煤矿开采基本知识

煤矿开采基本知识主讲人周建新巨龙公司技术部第一章地质基础知识第二章井田开拓第四章巷道掘进第五章采煤方法提纲第一章地质基础知识科学家们都说“上天容易入地难”。人类可以借助天文望远镜观测成百上千光年（距离单位，是光波在一年中“行走的路程”，约９５６０８亿公里）远的浩瀚太空；但对地表以下仅十几公里深处的情况还一头雾水。。人类对地下探测到达的最远距离仅距地表10公里多，苏联在上世纪70年代实施的科拉半岛超深钻探工程，最终深度为12261米。上天容易入地难第一节地壳地球是一个巨大的椭球体，其赤道半径为6378.2km，极半径为6356.8km。地球的最外层是坚固的外壳，称为地壳，平均厚度约为20km。地壳主要由岩石组成，组成岩石的是矿物，而矿物则是由各种化学元素所组成。因此，在地壳中蕴藏着非常丰富的矿产资源。中国到阿根廷最快怎么走？飞机：14000公里，最快35小时；高铁：地心隧道6300公里，仅需21小时。（一）元素组成地壳的元素达百余种，但占主要地位的是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢等，而以氧(46.6%)和硅(27.7%)为最多。（二）矿物矿物是地壳中一种或多种元素在各种地质作用下形成的自然产物，具有比较固定的化学成分和一定的物理性质与形态。自然界中已发现的矿物有两千多种，绝大多数呈固态，也有的呈液态（如水、石油和汞等）和气态（如沼气）。但组成岩石的常见矿物并不多，主要的仅20余种。（三）岩石:岩石是矿物的集合体，可包含一种或多种矿物。岩浆岩、沉积岩、变质岩地壳中的岩石绝大部分为岩浆岩，沉积岩只占地壳总重量的5%，但沉积岩却覆盖着地球表面积的75%。煤是古代植物遗体堆积在湖泊、海湾、浅海的地方，经过复杂的生物化学和物理化学作用转化而成的一种具有可燃性能的沉积岩。在显微镜下可以发现煤中有植物细胞组成的孢子花粉等，在煤层中还可以发现植物化石，所有这些都可以证明煤是由植物遗体堆积而成的。第二节煤的形成科学家们在地质考察研究中发现，在地球上曾经有过气候潮湿，植物茂盛的时代。如按地质年代（见下表）来说，晚古生代的石碳纪、二迭纪（距今约有3亿年）中生代的侏罗纪（距今约1.3亿—1.8亿年）等，当时大量繁生的植物在封闭的湖泊、沼泽或海湾堆积下来，并迅速被泥沙覆盖，经过亿万年以后，植物变成了煤，泥沙变成了沙石。由于有节奏的地壳运动和反覆堆积，在同一地区往往有很多煤层，每个煤层都被岩石分开。（一）煤的成因地质年代及中国主要赋煤区煤炭形成时代对应表东北赋煤区西北、华北华北赋煤区华南赋煤区贵州中国的煤炭资源较为丰富，目前煤炭储量居世界第一位。全国现已探明的保有煤炭储量为10000亿吨。中国煤炭资源量分布情况一览表（二）中国煤炭资源的分布中国能源矿产资源尽管比较丰富，但结构不理想，煤炭资源比重偏大，石油、天然气资源相对较少。煤炭资源又有其特点，它的特点是：蕴藏量大、但勘探程度低、煤种齐全，但肥瘦不均，优质炼焦用煤和无烟煤储量不多；分布广泛，但储量风度悬殊，东少西多，且多为褐煤，煤层中伴生矿产多。（含煤地层中有高岭岩（土）、耐火粘土、铝土矿、膨润土、硅藻土、油页岩、石墨、硫铁矿、石膏、石英沙石、煤层气等，还有镓、锗、铀、钍、钒等微量元素和稀土金属元素。含煤地层的基底和盖层有石灰岩、大理石、岩盐、矿泉水和泥炭等共30多种）。中国煤炭资源的分布特征：煤的用途与工业分类分类分类指标主要用途名称符号挥发分（%胶质层厚度（毫米）无烟煤A0～10—是良好的动力和民用煤并可作化工用煤烟煤贫煤瘦煤焦煤肥煤气煤弱粘煤不粘煤长焰煤TⅡCK）KPCCHC＞10～20＞14～20＞14～30＞26或＜26＞30＞20～37＞20～37＞370（粉状）0～12＞8～25＞25＞5～250～9（块状）0（粉状）0～5多作动力和民用煤一般作配焦用煤主要的炼焦用煤配焦用煤气化、炼油、配焦用煤配焦、气化、炼油和动力用煤气化、动力和民用煤气化、炼油和动力用煤褐煤B＞40—化工、气化、炼油和民用煤第三节煤层（1）薄煤层厚度小于1.3m（2）中厚煤层厚度为1.3～3.5m（3）厚煤层厚度大于3.5m新巨龙公司煤厚8-10m（一）煤层顶板和底板顶板：赋存在煤层之上的临近岩层伪顶直接顶老顶底板：赋存在煤层之下的临近岩层直接底老底（二）矿井地质构造1.褶皱构造岩层和煤层在构造应力作用下形成的一系列连续的弯曲称为褶皱构造。