1、南 桐 技 工 学 校1ppt课件煤 碳 开 采1.煤炭简介煤炭简介2.煤炭的形成煤炭的形成3.煤炭的重要地位煤炭的重要地位4.煤炭开采煤炭开采 露天开采露天开采 矿井开采矿井开采5.采煤方式采煤方式6.矿井通风矿井通风2ppt课件1. 煤的简介煤的简介煤煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产固体可燃性矿产。俗称。俗称煤炭。煤炭。成分：成分：u主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，碳、氢、氧主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，碳、氢、氧三者总和约占有机质的三者总和约占有机质的9595
2、以上，是现代社会中非常重要以上，是现代社会中非常重要的常规能源的常规能源 碳是煤中最重要的组分，其含量随煤化程度的加深而增碳是煤中最重要的组分，其含量随煤化程度的加深而增高。高。u泥炭泥炭 50506060u褐煤褐煤 60607070u烟煤烟煤 74749292u无烟煤无烟煤 909098983ppt课件常见煤的种类常见煤的种类无烟煤无烟煤泥炭泥炭褐煤褐煤烟煤4ppt课件成煤的两个阶段2. 煤的形成煤的形成5ppt课件堆积在水体中的植物遗体泥炭腐泥褐煤烟煤无烟煤在地表常温在地表常温常压下常压下泥炭化作用泥炭化作用腐泥化作用腐泥化作用盆地基底下降埋盆地基底下降埋藏至地下深部藏至地下深部成岩作用成
3、岩作用变质作用变质作用温度压力上升温度压力上升冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存天然气天然气6ppt课件泥炭化作用泥炭化作用u指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用腐泥化作用u指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。u腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。成岩作用成岩作用u指经过一系列的物理、化学（或生物）变化过程使松散沉积物固结形成沉积岩石的作用，7ppt课件3. 煤炭的重要作用煤炭的重要作用煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。根据世界能源委员会的评估，世界煤炭可采资源量达4.84104亿吨标准煤，占世界化石燃料可采资源量的66
4、.8第一次科技革命（工业革命）18世纪60年代 蒸汽机的发明第二次科技革命（19世纪70年代） 电力的广泛应用8ppt课件衡量生活水平统一度量衡量生活水平统一度量 人均能耗：每人每年的能源平均消耗量人均能耗：每人每年的能源平均消耗量 t （人（人年），是衡量国家经济年），是衡量国家经济发展和人民生活水平的综合指标。发展和人民生活水平的综合指标。国家国家美国美国苏联苏联西德西德英国英国法国法国日本日本中国中国世界平均世界平均t / （Pa）12.65.95.75.45.14.51.21.2煤炭的重要地位煤炭的重要地位维持最低生活需要：维持最低生活需要： 0.4 t 标准煤标准煤丰衣足食的现代化生
