采煤概论
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采煤概论课件一、引言煤炭作为一种重要的能源资源,在我国能源结构中占据着举足轻重的地位。
随着科学技术的不断发展,采煤技术也在不断创新和改进。
本课件旨在对采煤的基本概念、采煤方法、采煤工艺及安全注意事项进行概述,以帮助读者对采煤行业有一个初步的了解。
二、采煤的基本概念1.煤炭资源煤炭资源是指地下蕴藏的煤炭储量和可采储量。
我国煤炭资源丰富,分布广泛,主要分布在华北、华东、中南、东北和西北等地区。
2.采煤方法采煤方法是指根据煤层赋存条件、矿井地质条件、设备条件和技术水平等因素,采用不同的方法进行煤炭开采。
常见的采煤方法有露天开采和地下开采两大类。
3.采煤工艺采煤工艺是指从煤炭资源勘探、矿井建设、煤炭开采、煤炭洗选到煤炭销售等一系列生产环节。
采煤工艺的合理选择和优化对提高煤炭产量、降低生产成本、保障生产安全具有重要意义。
三、采煤方法及工艺1.露天开采露天开采是指在地面直接挖掘煤炭资源的一种采煤方法。
适用于煤层埋藏较浅、地质条件简单、煤炭质量较好的地区。
露天开采具有投资少、建设周期短、生产效率高等优点,但同时也存在环境污染、煤炭资源浪费等问题。
2.地下开采地下开采是指在地下挖掘煤炭资源的一种采煤方法。
适用于煤层埋藏较深、地质条件复杂、煤炭质量较差的地区。
地下开采具有资源利用率高、环境污染小等优点,但同时也存在生产成本高、安全隐患多等问题。
3.采煤工艺流程(1)勘探:通过地质勘探、地球物理勘探等方法,查明煤炭资源的分布、储量、质量等情况。
(2)矿井建设:根据勘探结果,设计矿井布局,建设矿井井筒、巷道、硐室等工程。
(3)煤炭开采:采用合适的采煤方法,进行煤炭资源的开采。
(4)煤炭洗选:对开采出来的煤炭进行洗选,提高煤炭质量,满足市场需求。
(5)煤炭销售:将洗选后的煤炭销售给电厂、钢铁厂等用户。
四、采煤安全注意事项1.遵守安全生产法律法规,加强安全生产管理。
2.提高职工安全意识,加强安全培训和教育。
3.采用先进的采煤技术和设备,提高生产效率,降低安全风险。
《采煤概论》是2015年3月30日机械工业出版社出版的图书,作者是王绍留。
本书介绍了煤矿开采应掌握的煤矿地质、矿图等基础知识;系统地介绍了煤矿井田开拓、巷道掘进与支护、采煤方法、矿井主要生产系统、矿井通风和矿井5大自然灾害及其防治等基本知识,并对露天煤矿开采的基本知识作了简单介绍。
全书共分9个单元,内容包括煤矿地质、矿图、井田开拓、巷道掘进与支护、采煤方法、矿井主要生产系统、矿井通风、矿井灾害及其防治和露天开采等。
本书适合煤炭职业技术院校和成人教育院校矿山机电、矿井运输与提升、矿山地质、矿山测量、数字矿山技术专业及其他煤炭开采类相关专业使用,也可供广大煤矿工程技术人员参考。
前言第一单元煤矿地质1课题一地壳及地质作用1课题二煤的形成、分类及综合利用10课题三煤层的埋藏特征19课题四煤田地质勘探及煤炭资源储量22课题五影响煤矿生产的地质因素27第二单元矿图33课题一煤矿地质图33课题二采掘工程平面图46课题三煤矿常用其他矿图52第三单元井田开拓57课题一井田开拓基本知识57课题二井田开拓方式73课题三矿井采掘关系一92第四单元巷道掘进与支护96课题一钻眼爆破96课题二巷道支护113课题三装岩与调车131课题四掘进通风与综合防尘134 课题五巷道施工组织与管理l38 课题六综合掘进机掘进142第五单元采煤方法l46课题一采煤方法概述146课题二长壁采煤法采煤工艺154 课题三缓斜、倾斜煤层走向长壁采煤法l84课题四近水平及倾角较小缓斜煤层倾斜长壁采煤法195课题五急斜煤层采煤法199课题六厚煤层采煤法209第六单元矿井主要生产系统217 课题一矿井地面工业广场及地面生产系统217课题二矿井运输与提升系统220课题三矿井排水系统227课题四矿井动力供应系统232第七单元矿井通风245课题一矿井空气和矿井通风的任务245 课题二矿井通风阻力和通风动力252 课题三矿井通风方式和通风方法256 课题四矿井通风管理263第八单元矿井灾害及其防治269课题一矿井瓦斯及其防治269课题二矿尘及其防治279课题三矿井火灾及其防治286课题四矿井防水和排水292课题五冒顶事故及其预防296课题六矿山救护设备设施与救护301 参考文献310。
