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1、煤矿生产技术煤矿生产技术培训中心培训中心李俊霞李俊霞煤矿生产技术课件授课内容 煤矿地质知识 井田开拓 采煤方法煤矿生产技术课件第一章 煤矿地质基础知识培训中心李俊霞煤矿生产技术课件前言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。煤矿生产技术课件主要内容第一节第一节 地壳及其运动地壳及其运动第二节第二节 煤的形成、用途与分类煤的形成、用途与分类第三节第三节 煤层的赋存特征煤层的赋存特征第四节第四节 煤田地质勘探及储量煤田地质勘探及储量煤矿生产技术课件第一节第一节 地壳及其运动地壳及其运动地壳地壳36km
2、地幔地幔2900km外核外核2200km内核内核1270km煤矿生产技术课件地壳的物质组成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。地壳是由岩石组成的。 岩浆岩岩浆岩eg:花岗岩、玄武岩、闪长岩等花岗岩、玄武岩、闪长岩等岩石岩石沉积岩沉积岩eg:煤、油页岩、石灰岩等煤、油页岩、石灰岩等变质岩变质岩eg:石英岩、大理岩、片岩等石英岩、大理岩、片岩等煤矿生产技术课件地质作用w在漫长的地质年代中，由于自然动力引起的地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壳物质组成、内部构造和地壳形态变化与发展的作用。的作用。 内力地质作用内力地质作用
3、地壳运动地壳运动岩浆活动岩浆活动变质作用变质作用地震作用地震作用地质作用地质作用外力地质作用外力地质作用风化作用风化作用剥蚀作用剥蚀作用搬运作用搬运作用沉积作用沉积作用固结成岩固结成岩煤矿生产技术课件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煤矿生产技术课件第二节第二节 煤的形成、用途与分类煤的形成、用途与分类植物植物植物植物遗体遗体遗体遗体地壳下沉地壳下沉地壳下沉地壳下沉隔绝空气隔绝空气隔绝空气隔绝空气腐烂腐烂腐烂腐烂分解分解分解分解泥
4、炭泥炭泥炭泥炭层层层层生物作用生物作用生物作用生物作用化学作用化学作用化学作用化学作用褐煤褐煤褐煤褐煤压压压压力力力力温温温温度度度度覆盖层加厚覆盖层加厚覆盖层加厚覆盖层加厚高温高温高温高温 高压高压高压高压烟煤烟煤烟煤烟煤无烟无烟无烟无烟煤煤煤煤高温高温高温高温 高压高压高压高压泥炭化阶段泥炭化阶段泥炭化阶段泥炭化阶段煤化阶段煤化阶段煤化阶段煤化阶段煤矿生产技术课件煤的形成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：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、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。适宜的古
5、地理环境、地壳运动的配合。煤矿生产技术课件煤的形成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矿生产技术课件煤的性质w煤是由有机物和无机物组成的混合体。w物理性质：物理性质：颜色、光泽、硬度、密度、脆度、导电性、裂隙颜色、光泽、硬度、密度、脆度、导电性、裂隙w化学组成：化学组成：碳（碳（C）氢（）氢（H）氧（）氧（O）氮（）氮（N）硫（）硫（S）磷）磷（P）煤矿生产技术课件煤质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、含矸率煤矿生产技术课件煤的工业分类w我国现行的工业分类，是以炼焦煤为主的分我国现行的工业分类，是以炼焦煤为主的分
6、类方案，从无烟煤到褐煤分为十四个煤种，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、焦即无烟煤、烟煤（贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、煤、1/3焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1/2中中黏煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤）、褐煤。黏煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤）、褐煤。煤矿生产技术课件第三节第三节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征w煤层的结构和厚度煤层的结构和厚度结构结构简单结构煤层，复杂结构煤层。简单结构煤层，复杂结构煤层。厚度厚度薄薄煤煤层层最低可采厚度最低可采厚度3.5m以上；以上；特厚煤层特厚煤层煤层厚度煤层厚度8m以上。以上。煤矿生产技术课件w煤层的产状
7、要素煤层的产状要素煤层的走向、倾向和倾角。煤层的走向、倾向和倾角。煤（岩）层在空间的产出状态，称为煤（岩）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。为煤层的产状要素。 煤矿生产技术课件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
8、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”示意图煤矿生产技术课件 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 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。煤矿生产技术课件煤层顶底板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
