采煤概论 名词解释.doc

采煤概论名词解释 1.地质作用1.内力地质作用 2.外力地质作用.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,它包括地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震作用等。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。 2.岩石矿物的集合体。按生成原因分岩浆岩、变质岩、沉积岩。煤层的厚度薄煤层煤层厚度从最小可采厚度至 1.3m中厚煤层煤层厚度1.3m至 3.5m厚煤层煤层厚度3.5m以上 3.地质构造对煤层的影响岩层的空间位置及特征通常用产状要素来描述。产状要素有走向、倾向和倾角。 4.根据断层两盘相对运动的方向,断层分为正断层、逆断层、平推断层。 5.矿井储量分为矿井地质资源量、矿井工业储量、矿井设计储量、矿井设计可采储量 . 6等高线是地面上高程相同的若干点联接而成的曲线,或者说是水平面与地表面相截的交线。将高程不同的等高线投影到平面上,则得到等高线图。特点1等高线是连续的闭合曲线,如果不在图内闭合,就一定要在图外闭合。所有等高线在一般情况下,不能相交或重合。2等高线上任一点向相邻等高线可以作很多线段,投影到水平面后,其中最短的一条线段称为最大倾斜线。等高线与最大倾斜线成直交。3等高线稠密表示陡坡,等高线稀疏表示缓坡,等高线间距均匀表示坡度一致。 7井田开拓在一个井田范围内,主要巷道的总体布置及其有关参数的确定叫井田开拓。 8煤田划分为井田划分的原则 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 4.合理规划矿井开采范围,处理好相邻矿井之间的关系 9矿井设计生产能力万t /a即设计中规定矿井在单位时间年或日内采出的煤炭和其它矿产品的数量。 大型矿井 120、150 、180 、240 、300、400、500、600及以上其中300Mt/a及其以上又称特大型矿井中型矿井 45 、 60 、90 。小型矿井 9 、 15 、 21、 30。 10巷道按空间特征分为垂直巷道、水平巷道、倾斜巷道。 11矿井巷道按其在生产中的重要性还可以作以下分类开拓巷道、准备巷道、回采巷道三种。井田开拓方式种类很多,一般可按下列特征分类。按井筒硐形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。 12井底车场是井硐与井下主要巷道连接处的一组巷道和硐室的总称。根据矿车在车场内运行的特点,井底车场均可分为环行式和折返式两大类。 13煤巷沿煤层掘进的巷道,如果在掘进断面中,煤层占4/5以上者包括4/5在内,称为煤巷. 14半煤岩巷道当岩层包括夹石层占掘进工作面面积的1/54/5时,即称半煤岩巷道。 15上山掘进特点 一炮眼布置由于巷道具有向上倾斜的特点,易于出现巷道上飘现象,因此,要求炮眼布置能使爆出的巷道倾斜角度符合规定。此外,放炮时要特别注意防止崩倒支架,所以多用底部掏槽。倾斜巷道施工时,每向上掘进75100m,应设避炮硐。二通风工作。由于瓦斯轻于空气,易于积聚在上山工作面附近,尤其在沿高瓦斯煤层或其底板掘进时,更应注意加强工作面通风及沼气检查。在瓦斯涌出量较大的的矿井中,由下向上掘进上山时,隔一定距离就要用联络眼贯通,以利通风。使 用局部扇风机通风时,无论工作期间或交接班时,都不准停风。如因检修停电等原因停风时,都要撤出人员,切断电源,待恢复通风并检查瓦斯后,人员才可进入工作面。 三装岩及提升运输工作 沿倾斜施工,破碎后的煤、矸要运出,施工设备、工具及支护材料要运入,而上、下山的长度往往较长,倾斜角度又各不相同,为此,要选择合理的提升、运输方案,以保证决速安全地施工。35时,煤、矸可沿巷道底板靠自重下滑; 2535时,可用铁溜槽;1425时,可以采用搪瓷溜槽。四支护工作特点在倾斜巷道中,由于顶板岩石受重力的作用,有沿倾斜向下滑落的趋势,因此在架棚时,棚腿要相对于顶、底板垂线向上倾斜一定角度,这个夹角称为迎山角。 16下山掘进特点一下山掘进的特点 1 装载工作比较困难。2 做好防排水工作,以免影响掘进工作进行。