《采煤概论》经典课件•采煤概述•采煤地质基础•采煤方法与工艺•矿井开拓与巷道布置•矿井通风与安全•煤矿机电与运输•煤矿环境保护与可持续发展采煤概述01采煤的定义与意义采煤定义采煤是指通过一系列工艺和技术手段,从地下煤层中开采出煤炭资源的过程。
采煤意义煤炭是世界上最主要的能源之一,采煤对于满足全球能源需求、推动工业发展、提高生活水平等具有重要意义。
采煤的历史与发展古代采煤早在古代,人们就开始利用煤炭作为燃料。
随着时间的推移,采煤技术逐渐发展,出现了露天开采、地下开采等方式。
现代采煤随着科技的进步和工业的发展,现代采煤技术不断更新换代,实现了机械化、自动化和智能化,大大提高了采煤效率和安全性。
采煤的分类与特点分类根据煤层赋存条件和开采技术,采煤可分为露天开采和地下开采两大类。
其中,地下开采又可细分为房柱式开采、长壁式开采等多种方法。
特点不同采煤方法具有各自的特点。
例如,露天开采具有投资少、见效快、资源回收率高等优点,但受地形和气候条件限制较大;地下开采则适用于各种地质条件,但投资大、技术复杂、安全风险高。
采煤地质基础02阐述煤田的形成过程,包括沉积环境、成煤物质来源、古地理和古气候条件等。
煤田的形成煤田构造特征煤田勘探方法详细介绍煤田的构造形态、断层、褶皱等地质构造现象,以及它们对煤层赋存的影响。
介绍煤田勘探的常用方法,如地质填图、钻探、地球物理勘探等,以及勘探成果的表达方式。
030201煤田地质构造煤层赋存条件煤层的厚度和稳定性阐述煤层的厚度变化、稳定性及其影响因素,如构造运动、沉积环境等。
煤层的结构和构造详细介绍煤层的结构特征,如层理、节理、结核等,以及它们对采煤工艺的影响。
煤层的顶底板条件分析煤层的顶底板岩石性质、厚度、稳定性等条件,以及它们对采煤安全和效率的影响。
阐述矿井充水的来源和影响因素,如大气降水、地表水、地下水等。
矿井充水因素介绍矿井涌水量的预测方法和步骤,包括水文地质勘探、建立水文地质模型、涌水量计算等。
1、煤层的形成受古植物、古气候、古地理及古构造等条件的控制。
2、煤的化学组成主要是有机质和无机质,有机质是煤的主要组成部分,它包括碳、氢、氧、氮和有机硫,还有少量磷等;无机质包括无机矿物质和水分。
3、常用的煤质指标包括水分W、灰分A、挥发分V、发热量Q、胶质层厚度Y和含矸率。
4、单斜构造:在一定的范围内,煤或岩层大致向一个方向倾斜的构造形态。
5、单斜构造的产状三要素:①走向—走向线的延伸方向;②倾向—煤层层面上与走向线垂直向下的倾斜线的水平投影所指的方向;③倾角—煤层或岩层层面与水平面之间的两面角。
6、根据开采技术的特点,煤层按倾角可分为:缓斜煤层 8°-25°;倾斜煤层25°-45°;急斜煤层 45°-90°.通常又把倾角在8°以下的煤层称为近水平煤层。
按开采技术的特点,分薄煤层(煤层厚度0.5~1.3m)中厚煤层(1.3~3.5m)厚煤层(3.5m以上)。
7、煤田地质勘探工作的阶段划分:煤田普查、矿区详查和井田精查3个阶段。
8、矿井储量的类型:①矿井地质资源量—详查地质报告提供的查明煤炭资源的全部;②矿井工业储量—地质资源量中控制的资源量,经分类得出的经济基础储量、边际经济储量连同地质储量中推断资源量的大部;③矿井设计储量—矿井工业资源/储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建(构)筑物煤柱等永久煤柱损失量的资源/储量;④矿井设计可采储量—矿井设计储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区采出率。
9、坐标系统:为了准确反映地质图件的地理位臵,地质图所必须具有坐标系统。
10、地理坐标系:地面上一点的位臵,在地球表面上通常用经度、纬度表示,某点的经纬度称为地理坐标系。
11、高程:又称为第三坐标,即地面任一点至水准面的垂直距离。
