新工人《采掘》专业教案

1职工培训课时授课计划授课班级序号1课堂类型讲授新课所需课时2课题§2-1煤矿地质基本知识目的要求1、了解煤层的埋藏特征。2、掌握煤层的产状要素和煤层的分类。3、理解掌握矿井地质构造及其对安全生产的影响。重点1、煤层的埋藏特征和煤层的产状要素。2、矿井地质构造及其对安全生产的影响。难点矿井地质构造及其对安全生产的影响。备注2§2-1煤矿地质基本知识（1）一、煤层的埋藏特征1、煤层的顶、底板（1）顶板：位于煤层上面的岩层称为煤层顶板，根据岩性、厚度及采煤过程中垮落的难易程度，顶板可分为伪顶、直接顶、老顶等三种类型。（2）底板：位于煤层之下的岩层，称为煤层底板。分为直接底和老底。2、煤层的形态与结构1）煤层形态：是指煤层赋存的空间几何形态。按其成层的连续程度，以及可采面积于不可采面积极的比例，分为：层状煤层、似层状煤层、不规则状煤层三类。2）煤层的结构：是指煤层中是否含有岩石夹层。煤层结构有两种：简单结构煤层（即煤层中不含夹矸层或夹矸很少）；复杂结构煤层（即煤层中含有夹矸层）。3、煤层厚度煤层厚度是煤层定地板之间的垂直距离，又称为真厚度。煤层厚度直接影响采煤方法于采煤工艺，一般按煤层厚度分为三类：薄煤层﹤1.3米中厚煤层1.3～3.5米厚煤层﹥3.5米在生产工作中，习惯上把厚度大于6米的煤层称为特厚煤层。４、煤层的产状要素煤层的产状要素是指煤层的走向、倾向、及倾角；简称煤层产状三要素。１）走向：走向线的延伸方向叫煤层的走向。２）倾向：延倾斜线有高向低水平投影所指的方向，称为倾向。３）倾角：煤层层面与水平面间的夹角叫煤层的倾角。按煤层倾角的大小分为4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°）。二、矿井地质构造3在地壳运动过程中，岩层改变了原始的埋藏状态，发生一定的变形或变位，产生新的结构称为地质构造。矿井地质构造的形态多种多样，概括起来可分为单斜构造、褶皱构造和断裂构造。１.单斜构造：向同一方向倾斜，倾角大致相同。２.褶皱构造：褶皱构造中每一弯曲为褶曲，褶曲分向斜和背斜。３.断裂构造：岩层受力后遭到破坏，失去了连结性和完整性的构造形态。断裂后，断裂面两侧岩层没有发生显著位移，称为裂隙；岩层或岩体顺破裂面发生明显位移的构造则为断层。断层要素：断层面、断层线、断盘、断距。断层分类：1）按断层走向和褶曲轴向：纵断层、横断层、斜断层。2）按断层走向与岩石走向：走向断层、倾向断层、斜断层、顺层为断层。3）按断层两盘相对运动：正断层、逆断层、平移断层。４、特殊地质构造：岩溶陷落柱、冲刷带、岩浆侵入体三、地质构造对煤矿安全生产的影响１、褶曲对煤矿安全生产的影响：２、节理对煤矿安全生产的影响：３、断层破碎带对煤矿安全生产的影响。课堂小结本次课讲授了煤层的赋存特征、矿井地质构造、地质构造对煤矿安全生产的影响等内容，要求能理解和掌握。布置作业1、煤层的形态、结构及产状要素？2、矿井地质构造及种类？3、地质构造对煤矿安全生产的影响？4职工培训课时授课计划授课班级授课班级序号2课堂类型新授课所需课时2课题§2-1煤矿地质基本知识目的要求1、熟悉岩石的性质。2、掌握岩石的工程分级及其分类重点岩石的工程分级及其分类难点岩石的工程分级及其分类备注5§2-1煤矿地质基本知识（2）井巷施工最基本的过程，就是把岩石从岩体上破碎下来，形成设计所要求的井筒、巷道及硐室等空间，接着对这些地下空间进行必要的维护，防止围岩继续破碎或垮落。因此，破岩与井巷维护就成为井巷工程的主要问题。巷道掘进的主要组成部分和任务：破碎岩体和防止岩体破碎。破岩方法机械破岩法钻眼爆破破岩法人工巷道支护锚喷砌碹钢筋混凝土棚子金属棚子木棚棚式支架岩石的物理性质一、相对密度和密度1、相对密度：岩石的相对密度，是指岩石固体实体积的质量与同体积水的质量之比。2、密度：岩石单位体积的质量，称为岩石的密度，又称为质量密度。3、重度：单位何种的岩石所受的重力称为重度，又称为重力密度。二、岩石的孔隙性岩石的孔隙性：是指岩石的裂隙发育的程度，通常用孔隙率和孔隙比6来表示。孔隙率：是指岩石试件内各种裂隙、孔隙的何种总和与试件总体积之比。