5、活丰衣足食的现代化生活: 1.2 1.6 t 标准煤标准煤 高级现代化生活高级现代化生活: 2 3 t 标准煤。标准煤。9ppt课件煤炭在国内的地位煤炭在国内的地位煤炭储量：我国含煤面积约55万km2 ，2002年底探明可直接利用的储量为1886亿t，按年产19亿t，可采100年我国煤炭占一次能源结构的70%左右，我国石油、天然气等资源有限，趋于枯竭。煤炭在世界一次能源消费中所占比重为26.5%，低于石油所占比重37.3%，高于天然气所占比重23.9%）能源构成（已探明储量） : 煤占96%， 油、气仅占4%水电、核能，近几十年发展不能从根本上解决中国能源问题水资源有限且南北不平衡核能放射性污
6、染，仍存在争议煤炭还是重要的工业原料从煤中可以提取200多种产品。（煤化工、煤变油）10ppt课件中国能源消耗构成中国能源消耗构成年度年度消费（消费（% ）煤煤石油石油天然气天然气水利水利核能核能195096.720.910.032.330197081.5614.141.233.060198069.5023.752.983.770199074.2019.002.004.800200069.4019.902.806.901202068.0014.405.408.503.7煤炭是我国的主要能源煤炭是我国的主要能源11ppt课件中国煤炭工业的发展中国煤炭工业的发展年份年份产量（亿产量（亿t）年份年份
7、产量（亿产量（亿t）19490.32420009.9919796.3554200111.06199010.79200213.93199512.92200316.4199613.74200418.6199713.25200521199812.33200623.25199910.44200725.512ppt课件中国煤炭资源分布中国煤炭资源分布除上海外，各省和自治区均有，除上海外，各省和自治区均有， 北部占探明储量的北部占探明储量的86% ，南部占探明，南部占探明储量的储量的14%储量超过储量超过1千亿千亿t的省：的省： 陕西、宁夏、甘肃、贵州、河北、山东、安徽陕西、宁夏、甘肃、贵州、河北、山东、
8、安徽储量超过了储量超过了5000亿亿t的省的省：新疆、内蒙、山西新疆、内蒙、山西13ppt课件煤炭开采煤炭开采煤层介绍煤层介绍14ppt课件煤层分类 a.按厚度分0.3-0.5m 极薄煤层0.5-1.3m 薄煤层1.3-3.5m 中厚煤层3.5-8.0m 厚煤层 8m 巨厚煤层b.按倾角分45 急倾斜煤层15ppt课件稳定煤层：全区均可采，煤层厚度变化不大或有一定规律性；较稳定煤层：煤厚有相当变化，大多可采，局部不可采；不稳定煤层：煤厚变化大，分岔、尖灭、增厚、变薄时有出现；极不稳定煤层：常呈透镜状、断续分布、仅局部可采。c.按稳定性分16ppt课件煤层厚度及其变化是影响煤矿开采的主要地质因素
9、煤层厚度及其变化是影响煤矿开采的主要地质因素之一。之一。煤层厚度级不同，采煤方法亦不同。煤层厚度级不同，采煤方法亦不同。煤层发生分岔、变薄、尖灭等厚度变化，则直接影煤层发生分岔、变薄、尖灭等厚度变化，则直接影响煤炭储量平衡和煤矿正常生产响煤炭储量平衡和煤矿正常生产。 17ppt课件煤炭的开采煤炭的开采根据煤层的赋存情况（厚度、埋藏深度等）和开采技术条件露天开采7%-8%地下开采（矿井开采）92%-93%18ppt课件露天开采露天开采19ppt课件20ppt课件露天开采露天开采应用条件：煤层厚度大、煤层裸露与地表或埋藏浅特点：优点机械化程度高产量大，一般可达5001200万吨，有的可达5000万