分为绝对高程和相对高程。
绝对高程又称海拔或标高,是地面上任一点至大地水准面的垂直距离。
第一章煤矿地质知识1.常见的沉积岩主要有哪几种?角砾岩、砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及页岩、石灰岩2.什么叫地史?地层和地史的区别是什么?地壳的发展历史简称地史。
地层是在地史的发展阶段形成的沉积岩层。
3.简述煤的形成过程。
第一阶段——泥炭化阶段。
在古代成煤时期,地球上气候温暖而潮湿,植物生长茂盛,特别是湖泊沼泽地带密布着茂密的森林或水土植物。
死去的植物遗体堆积在湖泊沼泽底部,随着地壳缓慢下沉逐渐被水覆盖与空气隔绝,在细菌参与的生物化学作用下,植物遗体开始腐烂分解,有的变成气体跑掉,有的变成液体流失,被保留下来的部分变成泥炭层。
植物遗体演变成为泥炭的过程称为泥炭化阶段。
第二阶段——煤化阶段。
随着时间推移,地壳继续缓慢下沉,泥岩层被水携带来的泥砂等物质覆盖,并且覆盖层逐渐加厚,在压力和温度的作用下,泥炭层逐渐脱水、压紧,碳的含量也逐渐增加,这时泥炭就变成了褐煤。
如果地壳继续下沉,覆盖岩层不断加厚,褐煤在高温、高压的作用下,引起内部分子结构物理性质的变化,含碳物质进一步富集,氧和水分含量进一步减小,密度增大,颜色变深,硬度增加,逐渐地变成了烟煤,煤的这种变质过程称为煤化阶段。
4.煤的物理性质和化学性质主要包括几种?常用的煤质指标和工业分类指标各有哪些?煤的物理性质包括光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、密度和容量、导电性等。
煤的物理性质与煤中所含杂质有关,成分相同的煤的物理性质是随变质程度而改变的。
煤的化学组成主要是有机质和无机质两大类。
有机质是煤的主要组成部分,它包括碳、氢、氧、氮和有机硫,还有少量磷等;无机质包括矿物质和水分,绝大多数是煤中的有害成分,对加工利用不利。
常用的煤质指标:水分W、水分A、挥发分V、发热量Q、胶质层厚度Y、含矸率工业分类指标:可燃基挥发分Vdaf(%)和胶质层的最大厚度5.反映煤岩层产关要素是什么?走向:煤层或岩层面与水平面相交的线称为走向线。
倾向:煤层层面上与走向线垂直向下的倾斜线的水平投影所指的方向。
采煤概论第一章:煤矿地质知识地质作用:由于自然动力引起地壳物质组成、内部构造和地表形态变化与发展的作用称为地质作用内力地质作用:由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地表形态发生变化的地质作用。
包括地壳运动、岩浆活动、变质作用、地震作用。
地壳运动:地球内部动力引起的地壳构造改变和地壳内部物质变位的运动----升降运动、水平运动外力地质作用:作用在地壳表层,主要由地球以外的太阳辐射能、日月引力能等引起。
包括:风化和剥蚀、搬运和沉积、固结成岩在各种地质作用中地壳运动起主导作用,它控制了其它地质作用的存在和发展。
煤的形成过程:煤是由古代植物遗体演变而形成的。
形成过程:植物遗体◊泥炭层◊褐煤◊烟煤◊无烟煤◊石墨要形成有开采价值的煤层,必须具备下列条件:1.植物条件:例如我国三大聚煤期(即石炭二叠纪、三叠侏罗纪、第三纪等)分别与袍子植物、裸子植物及被子植物的繁盛时期相对应。
)2.气候条件:温暖潮湿3.地理环境:有大面积沼泽化的自然地理条件4.地壳运动:下沉速度煤层的厚度分类:厚煤层 3.5m以上中厚煤层 1.3-3.5m薄煤层0.5到1.3m 最小可采厚度按倾角:单斜构造:在一定范围内,煤或岩层大致向一个方向倾斜的构造形态。
缓斜煤层:0—25度,8度以下称为近水平煤层倾斜煤层:25—45度急斜煤层:45--90度煤层顶底板岩石:煤系中位于煤层上下一定距离内的岩层。
底板:先于煤生成的岩石顶板:较煤后生成的岩层煤岩层产状要素:走向:煤层或岩层层面与水平面交线的方面,倾向:煤层层面上与走向线垂直向下的倾斜线的水平投影所指的方向倾角:煤层或岩层层面与水平面之间的夹角,断层的要素:断层面,断层线,断距,断盘断层可分为:正断层:上盘相对下降,下盘相对上升逆断层:上盘相对上升,下盘相对下降平推断层:断层两盘沿水平方向相对移动第二章:煤矿地质图反映地球表面高低起伏形状的图纸称为地形图。
