礦建第一篇PPT課件

1、1 顏色 一般從褐煤、煙煤到無煙煤，其顏色從棕褐、褐黑、深黑到灰黑色、鋼灰色。煤粉末的顏色稱為粉色，亦稱條痕色（或條痕） 光澤 腐植煤隨煤化程度的增高，光澤增強(qiáng)；但煤巖成分不同，其光澤增強(qiáng)程度不同。 密度 一般暗煤密度較大，亮煤次之，鏡煤最小。 硬度 裂隙 導(dǎo)電性 褐煤由于孔隙度大，濕度大，電阻率低；褐煤向煙煤過渡時(shí)，電阻率劇增，所以低、中變質(zhì)煙煤是電的不良導(dǎo)體；隨著煤化程度的增高，電阻率減小，到貧煤、無煙煤時(shí)，電阻率較低，尤其是無煙煤階段，電阻率急劇減小，為電的良導(dǎo)體。 煤層埋藏特征與煤層分類煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì) 第1頁/共56頁2 無煙煤（WY） 煤化程度最高 、硬度和密度最大、揮發(fā)分

2、低，固定碳高，燃點(diǎn)高，火力耐久。良好的民用燃料，可作為化工原料和制作電極等。 貧煤（PM） 煤化程度高、揮發(fā)分低，熱值較高，耐燒，一般不粘結(jié)或微弱粘結(jié)，不結(jié)焦作為動(dòng)力用煤或民用煤。 瘦煤（SM） 煤化程度較高，揮發(fā)分低，粘結(jié)性中等，抗碎強(qiáng)度，耐磨強(qiáng)度較差，作為煉焦配煤效果較好。 焦煤（JM） 中等煤化，中等強(qiáng)粘結(jié)性，能產(chǎn)生熱穩(wěn)定性很高的膠質(zhì)體。單獨(dú)煉焦時(shí)能獲得塊度大、裂紋少、抗碎強(qiáng)度高、耐磨強(qiáng)度高的焦炭，所以叫焦煤。作為配煤煉焦使用較好。 煤的分類煤的分類 煤層埋藏特征與煤層分類第2頁/共56頁3 肥煤（FM） 中等煤化程度，揮發(fā)分中高，粘結(jié)性最強(qiáng)，能產(chǎn)生大量的膠質(zhì)體，所以叫肥煤。單獨(dú)煉焦時(shí)能

3、獲得熔融性好、強(qiáng)度高、耐磨強(qiáng)度比焦煤煉出的焦炭還好的焦炭。肥煤是配煤煉焦中的基礎(chǔ)煤。 氣煤（QM） 低煤化程度，加熱時(shí)能產(chǎn)生大量的氣體和焦油，所以叫氣煤。粘結(jié)性較強(qiáng)，也可單獨(dú)結(jié)焦，焦炭多呈細(xì)長條而易碎，并有較多的縱裂紋，其抗碎強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度均較其它煉焦煤差。氣煤是制造煤氣的良好原料。 長焰煤（CY） 煤化程度最低的煙煤。顏色為褐黑色，條痕為深棕色，瀝青光澤。燃燒時(shí)能發(fā)出長長的火焰而得名。粘結(jié)性差，只能作為動(dòng)力用煤或氣化用煤。 褐煤（HM） 顏色為褐色，也有的呈褐黑或黑色，但條痕均為褐色，故稱褐煤。光澤暗淡，比重輕，碳含量低，水分大，無粘結(jié)性，含有少量的腐植酸。主要作為化工、氣化及民用煤。按煤的

4、綜合利用分類： 煉焦用煤、氣化用煤、低溫干餾用煤、加氫液化用煤、燃燒用煤。 煤的分類煤的分類 煤層埋藏特征與煤層分類第3頁/共56頁4 煤田：在同一地史發(fā)展過程中，由炭質(zhì)物的沉積并連續(xù)發(fā)育而造成的大面積含煤地帶，稱為煤田。 儲(chǔ)量：指地下埋藏著具有工業(yè)開采價(jià)值的煤炭資源的數(shù)量，可用分級(jí)和分類來表示其價(jià)值。 煤層埋藏特征煤層埋藏特征 A、B-高級(jí)儲(chǔ)量C、D-低級(jí)儲(chǔ)量 級(jí)別越高，表示地質(zhì)情況勘查得越詳細(xì)，煤炭的數(shù)量和質(zhì)量了解得越可靠。 煤層埋藏特征與煤層分類第4頁/共56頁5 煤層結(jié)構(gòu) ：根據(jù)煤層中有無穩(wěn)定的巖石夾層（夾矸），將煤層分為簡單結(jié)構(gòu)煤層和復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層 。煤層埋藏特征煤層埋藏特征 煤層埋藏

