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1、采 煤 概 论,授课人：范昌城,二0一一年八月,主 要 内 容,采煤概论,一、煤的形成,二、影响煤炭开采的主要因素,三、煤田的划分,四、采煤方法,1,2,3,4,一、煤的形成,采煤概论,煤炭是一种沉积矿产， 它是由古代植物遗体演变而形成的。,1,2,一、煤的形成,采煤概论,山西褐煤：和现在的木头基本一样,云南褐煤标本：植物的木质纤维组织清晰可见,这块褐煤中清楚可见树枝的形态,一、煤的形成,采煤概论,(一)三个成煤阶段,1、泥炭化阶段,2、成岩阶段,3、变质阶段,（二）四个成煤条件,1、温暖潮湿的气候,2、丰富的植物资源,3、适用于植物堆积保存的环境,4、地壳运动的有机配合,采煤概论,一、煤的形
2、成,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。,1、泥炭化阶段,(一)三个成煤阶段,采煤概论,一、煤的形成,1、泥炭化阶段,(一)三个成煤阶段,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。,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,采煤概论,一、煤的形成,(一)三个成煤阶段,2、成岩阶段,泥
3、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二，泥炭变成褐煤的过程称为成岩阶段。,采煤概论,一、煤的形成,(一)三个成煤阶段,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。,采煤概论,一、煤的形成,(二)四个成煤条件,1、温暖潮湿
4、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,采煤概论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（一）煤层的储存特征,1、煤层的形状,2、煤层的结构,3、煤层的厚度,4、煤层的产状,（二）地质构造对采煤的影响,1、褶皱构造,2、断裂构造,采煤概论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（一）煤层的储存特征,1、煤层的形状,煤层成层状，层位连续，厚度变化有一定规律。,煤层层位有一定连续性或连续性不明显，厚度变化大。,采煤概论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（一）煤层的储存特征,2、煤层的结构,简单结构煤层：就是不含夹石层的煤层,复杂结构煤层：就是含有夹石层的煤层,采煤概
5、论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（一）煤层的储存特征,3、煤层的厚度,薄 煤 层：煤层厚度为0.5-1.3M,中厚煤层：煤层厚度为1.3-3.5M,厚 煤 层：煤层厚度为3.5M以上,采煤概论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（一）煤层的储存特征,4、煤层的产状,煤层或岩层的产状：是指煤层或岩层在空间的位置，通常用产状要素来描述，产状要素有走向、倾向和倾角。,采煤概论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（一）煤层的储存特征,4、煤层的产状,表示煤层或岩层在水平面上延伸的方向，煤层或岩层层面与水平面相交的线为走向线 。,是指煤层或岩层向某一方向倾斜的方向,是指倾斜煤、岩层层面与水平面之间的夹角
