《煤矿生产技术》PPT课件.ppt
《《煤矿生产技术》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《煤矿生产技术》PPT课件.ppt(64页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、煤矿生产技术n第一节 煤矿地质基本知识n 一、煤层的埋藏特征n 地壳由岩石构成,岩石按生成原因分岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。n 煤是由古代植物残体大量堆积,在一定条件下经泥炭、成煤和变质作用形成的层状固体可燃矿产。是由沉积岩形成的一种可燃有机岩,是一种重要的能源。n 沉积岩的最大特征是以层状状态存在的。n 1.煤层的顶、底板n 顶板:n 伪顶:炭质泥岩,厚度几厘米至十几厘米,随采随落。n 直接顶:一般为泥岩、页岩和粉砂岩,厚度几米至十几米,有一定稳定性,移架和回柱后能自行垮落,是顶板管理的重要部位。n 基本顶(老顶):由砂岩、石灰岩、砂砾岩等岩层组成,厚而坚硬,一般不易垮落。n 底板:n 伪
2、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。n 直接底:由泥岩、页岩、粘土岩等组成,支架易插入。n 老底:位于直接底之下的比较坚硬的岩层,一般为粉砂岩、砂岩、和石灰岩等。n 2.煤层的厚度n 煤层顶、底板之间的垂直距离叫煤层的厚度。n 一般按煤层厚度将煤层分为四类:n .薄煤层 1.3mn .中厚煤层 n .厚煤层 3.5-6mn .特厚煤层 6mn 煤层厚度变化对采煤工作面安全生产的影响有以下几个方面:n (1)当煤层变薄时,支护的尺寸规格、支护方法都要变化来适应采高,给支护工作带来困难和不安全因素,影响正常生产。n (2)当煤层变厚超过了正常采高时,必须留顶煤或留底煤。若留顶
3、煤,煤质松软或破碎时,给支护造成困难,影响支架的稳定性顶煤的垮落;若留底煤,容易造成支架“插底”,也影响支架的稳定性。如果煤层瓦斯含量高,留煤丢在采空区,容易使采空区瓦斯积聚超限,对瓦斯管理不利。n (3)煤层厚度变化,会使工作面压力分布发生变化,造成顶板管理困难,影响安全生产。n (4)如果煤层厚度变化很大,还会使原开掘的巷道报废,造成更大的经济损失。n 3.煤层的产状要素:(产状三要素)n (1)走向:n 煤层层面上与水平面相交的线为走向线,走向线两端所指的方向就是走向。走向线是一条水平线。n (2)倾向:n 在倾斜平面上与走向线垂直向下延伸的直线叫倾斜线,倾斜线的水平投影所指的方向称为倾
4、向(不垂直叫伪倾)。n (3)倾角:n 倾斜层面与水平面之间所夹的最大锐角称为倾角。它反映煤层的倾斜程度。n 按煤层倾角大小不同可将煤层分为4种形态:n a.近水平煤层 80 b.缓倾斜煤层 8-250n c.倾斜煤层 25-450 b.急倾斜煤层 45-900n 二、煤矿常见的地质构造n 原始沉积的煤系地层,一般都是水平或近似水平的,并在一定范围内连续稳定分布。由于后期地壳运动的影响,使岩层的形态发生了变化,甚至产生裂缝和错动,使岩层失去完整性,这些由地壳运动造成的岩层的空间形态,称为地质构造。n 一般分为:单斜构造、褶皱构造和断裂构造。n (一)单斜构造:n 在一定范围内,煤层或岩层大致向
5、一个方向倾斜,这样的构造形态称为单斜构造。n 单斜构造往往是其他构造形态的一部分,或是褶曲的一翼,或是断层的一盘。n (二)褶皱构造:n 岩层(煤层)受地壳运动水平力的作用发生变形,呈现波状弯曲,但仍保持了岩层的连续性和完整性的构造形态,叫褶皱构造。其中任何一个弯曲叫褶曲。褶曲是组成褶皱的基本单位。n 褶曲一般有两种形态:背斜和向斜。n (1)背斜:中间向上凸起的弯曲。岩层自中心向两侧倾斜。n 其核心部位是老岩层,两翼岩层倾向相背。n (2)向斜:中间向下凹陷的弯曲。岩层自两侧向中心倾斜。n 核心部位是新岩层,两侧是老岩层,两翼岩层倾斜相向。n 褶曲构造对开采的影响:n 1.向斜轴部顶板压力有
