煤矿生产技术基础

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岩石分类
岩石是矿物的集合体。组成地壳的岩石 按照生成原因，可以划分为岩浆岩、沉积岩 和变质岩。
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沉积岩
煤矿生产中所遇到的岩石90％以上都是 沉积岩。熟悉沉积岩的特征对煤矿生产有重 要而实际的意义。1、层状构造及层理。2、 层面构造：波痕、泥裂 。植物遗体演变而形成的。古代历史上： 地球上生有大量的植物（高等植物和低等植物）在地质历史 上成煤时期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进入泥炭 化阶段随着时间的推移，地壳继续缓慢下沉，泥炭层被水携 带来的泥砂等物质覆盖，并且覆盖层加厚。在压力和温度的 作用下，泥炭层逐渐失去水分而变得致密，变成褐煤。随着 地壳继续下沉，覆盖层不断加厚，褐煤在地下深处受到高温 和高压的作用，含炭物质进一步富集，氧和水分的含量进一 步地减少，密度增加，颜色变深，硬度增加，变成烟煤，随 着变质程度的进一步增高，烟煤会变成无烟煤。个别情况下， 无烟煤可能进一步变质成为一种不能燃烧的矿产－－石墨。
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井底车场
定义：是井筒与井下主要巷道连接处的一组巷 道和硐室的总称。 常见形式：环形式、折返式。
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第三章：矿山压力及其控制
定义：因围岩移动而产生的压力称为矿山压力。 在矿山压力作用下出现的冒顶、底鼓、煤 岩片帮、支架破坏、煤和瓦斯突出等现象， 称为矿山压力现象或矿山压力显现。
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直接顶分类指标及方案
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井筒的位置及数目
井筒，是矿井最重要的井巷工程。一般地，一个矿井 至少应有一主一副两个井筒，主井担负煤炭提升、 副井担负辅助提升任务。 井筒的位置，主要指两个方面，一是井口和井底沿井 口走向和倾斜方向的位置；二是井筒本身所通过的 岩层层位。因此，选择井筒位置应从三方面进行论 证和比较。1、地面因素（教材48页）2、地下因素 （教材49页）3、技术经济因素
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周期来压
定义：随着工作面的连续推进，基本顶在自重 和上覆岩层的作用下，又会产生断裂垮落同 时给工作面带来增压现象。即垮落与来压随 工作面推进而周期性的出现，称为 周期垮落 和周期来压。 现象：来压步距一般为6米～30米，多数为10 米～15米。
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采空区上覆岩层
划分：根据破坏的特征，上覆岩层沿竖直方向自下向 上分为三带：冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。 各部分特点：1、冒落带：不规则的垮落，碎胀的岩 块将填满采空区，支撑基本顶。 2、裂隙带：位于冒落带之上，一端支撑在煤壁上， 另一端支撑在采空区的碎石充填堆上。在上覆岩层 的压力作用下，冒落的岩块逐渐压实。一般为采高 的7～17倍。 3、弯曲下沉带：裂隙带上方直到地表的岩层。这部 分岩层不产生裂隙或仅产生极微小的裂隙，并在采 空区上方的地面形成一个比开采范围大的空间。
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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。
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开拓方式
定义：指开拓巷道在井田内的布置方式。 通常主要以井筒形式为主要依据将矿井开拓 方式划分为：斜井开拓、立井开拓、平硐开 拓和综合开拓。
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斜井开拓
斜井开拓方式在我国煤矿中应用比较广 泛，半数以上的矿井是斜井开拓。随着技术 和设备水平的发展，尤其是长距离、大运量、 大倾角带式运输机的应用，使斜井开拓方式 的应用更加广泛。 采用斜井开拓时，根据井田地质地形条 件和煤层赋存条件情况，斜井可沿煤层、岩 层或穿层布置。 反斜井布置。
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多水平开拓
一个井田用几个开采水平采完。叫多水平开拓。
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巷道分类
按空间特征分类：1、垂直巷道。2、水平巷道。 3、倾斜巷道。 按用途分类：1、开拓巷道。2、准备巷道。3、 采煤巷道
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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。
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断裂构造
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。 断裂构造分为：裂隙和断层。
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断层及其要素
断层：是断裂两侧的岩层产生明显位移的构造 变动。即断层部位岩层的完整性和连续性遭 到破坏，是一种常见的重要地质构造现象。 要素：断层面、断层线、断盘、交面线、落差 与平错。
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目前我国井型系列（万t/a）
大型矿井：120、150、180、240、300、400 及以上 中型矿井：45、60、90 小型矿井：9、15、21、30 注：除标准井型外，在矿井设计中不能 出现中间井型。
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矿井储量
矿井储量：指井田范围内煤炭的埋藏量。 远景储量、工业储量（建设设计依据） 可采储量：矿井工业储量中只有一部分能开采 出来的煤炭量。 矿井固定煤柱：指伪了保护井筒、工业广场、 地面建筑物、铁路等留设的保护煤柱和为了 矿井安全生产而留设的井田边界、断层、河 流等隔离煤柱。固定煤柱在矿井开采中不得 采动。
