1、同学们，开学啦!欢迎同学们重新回到校园！绪 论 一、一、我我国国能能源源结结构构（能源现状）能源亦称能量资源或能源资源，是指可产生各种能量（如热量、电能、光能和机械能等）或可作功的物质的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源。包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。在我国，能源行业的地位仍旧无可置疑，煤是我国最为主要的传统能源，从2009年开始我国一次能源生产总量达到28亿吨标准煤，是建国初期的117倍，是改革开放初期的4.4倍，已成为世界第一能源生产大国。其中，煤炭
2、产量30.5亿吨，居世界第一位；原油产量1.9亿吨，居世界第五位；电力装机容量87000万千瓦，稳居世界第二。形成了以煤炭为主体、电力为中心、石油天然气和可再生能源全面发展的能源供应格局。改革开放30年来，我国以能源消费翻一番的水平实现了GDP翻两番的目标，支撑着中国年均10%的经济增长，创造了世界经济史上的奇迹。到2013年我国一次能源生产总量达到34.0亿吨。2014年增长到38.3亿吨。截止2014年我国能源行业的市场规模已经高达26.10万亿元，已经成为了我国最大的支柱产业之一。绪 论 发展至今，我国已经是全球能源第一消耗大国，对于能源的需求越来越大，但是我国能源却有着无可掩盖的问题，
3、特别是当下我国传统能源占比仍旧过大的现状，导致我国传统能源不断消耗，资源储备急速降低，资源枯竭的威胁不断萦绕在我国能源行业的头上，针对如此情况我国从很早就开始大力推动新能源的开展建设，到十一五期间更是第一次在投入资金上超过传统能源，随后近十年，新能源都是我国能源行业建设的主要目标，在新能源建设上我国不留余力，将能源的发展作为我国未来发展的绝对重心之一，而我国在新能源发展上也取得了一定的成效，近年来新能源的利用效率得到了很大改善，已经完成了商业化的前期布局，我国新能源的完全商用已经势在必行，未来我国能源行业结构调整是行业的必然趋势，传统能源退下历史舞台将在呈阶梯段进行，未来我国的能源行业前景远大
4、。绪 论 二、我国煤炭需求概况 2016年中国煤炭行业发展现状及市场需求预测【图】根据煤炭工业协会数据，2015 年我国煤炭产能规模达57 亿吨，而产量为 37 亿吨，产能过剩 20 亿吨，产能利用率仅为65%。绪 论 根据 2015 年产量测算，我国三大产煤重省煤炭行业产能利用率均低于正常水平（80%），其中山西省仅为 62%，不及全国平均水平。内蒙及陕西省产能利用率则分别为 68%和 75%。绪 论三、三、我我国国煤煤矿矿生生产产技技术术发发展展概概况况 煤矿开采在我国有着悠久的历史，新中国成立以来，特别是改革开放以来，随着国民经济的快速发展，我国煤炭工业取得了巨大的成就，煤炭开采、建井技
5、术也有了长足的发展，采煤、掘进、运输的机械化和生产集中化程度迅速提高，煤炭生产效率大幅增加。工艺落后的小煤窑已经淘汰，大批“双高”矿井已经成为煤炭生产的骨干，安全生产条件得到有效改善。1.矿井建设施工技术的发展 建井工期缩短、成井速度加快；2.煤矿开采技术的发展 半机械化、普通机械化、综合机械化和厚煤层大采高一次采全后及放顶煤采煤工艺，其工作面向大型化、设备向重型化方向发展。3.矿山机械制造技术的发展 大型设备和大功率设备、连续运输。4.煤矿安全技术的发展 严格遵守安全生产方针；认真实施安全生产法律法规；采用先进、有效的生产技术以及防护措施。绪 论四、四、采采煤煤概概论论的的基基本本内内容容