地形图中一般用地形等高线反映地貌。
1.煤层层面等高线煤层层面与具有一定高程的水平面相交所得到的交线,就是煤层层面上的等高线。
2.矿井储量矿井储量是指矿井范围内的煤炭埋藏量,是影响矿井生产能力的重要因素。
矿井储量分为:矿井地质资源量、矿井远景储量、矿井工业储量、矿井设计储量、矿井设计可采储量。
3.开拓巷道为全矿井、一个开采水平或阶段服务的巷道,如井筒、井底车场、阶段(或水平)运输大巷和回风大巷等。
4.准备巷道为整个采区服务的巷道,如采区上(下)山、采区上下车场、采区石门5.回采巷道为工作面采煤直接服务的巷道,如区段上、下平巷和开切眼等。
开拓、准备和回采是矿井生产建设中紧密相关的三个主要程序解决好它们之间的关系,对于保证矿井生产系统正常运转具有重要意义。
6.井田开拓从地面开掘一系列井巷进入煤层的过程称为井田开拓。
7.再生顶板分层开采时借助采空区上覆顶板岩层压力,压实已塌落的矸石而形成的顶板。
8.采煤系统采煤巷道掘进和回采工作之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系,称为采煤巷道布置系统。
也即为采煤系统。
9.采煤方法采煤方法是采煤工艺与采煤系统在时间上、空间上相互配合的总称。
10“三下”一上"三下一上"采煤是指建筑物下、铁路下、水体下和承压水体上采煤。
1.井田划分的原则?①井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应②保证井田有合理的尺寸③充分利用自然等条件划分井田(如大断层、河流,城镇和铁路等)④合理规划矿井开采范围,处理好相邻矿井之间的关系2、井田内的再划分方式有哪几种,如何划分?(1)井田划分阶段阶段划分及特征①阶段:在井田范围内,沿煤层倾斜方向,按一定标高把煤层划分的长条部分。
②开采水平:布置有井底车场和主要运输大巷,并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平。
阶段垂高与水平高度之间的关系为:水平垂高可以等于阶段垂高,也可能大于阶段垂高。
(2)阶段内再划分①分区式②分段式③分带式布置④整阶段布置⑤连续式(3)井田分区域划分随着开采技术的发展和煤层埋深的增加,矿井井田范围越来越大,这就势必造成井下运输距离、通风线路、管线敷设过长,给生产和管理带来困难。
煤系:指一定的地质时期内,形成的一套含有煤层并具有成因关系的沉积岩系。
特点:内陆型煤系有陆相沉积层存在,含有大量的植物化石;近海型煤系中存在有还相沉积的石灰岩及泥炭岩;在有火山活动活动地区的煤系有火山岩及火山碎屑岩存在。
含矸率:指矿井开采出来中大于50mm的矸石量的百分率。
煤层的结构:是指煤层内是否含有较稳定的夹石层。
分类:简单结构和复杂。
煤层厚度:煤层顶底板岩层之间的垂直距离。
煤层总厚度:包括矸石夹层在内的煤层煤层顶底板之间的垂直距离。
有益厚度:指煤层总厚度中,除去矸石夹层厚度的各煤分层厚度的总和。
可采厚度:达到国家规定的最低开采厚度以上的煤层厚度或煤分层厚度之和。
煤层厚度:薄煤层:小于1.3米中厚煤层:1.3-3.50米厚煤层:大于 3.5米煤层底板:按照沉积顺序,先于煤层沉积而形成的岩层。
煤层顶板:后于煤形成的岩层。
伪顶:位于煤层之上随采随落的极不稳定岩层,其厚度一般在几厘米到数十厘米。
多为碳质泥岩、泥岩、页岩。
直接顶:位于伪顶或煤层之上具有一定的稳定性,经常是煤采出后不久便自行跨落,一般由一层或数层粉砂岩、页岩和泥岩组成。
单斜构造:在一定范围内,煤或岩层大致向一个方向倾斜的构造形态。
产状要素:倾向走向倾角断裂构造:岩层受力后遭到破坏,失去了连续性和完整性的构造形态。
高程:空间任一点至水准面的垂直距离。
绝对高程:又称海拔或标高,是空间任一点至大地水准面的垂直距离。
等高线:是高程相同的若干点连接而成的曲线。
煤层底板等高线图:煤层层面的等高线用标高投影的方法投影到水平面上,得到的图形就是煤层等高线图。