5、特征與煤層分類v煤層埋藏深度 煤層埋藏的深度大小不一，最大埋藏深度可達(dá)2km。目前我國的開采深度已達(dá)千米以上 。 v煤層厚度 v層數(shù)及層間距 第5頁/共56頁6 煤層頂?shù)装?煤層埋藏特征煤層埋藏特征 煤層埋藏特征與煤層分類 常見的煤層頂?shù)装鍘r石有碳質(zhì)頁巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、石灰?guī)r、粘土巖、礫巖等。 偽頂直接頂基本頂 第6頁/共56頁7 按煤層傾角分煤層分類煤層分類 煤層埋藏特征與煤層分類v按煤層厚度分 v按煤層穩(wěn)定性分 穩(wěn)定、較穩(wěn)定、不穩(wěn)定、極不穩(wěn)定煤層 第7頁/共56頁8 三種基本類型：單斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造。 1.2 地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造 v巖層的產(chǎn)狀 走向、傾向和傾角 。 第8頁/共56

6、頁9褶皺構(gòu)造 地質(zhì)構(gòu)造 第9頁/共56頁10斷裂構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造 ab垂直斷距（落差） bc水平斷距 a-正斷層；b-逆斷層；c-平推斷層v斷層要素 v斷層分類 第10頁/共56頁11沖蝕、巖溶塌陷和巖漿侵入 地質(zhì)構(gòu)造 a-同生沖蝕；b-后生沖蝕 第11頁/共56頁12 井田區(qū)域地形圖 井田區(qū)域地形圖是全面反映井田范圍內(nèi)地物和地貌的綜合性圖紙。地物是指地面上各種不同的物體，如農(nóng)田、河流、道路、森林、房屋建筑等，地貌是指地面高低起伏的形態(tài)，加高山、盆地、山谷、山脊等。1.3 采礦常用圖件采礦常用圖件 比例符號(hào)非比例符號(hào)線狀符號(hào) 注記說明：補(bǔ)充以上符號(hào)不足而加的文字說明，如地名、村名、鐵路名、測(cè)點(diǎn)的標(biāo)

7、高值等。 第12頁/共56頁13地形等高線 采礦常用圖件 地形等高線圖 第13頁/共56頁14地形等高線 采礦常用圖件 地貌與等高線圖 第14頁/共56頁15井田區(qū)域地形圖的識(shí)讀 采礦常用圖件 識(shí)讀井田區(qū)域地形圖，應(yīng)從整體開始，先看輪廓，后看細(xì)部，逐漸深入，這樣就能獲得較清晰全面的認(rèn)識(shí)。 圖名、比例尺、北方向、地貌概況、地物情況 第15頁/共56頁16煤層底板等高線圖 采礦常用圖件 不同高程的水平面與煤層底板的交線，稱為煤層底板等高線。將煤層底板等高線，用標(biāo)高投影的方法投影到水平面上，按照一定比例尺繪出的圖紙，稱為煤層底板等高線圖。 第16頁/共56頁17煤層底板等高線圖 采礦常用圖件 v表示

8、方法：褶曲構(gòu)造、盆地及穹隆構(gòu)造、倒轉(zhuǎn)煤層構(gòu)造、斷層構(gòu)造。 盆地和穹隆構(gòu)造褶曲構(gòu)造的表示法 倒轉(zhuǎn)煤層構(gòu)造斷層構(gòu)造正斷層逆斷層 第17頁/共56頁18采掘工程平面圖 采礦常用圖件 l 主要反映井田或采區(qū)技術(shù)邊界線，保護(hù)煤柱邊界線，煤層露頭線或風(fēng)化帶，煤層底板等高線，較大斷層斷面交線，向斜、背斜軸線，煤層尖滅帶，火成巖侵入?yún)^(qū)等。l 主要用途是：了解本煤層或鄰近煤層地質(zhì)情況及采掘工程空間位置關(guān)系，指揮生產(chǎn)，及時(shí)掌握采掘進(jìn)度，進(jìn)行采區(qū)設(shè)計(jì)，修改地質(zhì)圖件，安排生產(chǎn)計(jì)劃，以及進(jìn)行三量計(jì)算等。l 采掘工程平面圖有兩種類型：一種是設(shè)計(jì)圖，如井田開拓方式圖、水平主要巷道平面圖、采區(qū)巷道布置圖、采煤工作面布置圖等；

