1、煤矿生产技术基础知识授课学习目的：一、了解煤矿地质基础知识；熟悉煤系地层、地质构造等地质因素对煤炭生产的影响。二、熟悉并掌握矿井开拓方式、开采顺序和常用采煤方法的安全管理要求。三、掌握常用的井巷工程施工、支护技术的安全管理要求。四、熟悉掌握回采和顶板控制作业过程。学习内容 第一章：煤矿地质基础知识(简介）第二章：井田开拓(简介）第三章：矿井开拓方式(简介）第四章：准备方式(简介）第五章：矿山压力及其控制（重点）第六章：采煤方法（重点）第七章：急倾斜煤层开采（重点）第一章 煤矿地质基础知识 第一节 地质作用与岩石分类 一、地质作用内力作用内力作用地壳运动地壳运动地球内部运动引起的地壳变形和变位。
2、表现为地壳的上地球内部运动引起的地壳变形和变位。表现为地壳的上升、下降和水平运动。升、下降和水平运动。岩浆活动岩浆活动岩浆沿地壳裂缝上升，侵入地壳或喷出地表。岩浆沿地壳裂缝上升，侵入地壳或喷出地表。变质作用变质作用岩石在高温高压和化学性质活泼的流体作用下发生的化学变岩石在高温高压和化学性质活泼的流体作用下发生的化学变化。化。地震作用地震作用是地壳的快速颤动，是岩石应力积累、突然释放的结果。是地壳的快速颤动，是岩石应力积累、突然释放的结果。引起地表形态的变化。引起地表形态的变化。外力地质作用外力地质作用风化风化 岩石在地表遭到日晒、风吹雨打破坏、破碎、分解、溶化的过程。岩石在地表遭到日晒、风吹雨
3、打破坏、破碎、分解、溶化的过程。剥蚀剥蚀以风雨、流水等流动物质为动力，对岩石进行破坏并把破坏的产物剥离开以风雨、流水等流动物质为动力，对岩石进行破坏并把破坏的产物剥离开的过程。的过程。搬运搬运风化和剥蚀作用的产物，由风、流水等搬运到别的地方的过程。风化和剥蚀作用的产物，由风、流水等搬运到别的地方的过程。沉积沉积被搬运的物质随着搬运力量消失，逐渐在低洼处沉积的过程。被搬运的物质随着搬运力量消失，逐渐在低洼处沉积的过程。固结成岩固结成岩松散的沉积物逐步变成坚硬的沉积物的过程。松散的沉积物逐步变成坚硬的沉积物的过程。二、岩石的分类1、岩浆岩地球内部高温熔融状态的岩浆沿地壳薄弱地带侵入地壳或喷出地表后
4、逐渐冷却、凝固而形成的岩石。主要矿物成分是二氧化硅（石英）。2、变质岩原有的岩浆岩、沉积岩或变质岩在地壳中受到高温、高压及化学性质活泼的气体或液体的影响，其物理和化学性质发生变化，变成一种新的岩石，称为变质岩。3、沉积岩是在地壳表层环境中形成的岩石。三、沉积岩的特征 1 1、层状构造及层理、层状构造及层理先后沉积的物质在成分、粒度、颜色、形状等方面的差异。沉积岩显示先后沉积的物质在成分、粒度、颜色、形状等方面的差异。沉积岩显示出明显的成层现象，称为层状构造。出明显的成层现象，称为层状构造。水平层理波状层理斜层理 2、层面构造、层面构造沉积岩层面上保留有反映沉积环沉积岩层面上保留有反映沉积环 境
5、的某些特征，如波痕、泥裂等，称为层面构造。境的某些特征，如波痕、泥裂等，称为层面构造。四、沉积岩分类和主要沉积岩沉积岩按物质成分和成因可分为：碎屑岩类、粘土岩类、化学岩类和生物化学岩类。煤矿常见的岩石有（1）角砾岩（2）砾岩（3）砂岩（4）粉砂岩（5）泥岩和页岩（6）石灰岩角砾岩角砾岩砾岩砾岩第二节 煤的形成及煤系一、煤的形成一、煤的形成 煤是由地质历史上植物遗体演变而形成的。煤是由地质历史上植物遗体演变而形成的。高等植物 泥炭 褐煤长焰煤不粘煤弱粘煤气煤肥煤焦煤廋煤贫煤无烟煤泥炭化作用（腐泥化）成煤作用煤化作用变质作用低等植物腐泥成岩作用腐泥煤烟煤二、煤系的概念 1、煤系含煤的岩系。一般是按
6、其形成的时代命名的。如石炭二叠纪煤系。2、煤系的颜色由植物变炭，以灰色、灰黑色、灰绿色、黄绿色为主。3、煤系的岩石粉砂岩、砂岩、泥岩、石灰岩和砾岩层。4、成煤条件古植物、气候、地理环境和地壳运动。有地区性和时间性。三、成煤时期古生代的石炭二叠纪；中生代的晚二叠世侏罗纪；新生代的第三纪第三节 煤层结构和埋藏特征 1、煤层特征：主要是指煤层厚度、结构、倾角、稳定性、埋藏深度及顶底板围岩性质，是确定开拓方式和选择采煤方法的重要依据。2、煤层结构指煤层中含有的夹矸层。1）简单结构煤层一般没有夹矸或偶有1一2层稳定夹矸。2）复杂结构煤层含有很多夹矸层，层数、层 位、厚度及岩性变化大。一、煤层厚度、结构：
