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1、采煤概论第一章 煤矿地质知识地质作用：由于自然动力引起地壳物质组成、内部构造和地表形态变化与发展的作用称为地质作用。分类：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。包括地壳运动、岩浆活动、变质作用、地震作用。2.外力地质作用：作用在地壳表层，主要由地球以外的太阳辐射能、日月引力能等引起。包括：风化和剥蚀、搬运和沉积、固结成岩。矿物：由一种或多种元素在地质作用下形成的，具有比较固定的化学成分和物理性质的自然产物。岩石：矿物的集合体。按生成原因岩石可分为：（1）岩浆岩:花岗岩、玄武岩、辉绿岩（2）变质岩：大理岩（3）沉积岩：砾岩、砂岩、泥岩、页岩、石
2、灰岩、煤煤：是由古代植物遗体演变而形成的。形成过程：植物遗体泥炭层褐煤烟煤无烟煤石墨成煤条件：.植物条件 .气候条件：温暖潮湿 .地理环境：有大面积沼泽化的自然地理条件 .地壳运动：下沉速度地质构造：在地壳运动中，煤和岩层改变了原始埋藏所产生的变形或变位形迹的。可分为单斜构造、褶曲构造和断裂构造。（补充：陷落柱）单斜构造：在一定范围内，煤或岩层大致向一个方向倾斜的构造形态。缓斜煤层：025度；倾斜煤层：2545度；急斜煤层：45-90度走向：煤层或岩层层面与水平面交线的方面倾向：煤层层面上与走向线垂直向下的倾斜线的水平投影所指的方向倾角：煤层或岩层层面与水平面之间的夹角褶皱：岩层受水平力的作用
3、被挤压成弯弯曲曲，但保持了岩层的连续性和完整性的构造形态。包括背斜和向斜。断裂构造:岩层受力后遭到破坏，失去了连续性和完整性的构造形态。裂隙：断裂面两侧的岩层没有发生明显位移。断层：断裂面两侧的岩层产生了明显位移。断层的要素：断层面、断盘（上盘、下盘）、断距断层可分为：正断层：上盘相对下降低，下盘相对上升逆断层：上盘相对下上升，下盘相对降低平推断层：断层两盘沿水平方向相对移动第二、三章 煤矿地质图、井田开拓的基本问题根据等高线图作地形剖面图：1）根据工程需要画出剖面位置线AB。2）将AB线与等高线相交的各点编号，注明各点标高。3）在图的下方或另用一张纸绘地形剖面图。在这张纸上先做一条水平直线，
4、以地形等高线图上所做剖面位置的最低标高为此水平线的标高，此处为10m。4）根据等高线图的比例尺和等高距做出平行于该直线的水平线，并注明标高。5）过等高线图上各交点，向剖面图上的水平线作垂直引线，根据各点的标高在剖面图上确定各点的位置，并编号1、2、3。6）用圆滑的曲线连接这些实际位置点，即绘成地形剖面图。根据煤层底板等高线确定煤层产状煤层底板等高线的延展方向就是煤层的走向，过等高线上任一点向标高值较小的等高线作垂线，该垂线方向就是煤层的倾向。煤层倾角可在煤层底板等高线图上用作图法或计算求得，如图所示，其步骤如下在任意两等高线之间作垂线AB，AB即为两等高线之间的平距l。过B作AB的垂线BC，并
5、取BC等于两等高线之高差h，联接AC，则角CAB即为煤层倾角。或用下式计算煤层倾角钻孔柱状图根据钻孔资料编制的地质柱状图称为钻孔柱状图。该图可以表示一个钻孔内的煤层、岩层的相互位置及厚度。注：会画根据勘探线的钻孔图绘制煤层剖面图 地质剖面图：剖面图是假设将大地切开，反映切开面上的煤层或岩层的厚度、层间距、倾角和地质构造特征等，以及沿剖面方向的地形起伏等。剖面图比较形象直观，在生产中使用广泛。剖面的位置可根据需要选取水平地质剖面图：选择一个与煤层层面平行的投影面作正投影，所得出的图形就能完全反映煤层内的真实情况，称为煤层层面图。注：会画根据勘探线的剖面图绘制煤层底板等高线图煤田：在地质历史发展的