6、 。,采煤概论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（一）煤层的储存特征,4、煤层的产状,缓倾斜煤层： 8-25度,倾斜煤层： 25-45度,急倾斜煤层： 45-90度,采煤概论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（二）地质构造对采煤的影响,地质构造：是指由于地壳运动，使煤层或岩层改变原始埋藏状态，而形成的变形或变位的构造形态。它包括：褶皱构造和断裂构造。,采煤概论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（二）地质构造对采煤的影响,1、褶皱构造,褶皱构造：煤层或岩层受力后变成多个弯曲，但能保持其连续性和完整性的构造形态。,采煤概论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（二）地质构造对采煤的影响,1、褶皱构造,
7、采煤概论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（二）地质构造对采煤的影响,2、断裂构造,断裂构造：煤层或岩层受地壳作用力后遭到破坏，失去连续性和完整性的构造形态。,两侧没有发生明显位移的叫裂隙,两侧产生了明显位移的叫断层,采煤概论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（二）地质构造对采煤的影响,2、断裂构造,断层要素：断层面各组成部分的名称,断裂位移时，相对滑动的断裂面,断层面两侧的岩体,断层两盘相对位移的距离，分为垂直断距和水平断距 。,断距,采煤概论,二、影响煤炭开采的主要地质因素,（二）地质构造对采煤的影响,2、断裂构造,采煤概论,三、煤田的划分,（一）煤田划分为井田,（二）井田划分为水平,（三
8、）水平划分为采区,（四）采区划分为工作面,采煤概论,三、煤田的划分,（一）煤田划分为井田（矿井）,煤田的范围广阔 ，将煤田划分成若干较小的部分，由若干个矿井进行开采。划归一个矿井开采的那部分煤田称为井田,采煤概论,三、煤田的划分,（二）井田划分水平,沿煤层的倾斜方向，按一定的标高划分为若干个长条，每个长条用水平面表示上面和下面，因此称为水平。开采时先采上水平，后采下水平。,采煤概论,三、煤田的划分,（三）水平划分采区,在一个水平内沿煤层走向，再划分为具有独立生产系统的片段，每一片段称为一个采区。开采时按先远后近的顺序开采。,采煤概论,三、煤田的划分,（四）采区划分工作面,工作面,在采区内沿煤层
9、倾斜方向，将煤层再划分为若干个长条部分，每一部分称为一个工作面。开采时沿煤层倾斜方向，先采上段后采下段。,采煤概论,四、采煤方法,（一）基本概念,（二）采煤方法分类,（三）采煤工作面概况,（四）采煤工艺,采煤概论,四、采煤方法,（一）基本概念,1、采场和采煤工作面,2、采煤工作,3、采煤工艺,4、采煤系统,5、采煤方法,采煤概论,四、采煤方法,（一）基本概念,1、采场和采煤工作面,用来直接大量采取煤炭的场所，称为采场。 在采场内进行回采的煤壁，称为采煤工作面。 实际工作中，采煤工作面与采场是同义词。,采煤概论,（一）基本概念,四、采煤方法,2、采煤工作,在采场内，为了采取煤炭所进行的一系列工作
10、，称为采煤工作。采煤工作可分为基本工序和辅助工序。 基本工序包括：破煤、装煤、运煤等工序。 辅助工序包括：工作面支护、采空区处理及移置运输、采煤设备等工序。,采煤概论,四、采煤方法,（一）基本概念,3、采煤工艺,由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成这些工序的方法也就不同，并且在进行的顺序、时间和空间上，必须有规律地加以安排和配合。这种按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合，称为采煤工艺。,采煤概论,四、采煤方法,（一）基本概念,4、采煤系统,采煤巷道的掘进一般是超前于采煤工作进行的。它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系，称为采煤巷道布置系统。也即为采煤系统。,采煤概论,四、采煤
11、方法,（一）基本概念,5、采煤方法,采煤方法是采煤工艺与采煤系统在时间上，空间上相互配合的总称，根据不同的矿山地质及技术条件，有不同的采煤系统和采煤工艺相配合，从而构成多种多样的采煤方法。,采煤概论,四、采煤方法,（二 ）采煤方法分类,采煤方法的分类方法很多，主要分为壁式体系和柱式体系两大类。 壁式体系采煤法又称长壁体系采煤法，特点为： 1、采煤工作面长度较长，通常在80米以上； 2、随着采煤工作面推进，顶板暴露面积大，矿山压力显现强烈； 3、可分别用爆破、采煤机破、装煤，用刮板输送机运煤，用支架支护工作空间，用放顶垮落法或充填法处理采空区； 4、在采煤工作面两端，一般至少各有一条回采巷道，以