7、一、煤层厚度、结构：二、煤层的分类1 1、按厚度分、按厚度分厚煤层：厚煤层：3.56.3.56.米米特厚煤层：特厚煤层：大大 于于 6 6 米米2、按煤层倾角划分近水平煤层：小于5-8度缓倾斜煤层：825度倾斜煤层：2545度急倾斜煤层：大于45度3、按稳定性分稳定、较稳定、不稳定、极不稳定。三、煤层的埋藏特征1 1、顶底板：、顶底板：（1 1）伪顶：紧贴煤层之上，极易垮落的岩层。）伪顶：紧贴煤层之上，极易垮落的岩层。（2 2）直接顶：直接位于伪顶或煤层之上、随着回）直接顶：直接位于伪顶或煤层之上、随着回 撤支架而垮落的岩层。撤支架而垮落的岩层。（3 3）老顶：位于直接顶或煤层之上厚而坚硬的岩
8、层。）老顶：位于直接顶或煤层之上厚而坚硬的岩层。（4 4）伪底：直接位于煤层之下的薄层软弱岩层。）伪底：直接位于煤层之下的薄层软弱岩层。（5 5）直接底：直接位于煤层之下硬度较低的岩层。）直接底：直接位于煤层之下硬度较低的岩层。（6 6）老底；直接底下面比较坚硬的岩层。）老底；直接底下面比较坚硬的岩层。2 2、煤层层数：含煤的层数。、煤层层数：含煤的层数。3 3、埋藏深度：指离地表的深浅程度。、埋藏深度：指离地表的深浅程度。第四节 地质构造一、单斜构造一、单斜构造 一定范围内煤层或岩层大致向一个方向倾斜的构造称为单斜构造。常用产状三要素：走一定范围内煤层或岩层大致向一个方向倾斜的构造称为单斜构
9、造。常用产状三要素：走向、倾向、倾角来描述。向、倾向、倾角来描述。倾角倾角的大小反映了煤层的倾斜程度，倾角的变化范围在0-90度之间。倾角越大开采难度越大。1、走向：岩层或煤层层面与任一假想水平面的交线。2、倾向：在岩层层面上与走向线相垂直并沿斜面向下的一条线叫倾斜线。倾斜线在水平面上的投影所指方向即为倾向。3、倾角：倾斜线与它在水平面上投影的夹角。二、褶皱构造 岩层和煤层在构造应力作用下形成的一系列连续的弯曲叫褶皱构造。褶皱构造中岩层的任何一个弯曲叫褶曲。1、背斜：岩层向上弯曲，核部是老岩层、两翼是新岩层。2、向斜：岩层向下弯曲，核部是新岩层、两翼是老岩层。三、断裂构造三、断裂构造断裂构造断
10、裂构造裂隙裂隙断层断层原生裂隙原生裂隙次生裂隙次生裂隙压力裂隙压力裂隙正断层正断层逆断层逆断层平移断层平移断层根据断层走向和岩层根据断层走向和岩层走走向向的的相相对对关关系系走向断层走向断层倾向断层倾向断层斜交断层斜交断层第二章 井田开拓基本概念基本概念 矿床开采矿床开采 地下开采地下开采、露天开采。露天开采。生产系统生产系统由开采、运输、通风、排水、提升、由开采、运输、通风、排水、提升、供电、照明和安全、技术、生产、制度措施构成。供电、照明和安全、技术、生产、制度措施构成。井井 田田划归一个煤矿开采的范围称井田。划归一个煤矿开采的范围称井田。矿矿 井井在一个井田上进行开采的煤矿称矿井。在一个
11、井田上进行开采的煤矿称矿井。井田开拓井田开拓在一个井田范围内，矿井主要巷道工程的总体布置和有关参数叫井田开拓。在一个井田范围内，矿井主要巷道工程的总体布置和有关参数叫井田开拓。第一节、煤田的划分一、煤田划分的步骤一、煤田划分的步骤 煤田煤田划分为若干个井田划分为若干个井田矿井矿井若干个矿井合并归若干个矿井合并归 一个行政机构管理为矿区。一个行政机构管理为矿区。二、划分的原则二、划分的原则 1 1、合理的技术开采条件、合理的技术开采条件每个井田有合理的边界和尺寸，有足够的储量。每个井田有合理的边界和尺寸，有足够的储量。2 2、充分利用自然条件、充分利用自然条件井下构造，地面建筑设施。井下构造，地
12、面建筑设施。3、统筹兼顾全面规划：要考虑井田深部与浅部、大井与小井、新井与老井的关系。浅部建小井。4、人为划分井田：三、井田划分方法 1、垂直划分:煤层倾角较小或近水平煤层划分。2、水平划分:煤层倾角较大或急倾斜煤层划分。第二节、第二节、矿井储量、生产能力和服务年限矿井储量、生产能力和服务年限一、矿井储量一、矿井储量矿井储量矿井储量远景储量工业储量矿井建设，设计的重要依据。可采储量工业储量减去固定煤柱损失的部分。回回 采采 率率采出煤量与可采煤量的比值称回采率。采出煤量与可采煤量的比值称回采率。采区损失采区损失采区煤柱损失和开采损失。采区煤柱损失和开采损失。回采率回采率的规定的规定厚煤层不低于
13、75%中厚煤层不低于80%薄煤层不低于85%二、矿井生产能力 1、矿井生产能力 一年内生产煤炭的总量，也叫矿井年产量或井型。2、井型的种类 大型120、150、180、240、300、400、万吨/年.中型45、60、90 万吨/年。小型9、15、21、30万吨/年。3、各井型特点 大型建井时间长，投资大成本低。小型见煤快，产量低，效率低，不稳定。三、矿井服务年限 矿井从投产到报废的年限称矿井服务年限。服务年限、生产能力、矿井储量之间关系 TT矿井设计服务年限，矿井设计服务年限，a a；AA矿井设计生产能力，矿井设计生产能力，矿井可采储量，矿井可采储量，t t；kk矿井储量备用系数；矿井储量备
