煙煤、無煙煤變質(zhì)作用煤化作用褐煤成巖作用

成煤作用泥炭（或腐泥）泥炭化作用（或泥化作用）成煤原始物質(zhì)第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第一頁，共66頁。2.成煤的必要條件

第一、溫暖潮濕的氣候；第二、大量植物生長、死亡；第三、大面積沼澤；第四、地殼運(yùn)動(dòng)配合第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第二頁，共66頁。二、聚煤期

地質(zhì)歷史中形成煤炭資源的時(shí)期稱為聚煤期或成煤期。我國在石炭紀(jì)、二迭紀(jì)、侏羅紀(jì)和第三紀(jì)為主。第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第三頁，共66頁。三、煤層賦存特征（一）煤層的結(jié)構(gòu)和頂、底板1.煤層的結(jié)構(gòu)

煤層通常是層狀的。分為兩類:

（1）簡單結(jié)構(gòu)煤層（2）復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第四頁，共66頁。2.煤層的頂、底板頂板:

賦存在煤層之上的鄰近巖層。底板:賦存在煤層之下的鄰近巖層。偽頂直接頂老頂直接底老底第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第五頁，共66頁。（二）煤層厚度煤層的厚度:煤層頂?shù)装逯g的垂直距離。總厚度和有益厚度總厚度:包括所有煤分層和夾矸層厚度總和.有益厚度:是煤分層厚度的總和,不包括夾矸層厚度.煤層最低可采厚度:當(dāng)代技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下，可開采的最小煤層厚度.（6頁表1－3）

第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第六頁，共66頁。圖1-1煤層的總厚度及有益厚度煤層厚度第七頁，共66頁。圖1-2煤層的產(chǎn)狀要素（三）煤層的構(gòu)造形態(tài)1.單斜構(gòu)造描述煤（巖）層的空間形態(tài)，通常用產(chǎn)狀要素:

走向、傾向與傾角

第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第八頁，共66頁。第九頁，共66頁。2.褶皺構(gòu)造煤層與巖層受到水平擠壓力后，變成彎曲形狀，但仍保持其連續(xù)性。3.斷裂構(gòu)造煤（巖）層受地殼運(yùn)動(dòng)作用力，作用力超過煤（巖）層的強(qiáng)度，就產(chǎn)生斷裂，失去了連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)稱為斷裂構(gòu)造。斷裂后，兩側(cè)巖層若沒有發(fā)生明顯位移，稱為節(jié)理；斷裂面兩側(cè)的巖層發(fā)生了明顯位移的斷裂構(gòu)造稱為斷層。斷層對(duì)礦井生產(chǎn)影響特別顯著。第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第十頁，共66頁。斷層分類:正斷層：巖層斷裂后，上盤相對(duì)下降，下盤相對(duì)上升。逆斷層：上盤相對(duì)上升，下盤相對(duì)下降。平推斷層：斷層兩盤沿水平方向移動(dòng)。第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第十一頁，共66頁。圖1-5斷層示意圖第十二頁，共66頁。圖1-6斷距示意圖ab-垂直斷距bc-水平斷距第十三頁，共66頁。第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第十四頁，共66頁。（四）常用的煤層分類1.按煤層傾角分類按傾角分為四類：近水平煤層<8°緩（傾）斜煤層8~25°傾斜煤層25~45°急（傾）斜煤層>45°第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第十五頁，共66頁。2.按煤層厚度分類

按厚度分為三類：薄煤層<1.3m中厚煤層1.3~3.5m厚煤層>3.5m第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第十六頁，共66頁。3.按煤層穩(wěn)定性分類

煤層穩(wěn)定性是煤層形態(tài)、厚度、結(jié)構(gòu)與可采性的變化程度。按煤層穩(wěn)定性，可分為：穩(wěn)定煤層較穩(wěn)定煤層不穩(wěn)定煤層極不穩(wěn)定煤層第一節(jié)煤田地質(zhì)概述第十七頁，共66頁。礦圖基本知識(shí)一、礦圖的基本知識(shí)在采礦設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)過程中，需要一套圖紙分別反映地形、地物、地下煤層形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造、礦井巷道與煤層或礦體之間的關(guān)系；礦井各種巷道、工作面以與它們之間的關(guān)系等，這類圖紙稱為礦圖。礦圖投影方法:正投影和標(biāo)高投影。第十八頁，共66頁。圖1.9三面正投影關(guān)系第十九頁，共66頁。圖1—10標(biāo)高投影原理1-大巷;2-上山;A、B、C-標(biāo)高點(diǎn)第二十頁，共66頁。二、地質(zhì)圖煤礦地質(zhì)圖:反映煤礦各種地質(zhì)現(xiàn)象與井巷工程之間相互關(guān)系與它們空間分布情況的所有圖件。煤礦常用地質(zhì)圖有：

a.鉆孔柱狀圖

b.