煤矿生产技术基础知识
主讲人:
安全是天 以人为本
煤矿安全工作是我们保证安全生产的基 础,是我们做好一切工作的基础，请大家了 解并且掌握安全生产技术基础，为我们煤 矿的安全生产做出自己应有的贡献。
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第一章:煤矿地质基础
地质作用:在漫长的地质年代中,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。 分类：按其能源及作用场所可以分为内力地质作用和外力地质 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，叫内力地质作用。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：作用在地壳表面，主要由地球以外的太阳辐射、 日月引力能等引起。能使地表形态发生变化和地表化学元素 产生迁移、分散和富集。作用形式（1）风化和剥蚀（2）搬 运和沉积（3）固结成岩
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工作面初次来压
定义：采空区基本顶第一次大面积垮落称为初次垮落。 由于基本顶初次垮落，使工作面压力增大，故称为 初次来压。 现象：持续：2－3天。来压步距：一般20米～35米， 少数为50米～70米。 特点：工作面顶板下沉量和下沉速度急增，甚至出现 台阶式下沉；顶板破碎，甚至出现与煤壁平行的裂 隙，有时发出巨大的断裂声；支架受力增加，采空 区掉块，煤壁严重片帮。 预防措施：沿放顶线加强支护（增设排柱、木垛、斜 撑、抬棚）、强制放落顶板等。
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断层的分类
1、根据断层两盘相对运动的方向分类：（1）正断层：上盘相 对下降，下盘相对上升，两盘在垂直及水平面上的投影呈分 开状态的断层。 （2）逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降，两盘在垂直及 水平面上的投影呈重叠状态的断层。 （3）平移断层：断层两盘沿着断层面走向方向相对移动，以 及两盘升降位移量相对于水平位移量很多的断层。 2、根据断层走向与岩层走向的相对关系分类（1）走向断层： 断层走向与岩层走向一致或近于一致，可使同一岩层重复出 现或缺失。 （2）倾向断层：断层走向与岩层倾向一致或近于一致，使断 层两侧岩层露头中断而呈现交错的不连续状态。 （3)斜交断层：断层走向与岩层走向斜交。
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煤层的顶底板岩层的划分
根据顶底板相对煤层的位置和垮落性能、 强度等结构的不同，从上至下，顶板划分为 基本顶、直接顶、伪顶三个部分；底板分为 伪底、直接底、老底。 对于某个特定煤层来说，其顶底板的这 六个组成部分不一定发育俱全，可能缺少某 一个或几个组成部分的岩层。
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老顶
伪底 直接底
直接顶 伪顶
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第二章：矿井开拓与开拓方法
开拓方式：开拓巷道在井田内的布置方式
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矿井生产能力
定义：指矿井一年内能生产煤炭的数量，又称为矿井 年产量或井型。 问题：如何合理确定矿井生产能力？ 答：矿井生产能力要根据煤层赋存条件、开采技术条 件、国家对煤炭的需求状况及当地经济发展状况等， 并结合国家有关技术政策综合分析，认真进行技术 经济比较来确定。一般地，井田储量丰富，煤层赋 存条件好，煤层生产能力大时应建大型矿井。当煤 层埋藏深、地面地形复杂时，不宜建大型矿井；当 煤层埋藏较浅，储量不太丰富或煤层赋存不太稳定、 地质构造复杂时，宜布置工业场地的矿井，为了充 分发挥井筒和地面工业场地的投资效果，也宜建小 型矿井。
分类指标：按反映顶板稳定性的岩石单向 抗压强度、节理裂隙间距、分层厚度综合而 成的强度指数作为岩性指标，将直接顶分为 四类。即：不稳定顶板、中等稳定顶板、稳 定顶板、坚硬顶板。
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基本顶分类
基本顶来压强度主要根据直接顶和采高 的比值及基本顶初次来压步距，将基本顶分 为四级：不明显、明显、强烈、极强烈。
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井底车场的主要硐室
主要硐室有：变电所、水泵房、水仓、翻笼硐 室、装煤设备硐室、电机车库及修理间。 属于服务性的或因安全上的需要而设置的有调 度室、等候室、井下防火门硐室、消防材料 库及炸药库等。
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矿井开拓延深方案
1、主、副井直接延深 2、采用暗立井或暗斜井延深 3、新开一个井筒，延深一个井筒。
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立井开拓
立井开拓可以适应各种水平的划分方式和 阶段内的布置方式 优点：井筒短、提升速度快、提升能力大、管 线辐射短、通风阻力小、维护较容易、对地 质条件适应性强，不受煤层倾角、厚度、瓦 斯等条件限制。 缺点：井筒掘进施工技术要求高，开凿井筒所 需设备和井筒装备复杂，井筒掘进速度慢， 基建投资大等
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采区采出率：矿井工业储量扣除固定煤柱损失 后，仍然难以完全采出。用采区采出率表示。 国家规定采区采出率一般不应低于： 厚煤层：75％ 97％ 中厚煤层：80％ 95％ 薄煤层：85％ 93％ 采煤工作面采出率：
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井田再划分方式
一、井田划分为阶段 二、井田划分为盘曲 三、井田划分为区域 四、阶段内再划分
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煤系
众所周知：煤是由古代植物遗体经过长 期演变形成的。在成煤史上流传有“一米煤 田，百米林木”的说法。 煤系：含有煤层的沉积岩系，他们彼此间大致 连续沉积，并在成因上有密切联系。又称含 煤地带或含煤建造。