6、增大现象,岩石破碎易发生垮落,必须加强支护,否则容易冒顶;由于埋藏深度大(相对而言),因此向斜轴部也是瓦斯较集中的地区,在强大的瓦斯压力和顶板压力作用下,往往容易发生瓦斯突出。n 2.小型褶曲易使煤层厚度产生变化,影响采煤方法(变厚需变更采高或进行分层开采;变薄或特薄时需重掘开切眼)。n (三)断裂构造:n 岩层受力后遭到破坏,形成断裂,失去了连续性和完整性的构造形态叫断裂构造。n 根据岩层断裂后位移情况,断裂构造又分为裂隙和断层。n 1.裂隙:断裂面两侧岩层没有发生明显位移的构造。n裂隙破碎带是水和瓦斯的良好通道,在破碎带发育的地区,易引起井下水灾;瓦斯涌出量会突然增加,造成瓦斯事故。n 采
7、煤工作面推进时一般应与主要裂隙的走向成200-400的夹角,以减少片帮事故。n 2.断层:断裂面两侧的岩层产生明显位移的构造变动。n (1)断层要素:n .断层面:岩层发生断裂位移时,相对滑动的断裂面。n断层面的产状要素有:走向、倾向、倾角。n .断层线:断层面与地面的交线,是断层面在地面的出露线。n .断盘:被断层面分开的两侧岩体。n断层面之上的断盘称为上盘,之下的称为下盘。n .交面线:断层与煤层层面的交线。n .落差与平错:两盘同一岩层相对位移的距离称为断距;垂直断距称为落差;水平断距为平错。n (2)断层的分类:n .按两盘移动方向分:n 正断层:上盘相对下降,下盘相对上升。n 逆断层
8、:上盘相对上升,下盘相对下降。n 平移断层:两盘沿断层面作水平方向相对移动。n .按断层走向与岩层走向的相对关系分:n 走向断层:与岩层走向平行或基本平行。n 倾向断层:与岩层走向垂直或基本垂直:n 斜交断层:与岩层走向斜交n (3)对煤矿安全生产的影响:n .断层破碎带是良好水的通道,在水文地质条件复杂的矿井,有可能引起突水事故。n .在断层破碎带附近,容易聚集大量瓦斯,可能会造成瓦斯突出事故。n .断层破碎带附近容易引起垮落冒顶事故。n .断层两侧必须留有一定宽度的保安煤柱,造成资源损失。n .当煤层遇到断层后,为找到断失煤层会影响掘进工作进行。n (四)陷落柱:n 陷落柱是分布在石灰岩地
9、层中,有流动的地下水对石灰岩地层进行溶蚀作用形成的(煤层下部分布有岩溶时)。n 在陷落柱发育的矿区(南方多),煤层遭到破坏,储量减少,巷道和顶板管理困难,并有引发水灾的可能。n 三、矿图知识n (一)地形等高线图及特征n 地面上高程相等的点的连线,或水平面与地表面相交得到的交线称为等高线,该等高线在水平面上的投影叫地形等高线。n 基本特征:n 1.在同一等高线上的各点,其高程相等;n 2.等高线必定是一条闭合的曲线,不会中断;n 3.一条等高线不能分叉为两条,不同高程的等高线,不能相交或合并成一条;n 4.等高线越密则表示坡度越陡,等高线越稀则表示坡度越缓,等高线间的平距相等则表示坡度相等;n
10、 5.经过河流的等高线不能直跨而过,应在接近河岸时折向上游,至河底时再折向下游,逐渐离开河岸;n 6.等高线通过山脊时与山脊脊线成正交,并凸向低处;等高线过山谷线时,和山谷线成正交,凸向高处。n 典型地貌的等高线8565452580901002468 2468山地(山岗)盆地(凹坑)山脊山谷n (二)煤层底板等高线图n 煤层底板与具有一定高程的水平面相交,所得到的交线,就是煤层底板等高线。其投影在水平面上所得到的图形,就是煤层底板等高线图。它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、储量计算的基础。n 根据煤层底板等高线可确定煤层的产状要素:等高线延伸方向就是煤层的走向,倾
11、向与走向垂直,并指向标高值低的方向。表示煤层的产状要素。n 地质构造在底板等高线图上的表现形式有:n 褶曲构造:等高线凸向高处为向斜;等高线凸向低处为背斜。n 断层:正断层等高线中断缺失;逆断层等高线在交面线之间为重叠区。正断层煤层底板等高线图正断层煤层底板等高线图 逆断层煤层底板等高线图逆断层煤层底板等高线图n (三)几种主要矿图及作用n 1.井上、井下对照图n 了解地面与井下巷道和工作面之间的对应关系。用于规划地面建设和地下开采设计,确定由于井下开采所引起的地表塌陷范围以及解决矿井防、排水等问题。n 2.采掘工程平面图n 内容:井下采掘工程情况;煤层情况;构造情况。n 作用:了解和分析采掘