6、过程中，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带。井田划分的原则：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 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。矿井生产能力、服务年限与储量的关系：T=ZK/AKZk矿井设计可采储量，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相关例题见ppt井田开拓基本问题1827页。井田
7、再划分方式:阶段、盘区、分区域阶段再划分：分区式、分带式布置、分段式、整阶段布置煤层沿走向的开采顺序1、前进式2、后退式巷道按空间位置和形状可分为：p 垂直巷道立井、暗立井、溜井p 倾斜巷道斜井、暗斜井、上山、下山p 水平巷道平硐、石门、煤门、平巷矿山井巷按其在生产中的重要性还可以作以下分类：1.开拓巷道：为全矿井、一个开采水平或阶段服务的巷道，如井筒、井底车场、阶段（或水平）运输大巷和回风大巷等。2.准备巷道：为整个采区服务的巷道，如采区上（下）山、采区上下车场、采区石门等。3.回采巷道：为工作面采煤直接服务的巷道，如区段上、下平巷和开切眼等。井田开拓方式种类很多，一般可按下列特征分类：1.
8、按井筒（硐）形式 按井筒（硐）形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。2.按开采水平数目 单水平开拓（井田内只设1个开采水平）；多水平开拓（井田内设2个及2个以上开采水平）。 3.按开采准备方式 按开采准备方式可分为上山式、上下山式及混合式。4.按开采水平大巷布置方式（1）分煤层大巷：即在每个煤层设大巷；（2）集中大巷：在煤层群集中设置大巷，通过采区石门与各煤层联系；（3）分组集中大巷：即对煤层群分组，分组中设集中大巷。井田开拓方式应正确解决下列问题：（1）确定井筒的形式、数目及其配置，合理选择井筒及工业场地的位置。（2）合理地确定开采水平数目和位置。（3）布置大巷及井底车场。 （4
9、）确定矿井开采程序，做好开采水平的接替。（5）进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造。第四章 井田开拓方式矿井生产系统的构成：运煤系统，通风系统，运料排矸系统，排水系统 ，供电系统 ，压风系统，通讯监测系统等斜井开拓分为片盘斜井开拓和斜井单水平分区式开拓片盘斜井开拓：它是将整个井田沿倾斜方向划分成若干个阶段，每个阶段倾斜宽度可以布置一个采煤工作面。在井田沿走向中央由地面向下开凿斜井井筒，并以井筒为中心由上而下逐阶段开采。优点：片盘斜井开拓，巷道布置和生产系简单，井巷施工技术也不复杂，而且初期工程量小，出煤快。缺点：不能多阶段同时生产，同采工作面最多为两个对拉工作面，矿井生产能力受到限制。另外，延
10、深工作频繁，生产和掘进之间相互影响较大。工作面整阶段连续推进，对地质条件变化适应性差。 适用条件：采用片盘斜井开拓时，井田走向长不宜大于1.5km。井田倾斜长度，一级提升时不宜大于800m，两级提升时不宜大于1.5km，并且尽可能用一级提升。 斜井单水平分区式开拓： 特点：斜井单水平上、下山开拓，开采水平少，减少了初期工程量和投资；阶段分采区布置，对地质条件适应性强，可多采区同时开采、多工作面同时生产，生产能力大。此外，由于只有一个开采水平，不存在水平接替问题，矿井生产稳定。因此，在开采缓倾斜煤层瓦斯含量低、涌水量小时、如果井田倾斜长度满足要求，应优先考虑采用此种开拓方式。适用条件：斜井倾角主