地質(zhì)剖面圖

c.煤層底板等高線圖

d.地形地質(zhì)圖礦圖基本知識(shí)第二十一頁，共66頁。a.鉆孔柱狀圖第二十二頁，共66頁。b.地質(zhì)剖面圖第二十三頁，共66頁。c．煤層底板等高線圖第二十四頁，共66頁。d．地形地質(zhì)圖(a)(b)圖1—20山嶺與湖泊等高線第二十五頁，共66頁。第二十六頁，共66頁。三、采掘工程圖采掘工程圖是反映采掘工程、地質(zhì)和測量信息的綜合性圖紙。

1.采掘工程平面圖與剖面圖（1－22）

2.采掘工程立面圖（1－23）

3.煤層層面圖（1－24）礦圖基本知識(shí)第二十七頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題一、煤田劃分為井田（一）煤田與井田1.煤田：同一地質(zhì)時(shí)期形成，并大致連續(xù)發(fā)育的含煤巖系分布區(qū)。煤田分類：富量煤田：面積大、儲(chǔ)量豐富的煤田。限量煤田：面積小、只能由一個(gè)礦井開采。2.井田：劃歸一個(gè)礦山開采的那部分煤田。第二十八頁，共66頁。（二）煤田劃分為井田1.原則：

1）井田境界、儲(chǔ)量與開采條件與礦井生產(chǎn)能力適應(yīng)

2）保證井田有合理尺寸（小：1.5－5km，中：4－7km，大：7－15km）

3）自然條件

4）相臨礦井間的關(guān)系2.劃分方法：

1）垂直劃分（近水平煤層）

2）水平劃分（傾斜煤層）

3）按煤組劃分第二節(jié)井田開拓的基本問題第二十九頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題第三十頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題二、礦井儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力與服務(wù)年限（一）礦井儲(chǔ)量礦井儲(chǔ)量：井田內(nèi)煤炭的埋藏量。礦井工業(yè)儲(chǔ)量(Zg):

礦井設(shè)計(jì)的資源依據(jù)，一般是列入平衡表內(nèi)的A+B+C級(jí)儲(chǔ)量。礦井可采儲(chǔ)量(Z):

礦井設(shè)計(jì)的可以采出的儲(chǔ)量.第三十一頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題工業(yè)儲(chǔ)量Zg、可采儲(chǔ)量Z，存在以下關(guān)系：

Z=(Zg-P)×C(t)式中P：永久煤柱損失，t；

C:采區(qū)回采率。（《規(guī)程》規(guī)定：厚煤層不小于75％；中厚煤層不小于80％；薄煤層不小于85％。地方煤礦不低于0.7。新設(shè)計(jì)礦井時(shí)可按上述數(shù)據(jù)選取）第三十二頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題（二）礦井生產(chǎn)能力礦井生產(chǎn)能力:指礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。(萬t/a)礦井井型:按礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力大小劃分的礦井類型。一般分大型、中型、小型礦井三種。1.大型礦井：生產(chǎn)能力為120、150、180、240、300、400、500萬t/a與500萬t/a以上的礦井；習(xí)慣上稱300萬t/a以上的礦井為特大型礦井。2.中型礦井：生產(chǎn)能力為45、60、90萬t/a。3.小型礦井：生產(chǎn)能力為9、15、21、30萬t/a。第三十三頁，共66頁。（三）礦井服務(wù)年限在劃定的井田范圍內(nèi)。當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力A一定時(shí)，可計(jì)算出礦井的設(shè)計(jì)服務(wù)年限T。式中K——礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，礦井設(shè)計(jì)一般取1.4，地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井和礦區(qū)總體設(shè)計(jì)可取1.5，地方礦可取1.3。（表2－1礦井與水平服務(wù)年限）第二節(jié)井田開拓的基本問題第三十四頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題三、礦井開采的概念（一）井田再劃分1．井田劃分為階段和水平階段:沿一定標(biāo)高劃分的一部分井田。開采水平:階段運(yùn)輸大巷與井底車場所在的水平位置及服務(wù)的開采范圍，也簡稱“水平”。

第三十五頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題第三十六頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題2．階段內(nèi)的再劃分階段內(nèi)的劃分通常有：采區(qū)式和帶區(qū)式。（1）采區(qū)式劃分采區(qū):在階段或開采水平內(nèi)，沿走向劃分為具有獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的開采塊段。區(qū)段:在采區(qū)內(nèi),若采用走向長壁采煤,沿煤層傾斜方向?qū)⒉蓞^(qū)劃分為若干長條形煤帶。第三十七頁，共66頁。第三十八頁，共66頁。（2）帶區(qū)式劃分在階段內(nèi)沿煤層走向劃分為若干個(gè)具有獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的帶區(qū)，帶區(qū)內(nèi)又劃分為若干個(gè)傾斜分帶，每個(gè)分帶布置一個(gè)采煤工作面。

