煤矿生产技术新知识新技术

.煤矿生产技术新知识新技术——班组长初训主讲人：赵明伟Email：教学内容1.第一节煤田地质概述2.第二节井田开拓基本问题3.第三节煤矿生产新技术4.总结煤矿生产新知识与新技术.第一节煤田地质概述一、成煤作用1.成煤作用：从植物死亡、堆积到转变为煤的演变过程，以及在这个演变过程中经受的各种作用。成煤作用大致分为两个阶段：第一阶段：泥炭化阶段。第二阶段：煤化作用阶段。煤是古代植物遗体经成煤作用后转变成的固体可燃矿产。.烟煤、无烟煤变质作用煤化作用褐煤成岩作用成煤作用泥炭（或腐泥）泥炭化作用（或泥化作用）成煤原始物质第一节煤田地质概述.2.成煤的必要条件第一、温暖潮湿的气候；第二、大量植物生长、死亡；第三、大面积沼泽；第四、地壳运动配合第一节煤田地质概述.二、聚煤期地质历史中形成煤炭资源的时期称为聚煤期或成煤期。我国在石炭纪、二迭纪、侏罗纪和第三纪为主。第一节煤田地质概述.三、煤层赋存特征（一）煤层的结构和顶、底板1.煤层的结构煤层通常是层状的。分为两类:（1）简单结构煤层（2）复杂结构煤层第一节煤田地质概述.2.煤层的顶、底板顶板:赋存在煤层之上的邻近岩层。底板:赋存在煤层之下的邻近岩层。伪顶直接顶老顶直接底老底第一节煤田地质概述.（二）煤层厚度煤层的厚度:煤层顶底板之间的垂直距离。总厚度和有益厚度总厚度:包括所有煤分层和夹矸层厚度总和.有益厚度:是煤分层厚度的总和,不包括夹矸层厚度.煤层最低可采厚度:当代技术和经济条件下，可开采的最小煤层厚度.第一节煤田地质概述.图1-1煤层的总厚度及有益厚度0.25m0.1m底板0.4m0.6m0.5m顶板煤层厚度.图1-2煤层的产状要素走向倾斜煤层层面倾向水平面（三）煤层的构造形态1.单斜构造描述煤（岩）层的空间形态，通常用产状要素:走向、倾向及倾角第一节煤田地质概述图1-2煤层的产状要素走向倾斜煤层层面倾向水平面图1-2煤层的产状要素走向倾斜煤层层面倾向水平面.单斜构造断褶曲构造断裂构造层断层.2.褶皱构造煤层及岩层受到水平挤压力后，变成弯曲形状，但仍保持其连续性。3.断裂构造煤（岩）层受地壳运动作用力，作用力超过煤（岩）层的强度，就产生断裂，失去了连续性和完整性的构造形态称为断裂构造。断裂后，两侧岩层若没有发生明显位移，称为节理；断裂面两侧的岩层发生了明显位移的断裂构造称为断层。断层对矿井生产影响特别显著。第一节煤田地质概述.断层分类:正断层：岩层断裂后，上盘相对下降，下盘相对上升。逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降。平推断层：断层两盘沿水平方向移动。第一节煤田地质概述.图1-5断层示意图上盘下盘断层面.图1-6断距示意图ab-垂直断距bc-水平断距正断层平推断层逆断层bca.钻孔钻孔钻孔勘探线第一节煤田地质概述.（四）常用的煤层分类1.按煤层倾角分类按倾角分为四类：近水平煤层8°缓（倾）斜煤层8~25°倾斜煤层25~45°急（倾）斜煤层45°第一节煤田地质概述.2.按煤层厚度分类按厚度分为三类：薄煤层1.3m中厚煤层1.3~3.5m厚煤层3.5m第一节煤田地质概述.3.按煤层稳定性分类煤层稳定性是煤层形态、厚度、结构及可采性的变化程度。按煤层稳定性，可分为：稳定煤层较稳定煤层不稳定煤层极不稳定煤层第一节煤田地质概述.矿图基本知识一、矿图的基本知识在采矿设计、施工和生产过程中，需要一套图纸分别反映地形、地物、地下煤层形态、地质构造、矿井巷道与煤层或矿体之间的关系；矿井各种巷道、工作面以及它们之间的关系等，这类图纸称为矿图。矿图投影方法:正投影和标高投影。.图1.9三面正投影关系H(水平投影面)YV(正立投影面)X水平投影OZ侧投影正立投影W(侧投影面).+20投影面A-1001B-1002-100A1B-100C+20C图1—10标高投影原理1-大巷;2-上山;A、B、C-标高点.二、地质图煤矿地质图:反映煤矿各种地质现象与井巷工程之间相互关系及它们空间分布情况的所有图件。煤矿常用地质图有：a.钻孔柱状图b.地质剖面图c.煤层底板等高线图d.地形地质图矿图基本知识.a.