煤层有顶、底板两个大致平行层面。
煤层底板等高线图是反映煤层空间形态和构造变动的重要地质图件,是煤矿设计生产和储量计算的基础。
煤田:在地质历史发展过程中,由含煤物质沉积而形成大面积含煤地带。
井田:将煤田划分为若干个较小的部分,每个部分划归一个矿井开采。
划归一个矿井开采的那一部分煤田称井田。
煤田划分井田的原则:1.充分利用自然条件划分2.井田范围储量和开采技术条件与矿井生产能力相适应 3.保证井田有合理的尺寸 4.合理规划惊天开采范围,处理好相邻矿井之间的关系。
采煤概论第一章煤矿地质知识第一节地质作用、地壳的物质组成及地史的概念埋藏在地下的煤和其他矿产资源,都是地壳物质运动和各种地质作用的产物。
一、地质作用1. 内力地质作用由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地表形态发生变化的地质作用,它包括地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震作用等。
2. 外力地质作用它作用在地壳表层,主要是由地球以外的太阳辐射能、日月引力能等引起。
按其作用方式可分为:风化和剥蚀、搬运和沉积、固结成岩。
二、地壳的物质组成组成地壳的岩石种类繁多,按照生成原因,可以将岩石划为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类别。
沉积岩分布最广,地表约75%的面积都覆盖有沉积岩,有许多重要的矿产如煤、油页岩、岩盐等本身就是沉积岩。
三、地史的概念地壳的发展历史简称地史。
在45亿年以前形成的地球,在漫长的岁月里,其地壳在不停地运动,地球上的生物也在不断地发展演化。
研究表明,地球上的任何一种矿物、岩石,任何地貌和构造形态以及任何一种动植物,都是地壳发展演化的产物。
通常根据地壳运动及古生物的发展,将地壳发展历史的主要阶段及其顺序,从古到今划分为太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五个大的时期。
第二节煤的形成及煤系一、煤的形成煤层的形成受古植物、古气候、古地理及古构造等条件的控制。
我国最主要的三个聚煤时期为:石炭二叠纪、侏罗纪和第三纪。
古植物从死亡、堆积到转化为煤的演化过程,称为成煤作用。
分为泥炭化阶段和煤化阶段。
二、煤系的概念煤系是指含有煤层的沉积岩系,它们彼此间大致连续沉积,并在成因上有密切联系。
第三节煤的性质及工业分类1.煤的物理性质光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、比重和容重、导电性等。
2.煤的化学组成:有机质和无机质,主要元素有:碳、氢、氧、氮、硫、磷。
二、煤的工业分类1.常用的煤质指标评价煤质的主要指标包括:水分W、灰分A、挥发分V、胶质层厚度Y、发热量Q、硫S和磷P的含量以及含矸率等。
2.煤的工业分类我国现行的工业分类,是以炼焦煤为主的分类方案,分类指标主要用挥发分和胶质层的最大厚度y(mm)为指标划分煤的种类,从无烟煤到褐煤分为十大煤种,即无烟煤、烟煤(贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤)、褐煤。
采煤(coal mining),就是把有价值的煤炭从地下或地表分离并运离现场。
简介:煤矿床呈层状赋存,分布范围广,储量大,煤质脆、易切割破碎,开采时常伴有水、火、瓦斯等灾害威胁,与开采其他矿藏相比,采煤技术有一些不同的特点。
开采方式分露天开采、地下开采两类。
通常采用机械化方法;少数用水力采煤;煤的地下气化尚处于试验阶段。
自18世纪以来,随着大工业对能源日益增长的需求,煤的生产能力大幅度增长。
1770~1850年英国的煤炭年产量从620万吨猛增到5000万吨以上,约占当时世界总产量的2/3,到1913年,达到2.92亿吨的历史最高水平。
美国于1900年煤产量为2.45亿吨,到1947年跃增到6.24亿吨,曾在一个时期内保持世界领先地位。
