煤矿生产技术.ppt

煤矿生产技术,煤矿生产技术,第一节煤矿地质基本知识,一、煤层埋藏特征,一、顶底板是指煤层中位于煤层上下一定距离内的岩层。赋存在煤层之上、在煤层之后形成的岩层叫顶板；赋存在煤层之下、在煤层之前形成的岩层叫底板,,,,,顶板分类,顶板,伪顶直接覆盖于煤层之上（下）的极易随煤炭的采出而同时垮落，厚度在0.5米以下，岩层多为炭质页岩；直接顶位于伪顶或煤层之上，具有一定的稳定性，常伴随采煤工作面移架或回柱工序的完成而垮落的岩层；老顶位于直接顶或煤层之上的厚而坚硬的岩层。,※直接顶控制,直接顶的完整程度主要取决于以下两个因素1岩层本身的力学性质。2直接顶岩层内部层理、裂隙的发育程度。当工作面自开切眼向前推进一段距离后，假如没有支护，直接顶悬露达到一定的跨度，就要开始垮落，这时直接顶的跨距称为初次垮落距。煤矿安全规程规定采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业。直接顶不能任其自然垮落。当工作面推进距离达到初次垮落距时，要进行初次放顶。采煤工作面初次放顶必须制定安全措施，采煤区队长要亲临现场进行指挥。,底板,伪底直接位于煤层之下的薄而软弱的岩层，多为炭质页岩或泥岩，厚度0.2～0.3m。直接底位于煤层之下与煤层直接接触的硬度较低、厚度只有几十厘米的岩层，通常为泥岩、页岩或粘土岩。老底位于直接底之下的比较坚硬的岩层，常为砂岩和石灰岩。,二、煤的埋藏特征,（一）、煤层的结构1、简单结构煤层不含夹矸或夹矸很少的煤层2、复杂结构煤层含有夹矸较多的煤层，且夹矸层的层数、层位、厚度和岩性变化较大。,（二）、煤层的厚度,薄煤层＜1.3m中厚煤层1.3～3.5m厚煤层3.5m以上,※煤层厚度的变化对采煤工作面的影响,1、煤层变薄时，支护尺寸、方法都要变化以适应采高，带来支护困难和不安全因素；2、煤层变厚时，留顶煤开采顶板易垮落；留底煤支架易“插底”。如煤层瓦斯含量高，采空区瓦斯容易超限。3、由于煤层厚度变化造成工作面矿山压力分布情况发生变化，使得顶板管理困难。4、煤层厚度变化太大，还会使原来的巷道报废，造成经济损失。,（三）、煤层的产状要素,走向煤层层面与水平线相交的线叫走向线，走向线延伸的方向叫煤层的走向。倾向煤层层面上与走向垂直的线叫倾斜线，倾斜线由高水平指向低水平的投影方向。倾角煤层层面与水平面的夹角,按煤层倾角大小将煤层分为四类近水平煤层＜8缓倾斜煤层8～25倾斜煤层25～45急倾斜煤层＞45,,,二、煤层地质构造,单斜构造背斜褶皱构造向斜原生裂隙地质构造裂隙次生裂隙断裂构造正断层断层逆断层岩溶陷落柱平移断层其他构造冲刷带岩浆侵入体,,,,,,,,,,单斜构造,煤层大致向同一个方向倾斜，这样的构造叫单斜构造。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,走向,倾向,倾角,褶皱构造,,,,,,,,背斜,向斜,断层,断层是指断裂面两侧岩层产生明显位移的构造变动。正断层走向断层按移动方向逆断层按走向倾向断层平移断层斜交断层,,,根据断层两盘移动方向的断层分类,正断层逆断层平移断层,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,上盘,下盘,下盘,上盘,,,根据断层走向与岩层走向关系的断层分类,走向断层断层走向与岩层走向完全一致或近于一致。倾向断层断层倾向与岩层倾向一致或近于一致。斜交断层断层走向与岩石走向斜交。,其他构造,岩溶陷落柱,冲刷带,冲刷,冲刷包裹体,岩浆侵入体,,,,,,,,,,,顶板,煤层,,,,,岩浆岩,底板,※地质构造对瓦斯含量的影响,封闭型构造瓦斯高开放型构造瓦斯低,,,,,,,,,,,,,,,,,背斜,向斜,断层,三、煤的形成,古代植物泥炭化阶段成煤阶段,,,,,,,,,浸泡、厌氧细菌,高温、高压,成煤阶段,无烟煤贫煤瘦煤焦煤肥煤气煤弱粘煤不粘煤长焰煤褐煤,,,,,,,,,,煤矿生产技术,第二节矿井开拓,一、井田划分,煤田在地质发展过程中，含炭物质的沉积而形成大面积的含煤地带。井田一个矿井开采的部分。阶段和盘区在井田范围内，按照一定的标高，将井田划分为若干个长条形的部分，每一个长条形部分为一个阶段。近水平煤层中沿煤层走向布置水平运输大巷，在两侧划分快段开采，每一个快段叫一个盘区。