钻孔柱状图32ⅠⅠⅤⅢⅡⅣⅤ151413107456118129ⅢⅡⅣmm.b.地质剖面图123±050100130-50-100.c．煤层底板等高线图-100-50-200mm-200-150mm±0mmmm-50-100-150mm±0.d．地形地质图(a)(b)图1—20山岭与湖泊等高线+40+20+80+60+0-20+20.VIV沙NVII河33000325003200031500310003050030000v勘探线v建筑物公路铁路河流钻孔露头线断层线+0+20+4025.323.6205002100021500+110+30+50+70+90+110+50+70+90.三、采掘工程图采掘工程图是反映采掘工程、地质和测量信息的综合性图纸。1.采掘工程平面图及剖面图（1－22）2.采掘工程立面图（1－23）3.煤层层面图（1－24）矿图基本知识.第二节井田开拓的基本问题一、煤田划分为井田（一）煤田与井田1.煤田：同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。煤田分类：富量煤田：面积大、储量丰富的煤田。限量煤田：面积小、只能由一个矿井开采。2.井田：划归一个矿山开采的那部分煤田。.（二）煤田划分为井田1.原则：1）井田境界、储量及开采条件与矿井生产能力适应2）保证井田有合理尺寸（小：1.5－5km，中：4－7km，大：7－15km）3）自然条件4）相临矿井间的关系2.划分方法：1）垂直划分（近水平煤层）2）水平划分（倾斜煤层）3）按煤组划分第二节井田开拓的基本问题.II一矿矿矿二三-123±0+0----300600600300+++++++++++++++++×××××II图2—2井田划分方法第二节井田开拓的基本问题.第二节井田开拓的基本问题二、矿井储量、生产能力及服务年限（一）矿井储量矿井储量：井田内煤炭的埋藏量。矿井工业储量(Zg):矿井设计的资源依据，一般是列入平衡表内的A+B+C级储量。矿井可采储量(Z):矿井设计的可以采出的储量..第二节井田开拓的基本问题工业储量Zg、可采储量Z，存在以下关系：Z=(Zg-P)×C(t)式中P：永久煤柱损失，t；C:采区回采率。（《规程》规定：厚煤层不小于75％；中厚煤层不小于80％；薄煤层不小于85％。地方煤矿不低于0.7。新设计矿井时可按上述数据选取）.第二节井田开拓的基本问题（二）矿井生产能力矿井生产能力:指矿井的设计生产能力。(万t/a)矿井井型:按矿井设计年生产能力大小划分的矿井类型。一般分大型、中型、小型矿井三种。1.大型矿井：生产能力为120、150、180、240、300、400、500万t/a及500万t/a以上的矿井；习惯上称300万t/a以上的矿井为特大型矿井。2.中型矿井：生产能力为45、60、90万t/a。3.小型矿井：生产能力为9、15、21、30万t/a。.（三）矿井服务年限在划定的井田范围内。当矿井生产能力A一定时，可计算出矿井的设计服务年限T。式中K——矿井储量备用系数，矿井设计一般取1.4，地质条件复杂的矿井和矿区总体设计可取1.5，地方矿可取1.3。（表2－1矿井及水平服务年限）第二节井田开拓的基本问题KAZT.第二节井田开拓的基本问题三、矿井开采的概念（一）井田再划分1．井田划分为阶段和水平阶段:沿一定标高划分的一部分井田。开采水平:阶段运输大巷及井底车场所在的水平位置及服务的开采范围，也简称“水平”。.二水平_+01三水平-300-150+1502一水平hh11图2—4井田划分为阶段第二节井田开拓的基本问题.第二节井田开拓的基本问题2．阶段内的再划分阶段内的划分通常有：采区式和带区式。（1）采区式划分采区:在阶段或开采水平内，沿走向划分为具有独立生产系统的开采块段。区段:在采区内,若采用走向长壁采煤,沿煤层倾斜方向将采区划分为若干长条形煤带。..（2）带区式划分在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的带区，带区内又划分为若干个倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面。