14、用系数；各类井型服务年限各类井型服务年限 特大型服务特大型服务7070年以上。年以上。大型服务大型服务6060年以上。年以上。中型服务中型服务5050年以上。年以上。小型服务年限各省自定。小型服务年限各省自定。第三节 井田再划分一、井田划分为阶段-550-350-150+50123h1h2h3 以倾斜方向划分。合理阶段垂高为:缓倾斜、倾斜150250m，急倾斜100150m。阶段高度是矿井开拓的重要参数。二、井田划分为盘区 针对近水平煤层来划分盘区边界盘区运输巷主运输大巷盘区上盘下盘 一般主运输大巷沿走向布置，沿倾向分上盘和下盘，下盘的斜长比上盘短。每个盘区构成独立系统。三、井田分区域划分副井
15、主井分区界线阶段界线特大型矿井采用区域划分，各分区可同时建井，缩短建井工期，也可分期建井，分期投产，减少初特大型矿井采用区域划分，各分区可同时建井，缩短建井工期，也可分期建井，分期投产，减少初期投入。期投入。采用集中提升，分区域辅助提升和通风模式。降低成本，提高效率。通风困难的大型矿井应采用此采用集中提升，分区域辅助提升和通风模式。降低成本，提高效率。通风困难的大型矿井应采用此法。法。四、阶段内再划分 1、分区式布置：一阶段一阶段二阶段二阶段三阶段三阶段一水平一水平三水平三水平二水平二水平采区采区采区采区采采 区区将阶段沿走向划分为若干块段叫采区。将阶段沿走向划分为若干块段叫采区。采煤工作面采
16、煤工作面在采场内进行采煤的煤壁叫采煤工作面。在采场内进行采煤的煤壁叫采煤工作面。采区沿倾斜方向划分为采煤工作面。阶段内划分适应性较强，各采区有独立的生产系统，在阶段内可布置多采区沿倾斜方向划分为采煤工作面。阶段内划分适应性较强，各采区有独立的生产系统，在阶段内可布置多个采区同时开采，采区内又可同时布置几个工作面同时开采，对地质变化适应性强。个采区同时开采，采区内又可同时布置几个工作面同时开采，对地质变化适应性强。采煤工作面采煤工作面 2 2、分带式布置：、分带式布置：阶段序号阶段序号1、2分带序号分带序号（1）分带式布置：将整个阶段沿走向划分为若干个倾斜长条带，每个条带布置一个采煤工作面，倾斜
17、长度等于阶段长度，工作面沿倾斜方向推进。这种方法为倾斜长壁采煤法。（2）适用条件：煤层平缓（倾角小于1216度）的薄及中厚煤层，地质构造简单的井田。（3）优缺点：不需要采区上(下)山及其生产环节，系统简单，井巷工程少，下山掘进较为困难。3、分段式布置 这种方式将整个阶段看成一个采区，沿倾斜方向划分若干个区段，每个区段为一个工作面。适应井田范围小，地质构造简单的矿井。4、整阶段布置 井田较小时，可分成一个采区，沿倾斜方向分成若干个块段，每个块段是一个工作面。这种布置生产系统简单，工程量小。第四节、第四节、井田内开采顺序井田内开采顺序一、煤层沿倾斜的开采顺序 1、多 层 煤：先采上层后采下层。2、
18、同一煤层：由上向下开采称为下行式开采，反之称为上行式开采。原则上采用下行式开采。二、煤层沿走向的开采顺序 煤层沿走向开采有前进式和后退式。原则上开拓工程为前进式，区内回采为后退式。第五节、第五节、巷道分类巷道分类 一、按空间特征分类垂直巷道立井有出口直接通到地面的垂直巷道，又称竖井。主立井副立井风 井 暗立井没有出口通到地面的垂直巷道。溜井溜放煤的垂直巷道。水平巷道平硐-有出口直接通地面的水平巷道。平巷-不通地面，沿走向开掘的水平巷道。石门-在岩石中开掘的水平巷道。煤门-与煤层走向垂直或斜交的煤层平巷。运输石门进风石门回风石门阶段石门采区石门运输平巷行人平巷进风回风平巷阶段平巷倾斜巷道倾斜巷道
19、斜井斜井-有出口直接通到有出口直接通到 地面的倾斜巷道地面的倾斜巷道按用途-主斜井、副斜井、回风井按岩层-沿层斜井、煤层斜井按空间-顺层斜井、穿层斜井、反斜井、伪斜井暗斜井暗斜井-不通地面的斜巷不通地面的斜巷上下山上下山-联络进风和回风巷的斜巷联络进风和回风巷的斜巷行人斜巷联络斜巷溜煤斜巷二、按用途划分二、按用途划分开拓巷道开拓巷道 为整个矿井服务的巷道为整个矿井服务的巷道准备巷道准备巷道 为整个采区服务的巷道为整个采区服务的巷道采煤巷道采煤巷道 为工作面采煤服务的巷道为工作面采煤服务的巷道井筒井底车场运输大巷回风大巷上下山车场采区石门区段平巷开切眼第三章、第三章、矿井开拓方式矿井开拓方式 主