12、工程情况;了解地质构造情况;进行采掘工程量计算;了解井下各种巷道和硐室的方向、位置、标高、空间关系等;利用其绘制其他矿图。n 3.通风系统图n 4.井下避灾路线图n 5.供电系统图和井下电气设备布置图n 6.主要巷道平面布置图n第二节 矿井开拓方法n 一、井巷名称及分类n 煤矿生产需要开掘从地面到工作面的一系列巷道,统称井巷。n 根据巷道的用途、服务范围不同把巷道分为开拓巷道、准备巷道、和回采巷道三种:n (一)开拓巷道n 为井田开拓或为全矿井、一个水平或若干采区服务而开掘的基本巷道称为开拓巷道。包括: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。n (二)准备巷道n
13、为准备采区而掘进的主要巷道称为准备巷道。n 采区上、下山:位于开采水平以上,为一个采区服务的倾斜巷道称为采区上山;位于开采水平以下,为一个采区服务的倾斜巷道称为采区下山。安装运输机的叫运输上山;铺设轨道的叫轨道上山。n 主要上、下山:服务于一个开采水平的倾斜巷道。n 采区车场:采区上山或采区下山与区段平巷或大巷连接的一组巷道和硐室称为采区车场。n (三)回采巷道:仅为采煤工作面生产服务的巷道。如:上下顺槽、开切眼等。n 区段运输平巷(下顺槽):主要用于运煤的区段平巷。n 区段回风平巷(上顺槽):主要用于回风的区段平巷。n 开切眼:沿采煤工作面始采线掘进,以供安装采煤设备的巷道。n 二、矿井开拓
14、方式n 矿井开拓巷道在井田内的布置方式称为矿井开拓方式。主要有:斜井开拓、立井开拓、平硐开拓、综合开拓。n (一)斜井开拓:是利用倾斜巷道从地面进入地下,并通过一系列巷道进入煤层的一种开拓方式。n 斜井倾角主要根据其装备的提升设备确定,一般情况下:串车提升时,250;箕斗提升时,200350;带式输送机提升时,170,无极绳提升时,100。n 现阶段常用的斜井开拓方式有两种:片盘斜井开拓、斜井单水平分区式开拓。片盘斜井开拓n (1)片盘斜井开拓n 片盘斜井开拓是斜井开拓的一种最简单的形式。它是将整个井田沿倾斜方向按一定标高划分成若干个阶段,每个阶段倾斜宽度布置一个采煤工作面。n 1.优点:初期
15、工程量小,技术装备简单,建井工期短,出煤快,投资少,井筒沿煤层掘进,容易施工。n 2.缺点:每个阶段最多只能布置两个工作面矿井生产能力,阶段服务年限短,井巷维护条件差。n 3.适用条件:适用于煤层埋藏稳定,地质构造简单,井田走向长度较短,煤层埋藏不深,井型不大的矿井。n (2)斜井单水平分区式开拓n 斜井从井田走向中央开掘,进入煤体后,由一个开采水平开采整个井田。在井田倾斜长度不大的缓倾斜煤层开采中应用较多。n (二)立井开拓n 立井开拓是指主、副井均为立井的开拓方式。除井筒形式外,其他开拓巷道布置与斜井相同。常用的是多水平或单水平分区式开拓方式。n 1.优点:井筒短、提升速度快、提升能力大;
16、井筒通风阻力小并且容易维护。n 2.缺点:井筒开掘需要的设备多,掘进速度慢,井筒装备复杂,基建投资大。n 3.适用条件:适应性很强,不受煤层倾角、厚度、瓦斯、水文等地质条件的限制。立井开拓方式n (三)平硐开拓 n 是利用水平巷道由地面直接进入煤层的一种开拓方式。一般分为:走向平硐、垂直平硐、斜交平硐。n 1.优点:投资少,占用设备少,施工技术简单,出煤快,矿井开拓、运输、排水等系统简单。n 2.缺点:受地形条件的限制。n 3.适用条件:只适合于山岭起伏的地区。n (四)综合开拓n 将立井、斜井、平硐等任何两种或两种以上的开拓方式的组合称为综合开拓。平硐开拓方式综合开拓方式n 三、采区生产系统
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 煤矿生产技术 煤矿 生产技术 PPT 课件
限制150内