苏联在1916年煤产量只有3450万吨,到1940年已近1.7亿吨,自1958年以来一直保持世界第一位,从1975年起产量超过了7亿吨。
中国是发现和使用煤炭最早的国家之一(见中国古代采煤技术)。
但在1949年以前,除1942年曾达到6200万吨最高历史纪录外,一般年产量只有3000万吨左右。
1949年中华人民共和国成立以后,开发、建设了大批新井,改造扩建了原有矿井,使煤矿生产能力迅速提高,1983年初全国统一分配的煤矿552个,年产1000万吨以上的矿区有10个,原煤产量超过了7亿吨。
过程:无论露天开采还是地下开采,都须首先进行地质勘探,查明含煤地层的分布范围、可采层数、层厚、倾角、储量,以及地质构造、自燃倾向、水、瓦斯等赋存状况和开采条件,然后合理规划矿区的建设规模、矿井数目、产量和建设顺序。
根据矿区总体设计和矿井设计,逐一建设后移交生产。
露天开采包括剥离和采煤作业。
首先剥去上覆岩层,使煤层敞露,然后开采(见露天采矿方法)。
地下开采则需开凿一系列井巷(包括岩巷和煤巷),进入地下煤层,然后进行采煤(见地下采煤方法)。
采区是井下生产的基本单元,矿山开拓和采区巷道布置是井下开采的重要组成部分。
1.辨析:(1)立井:又称竖井,是直接与地面相通的直立巷道。
(2)主井:主要或专门用来提升煤炭的立井称为主井。
(3)暗立井:又称盲立井、盲竖井,是不与地面直接相通的。
(4)直立巷道:主要或专门用来提升煤炭的巷道。
(5)平巷:不与地面直接相通的水平巷道,且轴线方向与煤层走向大致平行。
布置在岩层中时称为岩石平巷。
(6)大巷:为开采水平服务的平巷称为大巷。
(7)上山、下山:服务于一个采(盘)区的倾斜巷道,称为采(盘)区上山或下山。
(8)开拓巷道:主要用于形成新的或扩展原有的阶段和开采水平。
(9)准备巷道:主要用于准备新的采区。
一般是为一个采区或数个区段服务的巷道,如采区上下山、采区车场、采区硐室等都是准备巷道。
(10)回采巷道:主要用于切割出新的采煤工作面。
一般是为采煤工作面服务的巷道,如区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼(形成初始采场的巷道)等都是回采巷道。
2.名词解释:(1)矿山井巷:在煤矿的地下开采中,为了提升、运输、通风、排水、动力供应等需要开掘的井筒、巷道和硐室总称。
(2)平硐:直接与地面相通的水平巷道,其作用类似于立井,有主平硐、副平硐、通风平硐和排水平硐等。
(3)石门:不与地面直接相通的水平巷道,且轴线与煤层的走向直交或者斜交的称为石门。
3.简述井田开拓和井巷掘进过程。
(1)自地面开凿主井、副井进入地下;(2)当井筒开凿至第一阶段下部边界开采水平标高时,开凿井底车场、主要运输石门,然后向井田两翼掘进开采水平阶段运输大巷;(3)到达采区运输石门位置后,由运输大巷开掘采区运输石门通达煤层;到达预定位置后,开掘采区下部车场底板绕道、采区下部材料车场;(4)沿煤层自下而上掘进采区运输上山和轨道上山,与此同时自风井、回风石门,开掘回风大巷,向煤层开掘采区回风石门、采区上部车场、上山绞车房,与采区运输上山和轨道上山联通;(5)当形成通风回路后,即可自采区上山向采区两翼掘进第一区段的区段运输平巷、区段回风平巷和下区段回风平巷,当这些巷道掘到采区边界后即可掘进开切眼形成采煤工作面;(6)安装机电设备,进行必须的准备工作以后即可开始采煤。
采煤工作面向采区上山后退回采,与此同时需要适时地开掘第二区段的区段运输平巷和开切眼,保证采煤工作面正常接替。
4.读图简述矿井主要生产系统(1)运煤系统煤从采煤工作面破落→区段运输平巷→采区运输上山→采区煤仓→采区下部车场底板绕道装车→开采水平运输大巷→主要运输石门→井底车场→主井→提升至地面(2)通风系统新鲜风流由地面→副井→井底车场→主要运输石门→运输大巷→采区下部材料车场→采区轨道上山→采区中部车场→区段运输平巷→采煤工作面;清洗工作面后污风经区段回风平巷→采区回风石门→回风大巷→回风石门→风井→排入大气(3)运料排矸系统采煤工作面所需要的材料和设备由副井→井底车场→主要运输石门→运输大巷→采区运输石门→采区下部材料车场→采区轨道上山→区段回风平巷→运至采煤工作面;工作面回收的材料、设备和掘进工作面运出的矸石由与运料系统相反的方向运至地面。
