煤炭基本知识汇总
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煤炭基本知识提纲
一、煤的形成
1、地质年代及成煤年代
我国煤炭成煤年代主要有石炭纪、二叠纪、侏罗纪和白垩纪。
2、煤层特征
(1)空间几何特征(平面展布、厚度、分叉)
煤炭呈层状分布,保留的现有面积一般由几十至几万平方千米,世界上面积最大的煤田为俄罗斯的通古斯煤田,面积约104.5万平方千米,地质储量约20890亿吨。
煤层厚度有薄有厚,厚者达数十米,一般小范围内厚度相差不大。中国标准规定最低可采厚度0.6米,煤层厚度分为薄煤层(0.6~1.3m)、中厚煤层(1.3~3.5m)、厚煤层(3.5m以上)。
(2)煤层构造(褶皱、断层、火成岩侵入)
煤层原始状态为水平状,由于地质作用往往形成褶皱(背斜、向斜),使煤层倾角加大。地质作用使煤层断裂,形成断层。火成岩侵入使煤层变薄、消失或变质程度加深。
(3)开采技术条件(瓦斯、地温、煤层自燃、水文)
由于高压、高温使部分煤炭形成瓦斯,有时瓦斯压力很大,开采时突然释放,造成突出事故。
煤层埋藏越深地温越高,煤矿安全规程规定,采掘工作面温度超过30度时必须采取降温措施。埋深800m以下煤层一般均有地温热害。
变质程度低或含硫高的煤层易自燃。
有的煤层离地下含水层近,易导致生产中突水,威胁安全生产。
3、我国煤炭资源概况
中国煤炭资源相当丰富,据地质工作者对煤炭资源进行远景调查结果,在距地表以下2000m深以内的地壳表层范围内,预测煤炭资源远景总量达50592亿吨。到1996年底止,保有储量总量10025亿吨。与世界探明可采储量相比,中国煤炭储量位于原独联体、美国之后,居世界第3位。煤炭资源分布相当广泛,除上海市和香港特别行政区外,其他各省(区、市)均有分布,以新疆、内蒙古、山西、陕西等省(区)资源力量最丰富,贵州、云南、宁夏、安徽、山东、河南、河北次之,台湾也有煤炭资源产出。从探明储量看,则以山西、内蒙古、陕西为最,新疆、贵州次之。
二、煤矿建设基本程序
1、地质勘查、固体资源储量分类
(1)煤炭地质勘查工作划分为预查、普查、详查、勘探四个阶段。
预查应在煤田预测或区域地质调查的基础上进行,其任务是寻找煤炭资源。预查的结果,要对所发现的煤炭资源是否有进一步地质工作价值做出评价。
普查是在预查的基础上,或已知有煤炭赋存的地区进行。普查的任务是对工作区煤炭资源的经济意义和开发建设可能性做出评价,为煤矿建设远景规划提供依据。
详查的任务是为矿区总体发展规划提供地质依据。
勘探的任务是为矿井建设可行性研究和初步设计提供地质资料。
勘查的基本手段有:槽探、钻探、地震物探。
(2)固体资源储量分类
见下表。
2、煤矿项目的建设与投产
(1)几个概念
煤田:同一地质年代时期形成并连续发育的煤系分布的区域。煤田大多表现为盆地形态。根据地质构造、地理环境、生产规模,一个煤田可划分为若干个煤矿区或井田。
矿区:一个煤田可划分一个至多个矿区。矿区是包括若干座煤矿的区域,有完整的生产工艺、地面运输、电力供应、通讯调度、生产管理及生活服务等设施,其范围常视矿床的规模而定。
井田:适合单独建设煤矿的区域。一个矿区可包括多个井田。
(2)可行性研究
为避免地质勘查和矿山开发的投资失误,提高地质勘查和开发的经济效益与社会效益,在普查、详查、勘探三个阶段,都需进行相应的可行性评价。可行性评价工作分为概略研究、预可行性研究和可行性研究三种。
(3)项目设计
若项目可行性研究报告通过政府相关部门审查通过,即可准备开工建设,即开展初步设计、施工图设计。
(4)开工建设
煤矿开工建设需完成的主要工作:
符合国家或地方政府能源建设项目规划(即常说的拿到路条),
国土资源部门备案的勘探报告和资源量,
通过政府及行业管理部门审查批准的可行性研究报告、初步设计、安全专篇、环境影响评价、资源开发利用方案、地质灾害评估报告,
申办采矿权证,
建设用地批复、城市规划批复、贷款承诺函或自有资金证明。
批复的项目开工报告。
(5)煤矿投产
通过行业管理部门组织的投产验收,
取得公司营业执照、安全生产许可证、煤炭生产许可证、矿长资格证、矿长安全资格证。
(6)煤矿井型划分
根据国家煤矿设计规范,煤矿生产能力分大、中、小三种类型,具体如下:井工煤矿:大型:120万吨/年以上;
中型:90~45万吨/年;
小型:30万吨/年及以下。
露天煤矿:大型:400万吨/年以上;
中型:100~400万吨/年;
小型:100万吨/年及以下。
三、煤矿开采
1、露天开采
从敞露地表的采矿场采出有用矿物的过程。又称露天采矿。当矿体埋藏较浅或地表有露头时,应用露天开采最为优越。与地下开采相比,优点是资源利用充分、回采率高、贫化率低,适于用大型机械施工,建矿快,产量大,劳动生产率高,成本低,劳动条件好,生产安全。但需要剥离岩土,排弃大量的岩石,尤其较深的露天矿,往往占用较多的农田,设备购置费用较高,故初期投资较大。此外,露天开采,受气候影响较大,对设备效率及劳动生产率都有一定影响。随着开采技术的发展,适于露天采矿的范围越来越大,可用于开采低品位矿床和某些地下开采过的残矿。
2、井工开采
对地表覆盖层较厚、露天开采不经济或有特殊要求不能露天开采的煤矿应采用井工开采。其优点是能适应覆盖层较厚的煤层,适用性广,但系统复杂,安全生产条件差。我国90%的煤矿均采用井工开采。
3、井工开采采煤法
按落煤和对顶板的支护方式分类,采煤方法可分为综合机械化采煤法(简称“综采”)、普通机械化采煤法(简称“普采”)、放炮落煤采煤法(简称“炮采”)。将煤层用巷道分割成宽100~200m、长1000~2000m不等的长方体,在宽边布置工作面采煤。
(1)综采
整体金属支架支护煤层顶板,以保障工作面人员及设备的安全生产,用采煤机采煤,见下图。综采适用于煤层厚度变化小、构造较简单的1.3~3.5m厚度的中厚煤层。