20、要指开拓巷道在井田内的布置形式。通常以井筒的形式为主要依据将矿井开拓方式分为：斜井开拓、立井开拓、平硐开拓、综合开拓。建井原则 有条件建平硐先建平硐；无条件建平硐则建斜井；无条件建斜井则建立井。第一节、斜井开拓斜井开拓方式斜井开拓方式斜井单水平分区式斜井单水平分区式斜井单水平分带式斜井单水平分带式斜井多水平分区式斜井多水平分区式斜井多水平分段式斜井多水平分段式一、片盘斜井一、片盘斜井 开拓开拓 将井田沿倾斜方向划分成若干个阶段，每个阶段沿倾斜宽度可以布置一个采煤工作面，在井田走向中央将井田沿倾斜方向划分成若干个阶段，每个阶段沿倾斜宽度可以布置一个采煤工作面，在井田走向中央沿煤层倾向由地面向下开
21、凿斜井井筒，以井筒为中心由上向下逐阶段开采。沿煤层倾向由地面向下开凿斜井井筒，以井筒为中心由上向下逐阶段开采。AA40MAA切面图切面图123456781-主斜井2-副斜井3-阶段回风巷4-联络巷5-辅巷（护巷）6-阶段运输巷7-开切眼（工作面）8-片盘车场9-护井筒煤柱10-风井109二、斜井单水平分区式开拓二、斜井单水平分区式开拓 由斜井进入煤层，由一个水平开采整个井田。阶段沿走向划分为采区。井田可分为一个或两个阶由斜井进入煤层，由一个水平开采整个井田。阶段沿走向划分为采区。井田可分为一个或两个阶段。段。123456789101112181413201722211-主斜井、2-副斜井、3-
22、井底车场、4-阶段运输平巷、5-阶段辅巷、6-采区运输上山、7-采区轨道上山、8-区段运输平巷、9区段回风巷、10-采煤工作面、11-阶段回风巷、12-回风井、13-采区运输上山、14、采区轨道下山、18-专用回风上山、19-采区煤仓、20-井底煤仓、21-行人进风上山、22-回风联络巷125120411风门风门密闭密闭调节风门调节风门新风新风乏风乏风生产系统生产系统运输系统运输系统通风系统通风系统三、斜井形式选择三、斜井形式选择 1 1、斜井在地下空间的布置形式由地面地形、提升方式和煤层赋存条件决定、斜井在地下空间的布置形式由地面地形、提升方式和煤层赋存条件决定 （1 1）煤层斜井）煤层斜井
23、见效快，井筒保护困难。见效快，井筒保护困难。（2 2）底板斜井）底板斜井井筒易维护，不需要保护煤柱。井筒易维护，不需要保护煤柱。（3 3）穿层斜井）穿层斜井减少水平石门工程量。减少水平石门工程量。2 2、井筒倾角决定选择提升设备、井筒倾角决定选择提升设备 串车提升串车提升a25a25度；箕斗提升、度；箕斗提升、2020度度a a3535度；度；无级绳提升无级绳提升a10a10度；带式运输机提升度；带式运输机提升a1 7 a1 7 度。度。第二节、立井开拓 一、立井开拓除井筒形式外，其它开拓巷道布置与斜井相同。立井多水平分区式开拓示意图立井多水平分区式开拓示意图132467895ab1-主井、2
24、-副井、3-井底车场4-运输大巷5-回风井6-二水平运输大巷7-二水平主要石门、8-回风石门、9-回风大巷、a、煤层+100-100+300 二、立井开拓的特点 1、特点 可以适应各种水平的划分方式和阶段内的布置形式。2、优点 井筒短、提升速度快、提升能力大、较易维护。3、缺点 井筒施工技术要求高，掘进速度慢，基建投资大。第三节、平硐开拓石门石门平硐平硐大巷大巷平硐平硐平硐平硐平硐平硐acb位于煤层底板岩石中的走向平硐、垂直平硐、阶梯平硐1、平硐的特点 减少提升设备，开采上山煤时不需要排水系统，通风系统简单。2、采用平硐开拓的条件 （1）工业场地标高以上要有足够的储量可供较长时间开采。（2）硐
25、口地势平缓，有足够的面积布置工业广场。（3）硐口交通要便利，利于运输。（4）硐口要安全，不受洪水、滑坡、雪崩的威胁。第四节、第四节、综合开拓综合开拓综合开拓综合开拓立井-斜井斜井-立井平硐-斜井平硐-立井斜井-平硐立井-平硐主、副井可采用不同的井筒组合形式称为综合开拓。第五节、第五节、井田开拓中的几个主要问题井田开拓中的几个主要问题一、井筒位置及数目的确定一、井筒位置及数目的确定（一）、数目（一）、数目 矿井至少要有主、副两口井，主井担负煤的矿井至少要有主、副两口井，主井担负煤的 提升，副井担负辅助提升任务。提升，副井担负辅助提升任务。（二）井筒位置确定（二）井筒位置确定 井筒位置：一是井口和