采区将阶段或盘区沿走向划分为若干具有独立生产系统的快段，每一快段叫一个采区。回采工作面将采（盘）区划分为区段后，布置区段平巷、开切眼等回采巷道就形成回采工作面。,,,,,,煤田示例,二、井田开拓,立井开拓片盘开拓斜井开拓集中斜井开拓平硐开拓斜井立井开拓综合开拓平硐立井开拓平硐立井开拓,,,矿井开拓方式优缺点比较,三、巷道掘进,钻爆法掘进钻眼装药放炮通风排烟装岩运输综合机械化掘进破岩装岩运输,,,,,,,,煤矿生产技术,第三节矿井生产系统,一、运输、提升系统,煤采煤工作面（刮板运输机）工作面运输巷（转载机、胶带机区段溜煤眼区段集中巷胶带机煤仓石门电机车运输大巷电机车井底车场井底煤仓主井（绞车）井口煤仓矸石掘进工作面矿车、蓄电池电机车）采区轨道上山（绞车）采区车场水平运输大巷（电机车）井底车场副井（副绞提升）地面（电机车）矸石场材料（人）地面材料库副井口（副绞）井底车场水平运输大巷（电机车）采区车场轨道上山（绞车）区段集中平巷（蓄电池电机车）区段材料斜巷（绞车）工作面材料巷存放点,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,二、矿井通风系统,学习资料第38页第7题,,通风系统,中央并列式中央式中央分列式对角式两翼对角式通风方式分区对角式区域式混合式,,,,中央并列式通风,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,进风井,,回风井,,,中央边界式通风,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,进风井,,回风井,,,,,,,,两翼对角式通风,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,进风井,,回风井,,,,,,,,,,,,,,,,,分区对角式通风,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,进风井,,回风井,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,区域式通风,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,进风井,,回风井,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,通风方法和通风网络,压入式矿井通风方法抽出式抽压混合式串联网络矿井通风网络并联网络角联网络,,,,※什么是串联通风,其危害是什么串联通风是指井下用风地点的回风再次进入其他用风地点的通风方式.危害被串用风点的进风质量差,影响作业环境;有毒有害气体进入下一用风点,各用风点不安全因素交织;抗灾能力弱,事故易扩大;全风压通风阻力大,调风困难。进回风串联用风点被串用风点风巷巷独立用风点区域,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,甲烷断电仪,矿井通风网络的基本连接形式,1串联风路特征风量处处相等,总风压总的井巷风阻等于各支路之和.2并联风网特征风压相等,总风量等于各支路之和.总的井巷风阻大大降低.3角联风网特征与并联风网相似,但复杂得多;对角巷道中风流方向、大小不稳定.,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,掘井工作面通风,压入式通风方式抽出式混合式,,循环风其危害,1循环风是指局扇的回风,部分或全部再进入同一部局扇的进风风流中。20050150,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,进风流,回风流,循环风流,,2循环风的危害循环风使掘进面的瓦斯、粉尘浓度上升,不能有效地排除工作面的有害气体、粉尘;一旦有火源或失爆,易发生瓦斯、煤层爆炸事故。风流短路循环3防范措施参看煤矿安全规程第128条的规定,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,通风设施,矿井主要通风设施1、引导风流风桥、风硐、导风板；2、隔断风流防爆门、风门、风墙（密闭）；3、调节风流风窗、调节风门、风帘等。