第二節(jié)井田開拓的基本問題第三十九頁，共66頁。第四十頁，共66頁。（二）井巷名稱礦山井巷:為進(jìn)行地下開采的需要而開掘的井筒、巷道和硐室的總稱。根據(jù)井巷長軸線與水平面的關(guān)系，礦山井巷可分為:

1.垂直巷道

2.水平巷道

3.傾斜巷道

第二節(jié)井田開拓的基本問題第四十一頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題1.垂直巷道（1）立井：服務(wù)于地下開采，在地層中開鑿的直通地面的豎直巷道。(如主井、副井與風(fēng)井等)（2）暗立井：不與地面直接相通的直立巷道稱為暗立井。第四十二頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題2.水平巷道（1）平硐服務(wù)于地下開采，在地層中開鑿的直通地面的水平巷道。稱為平硐。（2）大巷與平巷：與地面不直接相通的水平巷道，其長軸方向與煤層走向平行。（3）石門與煤門

石門：與地面不直接相通的水平巷道，其長軸線與煤層走向正交或斜交的巖石水平巷道。

煤門：在厚煤層內(nèi)，與煤層走向正交或斜交的水平巷道。第四十三頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題3.傾斜巷道巷道長軸線與水平面有明顯坡度的巷道。（1）斜井（2）上山與下山（3）斜巷第四十四頁，共66頁。第四十五頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題（三）礦井巷道布置與生產(chǎn)系統(tǒng)1．巷道布置礦井巷道開掘原則：（1）要盡快構(gòu)通風(fēng)路（2）要盡量平行作業(yè)2．礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)（1）運(yùn)煤系統(tǒng)（2）通風(fēng)系統(tǒng)（3）運(yùn)料排矸系統(tǒng)

第四十六頁，共66頁。第四十七頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓的基本問題（四）礦井開拓、采區(qū)準(zhǔn)備和工作面準(zhǔn)備按其作用與服務(wù)范圍不同，可分為開拓巷道、準(zhǔn)備巷道及回采巷道。1.開拓巷道：從地面到采區(qū)巷道。（為井田開拓而開掘的基本巷道）2.準(zhǔn)備巷道：采區(qū)內(nèi)為采區(qū)或幾個(gè)工作面服務(wù)的巷道。（為準(zhǔn)備采區(qū)而掘進(jìn)的主要巷道）3.回采巷道：只為一個(gè)工作面服務(wù)的巷道。（形成采煤工作面及為其服務(wù)的巷道）第四十八頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓方式井田開拓:為開采煤炭，由地表進(jìn)入煤層為開采水平服務(wù)所進(jìn)行的井巷布置和開掘工程。開拓方式:開拓巷道的布置方式稱為。按井筒（硐）形式可分為：1.立井開拓2.斜井開拓3.平硐開拓4.綜合開拓第四十九頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓方式一、立井開拓

主井、副井均采用立井的開拓方式。二、斜井開拓

主井、副井均為斜井的開拓方式。三、平硐開拓

用主平硐的開拓方式。四、綜合開拓第五十頁，共66頁。立井開拓第五十一頁，共66頁。斜井開拓第五十二頁，共66頁。平硐開拓第五十三頁，共66頁。綜合開拓第五十四頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓方式五、平硐、斜井開拓的優(yōu)缺點(diǎn)與適用條件

1、平硐優(yōu)點(diǎn)：開拓、運(yùn)輸、排水等系統(tǒng)簡單，省去了提升、排水環(huán)節(jié)及設(shè)備，平硐施工技術(shù)簡單。缺點(diǎn)：平硐開拓受到地形條件的限制。適用條件：煤層埋藏在當(dāng)?shù)鼗鶞?zhǔn)面以上，且有一定的儲(chǔ)量。

2、斜井優(yōu)點(diǎn)：施工簡單，掘進(jìn)速度快，費(fèi)用低；斜井用膠帶提煤時(shí)，提升能力大。缺點(diǎn)：在開采深度相同的條件下，井筒長，管線長，維修難，通風(fēng)阻力大，輔助提升能力小。適用條件：埋藏淺，水文地質(zhì)情況簡單的煤層。第五十五頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓方式3、立井：優(yōu)點(diǎn)：維護(hù)費(fèi)用低，管線短，人員、材料升降速度快。缺點(diǎn)：井筒施工復(fù)雜、掘進(jìn)速度慢。適用條件：埋藏深、水文條件復(fù)雜時(shí)用。4、綜合開拓：

