）煤和岩层的含瓦斯性 瓦斯的涌出和积聚不但给矿井生产带来许多困难，还可能造成严重的灾害。因此，在开采含瓦斯较大的煤层时，应当在技术上采取特殊措施。 3）矿井的充水程度 矿井开采时，由于巷道开掘和采空区塌陷，必然波及煤层上下的含水层以及地表下的水源，而造成矿井充水。严重时还可能威胁矿井安全。,第五节 煤田地质勘探及矿井储量,一、煤田地质勘探的任务 了解矿井资源/储量、井田地质条件、煤层赋存条件、水文地质条件、开采技术条件、煤种

10、煤质等矿井的资源条件。 二、煤田地质勘探工作的阶段划分 煤田地质勘探工作划分为煤田普查、矿区详查和井田精查三个阶段依次进行。 三、矿井储量 矿井储量分为：矿井地质资源量 、矿井工业储量 、矿井设计储量 、矿井设计可采储量 。,采煤概论 第二篇 井田开拓 第3章 井田开拓的基本问题,本章主要内容,第三章 井田开拓的基本问题 第一节 煤田划分为井田 第二节 矿井储、年产量和服务年限 第三节 井田再划分 第四节 井田内的开采顺序 第五节 井田开拓的概念 第六节 开拓方式的概念及分类,第一节 煤田划分为井田,1.煤田在地质历史发展的过程中，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带称为煤田。 2.矿区

11、和矿区开发开发煤田形成的社会区域，成为矿区。矿区根据储量、赋存条件、煤炭市场需求量和投资环境等情况，确定矿区规模、划分井田，规划井田开采方式，规划矿井或露天矿建顺序，确定矿区附属企业的类别、数目和生产规模，建设过程等，总称为矿区开发。 3.井田在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田。 一般情况下：煤田（矿区）井田（矿井）,第一节 煤田划分为井田,一、划分的原则1井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应 2保证井田有合理的尺寸 3充分利用自然等条件划分井田 4合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系,第一节 煤田划分为井田,二、井田境界的划分方法 （一）垂直划分：相邻矿

12、井以某一垂直面为界，沿境界线各留井田边界煤柱，称为垂直划分。 （二）水平划分 ：以一定标高的水平面为界，即以一定标高的煤层底板等高线为界，并沿该煤层底板等高线留置边界煤柱。 （三）按煤组划分 （四）以自然边界（如断层等）划分,第一节 煤田划分为井田,井田边界划分方法1垂直划分；2水平划分；3以断层为界,第二节 矿井生产能力和服务年限,一矿井生产能力 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。

13、,第二节 矿井生产能力和服务年限,二、矿井服务年限矿井服务年限是指按矿井可采储量、设计生产能力，并考虑储量备用系数计算出的矿井开采年限。 三、矿井生产能力、服务年限与储量的关系T=ZK/AK Zk矿井可采储量，万吨； T矿井设计服务年限，a； A矿井设计生产能力，万吨/a； K储量备用系数，1.31.5。 储量备用系数是为保证矿井有可靠服务年限而在计算时对储量采用的富裕系数。,第二节 矿井生产能力和服务年限,我国各类井型的矿井和水平设计服务年限,第三节 井田再划分,一、井田划分阶段1阶段划分及特征 （1）阶段概念：在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，

14、每个长条部分具有独立的生产系统，称之为一个阶段。 （2）开采水平：布置有井底车场和主要运输大巷，并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平 。一个开采水平可只为一个阶段服务，也可以为该水平上下两个阶段服务。,第三节 井田再划分,井田划分阶段,第三节 井田再划分,二、井田划分为盘区 当井田内煤层倾角很小，接近水平时，由于煤层沿倾斜方向高差很小，没有必要再按标高划分阶段。这时，可沿煤层主要延展方向布置主要大巷，将井田分为两翼，然后以大巷为轴将两翼分成若干适宜开采的块段，每个块段叫一个盘区。每个盘区通过盘区石门与主要大巷相连构成相对独立的生产系统，见图36。,图36 井田划分盘区 1主斜井；2

15、副斜井；3主要石门；4主要运输巷；5、6-盘区运输平巷； 7盘区边界；8井田边界,第三节 井田再划分,三、井田分区域划分 随着开采技术的发展和煤层埋深的增加，矿井开采强度越来越大，出现了许多特大型、巨大型矿井。这就势必造成井下运输距离、通风线路、管线敷设过长，给生产和管理带来困难。为此，有的矿井采用了分区域开采的办法，就是将整个井田划分成若干个区域，每个区域相当于一个小井田，进一步划分成阶段、盘区等。每个区域开凿辅助提升井和风井为本区域服务。在井田中央开凿集中提升井为整个井田服务，如图37所示。,图37 分区域建井的井田划分示意图 1主斜井；2副斜井；3分区界线；4阶段界线,第三节 井田再划分,四、阶段内再划分 1分区式 2分带式布置 3分段式 4整阶段布置,图38 阶段内分区布置 H阶段垂高；h阶段斜长,第三节 井田再划分,四、阶段内再划分,第三节 井田再划分,刮板输送机,采煤机,破碎机,转载机,运输巷,回风巷,煤壁,液压支架,皮带机,工作面布置图,皮带自移机尾,第四节 井田内开采顺序,一、煤层沿倾斜的开采顺序 1、下行开采 2、上行开采 说明： 一般地，不论是整个井田，还是阶段内、采空区内，对同一煤层，都应首先考虑使用下行开采顺序。 二、煤层沿走向的开采顺序 1、前进式 2、后退式,