煤矿开采生产技术

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1、第一节 煤矿地质基本知识一、煤层埋藏特征一、煤层埋藏特征(一)、顶底板 是指煤层中位于煤层上下一定距离内的岩层。 赋存在煤层之上、在煤层之后形成的岩层叫顶板； 赋存在煤层之下、在煤层之前形成的岩层叫底板顶板分类顶板分类顶板伪顶直接顶老顶n伪顶:直接覆盖于煤层之上（下）的极易随煤炭的采出而同时垮落，厚度在0.5米以下，岩层多为炭质页岩；n直接顶:位于伪顶或煤层之上，具有一定的稳定性，常伴随采煤工作面移架或回柱工序的完成而垮落的岩层；n老顶：位于直接顶或煤层之上的厚而坚硬的岩层。直接顶直接顶 控制控制n直接顶的完整程度主要取决于以下两个因素： 1)岩层本身的力学性质。 2)直接顶岩层内部层理、裂隙

2、的发育程度。 当工作面自开切眼向前推进一段距离后，假如没有支护，直接顶悬露达到一定的跨度，就要开始垮落，这时直接顶的跨距称为初次垮落距。煤矿安全规程规定：采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业。直接顶不能任其自然垮落。当工作面推进距离达到初次垮落距时，要进行初次放顶。采煤工作面初次放顶必须制定安全措施，采煤区(队)长要亲临现场进行指挥。 ：直接位于煤层之下的薄而软弱的岩层，多为炭质页岩或泥岩，厚度0.20.3m。：位于煤层之下与煤层直接接触的硬度较低、厚度只有几十厘米的岩层，通常为泥岩、页岩或粘土岩。：位于直接底之下的比较坚硬的岩层，常为砂岩和石灰岩。二、煤的埋藏特征二、煤的埋藏

3、特征n1、n 不含夹矸或夹矸很少的煤层n2、n 含有夹矸较多的煤层，且夹矸层的层数、层位、厚度和岩性变化较大。n薄煤层 1.3mn中厚煤层 1.33.5mn厚煤层 3.5m以上煤层厚度的变化对采煤工作面的影响煤层厚度的变化对采煤工作面的影响n1、，支护尺寸、方法都要变化以适应采高，带来支护困难和不安全因素；n2、，留顶煤开采：顶板易垮落；留底煤：支架易“插底”。如煤层瓦斯含量高，采空区瓦斯容易超限。n3、由于造成工作面矿山压力分布情况发生变化，使得顶板管理困难。n4、，还会使原来的巷道报废，造成经济损失。（三）、煤层的产状要素（三）、煤层的产状要素：煤层层面与水平线相交的线叫走向线，走向线延伸

4、的方向叫煤层的走向。：煤层层面上与走向垂直的线叫倾斜线，倾斜线由高水平指向低水平的投影方向。：煤层层面与水平面的夹角n按煤层倾角大小将煤层分为四类n近水平煤层 8n缓倾斜煤层 825n倾斜煤层 2545n急倾斜煤层 45二、煤层地质构造二、煤层地质构造n 单斜构造n 背斜n 褶皱构造 向斜n 原生裂隙n地质构造 裂隙 次生裂隙n 断裂构造 正断层n 断层 逆断层n 岩溶陷落柱 平移断层n 其他构造 冲刷带n 岩浆侵入体 单斜构造单斜构造n煤层大致向同一个方向倾斜，这样的构造叫单斜构造。走向倾向倾角褶皱构造褶皱构造n 背斜向斜断层断层：是指断裂面两侧岩层产生明显位移的构造变动。n 正断层 走向断

5、层n按移动方向 逆断层 按走向 倾向断层n 平移断层 斜交断层根据断层两盘移动方向的断层分类根据断层两盘移动方向的断层分类n正断层n逆断层n平移断层上盘下盘下盘上盘根据断层走向与岩层走向关系的断层分类根据断层走向与岩层走向关系的断层分类n走向断层：断层走向与岩层走向完全一致或近于一致。n倾向断层：断层倾向与岩层倾向一致或近于一致。n斜交断层：断层走向与岩石走向斜交。其他构造其他构造n岩溶陷落柱冲刷带冲刷带冲 刷冲刷包裹体岩浆侵入体岩浆侵入体n 顶板煤层岩浆岩底板地质构造对瓦斯含量的影响地质构造对瓦斯含量的影响n n封闭型构造 n n开放型构造n 背斜向斜断层三、煤的形成三、煤的形成n古代植物