只用立、斜、平一種方式不合理時(shí)，可用綜合方式。第五十六頁，共66頁。第二節(jié)井田開拓方式采煤技術(shù)采煤工作面回采工藝包括：破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)與采空區(qū)處理五大項(xiàng)。

采煤工藝指的是：炮采、普采、綜采。第五十七頁，共66頁。第三節(jié)煤礦生產(chǎn)新技術(shù)一、煤礦安全高效開采地質(zhì)保障技術(shù)

煤礦安全高效礦井地質(zhì)保障系統(tǒng)，是根據(jù)安全高效礦井機(jī)械化、集中化程度高的特點(diǎn)和安全生產(chǎn)需要，以地質(zhì)量化預(yù)測為先導(dǎo)，以物探、鉆探等綜合技術(shù)為手段并依托先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)從而實(shí)現(xiàn)煤礦地質(zhì)工作的動(dòng)態(tài)管理和安全地質(zhì)預(yù)警的全過程。二、煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢

錨桿支護(hù)巷道安全性主要取決三個(gè)方面的因素：

1、巷道圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)

2、巷道所處的應(yīng)力環(huán)境

3、巷道支護(hù)強(qiáng)度第五十八頁，共66頁。

三、災(zāi)區(qū)救護(hù)新技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，裝備水平的提高，近年來災(zāi)區(qū)救護(hù)新技術(shù)也有較快發(fā)展；發(fā)達(dá)國家在礦山救護(hù)領(lǐng)域采用了一些世界領(lǐng)先的新技術(shù)，而我國的礦山救護(hù)技術(shù)當(dāng)前還沒有重大突破。從發(fā)達(dá)國家災(zāi)區(qū)救護(hù)技術(shù)上，可以看到他們?cè)诼毠づ嘤?xùn)、災(zāi)區(qū)自救、互救方面的好經(jīng)驗(yàn)、好做法。如：

第三節(jié)煤礦生產(chǎn)新技術(shù)第五十九頁，共66頁。1、災(zāi)區(qū)通訊技術(shù)在南非、加拿大、澳大利亞等國的井下和災(zāi)區(qū)通訊，都廣泛采用了“無線移動(dòng)電話”，它發(fā)送的信號(hào)，可穿透煤層、巖層和土壤，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送。達(dá)到了方便、快捷、安全、高效的要求。在事發(fā)的第一時(shí)間，災(zāi)區(qū)職工能夠立即匯報(bào)災(zāi)情，指揮部能迅速制定有效的搶救方案、組織快速救援。這對(duì)減少事故傷亡、降低事故損失、防止災(zāi)變繼發(fā)、組織成功搶救極為重要。

1996年某國有礦井發(fā)生了掘進(jìn)工作面瓦斯燃燒事故，三名救護(hù)隊(duì)員在災(zāi)區(qū)執(zhí)行任務(wù)時(shí)因迷路而遇難。如果當(dāng)時(shí)裝備有這種先進(jìn)的“災(zāi)區(qū)無線移動(dòng)電話”，事故就不會(huì)發(fā)生（詳見教案十）。

第三節(jié)煤礦生產(chǎn)新技術(shù)第六十頁，共66頁。

2、災(zāi)區(qū)搜救技術(shù)

安徽省某金屬礦發(fā)生坍塌事故，采用“生命探測儀”實(shí)施了成功的救援，而這一技術(shù)目前在煤礦尚未推廣應(yīng)用。近年來發(fā)達(dá)國家，在災(zāi)區(qū)搜救方面，采取了聲納探測、地音探測、機(jī)器人搜救等多項(xiàng)先進(jìn)新技術(shù)。以色列等國具有世界領(lǐng)先的礦井“人員定位搜救系統(tǒng)”。而我國某大城市施工地鐵發(fā)生坍塌事故后，到第二天還不知道遇險(xiǎn)人員被埋在哪里。

2006年美國某礦的3000米深井，發(fā)生瓦斯爆炸事故，13名礦工被困，礦主采用了地面打鉆，把機(jī)器人從鉆孔內(nèi)送入災(zāi)區(qū)執(zhí)行搜救探查任務(wù)。因?yàn)?zāi)情嚴(yán)重，搜救多日，12人死亡，1人重傷。雖然這次機(jī)器人搜救失敗，但已凸顯其搜救技術(shù)的先進(jìn)性。第三節(jié)煤礦生產(chǎn)新技術(shù)第六十一頁，共66頁。

職工自救裝備職工自救裝備，美國礦井，每個(gè)井下作業(yè)班組，都配有兩個(gè)“便攜式布簾”，做快速構(gòu)建臨時(shí)避難峒室應(yīng)急使用。

加拿大等國，入井人員佩用的自救氧，體積小，重量輕，氧量多，可在災(zāi)區(qū)使用1小時(shí)。

美國2006年3月