,,矿井漏风漏风是指未经过作业地点,而通过通风构筑物的缝隙、煤柱裂隙、采空区或地表塌陷区等直接渗透到回风道或地面的风流。无提升≤5外部漏风地表与井巷之间漏风有提升≤15内部漏风井下各处之间,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,采空区,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,三、供电系统,6万t/a以下高压双回路6万t/a及其以上双回路供电主要通风机低压双回路主排水泵供电系统高压双回路电网矿井地面变电所井筒井下中央变电所采区变电所工作面用电点专线供电点主要通风机、井底水泵房、掘进工作面局部通风机等,,,,,,,,,四、供排水系统,消防洒水、喷雾、防尘水幕、采掘供水防尘工作面机械设备供水系统供水线路水池井筒井底车场运输大巷采区上下山区段集中巷区段斜巷工作面排水水泵排水排水管路水仓,,,,,,,,,,排水系统,工作水泵工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量水泵备用水泵备用水泵的能力不应小于工作水泵能力的70％。检修水泵检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25。,,五、其他系统,1、瓦斯监控系统2、灌浆防火系统3、通讯系统,第五节采煤方法,壁式采煤走向采煤方法倾向巷柱式柱式采煤房柱式炮采垮落法回采工艺普采顶板管理综采充填法,,,,,,第五节采煤方法,采煤方法的概念采煤方法任何一种采煤方法，均包括采煤系统和采煤工艺两项主要内容。1采场用来直接大量采取煤炭的场所，称为采场。2采煤工作面在采场内进行回采的煤壁，称为采煤工作面也称回采工作面。3回采工作在采场内，为采取煤炭所进行的一系列工作，称为回采工作。把煤从整体煤层中破落下来，称为破煤。把破落下来的煤炭装入采场中的运输工具内，称为装煤。煤炭运出采场的工序，称为运煤。煤炭采出后，被废弃的空间，称为采空区。为了减轻矿山压力对采场的作用，以保证回采工作顺利进行。在大多数情况下，必须处理采空区的顶板，这项工作称为采空区处理。,采煤方法的概念,4采煤工艺在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。5采煤系统回采巷道的掘进一般是超前于回采工作进行的。它们之间在时间上的顺序以及在空间上的相互位置关系，称为回采巷道布置系统，也即采煤系统。6采煤方法根据不同的矿山地质及技术条件，可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合，从而构成多种多样的采煤方法。如壁式采煤法和柱式采煤法。,走向长壁式采煤法,,,,,,,回风石门,采区石门,采区煤仓,运输机上山,轨道上山,区段运输巷,区段回风巷,回采工作面,采空区,倾斜长壁采煤法,,,运输斜巷,回风运料斜巷,,,阶段回风巷,阶段运输巷,煤仓,运输斜巷,煤仓,进风行人斜巷,采空区,倒台阶采煤法,,,,,,,,,,,,,,,,,工作面回风巷,工作面进风巷,溜煤眼,超前巷,工作面,隔离煤柱,,,水平分层采煤法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,分层平巷,溜眼,回采工作面,区段运输平巷,人工假顶,,,,,伪斜柔性掩护支架采煤方法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,工作面回风巷,工作面进风巷,溜煤眼,工作面开切眼,工作面,回采工艺,1、炮采工作面破煤装煤运煤支护金属摩擦支架、单体液压支柱＋金属铰接顶梁采空区处理全部垮落法充填法缓慢下沉法,,工作面炮眼布置,装药放炮,,,刮板输送机,,2、普采,破煤单滚筒采煤机装煤采煤机运煤工作面刮板输送机，顺槽转载机和胶带输送机。支护单体液压支柱＋铰接顶梁采空区处理全部垮落法,截割部,牵引部,牵引部,电动机,3、综采,破煤大功率双滚筒采煤机装煤采煤机运煤大功率工作面可弯曲刮板输送机，顺槽转载机和可伸缩胶带输送机。支护液压自移支架采空区处理全部垮落法,双滚筒采煤机,