第二节井田开拓的基本问题.J12J3JF5F3F1F2F4F612图2—6带区式划分J1，J2，J3—阶段；F1，F2，F3，F4，F5，F6—带区；①、②—分带.（二）井巷名称矿山井巷:为进行地下开采的需要而开掘的井筒、巷道和硐室的总称。根据井巷长轴线与水平面的关系，矿山井巷可分为:1.垂直巷道2.水平巷道3.倾斜巷道第二节井田开拓的基本问题.第二节井田开拓的基本问题1.垂直巷道（1）立井：服务于地下开采，在地层中开凿的直通地面的竖直巷道。(如主井、副井及风井等)（2）暗立井：不与地面直接相通的直立巷道称为暗立井。.第二节井田开拓的基本问题2.水平巷道（1）平硐服务于地下开采，在地层中开凿的直通地面的水平巷道。称为平硐。（2）大巷与平巷：与地面不直接相通的水平巷道，其长轴方向与煤层走向平行。（3）石门与煤门石门：与地面不直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层走向正交或斜交的岩石水平巷道。煤门：在厚煤层内，与煤层走向正交或斜交的水平巷道。.第二节井田开拓的基本问题3.倾斜巷道巷道长轴线与水平面有明显坡度的巷道。（1）斜井（2）上山与下山（3）斜巷.11699101213834176132105图2—7矿山井巷1—立井；2—斜井；3—平硐；4—暗立井；5—溜井；6—石门；7—煤门；8—煤仓；9—上山；10—下山；11—风井；12—岩石平巷；13—煤层平巷.第二节井田开拓的基本问题（三）矿井巷道布置及生产系统1．巷道布置矿井巷道开掘原则：（1）要尽快构通风路（2）要尽量平行作业2．矿井主要生产系统（1）运煤系统（2）通风系统（3）运料排矸系统.2425202318172520232421222122221915141319101195432876116261012图2—8矿井巷道布置示意图1—主井；2—副井；3—井底车场；4—主要运输石门；5—运输大巷；6—风井；7—回风石门；8—回风大巷；9—采区运输石门；10—采区下部车场；11—采区煤仓；12—行人进风巷；13—采区变电所；14—采区运输上山；15—采区轨道上山；16—绞车房；17—采区回风石门；18—采区上部车场；19—采区中部车场；20—区段运输平巷；21—下区段回风平巷；22—联络巷；23—区段回风平巷；24—开切眼；25—采煤工作面；26—采区变电所.第二节井田开拓的基本问题（四）矿井开拓、采区准备和工作面准备按其作用及服务范围不同，可分为开拓巷道、准备巷道及回采巷道。1.开拓巷道：从地面到采区巷道。（为井田开拓而开掘的基本巷道）2.准备巷道：采区内为采区或几个工作面服务的巷道。（为准备采区而掘进的主要巷道）3.回采巷道：只为一个工作面服务的巷道。（形成采煤工作面及为其服务的巷道）.第二节井田开拓方式井田开拓:为开采煤炭，由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。开拓方式:开拓巷道的布置方式称为。按井筒（硐）形式可分为：1.立井开拓2.斜井开拓3.平硐开拓4.综合开拓.第二节井田开拓方式一、立井开拓主井、副井均采用立井的开拓方式。二、斜井开拓主井、副井均为斜井的开拓方式。三、平硐开拓用主平硐的开拓方式。四、综合开拓.142015981871719161317'102218'18'52314612112116'III-I2134510.1118'171814789图2-9立井多水平开拓1—主井；2—副井；3—井底车场；4—阶段运输石门；5—阶段运输大巷；6—采区运输石门；7—采区回风石门；8—阶段回风大巷；9—风井；10—采区运输上山；11—采区轨道上山；12—采区下部车场；13—采区变电所；14—采区绞车房；15—采区上部车场；16—采区中部车场；17—区段运输平巷；18—区段回风平巷；19—采煤工作面；20—开切眼；21—采区煤仓；22—联络巷立井开拓.63412717I-I181476172132113515'20'98121119