采煤概论实习报告-滕

本科生 生产实习报告

课 程： 采煤概论

姓 名： 滕尚甫 学 号： 0910420104 学 院： 机电与信息工程学院

专 业： 电气工程与自动化 班 级： 2009级1班 完成日期： 2012 年 6 月 30 日

一．课程概况

该课程系统的介绍了煤矿地质,矿井各生产环节和通风与安全等方面的基本知识，主要包括地质与矿图，矿井开拓，井巷掘井，采煤方法，矿井通风与安全，矿井运输和提升等。

二．实习内容

A . 煤矿地质知识

(一)地质作用、地壳的物质组成及地史的概念

埋藏在地下的煤和其他矿产资源，都是地壳物质运动和各种地质作用的产物。 一、地质作用 1. 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。 2. 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 。 二、地壳的物质组成

组成地壳的岩石种类繁多，按照生成原因，可以将岩石划为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类别。

沉积岩分布最广，地表约75%的面积都覆盖有沉积岩，有许多重要的矿产如煤、油页岩、岩盐等本身就是沉积岩。 三、地史的概念

地壳的发展历史简称地史。在45亿年以前形成的地球，在漫长的岁月里，其地壳在不停地运动，地球上的生物也在不断地发展演化。研究表明，地球上的任何一种矿物、岩石，任何地貌和构造形态以及任何一种动植物，都是地壳发展演化的产物。

通常根据地壳运动及古生物的发展，将地壳发展历史的主要阶段及其顺序，从古到今划分为太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五个大的时期。

（二） 煤的形成及煤系 一、煤的形成

煤层的形成受古植物、古气候、古地理及古构造等条件的控制。 我国最主要的三个聚煤时期为：石炭二迭纪、侏罗纪和第三纪。

古植物从死亡、堆积到转化为煤的演化过程，称为成煤作用。分为泥炭化阶段 和煤化阶段 。

二、煤系的概念

煤系是指含有煤层的沉积岩系，它们彼此间大致连续沉积，并在成因上有密切联系。

（三） 煤的性质及工业分类 1．煤的物理性质

光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、比重和容重、导电性等。

2．煤的化学组成：有机质和无机质，主要元素有：碳、氢、氧、氮、硫、磷。 二、煤的工业分类 1．常用的煤质指标

评价煤质的主要指标包括：水分W、灰分A、挥发分V、胶质层厚度Y、发热量Q、硫S和磷P的含量以及含矸率等。 2．煤的工业分类

我国现行的工业分类，是以炼焦煤为主的分类方案，分类指标主要用挥发分和胶质层的最

大厚度y(mm)为指标划分煤的种类，从无烟煤到褐煤分为十大煤种，即无烟煤、烟煤（贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤）、褐煤 。

（四） 煤层的埋藏特征

一、煤层赋存状态 1）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 2）煤层的稳定性

稳定煤层、较稳定煤层、不稳定的煤层、极不稳定煤层 。 3）煤层的倾角

缓斜煤层 0°～25° 倾斜煤层 25°～45° 急斜煤层 45°～90°

通常又把8°以下的煤层称为近水平煤层。 二、影响开采工作的其他因素 1）煤的自燃倾向性

煤的自燃性决定于煤的疏松程度及氧化过程的剧烈程度。煤愈松软，煤层愈厚或氧化愈快，其自燃危险就愈大。 2）煤和岩层的含瓦斯性

瓦斯的涌出和积聚不但给矿井生产带来许多困难，还可能造成严重的灾害。因此，在开采含瓦斯较大的煤层时，应当在技术上采取特殊措施。 3）矿井的充水程度

矿井开采时，由于巷道开掘和采空区塌陷，必然波及煤层上下的含水层以及地表下的水源，而造成矿井充水。严重时还可能威胁矿井安全。

（五） 煤田地质勘探及矿井储量

一、煤田地质勘探的任务

了解矿井资源/储量、井田地质条件、煤层赋存条件、水文地质条件、开采技术条件、煤种煤质等矿井的资源条件。

二、煤田地质勘探工作的阶段划分

煤田地质勘探工作划分为煤田普查、矿区详查和井田精查三个阶段依次进行。 三、矿井储量

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 。

B . 井田开拓的基本问题

(一) 煤田划分为井田 1.煤田

在地质历史发展的过程中，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带称为煤田。 2.矿区和矿区开发

开发煤田形成的社会区域，成为矿区。

矿区根据储量、赋存条件、煤炭市场需求量和投资环境等情况，确定矿区规模、划分井田，规划井田开采方式，规划矿井或露天矿建顺序，确定矿区附属企业的类别、数目和生产规模，建设过程等，总称为矿区开发。 3.井田