11、要依据其装备的提升设备确定。 串车提升 25 箕斗提升，=2035 无极绳提升 10 胶带输送机提升17立井开拓分为立井单水平分带式开拓和立井多水平分区式开拓特点：生产系统比较简单，运输环节少，建井速度快，投产早，但上山阶段的分带风巷是下行风，应采取措施防止分带回风巷中的瓦斯超限。适用条件：这种开拓方式一般适用于煤层倾角小于12、地质构造简单、煤层埋藏深度较深的矿井。平硐开拓分为垂直走向平硐，走向平硐，阶梯平硐。平硐装备：多用矿车（底卸式、普通箱式），也可用胶带运输机；煤由平硐直接外运，运输环节少，设备少，能力大。不设井底车场，水自流，无水仓。综合开拓：在某些具体条件下,采用单一的井筒形式开拓
12、,在技术上有困难、经济上不合理,可以采用不同井筒形式进行综合开拓。综合开拓方式主副井采用不同的井筒（硐）形式进行开拓的方式。采用综合开拓时,不同形式的井筒在地面及井下的联系与配合是十分重要的。 根据井筒的三种基本形式，组合后理论上有六种综合开拓方式，即立井斜井、斜井立井、平硐立井、立井平硐、平硐斜井和斜井平硐开拓方式。立井斜井综合开拓：利用立井井筒短、提升速度快、比斜井串车提升能力大优点，用立井作为主井担负提煤任务；又利用斜井施工简单、掘进快、井筒装备简单、人员上下方便、安全等优点，用斜井作为副井担负提升和兼做安全出口。斜井立井综合开拓：大型斜井以胶带斜井做主井,在技术上经济上均很优越；但副斜
13、井的辅助提升比较困难,通风也不利(特别是开采深部煤层时,斜井分段提升辅助环节多,能力小；而且通风路线长、阻力大、风量小,不能满足生产要求)。而立井作为副井能弥补这方面的不足,于是就可以斜井为主井、以立井为副井,采用主斜井副立井的方式实现大型及特大型矿井的综合开拓。 （另外，矿井各井筒名称自己看书或ppt）第五章 井田开拓中的几个主要问题本章的主要重点和难点：各类井筒（硐）布置的优缺点；运输大巷的布置及特点、井底车场形式及特点、矿井开拓延伸方案。井筒（硐）形式及优缺点比较平硐开拓与斜井、立井开拓的比较平硐最简单的开拓方式，技术上和经济上最有利优点：（1）运输环节少，设备少；（2） 地面工业场地建
14、筑和设施简单；（3） 不需留工业场地煤柱；（4） 不设井底车场，水自流，无水仓；（5） 施工条件好，掘进速度快。适用平硐标高以上有足够储量的山岭地带。斜井优点:1）井筒施工简单； 2）地面装备简单 3）井底车场装备简单; 4）延深容易，对生产的干扰小；5）胶带机的主斜井能力大, 且不受长度限制 6）初期投资少. 缺点1）井身长，绞车提升能力受限制；2）通过井筒的通风、动力供应、排水等生产经营费高； 3）井筒维护工程量大； 4）对地质条件适应性差。适应各种井型的矿井；煤层埋藏浅,表土层不厚，水文地质条件简单，不需特殊施工法施工的缓斜和倾斜煤层。胶带机可长；串车提升不宜超过三段。立井优点1、井身短
15、；2、提升速度快，机械化程度高，对辅助提升有利，对深井开采有利；3、井筒断面大，提升，排水、动力供应等生产经营费低；4、井筒易维护；5、对地质条件适应性强。缺点1）井筒施工复杂，需较高技术、较多设备、速度慢；2）井筒装备复杂，基建投资大；3）井筒延深困难，延伸对生产干扰大。适合条件：1）煤层埋藏深、表土厚或水文条件复杂，井筒需特殊施工2）多水平开采的急斜煤层3）凡不适合斜井、平硐及综合开拓方式时，均可采用立井开拓。井筒（硐）位置的选择1、立井井筒位置一般应用近水平、缓倾斜煤层单水平上下山开拓缓倾斜、中倾斜煤层多水平开拓1）井筒（硐）沿走向方向的有利位置 在走向方向上井筒位于井田中央大巷运输工作量最小中央，两翼能均衡生产，生产能力大。井筒在井田一侧，单翼开采，生产能力小。通风：中央：两翼风量分配较均衡，风路短，风压小。一侧：风路长，大巷