9、另一種是測(cè)量圖，如井田煤層采掘工程平面圖、采區(qū)煤層采掘工程平面圖、采煤工作面煤層采掘工程平面圖等。l 井田區(qū)域地形圖、煤層底板等高線圖及采掘工程圖是煤礦必備的基本圖件。 第18頁/共56頁19采礦常用圖件 采掘工程投影平面示意圖 1主井；2副井；3井底車場(chǎng)；4運(yùn)輸大巷；5上山；6區(qū)段平巷；7工作面；8回風(fēng)巷；9采空區(qū)；10風(fēng)井 第19頁/共56頁20采礦常用圖件 采區(qū)煤層采掘工程平面圖 第20頁/共56頁212 井田開拓 幾個(gè)基本概念 2.1 井田與井田的再劃分 煤田 在地質(zhì)歷史發(fā)展的過程中，含炭物質(zhì)沉積形成的基本連續(xù)的大面積含煤地帶，稱為煤田。礦區(qū) 開發(fā)煤田形成的社會(huì)區(qū)域，成為礦區(qū)。井田 在

10、礦區(qū)內(nèi)，劃歸給一個(gè)礦井開采的那一部分煤田，稱為井田（礦田）。 第21頁/共56頁22 劃分的原則 ：充分利用自然條件、要有合理的走向長度、要處理好相鄰井田的關(guān)系、要為礦井的發(fā)展留有余地、要有良好的安全經(jīng)濟(jì)效果。 劃分方法：垂直劃分、水平劃分、按煤組劃分及按自然條件形狀劃分。 煤田劃分為井田煤田劃分為井田 井田與井田的再劃分1垂直劃分；垂直劃分；2水平水平劃分；劃分；3以斷層為界以斷層為界1、2淺部分組建斜井；淺部分組建斜井；3深部集中建立井深部集中建立井第22頁/共56頁23 階段 ：在井田范圍內(nèi)，沿著煤層的傾斜方向，按一定標(biāo)高把煤層劃分為若干個(gè)平行于走向的長條部分，每個(gè)長條部分具有獨(dú)立的生產(chǎn)

11、系統(tǒng)，稱之為一個(gè)階段。 水平：開采水平簡稱水平，是礦井運(yùn)輸大巷及井底車場(chǎng)所在的水平位置及所服務(wù)的開采范圍。 盤區(qū):沿煤層的延展方向布置大巷，在大巷兩側(cè)劃分成為具有獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的塊段，這樣的塊段稱為盤區(qū)或帶區(qū) 。井田的再劃分井田的再劃分 井田與井田的再劃分第23頁/共56頁24階段的再劃分 井田與井田的再劃分采區(qū)式劃分 分段式劃分 帶區(qū)式劃分 第24頁/共56頁25單水平上、下山開拓示意圖 多水平上山開拓示意圖 多水平上下山開拓示意圖 多水平混合式開拓示意圖 水平與輔助水平 井田與井田的再劃分第25頁/共56頁262.2 井田開拓方式 由地表進(jìn)入煤層為開采水平服務(wù)所進(jìn)行的井巷布置和開掘工程稱為井

12、田開拓。礦井開拓方式是礦井井筒形式、開采水平數(shù)目及階段內(nèi)的布置方式的總稱。 井田開拓方式按井筒形式可分為立井開拓、斜井開拓、平硐開拓和綜合開拓四類；按開采水平數(shù)目可分為單水平開拓和多水平開拓兩類；按階段內(nèi)的布置方式可分為采區(qū)式、分段式和帶區(qū)式三類。 “立井單水平采區(qū)式”“斜井多水平分段式”“平硐單水平帶區(qū)式” 第26頁/共56頁27 立井開拓 2.2 井田開拓方式 1主井2副井3井底車場(chǎng)4主要石門5運(yùn)輸大巷6回風(fēng)大巷7分帶運(yùn)煤斜巷8分帶回風(fēng)巷9工作面10溜煤眼11運(yùn)料斜巷12行人進(jìn)風(fēng)斜巷13回風(fēng)井 （單水平開拓） 第27頁/共56頁282.2 井田開拓方式 （多水平開拓） 第28頁/共56頁2

