煤矿开采基本知识

煤矿开采基本知识

主讲人杨伟

淄博煤炭经济技术开发公司

第一章地质基础知识第二章煤矿生产概貌第三章井田开拓第四章巷道掘进第五章采煤方法第六章矿井通风与安全第七章矿井固定设备与供电第一章地质基础知识第一节

地壳

一、地壳的组成物质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。

（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%，是最常见的一类岩石。由于煤层一般都埋藏于沉积岩岩层中，因此沉积岩与采煤工作的关系最为密切。此外，在沉积岩地层中还有许多重要的矿产资源，如石油、天然气、沉积铁矿、盐矿、铝矿、磷矿、油页岩和石灰岩等。二、地史及地层的概念

地球的形成已有四十五亿年以上的历史。为了便于研究，通常根据地壳运动和古生物的发展，将地壳的历史从古到今，划分为太古代、元古代、古生代、中生代和新生代等五个大的时期。为了反映更短的时间间隔内地壳的变化，代以下分为若干纪，纪以下又分为世。代、纪、世是国际统一的划分地质时代的单位。第二节煤的形成、用途和分类

一、煤的形成

远在距今约0.03～3.2亿年间，即地质史上称为第三纪、侏罗纪、二迭纪和石炭纪等时代，地球上许多地区布满了湖泊、沼泽，当时气候温暖潮湿，植物生长茂盛。

二、评价煤质的主要指标水分和灰分：挥发分：固定碳：胶质层厚度：发热量：硫：磷：含矸率：

三、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系地层和矿井地质构造一、煤系地层与煤层赋存状态（一）煤系煤是在一定历史时期形成的具有成因联系的大致连续沉积的一套含煤岩系。（二）煤层1、煤层是由植物体大量堆积，经成煤作用形成的层状固体可燃矿产。2、煤层的形态是指煤层赋存的几何形态。3、煤层厚度是指煤层顶底板之间的垂直距离，也称为煤层真厚度。（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.

(三）煤层厚度的变化煤层厚度是影响煤矿开采的主要地质因素，煤层厚度不同，采煤方法亦不同。１、煤层厚度的原生变化泥炭层堆积过程中，形成顶板前，由于各种地质作用影响而形成的煤层形态和厚度的变化。２、煤层厚度的后生变化泥炭层被覆盖或煤系形成后，由于构造变动，岩浆侵入，河流剥蚀等地质作用引起的煤层形态和厚度的变化。

构造变动引起的变化特点：

原始结构破坏，出现层间揉皱和滑动镜面，在构造复杂的地段煤呈碎粒状、鳞片状和粉末状，煤的光泽变暗，灰分增高；煤层增厚带和变薄带相间出现，并沿主要构造线呈狭长条带分布；煤岩层出现不协调褶曲，有时煤岩互相穿插，致使煤层呈各种不规则状态。(四)煤层顶板和底板顶板：赋存在煤层之上的临近岩层底板：赋存在煤层之下的临近岩层1、顶板的类型根据顶板的岩性、厚度及回采过程中垮落的难易程度，分为3种顶板类型。伪顶直接顶老顶2、底板的类型直接底老底

二、矿井地质构造

矿井地质构造是井田边界及其范围内的褶皱、断层、节理和层间滑动等地质构造的统称。

（一）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。

每一个单独的弯曲称为褶曲有2种基本形式:向斜：岩层向下弯曲，核部是老岩层，两翼是新岩层背斜：岩层向上弯曲，核部是新岩层，两翼是老岩层褶曲要素（基本组成部分）：核部、翼部、轴面、枢纽背斜向斜（二）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，可以分为两类：断层（两侧岩块有显著位移）和节理（裂隙）。断层是影响矿井安全生产的最主要的地质构造。1、断层要素断层面断盘断层线（断层交面线）断距（1）断层面断层的断裂滑动面称为断层面。走向、倾向、倾角。（2）断盘位于断层面两侧的岩块称为断盘。（3）断层线和断层交面线断层线是指断层在地表的出露线，也就是断层面与地面的交线，它反映了断层的延展方向。断层面与岩层面的交线称为交面线。断层面与煤层底板面的交线称煤层交面线，或断煤交线。（4）断距断距指断层两盘相对错开的距离，包括：真断距、地层断距、铅直断距和水平断距。