10、吨；劳动效率高，一般为3.028.0吨/工，是井工开采的数倍，有的达到数十倍成本低，大约是井工开采的50%资源回收率高，达90%以上作业空间不受限制； 木材、电力消耗少；建设速度快，产量有保证，生产安全，劳动条件好；21ppt课件u缺点缺点u受天气影响大受天气影响大u需要进行大量的基建剥离，基建投资较大需要进行大量的基建剥离，基建投资较大u占用土地多，矸石占地面积大，污染环境；占用土地多，矸石占地面积大，污染环境； u对矿床赋存要求严格对矿床赋存要求严格凡是煤田浅部有露天开采条件的，应根据凡是煤田浅部有露天开采条件的，应根据经济合理剥采比经济合理剥采比优先选优先选择露天开采择露天开采剥采比剥采
11、比每采一吨煤需要剥离岩石量的体积量每采一吨煤需要剥离岩石量的体积量经济合理剥采比经济合理剥采比按剥采比开采的煤炭成本不大于用地下开采的按剥采比开采的煤炭成本不大于用地下开采的煤炭成本煤炭成本例如：最大经济合理剥采比：褐煤例如：最大经济合理剥采比：褐煤 6 m6 m3 3/t/t 烟煤烟煤 8 m8 m3 3/t/t22ppt课件矿井开采矿井开采煤田、矿区、井田1、煤田：由含炭物质沉积形成的大面积含煤地带称（自然形成）。2、矿区：开发煤田形成的社会组合称矿区3、井田：划分给一个矿井开采的那一部分煤田称为井田。煤田，面积大，储量多，大到数百、数千平方公里，多到数亿、数百亿吨。小的，可以由一个矿区开
12、发，大的可以由几个矿区开发，有时，一个矿区还可以开发多个煤田。23ppt课件矿井开采24ppt课件矿井开采矿井开采25ppt课件开拓方式开拓方式开拓方式开拓方式立立 井井斜斜 井井平平 硐硐综综 合合单水平单水平多水平多水平上下山上下山上上 山山上下山上下山混混 合合分层大巷分层大巷集中大巷集中大巷分组集中分组集中大大 巷巷26ppt课件立井开拓立井开拓 2 1 主井；主井； 2 副井；副井； 3 井底车场；井底车场； 4 开采水平运输大巷开采水平运输大巷 I 立井单水平上、下山立井单水平上、下山开拓开拓 II 立井多水平上、下山立井多水平上、下山开拓开拓 1 3 3 4 1 2 3 4 27
13、ppt课件立井开拓立井开拓 2 4 2 1 主井；主井； 2 副井；副井； 3 井底车场；井底车场； 4 开采水平运输大巷开采水平运输大巷 I 立井多水平上山开立井多水平上山开拓拓 II 立井多水平上、下山混合立井多水平上、下山混合开拓开拓 1 3 4 1 3 4 3 4 4 3 28ppt课件井田开拓矿井系统井田开拓矿井系统29ppt课件30ppt课件立井开拓立井开拓各个巷道的作用： 主井：用于提升煤炭，有时兼作回风用的立井，称主立井，简称主井。 副井： 用于矿井辅助提升，兼作进风用的立井，称副立井，简称副井。 风井：专门用于回风用的立井，称回风立井，简称风井。 井底车场：位于井筒附近，联结
14、主、副井及开采水平主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是联结井下运输和井筒提升的枢纽。 主石门：位于开采水平，与煤层走向直交或斜交，联结井底车场和开采水平主要运输巷道，主要服务于开采水平煤炭运输的水平巷道。31ppt课件运输大巷：运输大巷：位于开采水平，与煤层走向基本平行，和主石位于开采水平，与煤层走向基本平行，和主石门及采区上、下山直接相连，主要服务于开采水平煤炭运门及采区上、下山直接相连，主要服务于开采水平煤炭运输的水平巷道。输的水平巷道。回风大巷回风大巷 : : 位于开采水平上部，与煤层走向基本平行，位于开采水平上部，与煤层走向基本平行，和回风石门及采区上山直接相连，为开采水平回风服务的