6、采煤概论是一门系统介绍煤矿建设和生产技术基础知识的课程。1.主要知识：煤矿地质知识、井田开拓、煤矿生产系统、井巷掘进与支护、采煤方法、矿井通风、矿井灾害与预防、露天开采、煤矿环境保护等内容。2.课程特点：综合性与实践性强；抽象概念多；空间概念强。第一章 煤矿地质与矿图基础知识 第一节第一节 地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用 应该明确的两个问题：地壳是煤及各种矿产资源形成的地方，矿产资源的形成与地壳的物质运动及演变有密切关系。地球表面生物的生长、发育及死亡的整个过程不断地改变着地球表面各种元素和矿物的分布，使某些元素离散或集中形成有价值的矿产。（生物遗体变为煤和石油等）这两个方面都是地壳
7、物质在地质作用下运动和演变的结果，因此，研究地壳的物质组成以及在地质作用下的地壳物质运动，是掌握矿床形成和埋藏规律的基础。第一节第一节 地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用 一、地壳的组成与岩石一、地壳的组成与岩石 地壳是地球的固体外壳。其全球地壳平均厚度为地壳是地球的固体外壳。其全球地壳平均厚度为16km，大陆地壳平均约，大陆地壳平均约33km；大洋地壳较薄，平均约大洋地壳较薄，平均约7km。岩石是一些矿物颗粒的集合体。岩石是一些矿物颗粒的集合体。矿物是地壳中的一种或矿物是地壳中的一种或多种元素在各种地质作用下形成的自然产物。多种元素在各种地质作用下形成的自然产物。常见矿物常见矿物:石英
8、、正长石、白云母、橄榄石英、正长石、白云母、橄榄石、蒙脱石、方解石、白云石、褐铁矿、石膏、滑石、石墨等。石、蒙脱石、方解石、白云石、褐铁矿、石膏、滑石、石墨等。岩石的分类：岩石的分类：1、岩浆岩、岩浆岩 岩浆岩是三大类岩石的主体，占地壳岩石体积的岩浆岩是三大类岩石的主体，占地壳岩石体积的64.7%。岩浆是来自地壳深部或地。岩浆是来自地壳深部或地幔中的具有高温、高压的硅酸盐熔融体。岩浆沿岩石裂缝或薄弱带上升，侵入到地壳幔中的具有高温、高压的硅酸盐熔融体。岩浆沿岩石裂缝或薄弱带上升，侵入到地壳表层或喷出地表，便冷凝固结成坚硬的岩浆岩。如花岗岩；玄武岩等。表层或喷出地表，便冷凝固结成坚硬的岩浆岩。如
9、花岗岩；玄武岩等。2、沉积岩、沉积岩 沉积岩是在地壳表层环境中形成的岩石。主要是由暴露于地表的岩石沉积岩是在地壳表层环境中形成的岩石。主要是由暴露于地表的岩石,经受外力地经受外力地质作用，即先经风化和剥蚀，搬运，沉积，再经受紧压、脱水、胶结，变成坚硬的岩质作用，即先经风化和剥蚀，搬运，沉积，再经受紧压、脱水、胶结，变成坚硬的岩石，如页岩、砂岩、石灰岩等。石，如页岩、砂岩、石灰岩等。沉积岩分布最广，它覆盖的面积约占地表总面积的沉积岩分布最广，它覆盖的面积约占地表总面积的75%。3、变质岩、变质岩 变质岩是由各种不同的原有岩石变质岩是由各种不同的原有岩石,受到温度、压力及化学活性流体的作用，使原岩
10、受到温度、压力及化学活性流体的作用，使原岩改变其成分、结构和构造而变成新的岩石，如石灰岩变质成大理岩等。改变其成分、结构和构造而变成新的岩石，如石灰岩变质成大理岩等。煤是一种沉积岩。在煤矿生产中遇到的也几乎全是沉积岩。煤是一种沉积岩。在煤矿生产中遇到的也几乎全是沉积岩。二、地质作用二、地质作用内力地质作用内力地质作用 外力地质作用外力地质作用 地壳运动 岩浆活动变质作用地震作用风化和剥蚀 搬运和沉积固结成岩 第一节第一节 地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用地质作用地质作用 1.1.内力地质作用内力地质作用由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地