6、泥炭化阶段 成煤阶段浸泡、厌氧细菌高温、高压成煤阶段成煤阶段n 无烟煤n 贫煤n 瘦煤n 焦煤n 肥煤n 气煤n n 弱粘煤n n 不粘煤n 长焰煤 褐煤第二节 矿井开拓一、井田划分一、井田划分：在地质发展过程中，含炭物质的沉积而形成大面积n 的含煤地带。：一个矿井开采的部分。n ：在井田范围内，按照一定的标高，将井田n 划分为若干个长条形的部分，每一个长条形部分n 为一个阶段。近水平煤层中沿煤层走向布置水平运输大巷，在n 两侧划分快段开采，每一个快段叫一个盘区。：将阶段或盘区沿走向划分为若干具有独立生产系统n 的快段，每一快段叫一个采区。：将采（盘）区划分为区段后，布置区段平巷、开切眼n 等

7、回采巷道就形成回采工作面。煤田示例二、井田开拓二、井田开拓n立井开拓n 片盘开拓n斜井开拓n 集中斜井开拓n平硐开拓n 斜井立井开拓n综合开拓 平硐立井开拓n 平硐立井开拓矿井开拓方式优缺点比较矿井开拓方式优缺点比较三、巷道掘进三、巷道掘进n钻眼 装药 放炮 通风排烟 装岩 n运输n破岩 装岩 运输一、运输、提升系统一、运输、提升系统:采煤工作面 （刮板运输机） 工作面运输巷（转载机、胶带机 ) 区段溜煤眼 区段集中巷(胶带机 )煤仓 石门(电机车 ) 运输大巷(电机车) 井底车场 井底煤仓 主井（绞车） 井口煤仓：掘进工作面(矿车、蓄电池电机车） 采区轨道上山（绞车） 采区车场 水平运输大巷

8、（电机车） 井底车场 副井（副绞提升） 地面（电机车） 矸石场：地面材料库 副井口（副绞） 井底车场 水平运输大巷（电机车） 采区车场 轨道上山（绞车） 区段集中平巷（蓄电池电机车） 区段材料斜巷（绞车） 工作面材料巷存放点 二、矿井通风系统二、矿井通风系统 学习资料第38页第7题 矿井通风系统矿井通风系统通风方式通风方式：进、出风井筒的布置方式：进、出风井筒的布置方式中央式等中央式等通风方法通风方法： 主扇的工作方法主扇的工作方法抽出式等抽出式等通风网络通风网络：只看结构骨架，包括风流分岔、汇合线路的结构形式只看结构骨架，包括风流分岔、汇合线路的结构形式通风设施通风设施：风门、风帘、风墙、风

9、窗等风门、风帘、风墙、风窗等通风系统通风系统n 中央并列式n 中央式 中央分列式n 对角式 两翼对角式n通风方式 分区对角式n 区域式 n 混合式中央并列式通风中央并列式通风n 进风井 回风井中央边界式通风中央边界式通风n 进风井 回风井两翼对角式通风两翼对角式通风n 进风井 回风井分区对角式通风分区对角式通风n 进风井 回风井区域式通风区域式通风n 进风井 回风井通风方法和通风网络通风方法和通风网络n 压入式n矿井通风方法 抽出式n 抽压混合式n n 串联网络n矿井通风网络 并联网络n 角联网络n甲烷断电仪矿井通风网络的基本连接形式矿井通风网络的基本连接形式n(1) 串联风路:风量处处相等,

10、总风压(总的n井巷风阻)等于各支路之和.n(2)并联风网:风压相等,总风量等于各n支路之和.总的井巷风阻大大降低.n(3)角联风网:与并联风网相似,但复杂得多;对角巷道中风流方向、大小不稳定. 掘井工作面通风掘井工作面通风n n 压入式n通风方式 抽出式n 混合式进风流回风流循环风流通风设施通风设施n矿井主要通风设施：n1、引导风流：风桥、风硐、导风板；n2、隔断风流：防爆门、风门、风墙（密闭）；n3、调节风流：风窗、调节风门、风帘等。无提升5%地表与井巷之间有提升15%井下各处之间采空采空区区三、供电系统三、供电系统n 6万t/a以下n 高压双回路 6万t/a及其以上 主要通风机n 低压双回