15、和回风石门及采区上山直接相连，为开采水平回风服务的水平巷道。水平巷道。回风石门回风石门 : : 位于开采水平上部，与煤层走向直交或斜交，位于开采水平上部，与煤层走向直交或斜交，联结回风大巷和风井，为开采水平回风服务的水平巷道。联结回风大巷和风井，为开采水平回风服务的水平巷道。32ppt课件立井开拓立井开拓掘进顺序掘进顺序掘进顺序掘进顺序掘进顺序主主井井副副井井井底井底车场车场主石门主石门运输大巷运输大巷回风大巷回风大巷回风石门回风石门风风井井采区准备巷道采区准备巷道采煤工作面采煤工作面采煤工作面采煤工作面采区采区 采采 区区33ppt课件立井开拓立井开拓生产、通风系统新鲜风流污风风流污风风流主
16、主井井副副井井井底井底车场车场主石门主石门运输大巷运输大巷回风大巷回风大巷回风石门回风石门风风井井采区准备巷道采区准备巷道采煤工作面采煤工作面采煤工作面采煤工作面采区采区 采采 区区34ppt课件立井开拓特点立井开拓特点优点1）辅助提升能力大；2）主井采用大断面时，可安装两套提升设备，能力大；3）管线短，井筒短，辅助工作容易；4）可以通过特殊岩层；缺点施工困难，地面设施复杂，井底车场布置复杂，投资大等，与斜井相对应。适合条件煤层埋藏较深、表土厚、或水文地质情况比较复杂、井筒需要特殊施工法施工，或多水平开采急缓倾斜的矿井。例如：煤层埋藏深度超过400m，或有较厚冲击层，含水层、流砂层等特殊岩层，
17、必须用立井35ppt课件斜井开拓斜井开拓片盘斜井片盘斜井是斜井开拓中最简单的开拓方式。每一阶段只能布置一个区段内的工是斜井开拓中最简单的开拓方式。每一阶段只能布置一个区段内的工作面，也叫整阶段连续式开采。多用于小型井。大、中型井的初期可作面，也叫整阶段连续式开采。多用于小型井。大、中型井的初期可用若干对片盘，后期建集中井。用若干对片盘，后期建集中井。 8 521 6 7II3 4 I 3、6 II III IV I I 1、2 5 4 7 1主井；主井；2 副井；副井；3 3 片盘车场；片盘车场；4 4 片盘运输平；片盘运输平；5 5 片盘回片盘回 风平巷；风平巷； 6 6 上煤层超前运输平巷
18、；上煤层超前运输平巷； 7 上煤层超前回风平巷；上煤层超前回风平巷； 8 8 上煤层回采工作面上煤层回采工作面 36ppt课件斜井开拓斜井开拓集中斜井集中斜井（一般就叫斜井）（一般就叫斜井） -350 -50 -200 I-I 1 2 3 5 4 6 7 1 主斜井；主斜井； 2 副斜井；副斜井； 3 3 井底车场；井底车场； 4 4 运输大巷；运输大巷；5 5 回风大巷；回风大巷；6 6 回风石门；回风石门； 7 7 回风井回风井 37ppt课件斜井开拓特点斜井开拓特点片盘斜井优点：地面建筑简单，井巷工程量小，投产快，增产潜力大，技术经济指标较好。缺点：井口分散，占地多，接序紧张。适合条件煤
19、田位于浅部，露头发育，表土不厚(2030m)水文地质条件简单，地质构造简单。38ppt课件斜井开拓特点斜井开拓特点集中斜井（对比立井）优点1）掘进施工简单，速度快；2）地面建筑、井筒装备、井底车场简单，提升绞车小；3）第一水平石门长度短，采用中央采区时，出煤快；4）投资少，建井期短；5）延深方便，对生产干扰少；6）采用皮带提升时，能力大，可采用自动控制，并可多水平提升；缺点1）同样的开采深度，斜井比立井长，辅助经营费用多，如排水通风、供电、水气、设备线长度等。2）采用绞车提升时，能力小，钢丝绳磨损严重。3）辅助提升能力小，若过长，需多段，管理复杂，能力小；4）难以通过特殊岩层。适合条件煤层埋藏