ab——总断距或真断距hi——地层断距

dg——铅直断距或称落差gn——水平断距2、断层的分类根据上下两盘岩体相对移动性质来划分3、裂隙裂隙又称为节理，指沿断裂面两侧没有发生明显位移的断裂。

三、陷落柱岩溶陷落柱是煤系地层下部可溶性岩石在地下水和重力作用下所产生的塌陷现象。第二章煤矿生产概貌第一节

煤田的开发

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矿井生产能力，一般是指矿井的设计年产量，以万T/a表示。我国把矿井划分为大、中、小三种类型，称井型。大型矿井：生产能力为120万T/a、150万T/a、180万T/a、240万T/a、300万T/a、400万T/a、500万T/a及以上的矿井，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。我国国有煤矿多为大、中型矿井；地方煤矿多为中小型矿井；乡镇煤矿多是小煤窑，年产量在多小于3万T/a。第三节

矿井生产系统（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

（二）准备巷道1、采区车场2、采区煤仓3、采区上山4、采区下山

（三）回采巷道1、区段运输平巷2、区段回风平巷3、开切眼

二、井下生产运输提升系统三、井下生产动力供应系统四、井下生产通风安全系统五、井下生产排水系统六、地面生产系统第三章井田开拓

第一节煤田划分为井田一、矿井年产量井型设计年产量（万吨/年）服务年限（年）备注特大型井300及以上80以上

矿井设计按年工作日300天计算大型井2401801501209070以上50～70中型井603030～40小型井2115910～20二、矿井服务年限三、矿井储量Z可采=KAT四、井田范围第二节井田内的再划分

一、井田划分为阶段二、阶段划分为采区可将井田内的划分顺序归纳如下：第三节矿井开拓方式

一、斜井开拓

二、立井开拓三、平硐开拓第四章井巷掘进

第一节岩石的分级

岩石的物理机械性能对于掘进和开采工作影响很大，为了能够用简明的指标来区分各种岩石破碎的难易程度，通常按岩石的单向抗压强度，把岩石分为十级，并用坚固性系数f来表示。f值是岩石单向抗压强度与标准抗压强度10MPa之比。例如，测得某种岩石的单向抗压强度为80MPa，则其坚固性系数f值为8。岩石分级表

级别坚固性程度岩石坚固系数fⅠ最坚固的岩石最坚固、致密的石英岩及玄武岩。其它最坚固的岩石20Ⅱ很坚固的岩石很坚固的花岗岩类：15Ⅲ坚固的岩石花岗岩（致密的）及花岗岩类岩石；10Ⅲa坚固的岩石坚固的石灰岩；不坚固的花岗岩；坚固的砂岩；8Ⅳ相当坚固的岩石一般的砂岩；铁矿石6Ⅳa相当坚固的岩石砂质页岩；泥质页岩5Ⅴ坚固性中等岩石坚固的页岩：不坚固的砂岩及石灰岩；软的砾岩4Ⅴa坚固性中的岩石各种（不坚固的）页岩；致密的泥灰岩3Ⅵ相当软的岩石软的页岩；很软的石灰岩；石膏；冻土；无烟煤；2Ⅵa相当软的岩石碎石土；坚硬的烟煤；硬化的粘土1.5Ⅶ软岩粘土（致密的）；软的烟煤；坚硬的表土层；1.0Ⅶa软岩微砂质粘土（黄土、细砾石）0.8Ⅷ土壤状岩石腐植土；泥炭；微砂质粘土；湿砂0.6Ⅸ松散岩石砂；小的细砾石；填方土；已采下的煤0.5Ⅹ流动性岩石流砂；沼泽土；含水黄土及其他含水土壤0.3第二节巷道断面及施工概述