26、井底沿井口走向和倾向的位置；井筒位置：一是井口和井底沿井口走向和倾向的位置；二是井筒本身所通过的岩层层位。二是井筒本身所通过的岩层层位。一）地面因素一）地面因素 1 1、充分利用地形，使地面生产系统和工业广场的布置合理。、充分利用地形，使地面生产系统和工业广场的布置合理。2 2、地面工业广场地应尽少占或不占良田。、地面工业广场地应尽少占或不占良田。3 3、井口的标高应高于当地历年来最高洪水位。、井口的标高应高于当地历年来最高洪水位。4 4、井口所在地的地质条件要好，避免滑坡、崩坍、地表沉陷的影响。、井口所在地的地质条件要好，避免滑坡、崩坍、地表沉陷的影响。5 5、距林区较近时，要有足够的防火距
27、离，免受森林火灾的影响。、距林区较近时，要有足够的防火距离，免受森林火灾的影响。6 6、要考虑各种人为因素。、要考虑各种人为因素。二）地下因素二）地下因素 1 1、井筒穿过的岩层应有好的地质条件，避免穿过流沙层、强含水层和地、井筒穿过的岩层应有好的地质条件，避免穿过流沙层、强含水层和地 质破坏剧烈带，否则不利于掘进和维护。质破坏剧烈带，否则不利于掘进和维护。2 2、井筒落底位置应能保证各水平井底车场和硐室处于坚硬完整的岩层中。、井筒落底位置应能保证各水平井底车场和硐室处于坚硬完整的岩层中。3 3、井筒应避采空区及其垮落岩层的影响。、井筒应避采空区及其垮落岩层的影响。4 4、井筒应尽可能布置在薄
28、煤层或不受采动影响的井田边界之外，减少工、井筒应尽可能布置在薄煤层或不受采动影响的井田边界之外，减少工 业场地煤柱损失。业场地煤柱损失。5 5、井筒位置应保证井筒延深时能顺利进行。、井筒位置应保证井筒延深时能顺利进行。三）技术经济因素三）技术经济因素 1 1、井筒落底位置应尽可能使井下运输、提升等生产环节简单。、井筒落底位置应尽可能使井下运输、提升等生产环节简单。2 2、井筒落底位置应尽可能使开拓工量小，建井快，出煤早。、井筒落底位置应尽可能使开拓工量小，建井快，出煤早。3 3、井筒落底尽可能降低井下吨煤运输成本。、井筒落底尽可能降低井下吨煤运输成本。四）井筒落底位置确定的原则四）井筒落底位置
29、确定的原则 1 1、井筒落底位置在井田储量沿走向分布的中央。、井筒落底位置在井田储量沿走向分布的中央。2 2、沿倾向井筒落底位置应分布在中下方。、沿倾向井筒落底位置应分布在中下方。3 3、急倾斜特厚煤层井筒落底位置应布置在底板岩石上。、急倾斜特厚煤层井筒落底位置应布置在底板岩石上。二、开采水平的确定二、开采水平的确定 1、采区上、下山开采、采区上、下山开采 一个水平只开采上山阶段，水平和阶段一样，用于倾斜、一个水平只开采上山阶段，水平和阶段一样，用于倾斜、急倾斜煤层。一个水平开采上下山阶段，一个水平为两个阶急倾斜煤层。一个水平开采上下山阶段，一个水平为两个阶 段服务，可以减少开拓工程量，降低井
30、巷工程费用，用于近段服务，可以减少开拓工程量，降低井巷工程费用，用于近 水平或缓倾斜煤层。水平或缓倾斜煤层。2、开采水平的确定、开采水平的确定 开采水平的数目取决于阶段数目和是否采用下山开采，阶段开采水平的数目取决于阶段数目和是否采用下山开采，阶段 的高度取决于采煤方法。的高度取决于采煤方法。三、阶段大巷布置三、阶段大巷布置 1、阶段大巷包括阶段运输大巷和阶段回风大巷。、阶段大巷包括阶段运输大巷和阶段回风大巷。2、阶段大巷横贯井田走向，服务年限长，工程量大。、阶段大巷横贯井田走向，服务年限长，工程量大。3、阶段运输大巷的运输有轨道运输和带式输送机运输。、阶段运输大巷的运输有轨道运输和带式输送机
31、运输。一）、运输大巷布置一）、运输大巷布置 1、分层运输大巷布置（示意图）、分层运输大巷布置（示意图）AA12ba7348a4b5651-主井、2-副井、3-主要石门、4-分层运输大巷5-分层回风巷6-回风石门7-回风井、8-含水岩层a、煤层2 2、集中运输大巷布置（示意图）、集中运输大巷布置（示意图）AA4562142131-主井、2-副井3-井底车场4-主要石门5-集中运输巷6-采区石门7-集中回风巷8-回风井3 3、分组集中运输大巷的布置（示意图）、分组集中运输大巷的布置（示意图）12ba76581-主井、2-副井、3-主要石门、4-井底车场5组煤集中运输大巷6组煤集中运输大巷7-回风井