9、型。 煤矿生产技术课件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。煤矿生产技术课件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。煤矿生产技术课件地质构造单斜
10、构造单斜构造煤（岩）层朝一个方向倾斜。煤矿生产技术课件 褶褶皱皱构构造造 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。煤矿生产技术课件w背斜：背斜：岩石层面凸起的褶曲（中间岩石老岩石层面凸起的褶曲（中间岩石老两两边岩石新）边岩石新）w向斜：向斜：岩石层面凹下的褶曲（中间岩石新岩石层面凹下的褶曲（中间岩石新两两边岩石老）边岩石老）w大型向斜轴部附近顶板压力常有增大现象，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。极易发生煤与瓦斯突出。煤矿生产技术课件断断裂裂构构造造 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
11、。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。煤矿生产技术课件断层要素：断层要素：断层面断层面断盘断盘断层线断层线断距断距煤矿生产技术课件断层分类：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：两盘水平移动煤矿生产技术课件第四节第四节 煤田地质勘探及储量煤田地质勘探及储量w煤田地质勘探煤田地质勘探w勘探任务：勘探任务：储量、煤质、赋存和开采条件储量、煤质、赋存和开采条件w勘探阶段：勘探阶段：预查、普查、详查、精查预查、普查、详查、精查w勘探方法：勘探方法：地质测量、探掘、钻探、物探地质测量、探掘、钻探、物探煤矿生产技术
12、课件w煤炭储量煤炭储量煤矿生产技术课件第一章 作业1、简述煤的形成过程。、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、煤层按倾角、厚度、煤层的结构各分为哪几类？几类？3、什么是正断层、逆断层、向斜、背斜？、什么是正断层、逆断层、向斜、背斜？煤矿生产技术课件 采煤方法基本知识煤矿生产技术课件主要内容采煤方法的内涵采煤方法的内涵采煤方法的分类煤矿生产技术课件w采采煤煤方方法法采采煤煤工工艺艺与与回回采采巷巷道道布布置置及及其其在在时间上、空间上的相互配合。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采煤工艺采煤工艺采煤工作面各工序所用方法、设采煤
13、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。（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采煤系统采煤系统采区巷道布置和采掘顺序安排。采区巷道布置和采掘顺序安排。采煤方法的内涵煤矿生产技术课件采煤方法的分类采采煤煤方方法法旱旱采采水水采采壁式体系壁式体系柱式体系柱式体系柱式体系柱式体系单一长壁单一长壁放顶煤放顶煤整层开采整层开采斜切分层斜切分层水平分段放顶煤水平分段放顶煤倾斜分层倾斜分层掩护支架掩护支架分层开采分层开采整层开采整层开采整层开采整层开采房式房式房柱式房柱式倾斜短壁式倾斜短壁式走向短壁式走向短壁式走向长壁走向长壁倾斜长壁倾斜长壁走
14、向长壁走向长壁倾斜长壁倾斜长壁下行垮落下行垮落上行充填上行充填垮落垮落刀柱刀柱煤矿生产技术课件采煤方法的分类w按采煤工艺分按采煤工艺分： 1、爆破采煤法爆破采煤法 2、普通机械化采煤法普通机械化采煤法3、综合机械化采煤法综合机械化采煤法（含综采放顶煤）煤矿生产技术课件我国三种工艺方式并存：我国三种工艺方式并存：由由于于地地质质条条件件和和煤煤层层赋赋存存条条件件的的复复杂杂性性及及技技术装备的多层次性。术装备的多层次性。综采是发展方向综采是发展方向高高产产、高高效效、安安全全、劳劳动动条条件件好好和和劳劳动动强强度度小小。设设备备价价格格高高，初初期期投投资资大大，受受地地质质条条件件限制大。
15、限制大。煤矿生产技术课件普普采采的的设设备备的的价价格格约约为为综综采采设设备备价价格格的的1/4，产量约为产量约为1/3。凡凡适适宜宜普普采采条条件件的的国国营营重重点点煤煤矿矿都都应应采采用用普普采。采。炮炮采采的的技技术术装装备备投投资资少少，技技术术容容易易掌掌握握，管管理理简简单单，机机械械化化水水平平低低，人人工工劳劳动动强强度度大大，效率低，但对地质条件适应性强。效率低，但对地质条件适应性强。煤矿生产技术课件综合机械化采煤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
16、、运煤、支护与采空区处理的全部机械化。煤矿生产技术课件采煤方法的分类按采空区处理方法分按采空区处理方法分:垮落采煤法垮落采煤法刀柱（煤柱支撑）法刀柱（煤柱支撑）法充填采煤法充填采煤法煤矿生产技术课件采煤方法的分类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按工作面推进方向与煤层走向的关系w走向长壁采煤法走向长壁采煤法倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法(a)走向长壁走向长壁(b)倾斜长壁（仰斜）倾斜长壁（仰斜）(c)倾斜长壁（俯倾斜长壁（俯斜）斜）煤矿生产技术课件w壁式体系采煤法的特点：壁式体系采煤法的特点：工作面较长，工作面较长，80 250m工工作作面面两两端端，一一般般至至少少各有一条回采巷道。各有一条回采巷道。一一般般顶顶板板暴暴露露面面积积大大，矿山压力显现较为强烈。矿山压力显现较为强烈。工工作作面面运运煤煤的的刮刮板板输输送送机与工作面平行。机与工作面平行。煤矿生产技术课件