一、巷道断面形状二、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。第三节钻眼爆破

一、钻眼机具

（二）煤电钻（二）凿岩机二、矿用炸药及起爆器材

（一）矿用炸药炸药是一种由碳、氢、氧、氮等元素组成的固体（或胶体、液体）物质，当受到外界能量作用时，能够迅速分解，产生大量气体和放出大量热量。由于高温使气体体积急剧膨胀，对炮眼眼壁施加巨大压力而破碎煤、岩。矿用铵梯炸药

成分和使用范围炸药名称煤矿铵梯炸药岩石铵梯炸药1号2号3号1号2号化学组成（%）硝酸铵梯恩梯木粉食盐68152157110415671032082144-85114-使用范围低沼气矿井高沼气矿井无沼气和煤尘爆炸危险的工作面（二）起爆器材

雷管三、炮眼布置

第四节巷道支护

一、木棚子二、金属支架

三、锚杆支护

锚杆的种类较多：金属锚杆木锚杆竹锚杆树脂锚杆钢筋或钢丝绳砂浆锚杆第五节巷道掘进的辅助工序一、通风工作二、排水三、辅轨四、测量工作局部通风机通风第五章采煤方法

采煤方法主要分为：露天开采井工开采水力采煤其它（煤炭汽化、液化等）我们在此讲的是井工开采主要包括：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、综采放顶煤开采第六章矿井通风与安全

第一节矿井通风任务与安全生产方针

名称符号最高容许浓度（体积%）一氧化碳氧化氮（换算成二氧化氮）二氧化硫硫化氢氨氢CONO2SO2H2SNH3H20.00240.000250.00050.000660.0040.51、矿井通风的任务是：供给井下人员以足够的新鲜空气；把有毒和有害气体(总称为矿井瓦斯)稀释到安全浓度以下，并和悬浮的矿尘一起排出井外；使井下有适宜的气候条件。(采掘工作面的空气温度不超过26℃，机电硐室的空气温度不超过30℃)。2、煤矿生产的五大自然灾害：

水、火、瓦斯、煤尘、顶板3、煤矿安全生产的方针是：

安全第一预防为主综合治理总体推进第二节矿井沼气和二氧化碳一、沼气的生成与涌出

1、瓦斯的生成2、瓦斯的存在状态3、矿井瓦斯等级低沼气矿井（<=10立方米）高沼气矿井（>10立方米）煤与瓦斯突出矿井二、沼气的爆炸和顶防1、沼气的性质2、沼气的危害3、沼气爆炸的条件4、预防沼气爆炸的措施

1．加强通风。2．坚持瓦斯检查制度。3．对于采用一般通风方法不能解决沼气超限问题的矿井，最好预先抽放沼气。4．井下禁止使用明火和吸烟。5．有沼气和有煤与沼气突出危险的矿井，应按规定选用适当类型的电气设备，并在使用中使各种电气设备经常处于完好状态。6．严格执行《煤矿安全规程》中关于放炮工作的各项规定。第三节矿尘1、矿尘的危害2、煤尘的爆炸与预防3、尘肺病及顶防第四节矿井通风一、通风压力与通风阻力

矿井通风阻力

h摩=R摩Q2

二、矿井通风构筑物(一)风墙(二)风门(三)风桥

(四)风桥与防爆门三、通风测量四、扇风机及反风反风道反风示意图第七章矿井固定设备及供电

一、矿井提升

二、矿井排水

三、矿井压气

四、矿井供电一、提升设备二、矿井排水三、矿井压气四、矿井供电祝各位：

工作顺利身体健康谢谢观看/欢迎下载BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH——“ifen”酒新品发布活动策划爱奋斗•爱生活目录010203040506活动概述“ifen”酒新品发布会“爱奋斗•爱生活”品酒晚宴“我爱奋斗”高校乐队演唱会活动执行活动费用活动概述2012年05月20日-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.活动时间湖南锦绣潇湘文化产业园活动地点新品发布会/品酒晚宴/高校乐队演唱会活动构架活动概述活动目的：提升代理商对ifen酒的认识，有效促进合作。通过新闻发布会的召开向外界传达强势品牌的印象和