11、构造、地 表形态变化的地质作用。表形态变化的地质作用。u 1)地壳运动即地球内部动力引起的地壳变形和变位。地壳运动对煤矿床的形成及赋存条件有着重要影响。地壳沿地球半径方向运动时，表现为地壳的缓慢上升或下降（海陆变迁），称为升降运动升降运动。地球物质沿地球切线方向运动时，呈水平运动水平运动。表现为激烈的造山运动。u 2)岩浆活动是地下的岩浆沿地壳的裂缝上升，侵入地壳或喷出地表，在上升过程与围岩相互作用，不断改变自身的成分和状态直至冷凝的全部过程。岩浆喷出地表火山作用 岩浆未达地表岩浆侵入活动秦岭 第一节第一节 地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用珠穆朗玛峰，位于中国和尼泊尔两国边界、海拔米，
12、是喜马拉雅山主峰，也是世界第一高峰。珠穆朗玛在藏族神话中被认为是五位仙女中的第三女神。她是万山之尊、地球之巅。夏威夷冒纳咯火山意大利埃特纳火山中国西昆仑山阿什库勒火山夏威夷普乌哈鲁鲁喷发形成的岩浆河火山口底部，可以见到红色的岩浆火山口底部，可以见到红色的岩浆裂隙式火山u3)3)变质作用变质作用地壳深部的岩石在高温高压和化学性质活泼的流体作用下，岩石的结构、构造及化学成分产生变化，形成新的岩石的作用。u4)4)地震作用地震作用地震是地壳的快速颤动，是岩石能量积累突然释放的结果。n 在上述地质作用中，最活跃的、起主导作用的是在上述地质作用中，最活跃的、起主导作用的是地壳运地壳运动动。第一节第一节
13、地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用第一节第一节 地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用神戶大地震破壞(高速公路倒塌)美國加州聖安德烈斯斷層 2 2外力地质作用外力地质作用主要是由地球以外的太阳辐射能、日月引主要是由地球以外的太阳辐射能、日月引力能等引起的地质作用。它能使地表形态发生变化和地壳表层化学元力能等引起的地质作用。它能使地表形态发生变化和地壳表层化学元素产生迁移、分散和富集。按作用方式分为：素产生迁移、分散和富集。按作用方式分为：1)1)风化和剥蚀风化和剥蚀 第一节第一节 地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用风化风化由于温度变化、大气由于温度变化、大气(氧气氧气)、水溶液以
14、及生物的、水溶液以及生物的作用，使地表岩石或矿物在原地发生物理、化学变化的作用，使地表岩石或矿物在原地发生物理、化学变化的过程叫风化作用。过程叫风化作用。剥蚀剥蚀以风雨、流水等流动物质为动力，对岩石进行以风雨、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称为剥蚀作用。破坏并把破坏的产物剥离开的过程称为剥蚀作用。风化和剥蚀风化和剥蚀风化和剥蚀往往是彼此促进的，岩石遭受风化变得松软就易于剥蚀，剥蚀后风化和剥蚀往往是彼此促进的，岩石遭受风化变得松软就易于剥蚀，剥蚀后暴露上来新鲜的岩石重新又受到风化。暴露上来新鲜的岩石重新又受到风化。u风风化化作作用用的的类类型型n 机械风化作用p
15、1.岩石的热胀冷缩p 2.岩石空隙中水和盐分的物态的变化 和矿物发生机械破碎而不改变其化学成分的风化作用，称为机械风化作用。它是由于温度变化及岩石空隙中水和盐分的物态变化引起的，作用方式主要有：第一节第一节 地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用第一节第一节 地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用n 化学风化作用空气中空气中的氧和水溶液不的氧和水溶液不仅仅使使岩石岩石和矿和矿物化學成分物化學成分发发生生变变化，而且使一部分化，而且使一部分被溶液帶走，或使被溶液帶走，或使稳稳定的定的矿矿物物变为不稳定变为不稳定的的矿矿物物，这种对这种对岩石的破岩石的破坏坏作用作用称为称为化化学风学风化作用。