在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田。 一般情况下：煤田－（矿区）－井田（矿井）

一、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 二、井田境界的划分方法

（一）垂直划分：相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界线各留井田边界煤柱，称为垂直划分。

（二）水平划分 ：以一定标高的水平面为界，即以一定标高的煤层底板等高线为界，并沿该煤层底板等高线留置边界煤柱。 （三）按煤组划分

（四）以自然边界（如断层等）划分

（二） 矿井生产能力和服务年限 一 矿井生产能力

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。

矿井核定生产能力 ： 矿井经过技术改造，核定后的生产能力，万t /a。

井型 ： 根据矿井设计生产能力不同，我国将矿井分为大、中、小三种类型，称井型。 二、矿井服务年限

矿井服务年限是指按矿井可采储量、设计生产能力，并考虑储量备用系数计算出的矿井开采年限。

三、矿井生产能力、服务年限与储量的关系 T=ZK/AK

Zk－矿井可采储量，万吨； T－矿井设计服务年限，a；

A－矿井设计生产能力，万吨/a； K—储量备用系数，1.3～1.5。

储量备用系数是为保证矿井有可靠服务年限而在计算时对储量采用的富裕系数。

（三） 井田再划分

一、井田划分阶段 阶段划分及特征

（1）阶段概念：在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分具有的生产系统，称之为一个阶段。

（2）开采水平：布置有井底车场和主要运输大巷，并担负该水平开采范围内的主要运输和提升任务的水平 。一个开采水平可只为一个阶段服务，也可以为该水平上下两个阶段服务。

二、井田划分为盘区

当井田内煤层倾角很小，接近水平时，由于煤层沿倾斜方向高差很小，没有必要再按标高划分阶段。这时，可沿煤层主要延展方向布置主要大巷，将井田分为两翼，然后以大巷为轴将两翼分成若干适宜开采的块段，每个块段叫一个盘区。每个盘区通过盘区石门与主要大巷相连构成相对的生产系统，见图3—6。 三、井田分区域划分

随着开采技术的发展和煤层埋深的增加，矿井开采强度越来越大，出现了许多特大型、巨大型矿井。国外已出现了年产量超过千万t的矿井。这些矿井井田范围广阔，可达上百平方公里，煤层沿走向长可达数十公里。这就势必造成井下运输距离、通风线路、管线敷设过长，给生产和管理带来困难。为此，有的矿井采用了分区域开采的办法，就是将整个井田划分成若干个区域，每个区域相当于一个小井田，进一步划分成阶段、盘区等。每个区域开凿辅助提升井和风井为本区域服务。在井田开凿集中提升井

四、阶段内再划分 1．分区式 2．分带式布置 3．分段式 4．整阶段布置

（四） 井田内开采顺序

一、煤层沿倾斜的开采顺序 1、下行开采 2、上行开采 说明：

一般地，不论是整个井田，还是阶段内、采空区内，对同一煤层，都应首先考虑使用下行开采顺序。

二、煤层沿走向的开采顺序 1、前进式 2、后退式

三、连续式开采的概念

采用分段和整阶段布置时，工作面都是在阶段走向方向不停顿地连续推进，称为连续式开采。

连续式开采具有开采的准备工作量少，工作面可以连续推进较长的距离，搬家次数少等特点，对装备复杂的机械化工作面，其优点更为突出。但是，由于工作面连续推进，要求井田内没有或很少有地质变动，尤其是没有倾向断层，才能取得较好的技术经济效果。一般适用于煤层埋藏稳定，井田内无大的倾向断层的矿井，或走向较短的小型矿井。

（五） 巷道分类

为了进行矿井开采，在地下开掘的井筒、巷道和硐室的总称。按空间位置和形状可分为： 1. 垂直巷道－立井、暗立井、溜井

2．倾斜巷道－斜井、暗斜井、上山、下山 3．水平巷道－平硐、石门、煤门、平巷

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：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。

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、采区石门等。 回采巷道：为工作面采煤直接服务的巷道，如区段上、下平巷和开切眼