(4)排水系统工作面排出的水由区段运输平巷、采区上山、采区下部车场、运输大巷、主要运输石门等巷道一侧的水沟,自流到井底车场水仓,再由水泵房通过副井的排水管排至地面。
第一章1.简述煤的形成过程?煤是由植物遗体经过复杂的生物化学、物理化学作用转变形成的。
植物从死亡、遗体堆积到转变为煤的一系列演变过程。
成煤过程大致可分为两个阶段:一是泥炭和腐泥化作用阶段,二是煤化作用阶段。
其中,第一阶段是植物在浅海或沼泽及湖泊中不断繁殖,其遗体在微生物作用下不断分解、化合、堆积的过程。
当已形成的泥炭和腐泥被覆盖、掩埋时,进入煤化作用阶段,即第二阶段。
也就是在以温度和压力为主的作用下变成煤的阶段。
2.煤的物理和化学性质主要包括几种?常用的工业分类指标各有哪些?(1)煤的物理性质:光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、比重、容重、导电性等。
(2)煤的化学组成或化学成份主要是有机质和无机质两大类。
有机质是煤的主要成份,包括碳、氢、氧和有机硫,少量的磷等,是有益成份,是加工利用的对象。
无机质绝大多数是煤中的有害成份,不能利用,主要是无机质矿物和水份。
(3)评价煤质指标:水份(W)、灰分(A)、挥发分(V)、胶质层厚度(Y)、发热量(Q)、硫和磷的含量及含矸率等。
按照工业用途,煤可分为动力用煤、化工用煤和炼焦用煤等。
我国工业用煤分类主要以胶结性能、挥发分含量(V,%)和胶质层厚度来划分,3.反映煤层赋存状态的指标主要有几种?煤层按厚度和倾角如何分类?(1)煤层的厚度:煤层一般呈层状,但也有鸡窝状、扁豆状等。
薄煤层:厚度小于1.3m中厚煤层:厚度在1.3m~3.5m厚煤层:厚度大于3.5m。
(2)煤层的倾角:煤层与水平面之间所夹的最大锐角。
近水平煤层:5~8°缓斜煤层:8~25°倾斜煤层:25~45°急倾斜煤层:>45°4.地质图件中采用什么表示方向?地质图件中采用方位角和象限角表示方向。
5.各类地质构造在煤层底板等高线图上有什么特征?(1)褶曲构造煤层底板平整,倾角均匀,走向稳定时,煤层底板等高线表现为间距大致相等的一组直线。
煤层走向发生变化时,表现为煤层底煤层褶曲表现为煤层底板等高线发生弯曲,若等高线凸出方向,是标高升高方向则褶曲为向斜,若等高线凸出方向是标高降低方向,褶曲为背斜。
煤层底板等高线为封闭曲线时,等高线标高由边缘向中央逐渐增加则为穹隆构造,相反标高逐渐降低则为盆地构造板等高线弯曲。
煤层倾角的变化则表现为煤层底板等高线的水平距离发生变化。
等高线平距越大,则煤层倾角越平缓,等高线的平距越小,则煤层倾角就越陡。
煤层发生翻转的褶曲通常叫做倒转,倒转部分又称反山,这时煤层的底板等高线表现为标高顺序错乱,等高线出现交叉。
(2)断层在煤层等高线图上,断层是用断层面与煤层层面的交线的水平投影来表示,一般叫做断层交线或交面线。
断层使煤层底板等高线失去连续性,一般情况下,正断层表现为等高线中断缺失,中断缺失部分为无煤带,逆断层表现为煤层等高线重叠,重叠部分为煤层上下两盘重复区。
6.煤矿常用的地质图件主要有那些?地质地形图、地质剖面图、水平地质切面图、煤系综合柱状图、煤岩对比图。
第二章1.什么叫井田开拓?从地面开掘一系列的井巷通入煤层的过程称为井田开拓。
2.煤田划分井田时应注意哪些问题?(1)井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应;(2)保证井田有合理的尺寸;(3)充分利用自然等条件划分井田;(4)合理规划矿井开采范围,处理好相邻矿井之间的关系;3.井田再划分方式有哪几种?如何划分?(1)垂直划分:相邻矿井以某一垂直面为界,沿境界线各留井田边界煤柱,称为垂直划分。
(2)水平划分:以一定标高的水平面为界,即以一定标高的煤层底板等高线为界,并沿该煤层底板等高线留置边界煤柱。
(3)以自然边界(如断层等)划分。