16、化作用。1.氧化作用 氧气与各种矿物混合，产生新的矿物。黄铁矿FeS2(+)氧化成褐铁矿Fe2O3.H2O(3+)，由铜黄色变为褐红色，颜色变深，结构变疏松。在地表称铁帽，地下连着矿床。2.溶解作用 任何矿物都溶于水，只是溶解度有大有小。CaCO3+CO2+H2O-Ca(HCO3)2 方解石 (重碳酸钙)3.水解作用 水和矿物相结合的一种化学反应。正长石+H2O-高岭石+。.4.水合作用 有些矿物吸引一定数量的水。石膏+H2O-硬石膏n 生物风化作用生生物物的的生生命命活活动动过过程程和和尸尸体体腐腐烂烂分分解解过过程程对对岩岩石石的的破破坏坏作作用用有有机机械械和和化化学学两两种种方方式：式
17、：1.生物的机械风化作用n植物根对岩石的破坏，蚯蚓等钻洞，人类活动如挖洞、采矿等对岩石进行破碎。2.生物的化学风化作用n 生物死亡后，腐烂分解形成一种腐植质(胶状的物质)，是一种有机酸，对岩石起腐蚀作用.地壳表层岩石经机械破碎，化学风化后形成的松散物，再经过生物的化学风化作用，增加了有机物质-腐殖质，这种具有腐殖质、矿物质、水和空气的松散物质叫做土壤。第一节第一节 地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用叶状剥落(果洲群島)块状崩解(石澳)蜂窝状风化(長洲人頭石）蜂窝风化(長洲)块状崩解(石澳)蜂窝状风化(長洲)第一节第一节 地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用2 2）搬运和沉积）搬运和沉
18、积 最主要的沉积区是内陆胡泊、沼泽和海洋。最主要的沉积区是内陆胡泊、沼泽和海洋。3 3）固结成岩）固结成岩指松散的沉积物逐步变成坚硬的沉积岩的过程指松散的沉积物逐步变成坚硬的沉积岩的过程 从上可见，从上可见，破坏岩石破坏岩石 改变地貌改变地貌 生成新岩石生成新岩石 是外力地质作用的整个过程。是外力地质作用的整个过程。第一节第一节 地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用搬运作用搬运作用风化和剥蚀作用的产物，由风、流水等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。搬运到别的地方的过程。沉积作用沉积作用随着搬运力量的减落或消失，被搬运物随着搬运力量的减落或消失，被搬运物在低洼地区逐渐沉
19、积的过程。在低洼地区逐渐沉积的过程。搬运和沉积搬运和沉积 3 3、关系（内力与外力地质作用）、关系（内力与外力地质作用）外力地质作用在很大程度上受地壳运动的制约。风化剥蚀过外力地质作用在很大程度上受地壳运动的制约。风化剥蚀过程主要在地壳上升隆起的地区进行，而其进行的强度也与地壳程主要在地壳上升隆起的地区进行，而其进行的强度也与地壳上升隆起的幅度速度有关。上升隆起的幅度速度有关。沉积、固结成岩过程主要在地壳下降沉陷地区形成，沉积沉积、固结成岩过程主要在地壳下降沉陷地区形成，沉积物的物质成分，厚度和分布范围等，都受着地壳沉降的幅度和物的物质成分，厚度和分布范围等，都受着地壳沉降的幅度和速度的限制。
20、速度的限制。第一节第一节 地壳的组成与地质作用地壳的组成与地质作用n泥泥炭炭历历来来被被认认为为是是温温暖暖潮潮湿湿气气候候条条件件下下的的产产物。物。根据近代研究表明，在气候条件中湿度所起的作用比温度更重要。因为现代无论在温暖的低纬度和寒冷的高纬度(5070)，只要是降水量大于蒸发量的地区，都有较厚的泥炭层堆积，干旱条件显然不利于成煤。n有有利利于于成成煤煤作作用用的的地地理理环环境境是是沼沼泽。泽。沼泽分布在滨海平原、海湾泻湖、内陆大湖、三角洲平原、河流冲积平原和冲积扇前等环境。n成成煤煤作作用用有有利利的的构构造造背背景景是是古古构构造造稳稳定定期。期。地壳缓慢沉降，容易在地表形成积水洼