3 在掘进工作面附近一定要有可靠的挡车器,以防止矿车自然滑下时不致冲击到工作面,保证工作面工人的安全。 二排水工作 在掘进下山时,往往工作面都有积水。在处理方法上,必须先了解水的来源。 1上部平巷排水沟漏水;2巷道顶、底板涌水; 3工作面的涌水。 三防止跑车的安全措施 安全绳法。在提升钢丝绳的尾部钩头以上,联结一根环形的钢丝绳安全绳。提升时把安全绳套在矿车上,以免脱钩跑车。 17准备方式准备巷道的布置方式。 18条带式准备方式的优点巷道布置简单,巷道掘进和维护费用低,建井工期短,投产快;运输系统简单,占用设备少,运输费用低;采煤工作面长度在整个采煤期间保持不变,为采用综采设备创造了良好的条件;煤炭损失少,回收率高;通风系统简单,通风设备少;对某些地质条件的适应 性强。但是其缺点为倾斜巷道掘进工程量大,效率低;倾斜巷道长,辅助运输比较困难;当煤层沿倾斜起伏较大时,巷道积水不易解决;而且大巷装车站多。 19采区车场根据所处的位置可分为上部、中部和下部车场。 上部车场是采区上山和区段回风巷之间的联络巷道。并担负运输、通风和行人的任务。其基本形式有两种甩车场和平车场。 20甩车场是采用绞车将矿车沿轨道上山提升到甩车道以上,经甩车道下甩到左右区段回风平巷。 21平车场是将车场绞车房和回风巷布置在同一标高上,轨道上山的上端用水平轨道与区段回风巷或总回风巷贯通。矿车或材料车经轨道上山提到平车场摘钩,然后沿岔道进入总回风巷。 22下部车场是采区和阶段运输大巷连接的枢纽,最常用的是绕道式车场。23采区采出率采区内采出的煤量与采区内工业储量的百分比称为采区采出率。 24矿山压力围岩移动而产生的压力。 25周期来压当工作面推进到一定的距离,基本顶悬臂在自重和上覆岩层的作用下,又会产生断裂垮落,这时同样会给工作面带来增压现象。当工作面再继续推进,这部分垮落的基本顶被甩入采空区,工作面又处于基本顶悬梁掩护之下,恢复到前述的状态。继工作面的推进,基本顶的垮落与工作面增压现象重复出现。这种垮落与来压随工作面推进而周期性的出现,称为基本顶周期垮落和周期来压。 26顶板下沉根据破坏的特征,上覆岩层沿竖直方向自下而上可分为三带冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。 27采煤工作在采场内,为了采取煤炭所进行的一系列工作,称为采煤工 作。采煤工作可分为基本工序和辅助工序。破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理。 28采煤工艺按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合,称为采煤工艺。在一定时间内,按照一定的顺序完成采煤工作各项工序的过程,称为采煤工艺过程。 29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。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。 30放顶煤采煤法的优点、适用条件及应注意的问题1.优点1在工作面采高不大的情况下,可大大增加一次开采的厚度,用于特厚煤层的开采。 2简化巷道布置,减少巷道掘进工作量。3提高采煤工效。4降低吨煤生产费用。2.适用条件放顶煤采煤法适用于煤层厚度5m20m或更厚的煤层;煤层倾角由缓斜到倾斜或急倾斜厚煤层;煤质比较松软易冒落,冒落块度不大;顶板容易垮落。3.应注意的问题1应采取措施提高煤炭采出率。2防止煤的自燃和瓦斯爆炸事故的发生。3继续完善控制顶煤下放的技术措施。 31矿井通风阻力分为摩擦阻力和局部阻力两类。 32局部阻力空气流经井巷的某些局部地点如井巷突然扩大、突然缩小,急转弯以及分岔或汇合等,造成风流速度和方向的突然变化,导致均匀风流产生紊乱的涡流与撞击,因而在局部地点产生的附加阻力称为局部阻力。 33降低通风阻力的措施 1减小井巷摩擦阻力系数。对于服务年限长的主要井巷,应尽量采用巷道周壁表面光滑的支护方式,对于棚式支护,应尽量架设整齐,必要时背 好帮顶等,。2保证有足够大的井巷断面。特别是主要进、回风流巷道断面扩大对降低风阻效果明显。3尽量缩短通风路线长度。因为巷道的摩擦阻力与巷道长度呈正比,因此应尽量缩短风路的长度。4避免巷道内风量过于集中。巷道摩擦阻力与风量的平方成正比,若巷道内风量过于集中,摩擦阻力会大大增加。