煤矿生知教案_管理学_高等教育_教育专区.doc

第五章 煤矿生产知识 主讲人: 魏慧琴 一、 教材处理： 本课内容选自新工人培训教材第五章，整章内容分为八个课时完成。二、教学对象：岗前员工三、教学目标：通过培训使学员认识煤炭在国民经济中的重要地位。1、了解煤的相关知识，煤层的顶、底板。2、了解地质构造对煤矿安全的影响。四、教学难点：煤层的形态与结构五、教学器材：多媒体教学六、教学方法：直观教学法、归纳总结法、课堂互动法。七、教学内容1、引出课题材：提问上节内容，认识煤炭在国民经济中的重要地位。2、煤的形成和分类：第一节、煤炭在在国民经济中的重要地位第一、煤炭是中国工业和生产的动力基础。第二、煤炭是我国的主要化工原料之一。第三、煤炭是我国人民生活的重要物资。第四、煤炭又是我国出口创汇的主要物资。党的十一中三中全会以来，我国的煤炭出口量不断增加，先后有大批的煤炭出口创汇的重要商品。（二）、我国煤炭工业发展状况我国是世界上利用煤炭最旱的国家，有文字记载的历史已有两千多年。我国煤炭资源丰富，分布范围广，全国已勘探面积加预测面积55平方米,煤田主要分布在西北和华北地区,新中国成立后,党和政府对煤炭工业十分重视,采取许多有效措施,不断改善煤矿生产条件,提高安全生产水平,使煤炭工业呈现较高发展速度.八、课后作业1、2000年,原国有煤矿的采煤机械化程度达到了百分之几？2、2000年,原国有煤矿的掘进装载机械化程度达到了百分之几？第二节 煤矿地质基本知识一、 煤的形成及埋藏特征（一）煤的形成煤是是一种可以燃烧的“石头”。它是由古生植物遗体沉积在沼泽环境后，在高温、高压下再经过一系列物理变化和化学变化而生成的。煤的形成可分为两个阶段：第一阶段：泥炭化阶段即由植物遗体变成泥炭的阶段。植物遗体在沼泽中被水淹没后隔绝了氧气，在缺氧的条件下，由于厌氧细菌的作用，植物遗体经过复杂的生物化学变化，分解产生二氧化碳和沼气等气体逸散散出去，剩下的形成褐色多水疏松的物质，即为泥炭。第二阶段：成煤阶段 即由泥炭变成褐煤的阶段。由于地壳缓慢下沉，泥炭不断堆积而成泥炭层，并且被泥沙等物质层层覆盖掩埋。在上覆逐渐加厚的泥沙沉积物的压力和地热作用下，泥炭层逐渐被压紧、失去水分并致密起来，体积缩小，密度和硬度增加，氢氧含量进一步减少，含碳量相对增加而形成褐煤。（2） 煤的分类褐煤形成后，如果地壳继续沉降，则在煤的种类很多，性质差别很大。衡量煤炭质量的指标主要是煤中的水分、灰分、挥发分、胶质层厚度、发热量及含干率等。褐煤、长焰煤、不黏煤、弱黏煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤及无烟煤。 二、煤层的埋藏特征 煤是古代植物遗体经成煤作用后转变成的一种层状可燃矿产，煤层是沉积岩的重要组成部分。煤层的顶板岩石性质、形态与结构、厚度、产状等埋藏特征，是评价煤田经济价值的主要内容，也是影响煤矿生产技术和生产安全的重要因素。（一）煤层分类按不同的要素，煤层有不同的分类方法。 按煤层厚度分类。煤层厚度差别很大，薄着几厘米（一般称为煤线），厚着可达200以上。根据开采技术条件的特点，煤层可分以下三类：薄煤层：厚度1.3m；中厚煤层：厚度1.33.5m ;厚煤层:厚度3m在生产工作中,有时称厚度大于6m煤层为特厚煤层厚煤层和中厚煤层在我国煤田中所占比例较大.以产量论,厚煤层和中厚煤层大约各占40%,薄煤层仅占20%.按煤层倾角分类.近水平煤层:倾角8度;缓倾斜煤层:倾角8度25度;倾斜煤层:倾角25度45度急倾斜煤层:倾角45度煤层倾角变化在0度90度之间,倾角越大,开采难度越大. 