21、地。造山运动和地壳上升阶段，均不利于泥炭的堆积和保存。第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征芦苇河流树木湿地芦苇沼泽稻田湿地平原湿地湿地是富饶多产的生态体系。湿地的类型繁多，包括：沼泽地、河口三角湾、泥滩、泥沼、水塘、三角洲、珊瑚礁、季节性河流、泻湖、浅海、泥炭地、湖泊、泛滥平原等等。第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征高等植物泥 炭褐 煤长焰煤不粘结煤弱粘结煤气煤肥煤焦煤瘦煤贫煤无烟煤成煤作用煤化作用变质作用泥炭化作用（腐泥化作用）成岩作用烟烟 煤煤低等植物腐 泥腐泥煤成煤过程划分示意图 上述可见，要形成有开采价值的煤层，必须具备下列条件：1、植物条件植物条件：我国
22、的三大聚煤时期（晚古生代的石炭二迭纪、中生代的侏罗纪和新生代的第三纪），分别是植物界的孢子植物，裸子植物和被子植物繁殖的极盛时代。2、气候条件气候条件：温暖潮湿。3、地理环境地理环境：大面积沼泽化的自然地理条件。滨海平原、海湾泻湖、河漫滩、河口三角洲等。4、地壳运动地壳运动：泥炭层的积聚要求地壳缓慢下沉，下沉速度最好为与植物遗体堆积的速度大致平衡，这种状态持续的时间越久，形成的泥炭层越厚。泥炭层形成以后，地壳下降较快，有利于泥炭的保存和转变成煤。第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征 二、煤系和煤田二、煤系和煤田 煤系煤系是含有煤层
23、的一组沉积岩层（也叫含煤地层）。煤系一般是按其形成的时代来命名的，如华北的石炭二迭纪煤系，东北的侏罗纪煤系，华南的晚二迭纪煤系。煤田煤田在地质历史发展过程中，同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分布区称为煤田。三、煤的性质及工业分类三、煤的性质及工业分类 由于成煤的原始物质,成煤环境及所受的变质作用不同,煤的种类很多,其物理性质和化学组成也有差别。性质不同的煤用途也不一样。（一）煤的性质一）煤的性质 1、物理性质 包括光泽、颜色、条痕、硬度、脆度、比重和容重、导电性等，见表1-3。2、化学组成 煤是由有机物和无机物混合组成的。煤煤的的化化学学组组成成碳 最主要的可燃物质，含碳量越高，发热量
24、越大氢 主要的可燃物质，随变质程度加深而降低 氧 不可燃物质，随变质程度加深而降低 氮 含氮量较少，近13%，不产生热量 硫 有害物质，燃烧时形成二氧化硫，炼焦煤中含硫量不超过1%磷 有害物质，炼焦煤中含磷量不超过0.01%第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征 第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征 （二）二）煤煤的的工工业业分分类类 1、常用的煤质指标：水分（W）、灰分（A）、挥发分（V）、发热量（Q）、胶质层厚度（Y）、含矸率。2、工业分类 表1-4第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征四、煤层特征四、煤层特征 由于成煤时期的原始条件和受地壳运动的影响
