《煤矿生产技术》ppt课件

1、煤矿消费技术授课内容 煤矿地质知识 井田开拓 采煤方法第一章 煤矿地质根底知识培训中心李俊霞前言w煤矿地质是运用地质根底知识来研究煤的形成、赋存状态，确定煤的储量及其用处，分析和解决矿井建立与采煤的地质因素，从而指导采掘工程正常进展。主要内容第一节第一节 地壳及其运动地壳及其运动第二节第二节 煤的形成、用处与分类煤的形成、用处与分类第三节第三节 煤层的赋存特征煤层的赋存特征第四节第四节 煤田地质勘探及储量煤田地质勘探及储量第一节第一节 地壳及其运动地壳及其运动地壳地壳 36km地幔地幔 2900km外核外核 2200km内核内核 1270km地壳的物质组成w地球最外一层厚约40km左右的硬壳叫

2、地壳。w地壳是由岩石组成的。地壳是由岩石组成的。 岩浆岩岩浆岩 eg: 花岗岩、玄武岩、闪长岩等花岗岩、玄武岩、闪长岩等岩石岩石 沉积岩沉积岩 eg :煤、油页岩、石灰岩等煤、油页岩、石灰岩等 变质岩变质岩 eg :石英岩、大理岩、片岩等石英岩、大理岩、片岩等地质作用w在漫长的地质年代中，由于自然动力引起的地在漫长的地质年代中，由于自然动力引起的地壳物质组成、内部构造和地壳形态变化与开展壳物质组成、内部构造和地壳形态变化与开展的作用。的作用。 内力地质作用内力地质作用 地壳运动地壳运动 岩浆活动岩浆活动 变质作用变质作用 地震作用地震作用地质作用地质作用 外力地质作用外力地质作用 风化作用风化

3、作用 剥蚀作用剥蚀作用 搬运作用搬运作用 沉积作用沉积作用 固结成岩固结成岩地质年代地球已形成46亿年中国有三个重要成煤时期：1、新生代的第三纪 0.25亿年2、中生代的侏罗纪和三叠纪 1.95亿年3、古生代的二叠纪和石炭纪 2.85亿年平顶山煤田形成于古生代的二叠纪和石炭纪第二节第二节 煤的形成、用处与分类煤的形成、用处与分类煤的形成w煤由古代高等植物遗体转变而成的。w形成具有开采价值的煤层必须具备四个条件：形成具有开采价值的煤层必须具备四个条件： 植物的大量繁殖、温暖潮湿的气候、植物的大量繁殖、温暖潮湿的气候、 适宜的古地理环境、地壳运动的配合。适宜的古地理环境、地壳运动的配合。煤的形成w

4、成煤的三个阶段： 泥炭阶段 成煤阶段 变质阶段 植物泥炭褐煤烟煤无烟煤煤的性质w煤是由有机物和无机物组成的混合体。w物理性质：物理性质：颜色、光泽、硬度、密度、脆度、导电性、裂隙颜色、光泽、硬度、密度、脆度、导电性、裂隙w化学组成：化学组成：碳碳C氢氢H氧氧O氮氮N硫硫S磷磷P煤质w煤质的衡量指标： 1、水份W 2、灰份A 3、挥发份V 4、发热量 Q 5、含矸率煤的工业分类w我国现行的工业分类，是以炼焦煤为主的分我国现行的工业分类，是以炼焦煤为主的分类方案，从无烟煤到褐煤分为十四个煤种，类方案，从无烟煤到褐煤分为十四个煤种，即无烟煤、烟煤贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦即无烟煤、烟煤贫煤、贫瘦煤、瘦煤

5、、焦煤、煤、1/3焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1/2中中黏煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤、褐煤。黏煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤、褐煤。第三节第三节 煤层的埋藏特征煤层的埋藏特征w煤层的构造和厚度煤层的构造和厚度 构造构造 简单构造煤层，复杂构造煤层。简单构造煤层，复杂构造煤层。 厚度厚度 薄薄 煤煤 层层 最低可采厚度最低可采厚度3.5m以上；以上； 特厚煤层特厚煤层 煤层厚度煤层厚度8m以上。以上。w煤层的产状要素煤层的产状要素 煤层的走向、倾向和倾角。煤层的走向、倾向和倾角。 煤岩层在空间的产出状态，称为煤岩煤岩层在空间的产出状态，称为煤岩层产状。倾斜煤层的产状，可以用煤