（六）开拓方式的概念及分类

开拓方式：在一定的井田地质、开采技术条件下，矿井开拓巷道可有多种布置方式。开拓巷道的布置方式通称为开拓方式。 一、井田开拓方式分类

井田开拓方式种类很多，一般可按下列特征分类： （一）按井筒（硐）形式

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。 （二）按开采水平数目

按开采水平数目可分为：单水平开拓（井田内只设1个开采水平）；多水平开拓（井田内设2个及2个以上开采水平）。 （三）按开采准备方式

按开采准备方式可分为上山式、上下山式及混合式。

（1）上山式开采 开采水平只开采上山阶段，阶段内一般采用采区式准备。

（2）上下山式开采 开采水平分别开采上山阶段及下山阶段，阶段内采用采区式准备或带区式准备；近水平煤层，开采水平分别开采井田上山部分及下山部分，采用盘区式或带区式准备。

（3）上山及上下山混合式开采 上述方式的结合应用。 （四）按开采水平大巷布置方式

（1）分煤层大巷，即在每个煤层设大巷；

（2）集中大巷，在煤层群集中设置大巷，通过采区石门与各煤层联系； （3）分组集中大巷，即对煤层群分组，分组中设集中大巷。 二、确定井田开拓方式的原则

（1）贯彻执行国家有关煤炭工业的技术，为早出煤、出好煤、高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。

（2）合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。 (3)合理开发国家资源，减少煤炭损失。

(4）必须贯彻执行煤矿安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道保持良好状态。

（5）要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综合机械化、自动化创造条件。

（6）根据用户需要，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其他有益矿物的综合开采。、

C . 井田开拓方式

(一) 斜井开拓

一、片盘斜井开拓

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划分成若干个阶段，每个阶段倾斜宽度可以布置一个采煤工作面。在井田沿走向由地面向下开凿斜井井筒，并以井筒为中心由上而下逐阶段开采。图4—1为一片盘斜井的示例。井田沿倾斜方向划分为四个阶段。阶段内按整个阶段布置，即每一阶段斜宽布置一个工作面。 1．矿井开拓程序 2．矿井生产系统 3. 特点

优点：片盘斜井开拓，巷道布置和生产系统简单，井巷施工技术也不复杂，而且初期工程量小，出煤快。

缺点：不能多阶段同时生产，同采工作面最多为两个，矿井生产能力受到。另外，延深工作频繁，生产和掘进之间相互影响较大。工作面整阶段连续推进，对地质条件变化适应性差。

二、斜井单水平分区式开拓

由斜井进入煤体，由一个开采水平开采整个井田。井田可划分为一个阶段，也可以划分为两个阶段。阶段沿走向划分为采区。

图4—2为一典型的斜井单水平分区式开拓方式。井田划分为两个阶段，每个阶段沿走向划分为六个采区。开采水平在上、下两阶段分界面。上山阶段每个采区沿倾斜划分为五个区段，下山阶段式分为四个区段。矿井可采煤层为一层中厚煤层，煤层倾角较小。 三、斜井形式选择

1、斜井倾角主要依据其装备的提升设备确定。根据经验，一般应符合下列范围： 串车提升 α≯25° 箕斗提升，α=20°～35° 无极绳提升 α≯10° 胶带输送机提升α≯17°

2、斜井采用串车和箕斗提升时，其提升能力受井筒斜长影响较大。近年来，随着胶带输送机技术的不断发展，斜井提升能力大大加强，其应用更加广泛。斜井在地下的空间布置形式主要受煤层赋存条件、地面地形和提升方式影响。

3、煤层斜井 斜井沿煤层开掘，施工容易、速度快、投资少。但当煤层较厚、煤层松软、构造复杂及煤层有自燃倾向时，不宜沿煤层布置。此外，沿层斜井需要留设井筒保护煤柱，资源浪费大。

4、底板斜井 为了避免上述问题，可以将井筒布置在煤层底板中。但当煤层倾角小于井筒倾角时，水平石门工程量太大。优点是井筒易维护，不需保护煤柱。

5、穿层斜井 当煤层倾角小于井筒倾角时，为了减少水平石门工程量或免受地面因素影响，斜井可穿越煤层布置。

（二）立井开拓

立井开拓也是广泛采用的一种进入煤体的方式。除井硐形式外，其开拓巷道布置与斜井相同。

一、立井单水平分带式开拓

这种开拓方式如图4—3所示，井田划分为两个阶段，阶段内采用分带式布置。 二、立井多水平分区式开拓

三．实习心得体会:

通过这门课程的学习，我知到了煤的形成，性质，分类以及划分等级，煤田的划分，煤的开采方式等。从中我懂得了煤作为一种资源的珍贵，形成需要时间的漫长，我们要更加珍惜资源。也初步了解矿井的一些基本知识，若以后要从事与矿相关的工作，这次课程为工作打下了基础。为后几天的煤矿参观预备了一些知识。