32、、8-回风大巷煤层组煤层组34二）集中运输大巷的特点二）集中运输大巷的特点 1 1、减少大巷的掘进量和维护量，实现合理集中生产。、减少大巷的掘进量和维护量，实现合理集中生产。2 2、当采用岩石集中大巷时，大巷的弯道可以减少，提高机车、当采用岩石集中大巷时，大巷的弯道可以减少，提高机车 的运输能力和机械运输水平，不留大巷煤桂，提高回采率。的运输能力和机械运输水平，不留大巷煤桂，提高回采率。3 3、分组集中布置兼顾了分层布置和集中布置的特点。、分组集中布置兼顾了分层布置和集中布置的特点。三）运输大巷的位置三）运输大巷的位置 1、当服务年限长时，集中大巷和分组集中大巷一般布置在不受采动影响的煤层或煤
33、层组底、当服务年限长时，集中大巷和分组集中大巷一般布置在不受采动影响的煤层或煤层组底板的岩石上。板的岩石上。2、当服务年限短，煤质坚硬，围岩稳定且自燃倾向、当服务年限短，煤质坚硬，围岩稳定且自燃倾向不严重时则布置在煤层底板上。不严重时则布置在煤层底板上。四）阶段回风巷布置四）阶段回风巷布置 1、本水平的运输大巷是下水平的回风大巷。、本水平的运输大巷是下水平的回风大巷。2、一般第一阶段的回风巷布置在稳定煤层的底板岩、一般第一阶段的回风巷布置在稳定煤层的底板岩 石上。石上。3、当井田含水丰富时，井田上部边界必须留设防水、当井田含水丰富时，井田上部边界必须留设防水 煤柱，第一阶段回风巷应布置防水煤柱
34、中。煤柱，第一阶段回风巷应布置防水煤柱中。4、近水平煤层，瓦斯高，为避免下行风，回风巷可、近水平煤层，瓦斯高，为避免下行风，回风巷可 布置在煤层顶板或顶板岩石中，并与运输大巷重叠布置在煤层顶板或顶板岩石中，并与运输大巷重叠 布置，减少护巷煤柱损失。布置，减少护巷煤柱损失。第六节、井底车场 井底车场井筒与井下主要巷道连接处的一组巷道和硐室的总称。任务负责矿井煤矸、物料、设备、人员的运转，又为矿井通风、排水、供电服务，是连接井下运输和井筒提升的枢纽。井底车场的形式环行式和折返式两种。一、环行式井底车场（示意图）一、环行式井底车场（示意图）144234332211762675卧式车场立式车场斜式车场
35、1-主井、2-副井3-主井重车线4-主井空车线5-调车线6-回车绕道7-主要运输大巷二、折返式井底车场（示意图）二、折返式井底车场（示意图）21457136275436立井梭式车场立井尽头式车场1-主井重车线2-主井空车线3-副井重车线4-副井空车线5-材料车线6-调车线7-通过线第七节、第七节、矿井开拓延深矿井开拓延深-100-250-100-250-100-2501324主副井直接延深暗立井延深暗斜井延深新开副井、主井延深1-主井2-副井3-延深主井4-新开副井第四章、准备方式 准备方式 准备巷道的布置方式称准备方式。准备巷道的种类 采（盘）区上（下）山 区段石门或斜巷 区段集中平巷第一节
36、、上（下）山采区式准备方式 下山采区在运输水平下部布置，煤向上运。单翼采区采区上山在一翼布置。双翼采区上山布置在采区中央向两翼回采。单层布置采区一套上山为一个煤层服务的采区。联合布置采区一套上山为几个煤层服务的采区。上山采区在运输水平上部布置，煤向下运。一、单层布置上山采区准备方式一、单层布置上山采区准备方式运输平巷运输平巷运输石门运输石门回风平巷回风平巷回风石门回风石门斜巷斜巷天槽天槽a二、煤层组联合布置二、煤层组联合布置运输平巷运输平巷运输石门运输石门回风平巷回风平巷回风石门回风石门斜巷斜巷天槽天槽a运输回风石门运输回风石门运输回风平巷运输回风平巷三、近水平或缓倾斜煤层布置三、近水平或缓倾
37、斜煤层布置 回风平巷回风平巷运输 上山联络巷煤门运输 平巷第二节、准备方式中有关问题的分析 一、采煤巷道：（一）单煤层区段平巷布置：每一个采煤工作面必须具有两条平巷，工 作面下段布置运输平巷，上段布置轨道平巷 （回风平巷）。（二）分层平巷的布置：1、倾斜式布置：2、水平式布置：3、垂直式布置；二、上（下）山：（一）上山条数的确定：一般情况下，采区布置两条上（下）山。特殊情况下，采区布置三条上（下）山。（二）上山布置方式：1、一条煤层上山：2、两条煤层上山：3、一岩一煤上山：4、两条岩石上山：5、两岩一煤上山：6、三条岩石上山：三、采区生产能力三、采区生产能力 1 1、采区生产能力、采区生产能力
38、采区内采煤工作面和掘进工作面产量之和，一般以采区日产量（采区内采煤工作面和掘进工作面产量之和，一般以采区日产量（吨吨/日）或日）或 年年 产产 量量（万吨（万吨/年）表示。年）表示。2 2、采区生产能力对采区巷道布置有极大影响，而且是采煤方法、生产技术等系统经济因素的集中反映。、采区生产能力对采区巷道布置有极大影响，而且是采煤方法、生产技术等系统经济因素的集中反映。3 3、实现采区集中布置，采用机械化生产是提高采区生产能力的途径。、实现采区集中布置，采用机械化生产是提高采区生产能力的途径。4 4、采区生产能力是综合性能力，是由各个生产环节有机的组合而达到的。、采区生产能力是综合性能力，是由各个