(4)按煤组划分:按煤层(组)间距的大小来划分矿界,即把煤层间距较小的相邻煤层划归一个矿开采,把层间距较大的煤层(组)划归另一个矿开采。
4.何谓储量备用系数?是为保证矿井有可靠服务年限而在计算时对储量采用的富裕系数。
5.在解决开拓问题时,应遵循什么原则?(1) 在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量;尤其是初期建设工程量,节约基建投资,加快矿井建设。
(2)合理集中开拓部署,简化生产系统,避免生产分散,做到合理集中生产。
(3)合理开发国家资源,减少煤炭损失。
(4) 要建立完善的通风、运输、供电系统,创造良好的生产条件,减少巷道维护量,使主要巷道保持良好状态。
(5)要适应当前国家的技术水平和设备供应情况,并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综合机械化、自动化创造条件。
(6)根据用户需要,应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采,以及其他有益矿物的综合开采。
6.立井开拓的优点、缺点和适用条件是什么?(1)立井开拓的优点:井筒短,提升快,提升能力大,管线铺设短,通风阻力小,易维护,适应地质条件强。
(2)立井的缺点:掘进施工技术要求高,设备与装备复杂,掘进速度慢,投资大。
(3)立井的适用条件:各种水平划分方式和阶段内布置方式。
7.什么叫井底车场?井底车场有哪几种形式?(1)井底车场是井筒与井下主要巷道连接处的一组巷道和硐室的总称。
(2)井底车场分为环形式和折返式。
环形车场又分为卧式、立式和斜式。
折返车场又分为梭式和尽头式。
8.井底车场的调车方式有几种?试述刀式井底车场的调车过程。
(1)顶推调车法、甩车调车法、专用设备调车法。
(2)刀式井底车场的调车过程是:拉—停—摘—错—顶另一种是三角入场法,其过程是:拉—停—摘—顶9.运输大巷的布置方式有哪几种?各有什么优缺点?(1)运输大巷的布置方式有分层运输大巷、集中运输大巷和分组集中大巷。
(2)分层运输大巷优点:可以沿煤层掘进,也可以在煤层底板中开掘。
在煤层中开掘施工容易,掘进速度快,成巷费用低,有助于进一步探明煤层的赋存状况。
缺点:管理不便。
(3)集中运输大巷优点:减少了大巷的掘进量和维护量,增加了采区石门,有利于采区巷道合理布置,实现合理集中生产。
缺点:建井期长、经济技术不合理。
(4)分组集中运输大巷兼具以上两种运输方式的优缺点。
第三章1.巷道断面形状如何确定?我国煤矿巷道常用的断面形状是梯形、矩形和直墙拱形(如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形,简称拱形),只是在特定的岩层和围岩压力条件下才选用不规则的形状(半梯形)、圆形、椭圆形、封闭拱性等。
2.炮眼的种类和作用?(1)掏槽眼:首先爆炸的炮眼,其作用在于增加自由面。
(2)辅助眼:在掏槽眼的外围,除崩落岩石外,还能扩大所掏的槽,提高周边眼的爆破效果。
(3)周边眼:靠近巷道的周边,其作用在于使巷道获得一定的形状和规格。
3.什么是半煤岩巷道?在巷道掘进断面上既有煤层,又有岩层。
当岩层(包括夹石层)占掘进工作面面积的1/5~4/5时,即称半煤岩巷道。
4.半煤岩巷道炮眼布置、施工组织有何特点?由于煤层较软,所以掏槽眼一般布置在煤层部分。
半煤岩巷道的施工组织有两种形式。
一是煤、岩不分,全断面掘进;这种方式组织简单,能加快掘进速度,但这种组织形式所出的煤灰份很高,煤的损失也很大。
显然这种施工组织用在厚度小于0.5m、煤质不佳的半煤岩巷道较为合适。
另一种为分掘分运的组织形式,即先掘运煤,然后在掘运岩石。
这种方式保证了煤的质量,但工作组织复杂,影响了掘进速度。
5.简述巷道矿压控制的途经和方法?(1)巷道矿压控制的途径:巷道保护、巷道支护、巷道维护。
(2)矿压控制的方法:有“抗压”、“让压”、“躲压”、“移压”等几种。
6.什么是锚杆支护,简述锚杆类型及其适用条件。
(1)锚杆支护是锚固在煤、岩体内维护围岩稳定的杆状结构物。