6、层面的层产状。倾斜煤层的产状，可以用煤层面的走向、倾向和倾角三个要素的数值表示，称走向、倾向和倾角三个要素的数值表示，称为煤层的产状要素。为煤层的产状要素。 w 走向 倾斜煤岩层层面与程度面的交线为走向线，称为走向。走向线是煤层面上的一条程度线，它的两端延伸方向为煤层的走向，走向线表示煤层在程度面上的延展方向。w 倾向 在煤层层面上，与走向线垂直并沿层面倾斜向下引出的直线称为倾斜线。倾斜线在程度面上的投影线所指煤层倾斜一侧的方向。 w 倾角 倾角是指煤层面和程度面之间的夹角。 产状“三要素示意图 根据煤层倾角对开采技术的影响，煤层可分为以下四类：1近程度煤层 指倾角在8以下的煤层。2缓倾斜煤层

7、 指倾角为8到25的煤层。3倾斜煤层 指倾角为25到45的煤层。4急倾斜煤层 指倾角在45以上的煤层。煤层顶底板w位于上、下两个界面之间的煤及其间所夹的矸石层称为煤层；赋存在煤层之上的邻近岩层称为煤层的顶板；赋存在煤层之下的邻近岩层称为煤层的底板。w煤层顶板w根据顶板在煤层开采中垮落的难易程度及其与煤层的相对位置，将顶板分为根本顶、直接顶和伪顶三种类型。 w 伪顶 指直接位于煤层之上的较薄岩层，极易破碎，随采随落。w 直接顶 指位于伪顶之上或直接位于煤层之上煤层没有伪顶时的一层或几层岩层。通常由砂质页岩、沿岩、粉砂岩等比较容易垮落的岩层组成。w 根本顶 俗称老顶，是指位于直接顶或直接位于煤层之

8、上、难以垮落的厚而结实的岩层。w煤层底板w根据煤层底板性质、煤层底板与煤层的位置关系，把煤层底板分为直接底和根本底。w 直接底 指直接位于煤层之下、强度较低的岩层。通常由岩层、灰质页岩和黏土岩等组成。w 根本底 俗称老底，是位于直接底或直接位于煤层之下，由较硬的砂岩、石灰岩等组成的岩层。地质构造单斜构造单斜构造 煤岩层朝一个方向倾斜。 褶皱构造褶皱构造 煤岩层受到程度方向的外力挤压作用后而呈弯曲状态。 褶皱的一个弯曲部分叫褶曲。 褶曲分背斜和向斜。w背斜：背斜：岩石层面凸起的褶曲中间岩石老岩石层面凸起的褶曲中间岩石老 两两边岩石新边岩石新w向斜：向斜：岩石层面凹下的褶曲中间岩石新岩石层面凹下的

9、褶曲中间岩石新 两两边岩石老边岩石老w大型向斜轴部附近顶板压力常有增大现象，大型向斜轴部附近顶板压力常有增大现象，极易发生煤与瓦斯突出。极易发生煤与瓦斯突出。 断裂构造断裂构造 煤岩层在地壳运动作用力下产生断裂。w断裂又分裂隙和断层。w裂隙：断裂后断裂面两侧煤岩体没有产生明显位移。w断层：断裂后断裂面两侧煤岩体产生了明显的位移。 断层要素：断层要素： 断层面断层面 断盘断盘 断层线断层线 断距断距断层分类：正断层：上盘下降 下盘上升逆断层：上盘上升 下盘下降平移断层：两盘程度挪动第四节第四节 煤田地质勘探及储量煤田地质勘探及储量w煤田地质勘探煤田地质勘探w勘探任务：勘探任务： 储量、煤质、赋存