39、生产环节有机的组合而达到的。四、采区走向长度四、采区走向长度 小型矿井采区走向长度从井田边界开始，在井田中央布置运输上山向两翼开采。小型矿井采区走向长度从井田边界开始，在井田中央布置运输上山向两翼开采。五、工作面长度五、工作面长度 无支护工作面长度以利于顶板管理和煤层的坚硬程度和完整性来决定。无支护工作面长度以利于顶板管理和煤层的坚硬程度和完整性来决定。四、采区车场、煤仓和装车台（示意图）四、采区车场、煤仓和装车台（示意图）煤仓煤仓石门石门运输巷运输巷第五章、第五章、矿山压力及其控制矿山压力及其控制第一节：煤层围岩分类一、直接顶分类指标及方案1、不稳定顶板2、中等稳定顶板3、稳定顶板4、坚硬顶
40、板二、基本顶分极指标及方案第二节、工作面顶板压力显现一、支承压力一、支承压力 1、支承压力的形成、支承压力的形成 当在煤体内开掘开切眼后，破坏了应力的当在煤体内开掘开切眼后，破坏了应力的 平衡状态，引起应力的重新分布，这时在开切平衡状态，引起应力的重新分布，这时在开切 眼上部顶板内形成了自然平衡眼上部顶板内形成了自然平衡“压力拱压力拱”。开切。开切 眼上部岩体重量由两侧煤壁平均分担。因此，眼上部岩体重量由两侧煤壁平均分担。因此，在开切眼两帮煤体中，产生了应力集中现象，在开切眼两帮煤体中，产生了应力集中现象，这种集中应力称为支承压力。这种集中应力称为支承压力。2、影响支承压力大小、分布的因素 （
41、1）采空区顶板悬露的面积 （2）开采深度：（3）采空区充填程度：（4）顶底板岩性：（5）煤质软硬：3、支承压力显现。由于支承压力的作用，可导致顶板预先下沉、煤壁破碎片帮、产生冲击地压、煤和瓦斯突出等现象，叫支承压力显现。二、工作面初次来压 1、初次垮落：采空区基本顶第一次大面积垮落。2、初次来压：由于基本顶初次垮落，使工作面压力增大，称为初次来压。3、初次来压的特点：工作面顶板下沉量和下沉速度急增，出现台阶式下沉；顶板破碎，甚至出现与煤壁平行的 裂隙，有时发出巨大的断裂声：支架受力增加，采空区掉块，煤壁严重片帮。三、工作面周期来压1 1、周期垮落、周期垮落 基本顶垮落随工作面推进而周期性的出现
42、。基本顶垮落随工作面推进而周期性的出现。2 2、周期来压、周期来压 基本顶来压随工作面推进而周期性的出现。基本顶来压随工作面推进而周期性的出现。3 3、周期垮落步距、周期垮落步距 两次周期来压之间的距离。两次周期来压之间的距离。四、采空区上覆岩层移动情况1、冒落带：易冒落的直接顶不规则垮落，碎胀的岩石将填满采空区，形成冒落带，支撑基本顶。2、裂隙带：位于冒落带之上的基本顶岩层，在上覆岩层的压力作用下，成段折断或产生许多裂隙，但不冒落仍整齐排列，形成裂隙带。3、弯曲下沉带：在上覆岩层压力的作用下，裂隙带上方直到地表的岩层形成弯曲下沉带。第三节：采煤工作面支架一、单体支架：一、单体支架：单体支架指
43、由单体支柱与横梁或拄帽组成的支架。单体支架指由单体支柱与横梁或拄帽组成的支架。1 1、支柱类型、结构与性能、支柱类型、结构与性能 （1 1）木支柱：）木支柱：（2 2）刚性金属支架：）刚性金属支架：（3 3）摩擦式金属支架：）摩擦式金属支架：（4 4）液压支柱：）液压支柱：2、顶梁的种类：（1）金属铰接顶梁：用矿用钢轨制成。（2）木顶梁：一般用杨木或松木制成。（3）柱帽：用半圆木或木板制成。3、单体支柱的选择 选择因素是顶底板岩性和煤层厚度（采高）（1）顶厚而松软，选用强度（工作阻力）较 大的支柱。（2）松软底板，采用穿鞋带帽。（3）遇水膨胀的底板选用内注式液压支柱。二、自移式液压支架 1、特
44、点自移式液压支架使支护顶板、移架、切顶、推移输送机工序一起完成。2、优点液压支架具有支护性能好，强度高，移设速度快，安全可靠。3、种类支撑式、掩护式、支撑掩护式。三、工作面支架布置方式三、工作面支架布置方式 1、带帽点柱、带帽点柱 2、棚子、棚子 3、悬梁、悬梁 4、特种支架（垛盘、抬棚、一梁三柱）、特种支架（垛盘、抬棚、一梁三柱）支撑式支撑掩护式 掩护式掩护式第六章第六章 采煤方法采煤方法第一节第一节 基本概念基本概念一、采场、掌子面、采煤工作面：一、采场、掌子面、采煤工作面：用来直接大量采取煤炭的场所称采场，在采场内进行采煤的煤壁称采煤工作面或掌子面，一般为同义语。用来直接大量采取煤炭的场