品牌强势运作的信息。借助新闻发布会的召开传递产品信息和品牌价值，形

成事件传播。活动概述活动意义：新闻发布会的意义在于能够激发和巩固代理商积极销售的信心，

同时可以对于ifen酒品牌的上市做一个正式的通告，

借以带动业界对于ifen酒的认同和认识和关注，是对

于ifen酒的整个传播体系的推动和帮助。以新闻与活动的结合表现形式确立ifen酒目标群体中的显赫地位新品发布会爱奋斗•爱生活

——2012ifen酒新品发布会发布会主题-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.锦绣潇湘“芙蓉国剧场”发布会地点15:30——17:20发布会时间新品发布会特色互动环节：ifen销售达人赛场外场内连线互动：在活动开展前期，在长沙步行街开展小型户外活动——ifen酒销售达人赛，然后将现场火热疯抢的画面剪辑成视频，在发布会上进行播放，让经销商看到ifen酒受广大市民（年轻消费者）的追捧。第一次连线：将现场疯抢的画面拍摄下来，随即采访一下消费者，问其为何要买酒，对酒的印象等。第二次连线：要求摄像拍摄出现场产品售罄的状态。表现形式：安排两百位学生扮演消费者到现场配合工作，现场随即采访消费者的购买心得。微电影VCR展播主持人开场新品发布会发布会流程：

蝶舞九天女子时尚电声组开场来宾签到（微电影VCR热场）第一次场外连线：让经销商看到场外热闹疯抢的状况与ifen酒品牌展示，从而给经销商留下好的印象，让他们看到该产品的市场前景。颜总致辞（宣布政策）第二次连线新品发布会发布会流程：现场调酒演示（品酒师点评）第一次连线第二次场外连线：此次连线需看到产品即将售罄的状态，以求再次打动在坐经销商的心，让产品热销，好销，有市场等一切优秀品质进入经销商的心，从而使经销商从心动变为行动。签约仪式“ifen酒”荣耀现世新品发布会发布会流程：

经销商代表发言此环节后附详细流程

合影自由洽谈签约仪式500万奖金现场助阵，活动至高潮。新品发布会1、“ifen酒”荣耀现世：嘉宾触摸LED点光球，特制酒保箱绽放,同时烟雾升起.冷焰火四射，ifen酒在绽放的仪器中荣耀现世。新品发布会2、“ifen酒”500万重奖销售机制建立：“ifen”酒业老总亲自向经销商代表颁发“ifen酒”500万销售奖励机制承诺书。新品发布会3、“ifen酒”品酒塔：这里我们用传统的香滨灌注香滨塔,改成“ifen”灌注,体现另外一种引用模式，同时，音乐响起，两位模特手捧“ifen”走秀。新品发布会新品发布会会场布置：易拉宝签到台喷绘、海报新品发布会新品发布会网络直播：我们与湖南最权威的媒体网络之一“文明在线”合作，全程紧密跟踪直播新品发布会。新品发布会新品发布会主持人：湖南电视台魏哲浩侯文ifen品酒晚宴爱奋斗•爱生活

——2012ifen品酒晚宴晚宴主题-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.湘府韩城（岳麓区阜埠河路）晚宴地点17:20开始晚宴时间ifen品酒晚宴晚宴酒店简介：长沙湘府韩城湘府韩城韩系餐厅是一家经国家相关部门批准注册的合法企业,湘府韩城韩系餐厅以经营主营餐饮美食服务为主，以合理的价格、优良的服务与众多用户及企业建立了长期的合作关系。湘府韩城韩系餐厅位于岳麓区阜埠河路(近湖南大学天马学生公寓)。大众点评网5星好评！ifen品酒晚宴晚宴酒店布置：开始用餐17:4517：20—17:40ifen品酒晚宴晚宴流程：

领导致祝酒词17:40—17:45来宾就坐ifen高校乐队演唱会我爱奋斗

——2012高校乐队演唱会演唱会主题-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&Contentsma