10、和开采条件储量、煤质、赋存和开采条件w勘探阶段：勘探阶段： 预查、普查、详查、精查预查、普查、详查、精查w勘探方法：勘探方法： 地质测量、探掘、钻探、物探地质测量、探掘、钻探、物探w煤炭储量煤炭储量第一章 作业 1、简述煤的形成过程。、简述煤的形成过程。 2、煤层按倾角、厚度、煤层的构造各分为哪、煤层按倾角、厚度、煤层的构造各分为哪几类？几类？ 3、什么是正断层、逆断层、向斜、背斜？、什么是正断层、逆断层、向斜、背斜？ 采煤方法根本知识主要内容采煤方法的内涵采煤方法的内涵采煤方法的分类w采煤方法采煤方法 采煤工艺与回采巷道布置及其在采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的互相配合。时间上、

11、空间上的互相配合。w简言之，采煤方法是采煤系统和采煤工艺两部分的总称。w采煤工艺采煤工艺 采煤工作面各工序所用方法、设采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间上、空间上的互相配合。备及其在时间上、空间上的互相配合。采煤工作面的落、装、运、支、处五大消费工序w采煤系统采煤系统 采区巷道布置和采掘顺序安排。采区巷道布置和采掘顺序安排。采煤方法的内涵采煤方法的分类采采煤煤方方法法旱旱采采水水采采壁式体系壁式体系柱式体系柱式体系柱式体系柱式体系单一长壁单一长壁放顶煤放顶煤整层开采整层开采斜切分层斜切分层水平分段放顶煤水平分段放顶煤倾斜分层倾斜分层掩护支架掩护支架分层开采分层开采整层开采整层开采整层开采

12、整层开采房式房式房柱式房柱式倾斜短壁式倾斜短壁式走向短壁式走向短壁式走向长壁走向长壁倾斜长壁倾斜长壁走向长壁走向长壁倾斜长壁倾斜长壁下行垮落下行垮落上行充填上行充填垮落垮落刀柱刀柱采煤方法的分类w按采煤工艺分按采煤工艺分 ： 1、爆破采煤法爆破采煤法 2、普通机械化采煤法普通机械化采煤法 3、综合机械化采煤法综合机械化采煤法含综采放顶煤 我国三种工艺方式并存：我国三种工艺方式并存： 由于地质条件和煤层赋存条件的复杂性及技由于地质条件和煤层赋存条件的复杂性及技术装备的多层次性。术装备的多层次性。 综采是开展方向综采是开展方向 高产、高效、平安、劳动条件好和劳动强度高产、高效、平安、劳动条件好和劳

13、动强度小。设备价格高，初期投资大，受地质条件小。设备价格高，初期投资大，受地质条件限制大。限制大。 普采的设备的价格约为综采设备价格的普采的设备的价格约为综采设备价格的1/4，产量约为产量约为1/3。 凡适宜普采条件的国营重点煤矿都应采用普凡适宜普采条件的国营重点煤矿都应采用普采。采。 炮采的技术装备投资少，技术容易掌握，管炮采的技术装备投资少，技术容易掌握，管理简单，机械化程度低，人工劳动强度大，理简单，机械化程度低，人工劳动强度大，效率低，但对地质条件适应性强。效率低，但对地质条件适应性强。综合机械化采煤w综合机械化采煤工艺简称“综采，即在工作面装备了大功率的双滚筒采煤机，大功率的可弯曲刮板输送机，液压自移支架及转载机，可伸缩带式输送机，实现了工作面破煤、装煤、运煤、支护与采空区处理的全部机械化。采煤方法的分类 按采空区处理方法按采空区处理方法分分:垮落采煤法垮落采煤法 刀柱煤柱支撑刀柱煤柱支撑法法 充填采煤法充填采煤法采煤方法的分类w煤矿企业主要采用的是走向长壁采煤法。按工作面推进方向与煤层走向的关系按工作面推进方向与煤层走向的关系w走向长壁采煤法走向长壁采煤法 倾斜长壁采煤法倾斜长壁采煤法 a 走向长壁走