12、构成完整的生产系统。,采煤概论,四、采煤方法,（二 ）采煤方法分类,按所采煤层倾角分为：缓斜、倾斜、急斜采煤法； 按煤层厚度分为：薄煤层、中厚煤层、厚煤层采煤法； 按采煤工艺分为：普采、高档普采、综采； 按采空区处理方法分为：垮落法、刀柱法、充填法； 按工作面布置及推进方向分为：走向长壁和倾斜长壁； 按工作面向仰斜分为：仰斜长壁和俯斜长壁； 按煤层全厚分为：整层采煤法和分层采煤法。,采煤概论,四、采煤方法,（三 ）采煤工作面概况,我国采煤工作面一般长度为80-250米，有的甚至更长，所以叫长壁式工作面。,采煤概论,四、采煤方法,（三 ）采煤工作面概况,根据生产和安全的需要，工作面至少要有两个安
13、全出口。,采煤概论,四、采煤方法,（三 ）采煤工作面概况,由于是沿煤层布置的，通常也把它们叫作工作面的运输顺槽和回风顺槽。,采煤概论,四、采煤方法,（三 ）采煤工作面概况,在采煤工作面我们国家目前所应用的采煤工艺有三种：,普通采煤,高档普通机械化采煤,综合机械化采煤,采煤概论,四、采煤方法,（三 ）采煤工作面概况,由于采煤工作面空间狭小，容易聚积有害气体，人员和设备集中，环境复杂，在进入工作面之前，需要做以下工作：,采煤概论,四、采煤方法,（三 ）采煤工作面概况,采煤工作面的主要设备,采煤概论,四、采煤方法,（三 ）采煤工作面概况,采煤工作面的主要设备,俗称溜子，是各种采煤工作面内用来运输煤炭
14、的设备，同时，它也作为采煤机的运输轨道 。,采煤概论,四、采煤方法,（三 ）采煤工作面概况,采煤工作面的主要设备,它是运输顺槽中运输煤炭的主要设备。,采煤概论,四、采煤方法,（三 ）采煤工作面概况,采煤工作面的主要设备,用来把工作面刮板输送机运出的煤炭转载到可伸缩胶带输送机上。,采煤概论,四、采煤方法,（四 ）采煤工艺,1、普通采煤工艺,2、高档普采和综采工艺,采煤概论,四、采煤方法,（四 ）采煤工艺,1、普通采煤工艺,普通采煤包括落煤、装煤运 煤、人工支护和回柱放顶等主要 工序。,采煤概论,四、采煤方法,（四 ）采煤工艺,1、普通采煤工艺,落煤：在普通采煤工作面是爆破落煤，爆破落煤有打眼、装
15、药、填充炮泥、连线及放炮等工序组成。,采煤概论,四、采煤方法,（四 ）采煤工艺,1、普通采煤工艺,落煤：炮眼内在装药后必须填充炮泥，否则爆破火焰从炮口喷出，容易诱使瓦斯煤尘爆炸或引起火灾事故。,采煤概论,四、采煤方法,（四 ）采煤工艺,1、普通采煤工艺,落煤：爆破时，放炮员、班组长、瓦斯检查员都应该在现场严格执行：,三人连锁放炮制度,一炮三检制度,采煤概论,四、采煤方法,（四 ）采煤工艺,1、普通采煤工艺,落煤：连线完成后由专人负责放好警戒线，人员撤离到安全地点，安全距离必须符合规程规定。,采煤面： 30米,掘进工作面： 直线段100米,直角拐弯75米,采煤概论,四、采煤方法,（四 ）采煤工艺
16、,1、普通采煤工艺,装煤、运煤：在装煤前要先检查放炮后的顶板及支架，进行敲打问顶、处理活石、控制顶板。,采煤概论,四、采煤方法,（四 ）采煤工艺,1、普通采煤工艺,装煤、运煤：刮板输送机需要注意的安全事项：,安装能发出停止和启动信号的装置,刮板输送机 严禁乘人,注意避开牵引链、瘤子头、瘤子尾,采煤概论,四、采煤方法,（四 ）采煤工艺,1、普通采煤工艺,人工支护：普采工作面一般用单顶液压支柱，配合金属交接顶梁组合成单体支架支护顶板。,采煤概论,四、采煤方法,（四 ）采煤工艺,1、普通采煤工艺,人工支护：在工作面支护的时候，要预防发生冒 顶事故，冒顶一般发生在：输运机机道上方，普采放 顶线，工作面上下出口处。,采煤概论,四、采煤方法,（四 ）采煤工艺,1、普通采煤工艺,严格执行敲帮问顶制度,增加支柱的稳定性,人工支护：预防冒顶的措施主要有以下几种：,加强端头支护,架设临时支护,采煤概论,四、采煤方法,（四 ）采煤工艺,1、普通采煤工艺,回柱放顶：随着工作面的推进，支架控顶的范围在逐渐增大，受到的顶压也越来越大，按照回采工作面作业