20、不深（不超过400m）、表土不厚、水文地质情况简单、井筒不需特殊施工法施工的缓倾斜及倾斜煤层的井田。39ppt课件平硐开拓平硐开拓 5、 61132 4 I I I I 6 5 1 2 3 4 1 主平硐；主平硐；2 运输大巷；运输大巷；3 3 副巷；副巷；4 4 风井；风井； 5 5 采区轨道上山；采区轨道上山； 6 6 采区运输上山采区运输上山 40ppt课件平硐开拓特点平硐开拓特点 优点：1）井下出煤可直接外运，无提升环节，系统简单，费用成本低；2）地面建筑简单，无井架和绞车房；3）一般不设井底车场，水仓、水泵房，无需排水设备；4）施工条件好，掘进速度快，初期工程量小，出煤快。 缺点受地
21、形及煤层埋藏条件限制。 适用条件山区。在工业广场水平之上有煤。其储量够一个水平的储量。41ppt课件综合开拓综合开拓有时，主副井或风井都采用同一种形式的井筒，技术上有困难，经济上不合理，可考虑用综合开拓。立、斜综合开拓斜主、立副立主、斜副平、立或平斜综合开拓42ppt课件综合开拓综合开拓一、立、斜综合开拓1、斜主、立副。斜井用皮带，能力大，副井利用立井，能力也大。特点：充分发挥皮带斜井作为主井提升的优点，克服一般斜井作为副井的缺点。适合条件：大型井和特大型井；尤其是特大型井采用。43ppt课件综合开拓综合开拓2、立主、斜副。主井为立井，副井为斜井特点：发挥立井提升速度快、能力大、通风排水有利、
22、浅部用斜井作为副井可节约立井施工投资的优点。适合条件：小型井，中、小型井，特别是中型井，当斜井提升能力不够时采用，此时，付井用斜井足够，主井用立井，能力足够。44ppt课件综合开拓综合开拓 3 1 1、 立井立井 斜井开拓方式斜井开拓方式 2、斜斜井井 立立井开拓方式井开拓方式 2 1 主主立井；立井；2 副斜井副斜井 1 4 2 1 主主斜井；斜井；2 副斜井；副斜井；3 3 风井；风井； 4 副立井副立井 一、立、斜综合开拓一、立、斜综合开拓45ppt课件综合开拓综合开拓二、平、立或平斜综合开拓 特点利用平硐开拓井田浅部，利用立井或斜井开拓井田深部。 适合条件：适用各类井型。一般情况下，平
23、硐完成主副井的所有工作，用斜井或立井回风，路线短。有时，用平硐进风路线太长时，可用立井，斜井进风。 主要缺点井口分两处，工业广场分散，不利于主、副井的井上、下联系；占地多、煤柱损失大；不利于生产调度。46ppt课件综合开拓综合开拓 平硐平硐立井立井开拓开拓 平硐平硐立井立井开拓开拓 二、平、立或平斜综合开拓二、平、立或平斜综合开拓47ppt课件5. 采煤方法采煤方法任何一种采煤方法均包括二项主要内容：采煤系统、回采工艺。采场：直接大量采取煤炭的场所称采场；也叫采煤工作面，采煤礃子面。回采工作面：采场内进行回采的煤壁称回采工作面。一般通俗称采场为回采工作面。回采工作：在采场内，为采出煤炭所进行的
24、一系列工作。由5个字组成：破、装、运（采煤过程）、支、控（顶板管理）。辅助工作：为正常完成回采工作面的工作而需要做的辅助工作或服务工作。如：移溜、洒水、灌浆、端头支护、通风、运料、顺槽支护、工作面标准化管理的工作等。48ppt课件回采工艺：在回采工作面，按照一定顺序完成各项回采工作的方法及其配合，称为回采工艺；煤层自然条件不同，采用机械不同，完成这些工序的方法就不同，在进行的时间、顺序、空间上都有一定的规律。回采工艺过程：在一定时间内，按照一定顺序完成回采工作各项工序的过程称回采工艺过程。采煤系统：回采巷道与采场的回采工作在时间上的配合和空间上的相互关系称回采巷道布置系统，也叫采煤系统。采煤方