有2种基本形式:向斜背斜背斜向斜2.断层构造岩层或煤层受力超过其强度极限发生变形破坏的类型。可以分为：正断层、逆断层、平移断层李四光说的四大地震带：1、东南部的台湾和福建沿海;2、华北的太行山沿线和京津唐地区;3、西南青藏高原和它边缘的四川,云南两省西部;4、西部的新疆,甘肃和宁夏。山东受影响的地震带：华北平原地震带。1679年河北三河8.0级地震、1976年唐山7.8级地震就发生在这个带上。第二章井田开拓一、煤田和矿区在地质历史发展过程中，同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分布区称为煤田。统一规划和开发的煤田或其一部分则称为矿区。二、井田划归一个矿井（或露天矿）开采的那一部分煤田，谓之井田（矿田）。三、矿井生产能力和井型大型矿井：生产能力为120万T/a以上的矿井，300万T/a及其以上的矿井又称特大型矿井。中型矿井：生产能力为45万T/a、60万T/a、90万T/a小型矿井：生产能力为9万T/a、15万T/a、21万T/a、30万T/a。第一节基本概念第二节井田划分阶段：在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高将煤层划分为若干长条，叫做阶段。水平：大巷布置的某一标高的水平面。第三节矿井开拓方式斜井开拓立井开拓平硐开拓第四节矿井生产系统第四节矿井生产系统1.通风系统2.压风系统3.提升系统4.辅助运输系统5.原煤运输系统6.排水系统7.防尘系统8.制冷系统第五节新巨龙公司矿井情况生产能力：设计600万吨，核定750万吨服务年限：井田面积约180平方公里，截止2015年底矿井资源储量106029.6万吨，剩余可采储量54766.2万吨，剩余服务年限41年。开拓方式：立井开拓，现有5个井筒水平划分：2个，-810m水平，-980m水平采区设置：12个（一）开拓巷道1、井筒和平峒2、井底车场3、回风井4、石门5、运输大巷6、回风大巷（三）回采巷道1、区段运输平巷2、区段回风平巷3、开切眼第三章巷道掘进第一节巷道类型1.开拓巷道：井筒、井底车场、大巷2.准备巷道：采区车场、采区煤仓、采区上山、采区下山3.回采巷道：工作面上下平巷、切眼第二节巷道断面及施工1.巷道断面形状：2.巷道施工概述巷道按在煤层或岩层中的位置，可分为以下三类：煤巷、半煤岩、巷岩巷施工方法：炮掘、机掘（MH620掘进机、EBZ230掘进机）巷道施工时的主要工序有：破、装、运、支；辅助工序有排水、挖砌水沟、通风、铺轨和测量等。2.巷道施工概述巷道按在煤层或岩层中的位置，可分为以下三类：煤巷、半煤岩、巷岩巷施工方法：炮掘、机掘（MH620掘进机、EBZ230掘进机）巷道施工时的主要工序有：破、装、运、支；辅助工序有排水、挖砌水沟、通风、铺轨和测量等。3.施工装备风煤钻风钻第四节巷道支护1.木棚子2.金属支架3.锚杆支护第四章采煤方法主要包括：1、采区巷道布置走向长壁开采倾斜长壁开采2、采煤工作面采煤工艺爆破式采煤工艺普通机械化采煤工艺综合机械化采煤工艺放顶煤开采等第一节采区巷道布置一、走向长壁采煤法巷道布置二、倾斜长壁采煤法巷道布置第二节采煤工艺主要包括：1、落煤（破煤）2、装煤3、运煤4、移运输机5、支护6、采空区处理一、爆破式采煤工艺1、装煤和运煤2、工作面支护（1）木支护（2）金属摩擦支柱（3）单体液压支柱（4）金属铰接顶梁（5）悬臂式支护二、普通机械化采煤工艺三、综合机械化采煤工艺1、双滚筒采煤机2、支撑式液压支架3、掩护式液压支架4、支撑掩护式液压支架5、综采工作面的设备布置6、综合机械化采煤的工艺过程•开始采煤前，输送机靠近煤壁，全部液压支架处于支撑状态。支架底座箱前缘与输送机电缆槽槽帮之间预先留有一个截深的宽度，既便于采煤机司机操作和人员行走，又可以实现割煤后立即移支架。双滚筒采煤机骑在输送机上，由下向上采煤。一般是沿牵引方向前滚筒在上割顶煤，后滚筒在下割底煤、装余煤，这样可以减少片帮和使底板留下的浮煤最少，便于移输送机。随着采煤机向上割煤，液压支架紧跟采煤机后逐架前移(降柱、移架、升柱)，及时支护割煤后新暴露出的顶板。最后一道工序是顺序推移输送机，移输送机地点应滞后采煤机后滚筒10～15米，以使输送机的弯曲度不致于过大。其总的生产过程就是：割煤→降柱→移架→升柱→推溜。四、综采放顶煤开采BC煤层祝各位：工作顺利身体健康