孔隙比：指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积决各与试件内固体矿物颗粒之比。三、岩石的水理性质1、岩石的吸水率：是指岩石试件在标准大气压力下吸入水的质量与试件烘干质量之比值。2、岩石的秀水性：岩石能被水透过的性能称为岩石的秀水性。3、岩石的溶蚀性：由于水的化学作用而把岩石中某些组成物质带走的现象称为岩石的溶蚀性。4、岩石的软化性：有软化系数来表示水分对岩石强度的影响程度。5、岩石的膨胀性和崩解性：是散软岩石性可用岩石所表现出来的特征。四、岩石的碎胀性岩石的力学性质一、岩石的变形特征1、岩石的弹性、塑性和脆性弹性：是指在外力作用下产生变形，当取消外力后，能完全恢复到原形状的性质。塑性：是指在外力作用下产生的变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质。7脆性：岩石受载后变形很小即破裂的性质。2、岩石的流变性质（1）蠕变：在恒定载荷持续作用下，应变随时间变化而增长的现象称为蠕变。（2）后效弹性变形：岩石在弹性变形阶段，卸载以后，有一部分变形立刻恢复，还有一部分变形不能立刻恢复，但是经过一定时间仍能恢复。二、岩石的强度特性1、岩石的抗压强度：岩石试件在压缩时所能承受的最大压应力值。2、岩石的抗拉强度：岩石试件在拉伸时能承受的最大拉力值。3、岩石的抗剪强度：是指岩石抵抗剪切作用的能力。4、岩石的各种强度之间的关系三、岩石的硬度岩石的硬度，一般理解为岩石抵抗其他较硬物体侵入的能力。四、岩石的可钻性和可爆性岩石可钻性表示岩石被破岩工具钻碎的难易程度。岩石的工程分级和围岩分类一、岩石分级岩石的分级的方法很多，我国采用按岩石坚固性进行分级的方法。（分析表1—2岩石按坚固性分级一览表）二、围岩分类法1、煤矿锚喷反护巷道围岩分类法8随着采矿业、水电工程和其他地下工程技术的迅速发展，单纯采用岩石坚固性系数分级有一定的局限性，不能全面反映煤矿巷道的围岩岩体的质量。因此，逐步建立了一些综合考虑工程地质构造特征的分类方法，大多围绕岩稳定性来划分。2、围岩松动圈分类法（分析表1—8巷道支护岩松支圈分类表）课后小结：1、岩石的力学性质2、岩石的工程分级和围岩分类3、岩石的物理性质布置作业：1、什么是岩石的坚固性系数？2、根据岩石的坚固性系数将岩石分几级多少类？9职工培训课时授课计划授课班级序号3课堂类型讲授新课所需课时2课题§2-2矿井开拓目的要求掌握井田内的再划分重点井田内的再划分难点井田内的再划分备注10§2-2矿井开拓(1)煤田首先要划分为井田——划归一个矿井开采的那一部分煤田，井田再进一步划分为阶段，阶段内还要再布置采区。从地面开掘一系列的井巷通入煤层的过程通称为井田开拓。1.井田开拓的主要内容有：井硐的形式、数目和位置，水平的数目和标高，阶段内的布置方式，井底车场和主要巷道等。通常以井硐形式为依据，将矿井开拓方式划分为斜井开拓方式、立井开拓方式、平硐开拓方式和综合开拓方式四种。按照水平的数目不同，矿井开拓方式还可划分为单水平开拓和多水平开拓两种。⒉井田内的再划分煤田是指在同一地质历史时期，由碳质物沉积而形成的大面积含煤地带。煤田首先要划分为井田（划归一个矿井开采的那一部分煤田称为井田），每一个井田的面积仍然比较大，为了有计划地按照一定的顺序进行开采，必须把井田划分为若干更小的部分，这就是井田内的再划分。⑴井田划分为阶段当开采部分缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层时，通常沿煤层倾斜方向，按一定的标高，将井田划分为若干个长条形的部分，每一个长条形部分称为一个阶段.阶段与阶段之间是以水平面分界，水平分界面称为水平。水平是自井筒在一定标高开掘的水平巷道及其相近标高的开采巷道的总称。布置有主要运输大巷和井底车场，并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平称为开采水平。水平常用该处标高、开采顺序和用途来表示⑵阶段内的布置11阶段内的布置有连续式、分区式和分带式三种。