11、路n 主排水泵：高压双回路电网 矿井地面变电所 井筒 井下中央变电所 采区变电所 工作面用电点n专线供电点：主要通风机、井底水泵房、掘进工作面局部通风机等四、供排水系统四、供排水系统n 消防 洒水、喷雾、防尘水幕、采掘 防尘 工作面机械设备供水系统：水池 井筒 井底车场 n 运输 大巷 采区上下山 区段集中巷 n 区段斜巷 工作面n 排水水泵 排水管路n 水仓排水系统排水系统n n 工作水泵：工作水泵的能力，应能n 在20h内排出矿井24h的正n 常涌水量n水泵 备用水泵：备用水泵的能力不应小于n 工作水泵能力的70。n 检修水泵：检修水泵的能力应不小于n 工作水泵能力的25%。 五、其他系统

12、五、其他系统n1、瓦斯监控系统n2、灌浆防火系统n3、通讯系统第五节第五节 采煤方法采煤方法n 壁式采煤 走向n采煤方法 倾向n 巷柱式n 柱式采煤 房柱式n n n 炮采 垮落法n回采工艺 普采 顶板管理n 综采 充填法第五节第五节 采煤方法采煤方法n 采煤方法的概念n采煤方法 任何一种采煤方法，均包括采煤系统和采煤工艺两项主要内容。n (1)采场：用来直接大量采取煤炭的场所，称为采场。 (2)采煤工作面： 在采场内进行回采的煤壁，称为采煤工作面(也称回采工作面)。 (3)回采工作： 在采场内，为采取煤炭所进行的一系列工作，称为回采工作。把煤从整体煤层中破落下来，称为破煤。把破落下来的煤炭装

13、入采场中的运输工具内，称为装煤。煤炭运出采场的工序，称为运煤。煤炭采出后，被废弃的空间，称为采空区。为了减轻矿山压力对采场的作用，以保证回采工作顺利进行。在大多数情况下，必须处理采空区的顶板，这项工作称为采空区处理。采煤方法的概念采煤方法的概念n (4)采煤工艺： 在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。 (5)采煤系统： 回采巷道的掘进一般是超前于回采工作进行的。它们之间在时间上的顺序以及在空间上的相互位置关系，称为回采巷道布置系统，也即采煤系统。 (6)采煤方法： 根据不同的矿山地质及技术条件，可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合，从而构成多种多样的采煤方法。如壁

14、式采煤法和柱式采煤法。走向长壁式采煤法走向长壁式采煤法回风石门采区石门采区煤仓运输机上山轨道上山区段运输巷区段回风巷回采工作面采空区倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法运输斜巷回风运料斜巷阶段回风巷阶段运输巷煤仓运输斜巷煤仓进风行人斜巷采空区倒台阶采煤法倒台阶采煤法n 工作面回风巷工作面进风巷溜煤眼超前巷工作面隔离煤柱水平分层采煤法水平分层采煤法n 分层平巷溜眼回采工作面区段运输平巷人工假顶伪斜柔性掩护支架采煤方法伪斜柔性掩护支架采煤方法n 工作面回风巷工作面进风巷溜煤眼工作面开切眼工作面回采工艺回采工艺n1、炮采：n工作面破煤 装煤 运煤 n 支护：金属摩擦支架、单体液压支柱金属铰接顶梁 n 采空区

15、处理：全部垮落法n 充填法n 缓慢下沉法工作面炮眼布置工作面炮眼布置装药放炮装药放炮刮板输送机刮板输送机2、普采、普采n破煤单滚筒采煤机n装煤采煤机n运煤工作面刮板输送机，顺槽转载机n 和胶带输送机。n支护单体液压支柱铰接顶梁n采空区处理全部垮落法截割部 牵引部 牵引部 电动机 3、综采、综采n破煤大功率n装煤采煤机n运煤大功率工作面刮板输送机，顺槽转载机 和胶带输送机。n支护n采空区处理全部垮落法双滚筒采煤机双滚筒采煤机自救与互救自救与互救n1、事故现场行动原则n及时报告、积极抢救、安全撤离、妥善避灾。n 过滤式n2、自救器 化学n 隔绝式n 压缩氧 使用：取罩 开盖 戴口具 夹鼻夹 套头带 戴帽子 3、躲避硐各类灾害防治各类灾害防治n瓦斯、煤尘爆炸n煤与瓦斯突n火灾n水灾n冒顶现场急救现场急救n 口对口吹气法n人工呼吸 压胸法n 压背法（溺水）n 叩击术n心脏复苏 按压术n止血法n骨折处理n伤员搬运 谢谢 谢谢 大大 家家祝 您 愉 快 ！