按煤层稳定性分类.按煤层厚度、结构在井田范围的变化情况，通常可分为稳定、较稳定、不稳定、极不稳定煤层四类。（二）煤层的顶、底板位于煤层上面和下面的邻近岩层称为煤层的顶、底板，如图41所示。煤层的顶、底板岩层一般由砂岩、粉沙岩、泥岩、页岩、黏士岩或石灰岩等组成。煤层顶、底板岩层的岩石性质、结构与构造、强度、含水性等，是选择顶板管理方法和采煤工艺的重要依据，名称柱状图岩性老顶砂岩或石灰岩直接顶页岩或粉石岩伪顶炭质页岩或页岩煤层半亮型直接底黏士和页岩老底砂岩或砂质页岩1顶板据顶板自然层位的岩性、厚度、与煤层的相对位置及垮落难易度，可分为伪顶、直接顶和老顶（又称基本顶）三种类型伪顶 是指直接位于煤层之上，随采随落的极不稳定岩层，厚度一般在0.5以下。通常由炭质页岩、泥质页岩等强度较低的岩层组成,支顶板维护和煤质量有一定影响.直接顶是指指位于煤层或伪项之上具有一定稳定性，在支架前移或回柱后能自行冒落的岩层。一般为页岩和粉砂岩等，是采煤工作面顶板管理的直接对象。老顶是批指位于直接顶或煤层之上，通常为厚度及岩石强度较大，难于垮落的岩石。常用砂石、砾岩石等组成。2底板它可分为直接顶和老顶两种类型。直接顶是指直接位于煤层之下的岩，一般又泥岩组成。其主要特点为容易遇水膨胀，引起底鼓现象。老底是指位于直接顶或煤层之下的岩层，一般由砂岩或石灰岩等坚固的岩层组成（三）煤层的形态与结构煤层的形态是指煤层赋予的空间几何形态。根据其成层的连续程度，以及可采面积与不可采面积比例的大小，煤层形态分为层状煤层、似岐状煤岐和非似状煤层。岐状煤层的层位稳定，连续性好，厚度变化也小。似层状煤层的形态像藕节、串珠、瓜藤等，层位有一定的连续性，但厚度变化较大；非层状煤层的形状像鸡窝、扁豆、透镜等，层位极不稳定，连续性很差，厚度变化很大，无规律可循。造成煤岐形态变化的因素很多，其中最主要的是沉积条件和地壳运动的影响。 煤层的结构是指煤层中是否含有夹石层的煤层称为简单结构煤层；含有夹石层的煤层称为复杂结构煤层。（四）煤层的厚度；煤层的厚度是指煤层顶底板之间的垂直距离。煤层有薄有厚，差别很大，薄的仅数厘米，厚的可达上百米。煤层的厚度是决定煤层开采价值和选择不同采煤方法的主要因素。（五）煤层在地壳中赋存的空间状态，称为煤层的产状。煤层产状常是用煤层的走向、倾向和倾角三要素来表示的，如图4-2所示倾斜煤层层面与水平面的交线称为走向线，走向线的方向称为走向。走向代表了倾斜煤层在平面上的延伸方向。煤层层面上与走向垂直的线称为倾线。倾斜线由高向低的水平投影所指的方向，称为倾向。倾斜煤层层面与水平面所夹的最大锐角，称为倾角。倾角的大小，反映了煤层的倾斜程度。煤层倾角越大，开采的难度也就越大。作业题：1、 煤的形成分哪几个阶段？2、 煤分为哪几大类几小类？ 第三节 矿井开拓一、井田划分（一）煤田和井田的概念1、煤田在地质历史的发展过程中，由含炭物质的沉积而形成的大面积含煤地带称为煤田。2、井田把一个矿井开采的部分叫井田。二、井田开拓在井田范围内，从地面向地下开掘一系列巷道井入煤层，建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统，称为井田开拓。井田开拓是矿井开采中具有长期影响的战略部署，它不仅关系到矿井的基本建设工程量、初期投资和建井速度，而且长期决定着矿井的生产条件和技术面貌。开拓方式一般分立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓四种方式。现简述如下：（一）立井开拓开采埋藏较深或地质条件比较复杂的煤层时，一般采用立井开拓。