因此,应尽可能使矿井的总进风早分开,使矿井的总回风晚汇合。5降低局部阻力。应尽量避免巷道急拐弯,避免巷道断面突然扩大、突然缩小,尽量避免在主要巷道内任意停放车辆、堆积木材、器材等。 34机械通风是矿井通风的主要动力。按其服务范围可以分为三种1主要通风机简称主扇,主要用于全矿井或矿井的一翼部分;2辅助通风机简称辅扇,主要服务于矿井网络的某一分支如采区或工作面,以帮助主要通风机供风以保证该分支的风量;3局部通风机简称局扇,主要用于独头掘进的井巷等局部地区通风。 35矿用通风机按其构造又可分为离心式通风机和轴流式通风机两类。 36矿井通风方式可把矿井通风方式分为三种基本类型中央式、对角式、混合式三种。 37中央式与对角式比较优点1矿井总回风巷可以随采区接替逐步开掘,因而建井工期短,总回风巷的维护费用低;2回风井筒数目少,同时运转的风机台数少,容易管理;3当进风井口及井底车场附近发生火灾需要反风时,容易实现。 缺点1随着向边界采区开采,总回风巷不断延长,通风线路随之加长,因而通风阻力不断增加;2矿井生产期间,由于井下巷道阻力不断增加,阻力变动范围大,难以保证通风机在高效率状态下运转;3矿井总进风和总回风风流反向平行流动,容易发生漏风;4在矿井生产的中后期, 多采区同时生产时矿井通风系统关联性太强,系统独立性差,系统防灾抗灾能力差。 38局部通风机通风的通风方式主要有压入式、抽出式和混合式通风三种。39压入式通风优缺点优点是从风筒吹出的风流清洗工作面的能力强;通过局部通风机压入的风流为新鲜风流,安全可靠,风筒可使用轻便的柔性风筒,即使少量漏风,也可起到冲淡巷道内炮烟的作用。缺点是排除沿巷道流动的炮烟需要较长的时间,巷道越长,排出炮烟的时间越长。 40煤层瓦斯含量是指单位质量或单位体积的煤体,在一定压力和温度下所含的瓦斯数量即游离瓦斯和吸着瓦斯的总和,用m3/t或m3/m3表示。41瓦斯的涌出形式1普通涌出瓦斯从煤层或岩层表面非常细微的缝隙中缓慢、均匀而持久地涌出。这种涌出的方式涌出的面积大、时间长,是瓦斯涌出的主要形式。2特殊涌出特殊涌出又可以分为瓦斯喷出和煤岩与瓦斯突出两种。 42瓦斯涌出量的计算矿井绝对瓦斯涌出量指矿井在一定时间或单位时间内所涌出的瓦斯数量,通常用m3/d或m3/min来表示。 43矿井瓦斯等级根据规程规定,一个矿井只要有一个煤岩层发现瓦斯,该矿井即为瓦斯矿井。矿井瓦斯等级,根据矿井相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为 1低瓦斯矿井矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。2高瓦斯矿井矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。煤岩和瓦斯二氧化碳突出矿井。 44瓦斯爆炸的条件及其影响因素 瓦斯爆炸的三个充分必要条件瓦斯浓度、引火温度和氧的浓度。1. 瓦 斯浓度瓦斯只在一定浓度范围内爆炸,该浓度范围称为瓦斯爆炸界限,其最低浓度界限叫爆炸下限,最高浓度界限叫爆炸上限,瓦斯在空气中的爆炸下限为56,上限为1416。当瓦斯浓度低于爆炸下限时,遇高温火源并不爆炸,但能在火焰外围形成稳定的燃烧层。当瓦斯浓度高于爆炸上限时,失去其爆炸性,但在空气中遇火仍会燃烧。在正常空气中瓦斯浓度为9.5时,其爆炸威力最大。当瓦斯浓度为78时最容易爆炸。2、引火温度瓦斯的引火温度受瓦斯浓度、火源性质及混合气体的压力等因素而变化,一般认为,瓦斯的引火温度为650750℃,最低点燃能量为0.28Mj。当混合气体在压力增高时,引燃温度即降低。在引火温度相同时,火源面积越大、点火时间越长,越易引燃瓦斯。3、氧的浓度在煤矿井下巷道及采场等一般氧浓度均满足瓦斯爆炸条件氧浓度12。井下含瓦斯的混合气体中氧的浓度降低时,瓦斯爆炸界限随之提高。当氧的浓度低于12时,混合气体即失去爆炸性。 45预防瓦斯爆炸的措施1、防止瓦斯积聚的措施1加强通风2及时处理局部聚集的瓦斯3加强瓦斯监测检测2、防止瓦斯引燃措施1在井口和井口房内,禁止使用明火。2在瓦斯矿井,要使用防爆型或安全火花型电器设备,对其防爆性能要经常检查,不符合要求的要及时更换。3严格执行放炮制度。4严格管理火区,防止密闭墙漏风,并定期测定火区温度。 