45、所称采场，在采场内进行采煤的煤壁称采煤工作面或掌子面，一般为同义语。二、采煤工作：二、采煤工作：破煤破煤 镐刨、爆破、机割、水采。镐刨、爆破、机割、水采。装煤装煤 自溜、铁锨装、装载机。自溜、铁锨装、装载机。运煤运煤 手推车、矿车、刮板运输机、皮带输送机。手推车、矿车、刮板运输机、皮带输送机。支护支护 无支护支护、木支护、金属支架、单体支柱、液压支架。无支护支护、木支护、金属支架、单体支柱、液压支架。处理处理 全部垮落法、局部充填法、煤柱支撑法、缓慢下沉法、全部充填法、强制放顶法全部垮落法、局部充填法、煤柱支撑法、缓慢下沉法、全部充填法、强制放顶法三、采煤工艺三、采煤工艺 1、采煤工艺：按照一
46、定顺序完成各项工序的方法、采煤工艺：按照一定顺序完成各项工序的方法 及其配合称为采煤工艺。及其配合称为采煤工艺。2、采煤工艺过程：在一定时间内，按照一定顺序完成采煤工作各项工序的过程。、采煤工艺过程：在一定时间内，按照一定顺序完成采煤工作各项工序的过程。四、采煤系统四、采煤系统 采煤巷道掘进与采煤工作之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系，称为采煤系统。采煤巷道掘进与采煤工作之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系，称为采煤系统。五、采煤方法五、采煤方法 采煤系统与采煤工艺相结合构成采煤方法。采煤系统与采煤工艺相结合构成采煤方法。第二节第二节 爆破采煤工艺爆破采煤工艺炮采工艺炮采工艺
47、打眼、放炮落煤、装煤、刮板运输机运煤、人工支架、回柱放顶。打眼、放炮落煤、装煤、刮板运输机运煤、人工支架、回柱放顶。一、爆破落煤一、爆破落煤爆破落煤爆破落煤打眼、装药、填炮泥、联线、放炮等工序。打眼、装药、填炮泥、联线、放炮等工序。1 1、炮眼布置、炮眼布置单排眼-用于薄煤层和中厚煤层双排眼-三花眼、对眼、三角眼三排眼-五花眼适用于采高较小的中厚煤层。适用煤质坚硬的中厚煤层二、炮采装煤二、炮采装煤1m1m爆破装煤可达到3137%的装煤率三、工作面支护三、工作面支护ab正悬臂齐梁直线柱布置正悬臂错梁三角柱布置四、采空区处理四、采空区处理adcba最小控顶距式支架形式b第一次推进后支架形式c放顶前
48、（最大控顶距）支架形式d放顶后恢复到最小控顶状态 全部垮落法适用于直接顶易于垮落或具有中等稳定性顶板。最小控顶距一般为3排支柱，最大控顶距为5排支柱，最大与最小控顶距之差为放顶步距。全部垮落法处理采空区简单可靠，费用少，一般常采用此方法。第三节第三节 普通机械化采煤工艺普通机械化采煤工艺 一、一、采煤机割煤方式采煤机割煤方式 普采面是以采煤机和支柱支护配合的方式。普采面是以采煤机和支柱支护配合的方式。二、采煤机进刀方式二、采煤机进刀方式 1 1、双向割煤，往返一刀。、双向割煤，往返一刀。2 2、八字型割煤，往返一刀。、八字型割煤，往返一刀。3 3、单向割煤，往返一刀。、单向割煤，往返一刀。4
49、4、双向割煤，往返两刀。、双向割煤，往返两刀。三、普采面单体支架1、支架布置方式 1）按悬臂顶梁与支柱的关系分：（1）正悬臂：支架悬臂的长段在立柱的煤壁侧，短段在立柱的采空侧。（2）倒悬臂：支架悬臂的短段在立柱的煤壁侧，长段在立柱的采空侧。2）按梁的排列特点分：（1）齐梁式：（2）错梁式：第四节、综合机械化采煤工艺一、综采面双滚筒采煤机工作方式 （一）综采面双滚筒采煤机的割煤方式 1、往返一次割两刀：2、往返一次割一刀：（二）综采面采煤机的进刀方式 1、直接推入法进刀：2、工作面端部斜切进刀：3、综采面中部斜切进刀：4、滚筒钻入法进刀：二、综采面液压支架的移架方式 1、单架依次顺序式 2、分组
50、间隔交错式 3、成组整体依次顺序式三、综采工作面工序配合方式 综采面割煤、移架、推移输送机三个主要工序按照不同顺序有两种配合方式：1、及时支护方式：2、滞后支护方式：第五节、放顶煤采煤法一、放顶煤采煤法的分类 1、预采顶分层放顶煤采煤法：2、预采中分层放顶煤采煤法：3、整层开采放顶煤采煤法：4、分段放顶煤采煤法：二、放顶煤工艺 1、采煤机采煤：2、放顶煤：三、放顶煤采煤法的优点、适用条件及注意事项1、优点：（1）在工作面采高不大的情况下，可大大增加一次开采的厚度，用于特厚煤层的开采。（2）简化巷道布置，减少巷道掘进工作量。第七章第七章 急倾斜采煤法急倾斜采煤法第一节、急倾斜煤层开采的特点一、由