13、9第29頁/共56頁30井田開拓方式v斜井開拓 2.2 井田開拓方式 斜井單水平采區(qū)式開拓 第30頁/共56頁31井田開拓方式1主井2副井3第一分段運(yùn)輸平巷4第二分段運(yùn)輸平巷5第一分段回風(fēng)平巷6副巷7井底水倉8聯(lián)絡(luò)巷9采煤工作面10聯(lián)絡(luò)巷11車場(chǎng)12主要通風(fēng)機(jī) v斜井開拓 2.2 井田開拓方式 片盤斜井開拓 第31頁/共56頁32井田開拓方式v斜井開拓 2.2 井田開拓方式 斜井盤區(qū)式開拓 第32頁/共56頁33第33頁/共56頁34 平硐開拓 2.2 井田開拓方式 1主平硐2回風(fēng)井3回風(fēng)大巷4采區(qū)運(yùn)輸上山5采區(qū)軌道上山6煤層7采區(qū)下部車場(chǎng)8平硐口 1主平硐2運(yùn)輸大巷3回風(fēng)石門4回風(fēng)平硐5回風(fēng)

14、井 走向平硐開拓 垂直走向平硐開拓 第34頁/共56頁35井田開拓方式v綜合開拓 2.2 井田開拓方式 主斜井副立井開拓 主平硐副斜井開拓 主平硐副立井開拓 第35頁/共56頁36 垂直巷道 (井筒)2.3 礦井巷道 立（豎）井：有通達(dá)地面出口，是進(jìn)入地下的主要垂直巷道，一般位于井田中部。擔(dān)負(fù)礦井主要提煤任務(wù)的稱為主井，擔(dān)負(fù)人員升降、下料和提矸等輔助提升任務(wù)的稱為副井。 小井：也有通達(dá)地面的出口，但斷面和深度都較小，一般在井田上部邊界地點(diǎn)，只作為地質(zhì)勘探或臨時(shí)提升以及通風(fēng)等用。 暗立井（盲立井）：沒有直接通達(dá)地面的出口的垂直巷道。根據(jù)其所擔(dān)負(fù)的任務(wù)不同可分為主暗立井（下一水平的煤炭提升井）、副

15、暗立井（下水平的矸石提升、物料及人員的升降等）、溜煤井。 第36頁/共56頁37 水平巷道礦井巷道 平硐：有一個(gè)通達(dá)地面的出口，是進(jìn)入地下的主要水平巷道。一般除運(yùn)煤外，還兼作運(yùn)料、行人、通風(fēng)、供電和排水等用。若開掘兩條平硐，根據(jù)用途不同，也可分成主平硐和副平硐。 平巷：沒有通達(dá)地面的出口，在地下的煤層中或巖層中沿其走向所開掘的水平（5以下坡度）巷道。一般有集中運(yùn)輸平巷、主要運(yùn)輸平巷、區(qū)段運(yùn)輸與回風(fēng)平巷等。 石門：沒有通達(dá)地面的出口，在巖層中開掘的垂直或斜交于巖層走向的水平巷道。如聯(lián)絡(luò)石門、運(yùn)輸石門、回風(fēng)石門等。 煤門：沒有通達(dá)地面的出口，在煤層中開掘的垂直或斜交于煤層走向的水平巷道。 第37頁

16、/共56頁38第38頁/共56頁39第39頁/共56頁40 傾斜巷道礦井巷道 斜井： 有一個(gè)通達(dá)地面的出口，是進(jìn)入地下的主要傾斜巷道。其用途與立井相同并有主、副井之分。 上山： 沒有通達(dá)地面的出口，且位于開采水平之上，沿煤層或巖層從主要運(yùn)輸大巷由下向上開掘的傾斜巷道。根據(jù)其服務(wù)范圍不同，可分為階段上山、采區(qū)上山等。根據(jù)其用途不同，可分為輸送機(jī)上山和軌道上山。有的采區(qū)布置有通風(fēng)或行人上山、集中溜煤上山等。 下山：它的位置和開掘方向與上山相反。除溜煤下山、輸送機(jī)下山是向上運(yùn)煤和軌道下山是向下運(yùn)料以外，其它與上山相似。 溜煤眼：專作溜煤用的小斜巷。 開切眼：連接區(qū)段運(yùn)輸平巷和區(qū)段回風(fēng)平巷的斜巷，準(zhǔn)備

17、開采的采煤工作面。 第40頁/共56頁41第41頁/共56頁42礦井巷道 硐室：長度較小，斷面較大的特殊巷道。一般有變電所、水泵房、火藥庫、電機(jī)車庫、躲避所、井下調(diào)度室、候車室等。 2.3 礦井巷道 v開拓巷道 為全礦井或一個(gè)開采水平服務(wù)的巷道稱為開拓巷道。如井筒（或平硐），井底車場(chǎng)、回風(fēng)井、主要石門、主要運(yùn)輸和回風(fēng)平巷等巷道為開拓巷道。v準(zhǔn)備巷道 為一個(gè)采區(qū)或兩個(gè)以上的回采工作面服務(wù)的巷道稱為準(zhǔn)備巷道。如采區(qū)車場(chǎng)、采區(qū)煤倉、采區(qū)上（或下）山、區(qū)段集中平巷、區(qū)段集中石門等巷道為準(zhǔn)備巷道。v回采巷道 為一個(gè)回采工作面服務(wù)的巷道稱回采巷道。如區(qū)段車場(chǎng)、區(qū)段運(yùn)輸和回風(fēng)平巷、工作面開切眼等巷道為回采巷