46煤炭自燃的早期识别1按自燃的外部征兆判断早期自燃的外部征兆有空气的湿度、温度增加,在火区附近出现烟雾,巷道壁和支架上有水珠,或有煤油、煤焦油、松节油等的气味。2矿内空气成分的变化煤的氧化过程可使附近地区空气成分发生变化,即氧的浓度降低,一氧化碳和二氧化碳浓度增加,并出现一些碳氢化合物。 47矿井水在矿井建设和生产过程中,地面水和地下水都可能通过各种通道涌入矿井,我们把所有涌入矿井的水,统称为矿井水。 48常用的道岔有单开道岔DK、对称道岔DC、渡线道岔DX三种类别。 49矿井生产系统矿井巷道开掘顺序如下首先自地面开凿1.主井2.副井进入底下;当井筒开凿到第一阶段下部边界开采水平标高时,即开凿 3.井底车场4.主要运输石门,然后向井田两翼掘进开采5.水平阶段运输大巷;直到采区运输石门位置后,由5.运输大巷9.开掘采区运输石门通达煤层;到达预定位置后,开掘10采区下部车场底板绕道、11采区下部材料车场;然后,沿煤层自下而上掘进采区运输14上山和15轨道上山。与此同时自6.风井、7.回风石门,开掘8.回风大巷;向煤层开掘17采区回风石门、18采区上部车场、16绞车房,与采区14运输上山及15轨道上山联通。当形成通风回落后,即可自采区上山向采区两翼掘进第一区段的20区段运输平巷、23区段回风平巷、2下去段回风平巷,当这些巷道掘到采区边界后,即可掘进24.开切眼形成工作面。安装好机电设备和进行必须的准备工作后,即可开始采煤。25.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。 矿井的主要生产系统如下一、运煤系统从25采煤工作面破落下的煤炭,经20区段运输巷、14采区运输上山到12采区煤仓,在10采区下部车场内装车,经开采水平5运输大巷、4.主要运输石门、运到3.井底车场,由1.主井提升到地面。二、通风系统新鲜风从地面经2.副井进入井下,经3.井底车场、4.主要运输石门、5.运输大巷、11.采区下部材料车场、15.采区轨道上山、19.中部车场、20.区段运输巷进入25采区工作面。清 洗工作面后,汚风经23.区段回风巷、17.采区回风石门、8.回风大巷、7.回风石门,从6.风井排入大气。三、运料排矸系统采煤工作面所需材料和设备,用矿车由2.副井下放到3.井底车场,经4.主要运输石门、5.运输大巷、9.采区运输石门、11.采区下部材料车场,由采区15轨道上山提升到23.区段回风平巷,再运到25采煤工作面.采煤工作面回收的材料、设备和掘进工作面的矸石,用矿车经由与运料系统相反的方向运至地面。 四、排水系统排水系统一般与进风风流方向相反,由采煤工作面,经由区段运输平巷、采区上山、采区下部车场、开采水平运输大巷、主要运输石门等巷道一侧的水沟,自流到井底车场水仓,再由水泵房的排水泵通过副井的排水管道排至地面。 二、矿井开拓、采区准备和工作面准备 巷道系统,按其作用和服务的范围不同,可将矿山分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三种类型。 一般说来,为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道,如井筒、井底车场、主要石门、运输大巷和回风大巷或总回风道、主要风井,称为开拓巷道。开拓巷道是从地面到采区的通路。这些通路在一个较长时期内为全矿井或阶段服务,服务年限一般在1030a以上。 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、采区硐室称为准备巷道。准备巷道是在采区范围内从已开掘好的开拓巷道祈祷达区段的通路。这些通路在一定时期内为全采区服务,服务年限一般在35a以上。 仅为采煤工作面生产服务的巷道,如区段回风平巷、开切眼形成初始菜场的巷道叫做回采巷道。回采巷道服务年限较短一般在0.51.0a 左右。 开拓巷道的作用在于形成新的或扩展原有的阶段或开采水平，为构成 矿井完整的生产系统奠定基础。 准备巷道的作用在于准备新的采区，以 便构成采区的生产系统。回采巷道的作用在于切割出新的采煤工作 面并 进行生产。开拓、准备、 回采是矿井生产建设中紧密相关的三个主要程序， 解决好三者之间的关系， 对于保证矿井正常生产运营具有重要意义。