第三章--煤矿生产基本知识PPT课件VIP

第三章煤矿生产基础知识第一节矿井地质第一节煤的形成和埋藏特征(1)煤的形成煤的形成可分为两个阶段：1。在泥炭阶段，古代植物的遗骸被运送到地表较低的湖泊和沼泽进行沉积。由于被沼泽水淹没、浸泡、浸泡，与空气中氧气的接触大大减少，并在厌氧菌的分解作用下逐渐形成泥炭。泥炭通常为褐色或深棕色，质地暗淡松散。泥炭层厚度越大，煤层形成后的厚度越大。泥炭形成后，如果地壳上升，泥炭暴露在地表时会被风化，不能形成煤。只有在泥炭形成后，地壳才会下沉，其他物质沉积在泥炭上覆盖泥炭。煤可以在高温高压下形成。泥炭形成后，由于地壳持续下沉，泥炭层很快被其他沉积物覆盖。这样，泥炭就能被保存下来。随着地壳的进一步下沉，泥炭层下降到地球的更深处，覆盖在上面的沉积物变得越来越厚。在压力和地温的共同作用下，原松散含水泥炭被压缩、脱水、胶结、聚合，体积大大缩小，形成原煤褐煤。褐煤形成后，如果地壳继续沉降，在较高的温度和压力条件下，褐煤的成分将进一步变化，最终形成各种煤。它们是：褐煤长焰煤不粘煤弱粘煤气煤肥煤炼焦煤贫煤贫煤无烟煤。(2)煤层埋藏特征煤层埋藏特征包括煤层结构、走向、倾角、倾角、厚度和稳定性等。这些特点与我们的采煤方法和安全密切相关。根据煤层中是否存在相对稳定的脉石夹层，煤层结构可分为简单结构煤层和复杂结构煤层。(1)煤层结构简单。该类型煤层中没有稳定的脉石层，但仍可能有较少的矿物或结核，如图3-1所示。简单构造煤层反映了它刚形成时，植物残体在沼泽中的沉积基本上是连续的。嘿。6、图3-1简单构造煤层1-顶板；2-煤；3层；4-矿物透镜。7、图3-2 1、3、5、7、9煤层结构复杂的煤层；2，4，6，8-污垢带层。8、(2)复杂构造煤层复杂构造煤层包含较多的稳定岩层，少一层，多几层，如图3-2所示。复杂煤层反映出当时泥炭沉积是间歇性的，即泥炭沉积后沉积泥砂，然后沉积泥炭，沉积的泥砂形成泥带。煤层中泥带的厚度从几厘米到几十厘米不等。煤灰带的层数和厚度将影响采煤工作面采煤机截煤和煤质。煤层倾角是指煤层与水平面的夹角。倾角对采煤方法和设备的选择有很大影响。煤层根据倾角分为以下4类。近水平煤层 45，10、3、煤层厚度煤层厚度是指煤层顶底板之间的垂直距离。对于复杂煤层，在计算煤层厚度时，还必须考虑煤层层数和夹矸总厚度。中国不同煤的最小允许厚度不同。根据开采技术的特点，煤层按其厚度分为以下三种类型：薄煤层 3.5m厚煤层。在生产工作中，通常称厚度超过6m的煤层为特厚煤层。地质构造形成过程中，煤层一般是水平或近水平的，在一定范围内是连续完整的。然而，在随后的长期地质历史中，地壳发生了各种运动，导致了煤层空间形态的变化。我们把地壳运动引起的岩层空间形态称为地质各种结构简述如下：(1)单斜构造在井田范围内。如果煤层向同一方向倾斜，这种构造称为单斜构造，如图3-3所示。地壳中单斜煤层的存在由产状因素表示。包括煤层走向、倾角和倾角，如图3-4所示。1.趋势。倾斜煤(岩)层与水平面的交点称为走向线。走向线的方向代表煤层走向。2.趋势。从煤层水平走向线垂直向下的线称为倾斜线。倾斜线在水平面上的投影线代表煤层的走向。倾斜角。煤层倾角线与水平面之间的角度称为煤层倾角。图3-3单斜构造，图14，图3-4地层产状因素，图15，(2)褶皱构造当水平煤层在水平方向受到挤压时，煤层弯曲，但不丧失其原有的连续性。这种结构形式称为褶皱结构。褶皱结构的基本单位叫做褶皱。褶皱是岩石层中的一个弯曲，如图3-5所示。褶皱有两种基本形式，背斜和向斜。1.背斜。从形态上看，它是一条中部向上的曲线，煤层从中部向两侧倾斜。2.向斜。在形式上，它是一个向下凹的中间弯曲，煤层从两侧向中心倾斜。16，图3-5褶皱和褶皱，17，(3)断裂构造当煤层受力时，作用力超过煤层的强度，煤层产生的位错和断裂称为断层。