1）连续式当阶段的走向长度和倾斜长度都较小时，可在井田的每一翼沿阶段倾斜全长布置一个采煤工作面，并且采煤工作面可以由井田中央和井田边界推进（连续前进式开采），或者从井田向中央推进（连续后退式开采）。这种布置方式称为连续式布置。2）分区式当阶段的走向长度和倾斜长度都较大时，在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干部分，每一部分称为一个采区，这种布置方式称为分区式布置采区的开采顺序一般是从井田中央和边界依次开采，称为采区前进式。采区内的开采顺序一般是从采区的边界向采区上山方向推进，称为区内后退式。3）分带式在阶段内不再划分采区，而是沿煤层走向划分成许多个可以分别布置一个采煤工作面的倾斜条块，称为分带。在分带内，采煤工作面沿煤层倾斜方向由下而上（仰采）或由上而下（俯斜）连续推进，这种布置方式叫分带式布置，这种布置方式主要用于倾角小于12°的近水平煤层。⒊近水平煤层井田划分为盘区或分带在开采煤层倾角很小的近水平煤层时，井田煤层走向不明显或变化不大，很难划分阶段。一般沿煤层主要延伸方向布置2~3条水平大巷，作主要运输和进回风用。在大巷两侧或划分若干采掘区或直接布置条带。前者即是盘区，后者就是分带。每个盘区有独立的运输和通风系统，类似于采区。课后小结：1、井田内的再划分2、井田开拓的主要内容布置作业：121、井田内的如何再划分？2、什么是开采水平、阶段3、井田内的布置方式有哪几种？13职工培训课时授课计划授课班级序号4课堂类型讲授新课所需课时2课题§2-2矿井开拓目的要求1、掌握矿井开拓方式，了解各自的特点及适用条件。2、理解并掌握矿井生产系统。3、理解和掌握矿井常见的巷道的种类和用途。重点1、矿井开拓方式、矿井生产系统。2、巷道的分类与用途。难点矿井生产系统。备注14§2-2矿井开拓(2)一、矿井开拓方式矿井开拓巷道在井田内的布置方式称为矿井开拓方式。矿井开拓方式有：斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓等。1、斜井开拓：是利用倾斜巷道有地面进入地下，并通过一系列巷道通达矿体的一种开拓方式，是我国矿井广泛采用的一种开拓方式。2、立井开拓：是利用垂直巷道有地面进入地下，并通过一系列巷道通达矿体的一种开拓方式，是广泛采用的一种开拓方式。3、平硐开拓：是利用水平巷道有地面进入矿体经行开采的一种开拓方式。位于山岭和丘陵地区的矿区，广泛采用平硐开拓。4、综合开拓：在矿井开拓中往往会出现主、副井采用不同的井硐形式，这就是综合开拓。二、矿井生产系统煤矿的生产系统主要有运输系统、提升系统、通风系统、排水系统、供电、供水、供压气系统等等。1、运输系统1）运煤系统：2）辅助运输系统：辅助运输系统是指除了煤以外的一切材料、设备和人员的运输。2、提升系统：矿井提升设备的任务是井筒提升煤炭、矸石、下放材料、升降人员和设备。它是联系矿井井下和井上的重要生产设备，在矿井中占有极其重要的地位。1）、提升系统分类（1）按用途的不同可分为主井提升系统和副井提升系统。（2）按提升容器的不同可分为罐笼提升系统、箕斗提升系统、串车提升系统、吊桶提升系统。（3）按缠绕机构形式的不同可分为缠绕式提升系统和摩擦式提升系统。（4）按拖动类型的不同可分为交流拖动系统和直流拖动系统。矿井提升系统常见的提升方式有立井提升和斜井提升。152）、矿井提升设备（1）提升机（2）提升钢丝绳（3）提升容器与相关设备。3、通风系统风流有进风井进入矿井后，有主要进风巷进入采区，流经有关巷道、采掘工作面、硐室和其他供风地点，再有主要回风巷、回风井排出矿井，风流所经过的整个路线及其配套通风设施称为矿井回风系统。4、排水系统排水系统有排水沟、井低水仓、排水泵和排水管路组成。5、供电系统矿井供电系统有地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、移动变电站、采区配电点以及彼此之间的电缆线路等组成。三、煤矿井下常见巷道1、按其作用和服务范围，分为开拓巷道、准备巷道、回采巷道3类。2、按巷道的所在空间不同，可分为垂直巷道、水平巷道、倾斜巷道。3、