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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1234一、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。12一、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。123456采煤概论一、煤的形成(一)三个成煤阶段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。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）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，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规程的要求，要及时回柱放顶。放顶后顶板冒落的矸石可以充填采空区，对采空区上部顶板起到支撑作用，已保证控顶区域的安全。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：回柱放顶一定要及时，当控顶距超过作业规程规定时，工作面要停止采煤。采煤概论四、采煤方法（四）采煤工艺2、高档普采和综采工艺高档普采、综采的工作程序和普采一样，包括：落煤、装煤、运煤、支护和采空区处理等五个工序。在高档普采和综采面使用采煤机落煤，用单体液压支柱或液压支架支护顶板，这是高档普采、综采和普采最大的不同。采煤概论四、采煤方法（四）采煤工艺2、高档普采和综采工艺使用有链牵引采煤机割煤时，在开机和改变牵引方向前要发出信号.采煤机上必须装有能停止工作面刮板输送机运行的闭锁装置.采煤机要安装喷雾装置，割煤时要进行喷雾降尘.采煤工作面各种移动式机械的电缆要严加保护.采煤概论四、采煤方法（四）采煤工艺2、高档普采和综采工艺高档普采、综采工作面在装煤、运煤、回柱放顶的工作中操作方法与普采工作面