断裂后，如果两侧煤层无明显位移，则称之为断裂。如果发生明显的位移，就称为断层。1.裂缝。煤层受到作用力后，发生破裂，但没有明显的位移，只产生许多裂缝，导致煤层破裂。裂隙的存在不利于煤层顶板的管理，裂隙发育区煤层顶板容易冒落。缺点。断裂发生后，煤层完全失去了原来的连续性和完整性。根据裂隙煤层的形态，断层可分为正断层、逆断层和推断层，如图3-6所示。采掘工作面遇到断层后，将给采掘工作和顶板管理带来许多困难。只有掌握各种断层的特征，才能采取相应的安全措施，保证采掘工作的顺利进行。(4)陷落柱位于煤层底板以下的石灰岩中，在酸性水的作用下会形成许多溶洞。此外，随着酸性水的不断供应，溶洞将继续增加。最后，它导致上部地层整体坍塌，形成一个大大小小的断柱，称为陷落柱，如图3-7所示。矿井中陷落柱的直径从几米到几百米不等。其中，坍塌的岩层杂乱无章，极其破碎。此外，它们大多含有水分，不利于煤矿的安全生产。一般来说，开采工作面应避免陷落柱。21，图3-7陷落柱，22，2区，1井田开拓，1井田划分(1)煤田外围1概念，煤田地质历史发展过程中含碳物质沉积形成的大面积含煤带称为煤田。煤田面积相当大，可达数百平方公里，储量数百亿吨，煤层多达数十层。在煤田开采过程中，一般将煤田划分为多个矿井进行开采。矿山开采的部分称为矿区。矿区范围大小不一，储存的煤炭量也不一样。根据我国国情和煤矿生产现状，目前井田走向长度一般为：大型矿井7000米中型矿井4000 7000米小型矿井1500 4000米(ii)井田分区。24岁。因为井田的范围仍然相对较大，为了在井田内采煤，井田还必须细分成几个较小的部分，称为井田的细分。1、将场划分为场范围内的阶段，按照一定的标高，将场划分为若干个拉长的部分，每个拉长的部分称为一个阶段，称为s(一)立井开拓立井开拓是利用一对垂直巷道从地面进入地下，并通过一系列巷道进入煤层的开拓方式，如图3-10所示。27、图3-10立井1-主井单水平分区开发示意图；2-辅助轴；3-井底；4-运输石门；5-运输大巷；6-回风井；7-主回流管；8-矿区下部的装载站；9-采区下部料场；10-矿区煤仓；11-人们走在风斜巷里；12-运输机上坡；13-上坡轨道；14-山上的绞车房；15-中央矿区仓库；16-矿区的上部庭院；17-运输漂移；18-联络巷；19-回风漂移；20-采煤工作面；21号采空区。28、(2)斜井开拓斜井开拓是指利用一对倾斜巷道从地面进入地下，然后从一系列巷道进入煤层的开拓。(三)平硐开发利用水平巷道进煤层的开发方法称为平硐开发。如果煤层高于地面外部水平标高，且有足够的储量，大多数煤层首选平硐开拓，如图3-13所示。当平硐用于开发时，通常只打开一个主平硐用于矿井的运输、进风、排水、管道架设和行人任务。矿井的回风取决于井田上部的回风井。29、图3-11盘斜井开拓，30、图3-11盘斜井开拓1-主井；2-辅助轴；3-井底；4-运输漂移；5-回风漂移；6-打开切口；7-工作面；8-风桥；9-挡风墙；10-阻尼器；11-通风室；12-联络巷，图3-12斜井单水平分段开拓1-主井；2-辅助轴；3-回风井；4-水平运输大巷；五级回风大巷；6-分段运输斜巷；七段轨道回风斜巷；8-工作面。31，图3-12斜井单水平断面开拓，32，33、图3-13平硐发展图a-位于煤层底板岩层中的定向平硐；B-垂直平硐；c型阶梯平硐。34、(4)综合开发在技术上有困难或经济上不合理时，采用单一的主井和副井来开发井田，并采用不同的井筒形式来开发井田，称为综合开发。如图3-14、3-15和3-16所示。35、图3-14立井-斜井综合开度图1-立井；2-斜井。36、图3-15平硐-立井综合开发示意图。