煤矿生产技术与顶板事故预防.ppt
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1、煤矿生产技术与顶板事故预防,第一节 煤矿生产技术,一、岩石 地球有内向外分三层:地核、地幔、地壳 地球最外一层厚约40km左右的硬壳叫地壳 地壳由岩石组成,岩石按生成原因分三大类 1.岩浆岩 如:花岗岩、橄榄岩等 2.沉积岩 如:媒、泥岩、页岩、砂岩、石灰岩等 沉积岩有两大特征(1)层理(2)化石 3.变质岩 如:石灰岩大理岩 花岗岩片麻岩,二、煤的形成,地球已形成46亿年 中国有三个成煤时期 新生代的第三纪(距今0.3亿年) 中生代的侏罗纪(距今1.9亿年) 古生代的二叠纪和石炭纪(距今2.9亿年) 平顶山煤田形成于2亿年前古生代的石炭纪和二叠纪,煤由古生植物遗体转变而成 高等植物-泥炭-褐
2、煤-烟煤- 无烟煤 成煤条件: 1.气候条件 2.植物条件 3.地形条件 4.地壳运动条件,煤的主要元素成分: 炭、氰、氧、氮、磷 煤质的衡量指标: 水分、发热量、胶质层厚度、灰分、挥发分,平顶山煤系与煤成概况 平顶山煤田成煤时代为石炭二叠纪。煤系厚约800米,含煤7组88层。其中: 甲组12层煤 乙组16层煤 丙组7层煤 丁组11层煤 戊组18层煤 己组7层煤 庚组17层煤,特别编号23层: 甲1 乙2 丙3 丁4、5、6、7 戊8、9、10、11、12、13 己14、15、16、17 庚18、19、20、21、22、23,规划主要开采10层: 丙3 丁5、6 戊8、9、10 己15、16、
3、17 庚20 (其中规划局部开采6层:乙2、丁4、7、戊11、己14、庚21),韩梁矿区甲、乙、丙煤层剥蚀 平顶山矿区东部庚组煤存在较差平顶山矿区煤层呈东西走向为向斜构造,称李口向斜,该向斜构造对一矿十二矿安全生产很大 1954年4月平顶山煤矿筹备处成立 1955年9月8号二矿破土动工,依次:三矿、四矿、五矿、一矿、七矿、六矿、十二矿、马道矿、九矿、十矿、十一矿、高庄矿、八矿、大庄矿、十三矿、首山相继开工,已开采地质储量30亿吨。,描述煤层产状的三要素:走向、倾向、倾角。,煤层的分类: 1、按煤层倾斜程度分类: 近水平煤层:45 2、按煤层厚度分类: 薄煤层:3.5m,三、地质构造 *煤(岩)
4、层受力后呈构造变化的形态叫地质构造 *煤矿地质构造的基本类型有: 单斜构造褶皱构造断裂构造 *地质构造对安全生产和开采设计有很大影响,1、单斜构造 *煤(岩)层朝一个方向倾斜 *单斜构造影响巷道设计和顶板管理,2、褶皱构造 *煤(岩)层受到水平方向的外力挤压作用后而呈弯曲状态 *特征:煤层仍保持完整性及连续性 *褶皱构造影响井田划分、井筒布置、采区布置、巷道施工方向控制、坍塌冒顶、瓦斯突出等 *褶曲:褶皱构造中每一个弯曲为一个褶曲 *褶曲又分背斜褶曲向斜褶曲,3、断裂构造 *煤(岩)层在地壳运动作用下产生断裂 *特征:煤层失去了完整性和连续性 *断裂改造包括:裂隙断层,裂隙 *断裂后断裂面两侧
5、煤(岩)体没有产生明显的位移 *裂隙分类:风化裂隙、构造裂隙、成岩裂隙 *裂隙会诱发爆破、透水、冒顶、瓦斯等事故,断裂 *特征:断裂后断裂面两侧煤(岩)体产生了明显位移 *地震产生断层 *断层影响井田及采区划分、煤炭回采,诱发透水、瓦斯、冒顶事故 *断层分类正断层:上盘下降,上盘上升 逆断层:上盘上升,下盘下降 平推断层:两盘水平位移,四、煤层开采划分 煤田矿区井田阶段(水平)采区采面,五、矿井开拓方式 1、立井开拓 2、斜井开拓 3、平硐开拓 4、综合开拓,六、矿井生产系统 *1、运输系统 *2、通风系统 *3、供电系统 *4、供、排水系统 *5、瓦斯监测、抽放系统,七、巷道分类、形状和支护
6、方式 1、巷道分类 *按围岩性质分类 煤巷岩巷半煤岩巷 *按倾斜程度分类 直立巷道倾斜巷道水平巷道 *按服务范围分类 开拓巷道准备巷道回采巷道,2、巷道形状 梯形巷道 拱形巷道 不规则巷道,3、巷道支护方式 *根据支护材料不同巷道支护方式分类如下: 木支护 砌碹支护 喷浆支护 金属钢支护 锚杆(锚索、锚网)支护 *锚杆支护是先进的支护方式,是巷道支护技术的发展方向。 *锚杆支护作用的原理: 悬吊作用 组合梁作用 挤压加固作用 减少跨度作用,八、采煤工艺 *采煤工艺:采煤工作面落煤、装煤、运煤、顶板支护、采空区处理五大工种。 *采煤工艺的选择应考虑地质、技术、经济等因数 *平煤集团采用的采煤工艺
7、有三种: 1、爆炮采煤(炮采:含单体柱放顶煤) 2、普通机械化采煤(机采) 3、综合机械化采煤(综采:含综采放顶煤),巷道布置应满足以下要求: 1、有利于集中生产 2、通风稳定可靠 3、回采率高 4、技术和经济合理 5、有利于机械化生产,爆炮采煤工艺 *爆炮采煤工艺: 爆破落煤、人力装煤、刮板输送机运煤、单体支架支护顶板、 采空区自然垮落 *三矿、七矿、九矿、高庄、大庄、天力、朝川、香山、梨园、新峰、白庙、方山等矿均使用炮采,*普通机械化采煤工艺: * 采煤机滚筒落煤、 滚筒装煤、 刮板输送机运煤、 单体支架支护顶板、 采空区自然垮落 *1958年二矿使用康拜因机组 *1965年四矿首次使用M
8、LQ64型单滚筒采煤机 *1981年8月八矿使用MLS170采煤机首次上高档机采 *二矿、四矿、五矿、六矿、七矿、八矿等曾使用机采 *二矿、五矿曾使用刨煤机采煤 *二矿、七矿目前采用普通机械化采煤工艺,*综合机械化采煤工艺(简称综采): *采煤机滚筒落煤、滚筒装煤、 刮板输送机运煤、液压支架支护顶板、采空区自然垮落,*世界首台综采设备20世纪50年代诞生于英国 *中国首台采煤机1970年在大同试 *目前中国神华集团综采单面产量最高达1024万吨 *平煤集团1974年首次购买三套综采设备在一矿和十矿使用 *1978年10月平煤再次购买二套前苏联综采设备在四矿和十矿使用,3个月出煤78万吨,较为成
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