我国煤矿多采用立井单水平分区开拓系统和立井多水平分区式开拓系统。立井开拓就是从地面开凿一对竖井，直达煤层，再在底板岩石中开掘井底车场和主要运输平巷，同时在井田上部边界开掘回风小井和回风平巷。并按划分的盘区或阶段、采面来掘进各类巷道进行开采。（二）斜井开拓当煤层埋藏较浅而地质条件又不复杂时，多采用斜井开拓方式。斜井开拓，即在井田中央，从地面沿或底板岩石开掘一对斜井与井下巷道网连接，进行开采。从斜井提煤、运料、行人，通风和排水等。（三）平硐开拓平硐开拓就是由地面开拓平硐直接进入煤层，一般适用于埋藏在山岭地带的煤层开采。根据埋藏条件与地面地形关系，平硐的方向可沿煤层走向开拓，也可以与走向保持一定角度或垂直于走向开拓。平硐开拓的条数和断面要根据通风、产量和长度以及煤层上部边界能否开掘排风井等来决定开拓一条或二条。（四）综合开拓当采用单一开拓方式不能满足生产需要时，可采用两种开拓方式的综合开拓方式。如斜井竖井、平硐竖井、平硐斜井。3、 巷道掘进 在煤（岩）体中采用一定的破岩手段将部分岩石破碎下来，形成掘进空间，接着对这个空间进行支护的工作叫巷道掘进。根据掘进中的机械化程度，可将巷道掘进分为钻爆法掘进和综合机械化掘进。（1） 钻爆法掘进1、 钻眼爆破1） 钻眼2） 装药、爆破2、 通风排烟3、 装岩1） 装岩机械及工艺2） 机械装岩中的安全事项4、 掘进岩石的运输1） 双轨大巷掘进调车2） 单轨运输巷调车3） 采用人力推车时安全事项5、 掘进巷道支护（2） 综合机械化掘进1、 综掘工艺（1） 破岩（2） 装岩及运输（3） 掘进机的行走机构（3） 综合机械化掘进中的安全注意事项作业：1、什么叫井田开拓？井田开拓方式有几种？ 2、掘进工作面钻眼工作中要注意哪些安全问题？ 3、掘进工作面采用机械化装岩时注意哪些安全问题？第4节 矿井生产系统煤矿企业和其它企业一样，也有很多生产系统，而且每个生产系统在运行的可靠性方面比其它企业要求严格。只有各个生产系统正常运行，才能保证煤矿井下安全生产。1、 煤矿运输、提升系统1、 运煤系统采煤工作面的煤炭工作面（刮板运输）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（主井提升机）井口煤仓。2、 排矸系统掘进工作面矸石矿车（蓄电池机车）采区轨道上山（绞车）采区车场水平运输大巷（电机车）井底车场副井（副井提升机）地面（电机车）矸石山。3、 材料运输系统地面材料设备库副井口（副井提升机）井底车场水平运输大巷（电机车）采功车场轨道上山（绞车）区段集中（蓄电池机车）区段材料斜巷（绞车）工作面材料巷存放点。2、 通风系统风流路线是：地面新鲜风流副井井底车场主石门水平运输大巷采区石门进风斜巷工作面进风巷工作面回采工作面回风巷回风斜巷总回风巷风井地面。3、 供电系统一般矿井供电系统是：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。4、 供排水系统1、 矿井供水系统2、 矿井排水系统5、 其他系统1、 瓦斯监控系统2、 灌浆防灭火系统3、 通信系统作业：1、矿井生产系统包括哪些内容？ 2、试述矿井通风系统的重要性。第五节 采煤方法采煤方法是采煤系统和回采工艺这两项内容的总称。不同的采煤方法所采用的采煤巷道布置系统及回采工艺不同。我国常见的巷道布置和各种采煤工艺。1、 采煤工作面巷道布置（1） 走向长壁采煤法工作面巷道布置（2） 倾斜长壁采煤工作面巷道布置（3） 急倾斜煤层采煤工作面巷道布置1、 台阶采煤法工作面巷道布置2、 水平分层采煤法工作面巷道布置3、 伪斜柔性掩护支架采