25、法：采煤系统与回采工艺的组合。新的设备具有新的回采工艺，要求有新的采煤系统。采煤系统又会促进回采工艺的改造，互相影响。49ppt课件采煤方法的分类采煤方法的分类采煤方法旱采水采壁式体系柱式体系房式倾斜短壁式走向短壁式房柱式整层开采整层开采掩护支架水平分层单一长壁倾斜分层放顶煤水平分段放顶煤斜切分层分层开采垮落倾斜长壁走向长壁刀柱下行垮落倾斜长壁走向长壁上行充填柱式体系整层开采我国幅源辽阔，地质条件差异很大，各种各样的采煤方法很多我国幅源辽阔，地质条件差异很大，各种各样的采煤方法很多。50ppt课件采煤方法的分类采煤方法的分类一、壁式体系采煤法以长壁工作面为主，占95%以上的产量。二、柱式体系采
26、煤法国内用的较少，占产量34%。51ppt课件采煤方法的分类采煤方法的分类一、壁式体系采煤法u1、薄及中厚煤层u单一长壁的采煤方法，一次采全高，整层开采。u2、厚煤层分层开采的采煤方法u煤厚，一次采不了，分成若干层，一次次回采。u1）、倾斜分层（图2-4a ）u2）、水平分层（急倾斜厚煤层（M10m）（图2-4b ）u3）、斜切分层 （急倾斜厚煤层（M10m）（图2-4c ）u3、厚煤层整层开采u1）、4.5m以下一次采全高（大采高）u2）、10m以下一次采全高，放顶煤。u3）、4.06.0m急倾斜，5565，采用伪倾斜柔性掩护式支架采煤。u4）、25m以上的厚煤层，可采用分段放顶煤；52pp
27、t课件采煤方法的分类采煤方法的分类53ppt课件采煤方法的分类采煤方法的分类顶板管理用全部垮落。顶板管理用全部垮落。若坚硬，可强制放顶，高压注若坚硬，可强制放顶，高压注水等。水等。若效果不理想，可采用刀柱式若效果不理想，可采用刀柱式54ppt课件采煤方法的分类采煤方法的分类55ppt课件二、柱式体系采煤法采煤方法的分类采煤方法的分类56ppt课件采煤方法采煤方法57ppt课件6、矿井通风煤 矿 基 本 知 识供给井下人员足够的空气，满足人员呼吸的需要；稀释和排出各种有毒有害气体和矿尘；调节气候条件，给作业人员一个舒适的环境，以提高工作效率。矿井通风的重要性矿井通风的重要性“一通三防”是煤矿安全
28、生产中的重中之重。“一通三防”中的“一通”就是指“矿井通风”，“三防”系指“防瓦斯、防尘、防自燃发火”。煤矿安全生产“十二字方针”中的“以风定产”，就是以通风能力核定生产能力。只要有人正常作业的地方就必须保证有效通风。有效的矿井通风是煤矿安全生产的最基本保证。矿井通风的任务矿井通风的任务58ppt课件几个专业术语几个专业术语矿井通风煤 矿 基 本 知 识59ppt课件煤 矿 基 本 知 识60ppt课件矿井空气成分煤 矿 基 本 知 识61ppt课件井下各种有害气体最高允许浓度 62ppt课件人体在不同二氧化碳浓度下的反应一氧化碳与人体中毒的关系63ppt课件矿井空气成分煤 矿 基 本 知 识
29、64ppt课件煤 矿 基 本 知 识65ppt课件通风系统66ppt课件原则： 撤人、 断电、 限量职责：指挥的职责；撤人的职责；警戒有职责。基本要求：a、排除独头巷道积聚的瓦斯，须先检查瓦斯浓度；送入有限的风量，逐步排放积聚的瓦斯。b、排放瓦斯时，应有瓦斯检查人员在独头巷道回风流与全风压风流混合处，经常检查瓦斯浓度；c、排放瓦斯时，严禁局部通风机发生循环风；d、排放瓦斯时，独头巷道的回风系统内，必须切断电源，撤出人员；还应有矿山救护队在现场值班；e、排放瓦斯后，经检查证实，整个独头巷道内风流中的瓦斯浓度不超过1，氧气浓度不低于20和二氧化碳浓度不超过1.5，且稳定30min后，瓦斯浓度没有变化，才可恢复局部通风机的正常通风。排放瓦斯的原则、职责及基本要求煤 矿 基 本 知 识67ppt课件谢谢 谢谢 !68ppt课件