18、道。 第42頁/共56頁43 硐室礦井巷道主井副井井底車場(chǎng) 主要運(yùn)輸石門 主要運(yùn)輸平巷 風(fēng)井 主要回風(fēng)石門 主要回風(fēng)平巷 第43頁/共56頁44第44頁/共56頁453 采煤技術(shù) 頂板分類 3.1 礦山壓力基本知識(shí) 偽頂 它直接位于煤層之上，是一層極易垮落的薄巖層，常隨采隨落，多由頁巖或泥質(zhì)頁巖組成，厚度一般在0.30.5m以下。 直接頂 直接位于偽頂或煤層（無偽頂時(shí)）之上，常由一層或數(shù)層頁巖、砂質(zhì)頁巖組成，厚度由幾米至十余米，不很堅(jiān)硬，是工作面支架支護(hù)的主要對(duì)象，一般在回柱或移支架后很快垮落。老頂 位于直接頂或煤層（因?yàn)橛行┟簩訜o偽頂或無直接頂）之上，是由砂巖、石灰?guī)r或礫巖等組成的厚而堅(jiān)硬的

19、巖層。一般情況下，老頂能在采空區(qū)上方維持很大的懸露面積，不隨直接頂一起垮落。 第45頁/共56頁46礦山壓力基本知識(shí)v采場(chǎng)礦山壓力現(xiàn)象 頂板下沉、頂板下沉速度、支柱變形與折損、頂板破碎情況、局部冒頂、工作面頂板沿煤壁切落（或稱大面積冒項(xiàng)）。 v老頂初次來壓 當(dāng)直接頂垮落后不能充滿采空區(qū)支撐老頂時(shí)，隨著工作面的不斷推進(jìn)，老頂懸露跨度不斷增加，老頂開始變形。當(dāng)達(dá)到極限跨度時(shí)，其自重及上覆巖層的重量超過它本身的強(qiáng)度極限，老頂將發(fā)生斷裂和大面積的垮落，稱為老頂初次垮落。 老頂初次垮落時(shí)給工作面造成的壓力增大的現(xiàn)象，稱為老頂初次來壓。老頂初次垮落時(shí)，開切眼煤壁至工作面煤壁的距離，稱為老頂初次垮落步距。

20、v老頂周期來壓 當(dāng)老頂?shù)膽衣犊缍冗_(dá)到一定長度時(shí)，在老頂自重及上部巖體彎曲下沉的作用下，又將發(fā)生老頂?shù)恼蹟嗪涂迓?。隨著工作面的推進(jìn)，老頂?shù)倪@種垮落現(xiàn)象周而復(fù)始地出現(xiàn)，稱為老頂周期垮落。 周期垮落時(shí)給工作而造成壓力增大的現(xiàn)象，稱為老頂周期來壓。每次周期來壓的間隔距離稱為周期來壓步距。 采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 第46頁/共56頁47圖3-2 煤體中開掘巷道后應(yīng)力重新分布示意圖圖3-3 回采工作面前后方應(yīng)力分布示意圖a應(yīng)力降低區(qū)；b應(yīng)力升高區(qū)；c原始應(yīng)力區(qū)圖3-4 采煤工作面左右兩側(cè)支承壓力分布I卸壓帶；支承壓力帶；原巖應(yīng)力帶；采后應(yīng)力穩(wěn)定帶；lmax峰值位置第47頁/共56頁48圖3-5 老頂初次垮落 圖3-6 老頂周期垮落L初次來壓步距 L周期來壓步距采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 第48頁/共56頁493.2 采區(qū)巷道布置方式 v煤層上山 采區(qū)上山沿煤層布置，掘進(jìn)容易、費(fèi)用低、速度快，聯(lián)絡(luò)巷道工程量少。其主要問題是煤層上山受工作面采動(dòng)影響較大，生產(chǎn)期間上山的維護(hù)比較困難，特別是在缺乏先進(jìn)支護(hù)手段的情況下。v巖石上山 對(duì)單一厚煤層采