37、图3-16平硐-斜井1-主平硐综合开发示意图；2-辅助斜井；3-暗斜井；4-回风井。38、3、巷道掘进1、钻孔装药爆破2、通风排烟3、装岩4、人工推车运输岩石时的安全事项一次只能由一辆车推动。严禁在矿车两侧推车。同向车间距不小于10m当轨道坡度小于或等于5时；坡度大于5时，不得小于30m。当巷道坡度大于7时，严禁人工推车。掘进巷道的支护巷道开挖成型后，应根据围岩性质进行支护。否则，巷道围岩会变形甚至坍塌，影响使用。第三节矿井生产系统1。煤矿运输和提升系统煤矿产品是煤。煤必须经过一系列运输环节才能从几百米深的地下到达地面。道路应挖在地下，挖出的废石也应运输到地表废丘。各种井下支护材料和采掘设备只能通过运输到达采掘工作面；依靠矿井的运输和提升系统来完成人员的通勤。因此，运输系统是煤矿中一个非常重要的系统。以下是对地下运输系统的简要描述，以某矿立井开发为例。41，图3-24矿井煤炭运输通风系统，42，1，煤炭运输系统如图f所示43、3、材料运输系统地面材料设备库-副井口(绞)-底层运输大巷(电机车)-采区车场-轨道上山(绞车)-区段集中巷(蓄电池车)-区段材料斜巷(绞车)-工作面材料巷存放点。供电系统供电系统是为矿井供电的系统。由于煤矿企业的特殊性，矿井供电系统绝对可靠，不会出现随机停电事故。为了保证可靠的供电，要求有双回路供电，保证矿井供电。如果一个电路出现故障，另一个电路必须立即通电。否则，将会发生重大事故。矿井总供电系统为：双环电网矿井地面变电所矿井井下中心变电所采区变电所工作面供电点。除一般供电系统外，矿井还必须对一些特殊用电点实施特殊供电。如矿井主通风机、井底水泵房、掘进工作面局部通风机以及分别需要专用电源的机电室。煤矿生产给排水系统需要水来降尘，液压设备需要水，井下防火需要水。因此，水必须在地下供应。此外，矿井水必须排到地面，否则工作面将被淹没。为此，矿井有一个供水和排水系统。1、矿井地表水库的矿井供水系统通过管道输送至井筒、底层运输大巷、采区上(下)山、区段集中巷、区段斜巷、工作面两巷。供水管道系统中有洒水、喷淋和防尘水幕的大巷。所有输煤点都有抑尘洒水器、采煤工作面抑尘洒水器、采煤工作面机械设备供水系统等。2.矿井排水系统。46岁。矿井水主要来自地下含水层水、顶底板水、断层水、采空区水和地表水的补给。为了排放矿井水，矿井一般在井底配备一个专用的水仓和一个主水泵房。通常有两个主水箱，一个用于储水，另一个用于清洗。主水泵房位于主水箱的上部。水泵房内至少安装3台水泵，通过多级水泵向地面排水。水箱里的水流入水平小巷的水沟里。在主要水平运输车道的人行道一侧挖一条沟，水将流到井底。排水沟需要经常清理，以确保水流顺畅。水平大巷排水沟的水来自不同的矿区。来自山区矿区的水一般会自动流入排水沟。下山矿区的水需要泵入小巷沟。一般情况下，下山采区下部设置采区水仓，并安装水泵，通过管道将水排入巷道水沟。除了运输、通风、供电、给排水系统外，还有一些其他系统，如瓦斯监测系统、灌浆系统、通讯系统等。简要描述如下：1 .瓦斯监测系统国家安全生产监督管理总局等七部委关于加强小煤矿安全基础管理的指导意见和云南省最近的煤矿安全评价都明确规定，矿井必须安装瓦斯监测系统。在该系统中，多功能探头安装在地下采矿工作面和需要进行气体监测的地方。这些探头每天24小时连续监测地下气体的浓度，并将监测到的气体浓度转换成电信号。48岁。电信号通过电缆传输到地面主机房。信号处理器安装在地面主机房，将电信号转换成数字信号，并显示在计算机和大屏幕上。管理人员可以随时通过屏幕掌握每个监测点的气体浓度。一旦某处气体超标，井口和井底同时报警，并自动采取相应的断电措施。瓦斯监测系统是高科技知识在煤矿安全生产中的应用，发挥着巨大的作用通信系统为了更好地开展煤矿生产，井下通常有一个电话通信系