25、不同，埋藏在地下的煤层的赋存状态、顶底板岩性及含水性、煤层的含瓦斯性及自燃倾向、以及受地质构造影响的程度等都有明显的差别，而这些都与采矿工作密切相关，因此，有必要对其进行研究。(一一)煤层赋存状态煤层赋存状态 1 1、煤层厚度、煤层厚度 厚煤层 煤层厚度 3.5m 约占产量40%中厚煤层 1.3-3.5m 40%薄煤层 1.3m 20%第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征 2 2、煤层的稳定性、煤层的稳定性 根据煤层厚度变化情况及对开采的影响，将煤层分为四类：稳定性煤层：井田范围内厚度均大于最低开采标准，厚度的变化也有一定标准。较稳定煤层：厚度变化较大，但在井田范围内大多可开采，
26、仅局部不可采。不稳定煤层:厚度变化很大，常有增厚、变薄、分岔或尖灭现象，井田范围内经常出现不可采区。如图1-8所示。极不稳定性煤层：煤层常呈鸡窝状，串珠状，断断续续分布，井田范围内仅局部可采。如图1-9所示。第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征 3、煤层结构 根据煤层中有无较稳定的夹石层，将煤层分为两类：简单结构煤层：没有层状出现的比较稳定的夹石层。复杂结构煤层：煤层中常含有较稳定的夹石层。简单结构 复杂结构透镜状透镜状矿物质矿物质夹层第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征（二）煤层顶板与底板（二）煤层顶板与底板第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征内的岩
27、层。根据顶板岩层岩性、厚度和位置，采煤时顶板变形特征和跨落难易程度，将顶板分为伪顶、直接顶、老顶三种。伪顶：伪顶指直接覆盖在煤层之上的薄层岩层。岩性多为炭质页岩或炭质泥岩，厚度一般为几厘米至几十厘米。直接顶：直接顶位于伪顶之上或直接位于煤层之上的岩层。岩性多为粉砂岩或泥岩，厚度为12m左右。老顶：老顶位于直接顶之上或直接位于煤层之上的岩层。岩性多为砂岩或石灰岩，一般厚度较大，强度也大。第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征方一定距离内的岩层。对生产影响最大的煤层底板一般为伪底和直接底。伪底：指煤层之下与煤层直接接触的岩层。它往往是当初沼泽中生长植物的土壤，富含根须化石。岩性以炭质泥
28、岩为主，厚度不大，常为几十厘米。直接底：位于伪底之下的岩层。岩性多为粉砂岩或砂岩，厚度较大。第二节第二节 煤的形成与煤层特征煤的形成与煤层特征一、煤田地质勘探的目的与任务一、煤田地质勘探的目的与任务 煤田地质勘探是运用地质科学和技术方法来分析、研究、探测煤层，查明地层、地质构造、煤层及开采技术条件等因素，正确评价矿床的经济意义，划分出各种不同类型的资源量和储量。其目的是。其目的是为矿山设计、建设为矿山设计、建设和生产提供可靠的地质资料，保证煤层资源经济、合理、和生产提供可靠的地质资料，保证煤层资源经济、合理、安全开发安全开发。第三节第三节 煤田地质勘探与矿井储量煤田地质勘探与矿井储量是逐步深入
29、的，由低级到高级，由点到面，而且矿山基本建设也是分阶段的。因此，地质勘查也是分阶段的。1、普查阶段普查阶段指在选定的普查区内采用露头检查、地质填图、较少的探矿工程及物探方法，大致查明煤层资源的勘查工作。2、详查阶段详查（矿区详查）阶段指在普查圈出的详查范围内，通过大比例尺地质填图及各种勘查方法和手段，采用比普查阶段更密的探矿工程，基本查明煤层资源的勘查工作。3、精查阶段勘探（井田精查）阶段指在已知具有工业价值矿床或矿区总体规划划定的勘查（精查）区，通过加密各种勘查工程，详细查明煤层资源的勘查工作。第三节第三节 煤田地质勘探与矿井储量煤田地质勘探与矿井储量物的电磁辐射来获取目标物的信息。有摄影遥
30、感等遥感技术手段。2、地质填图把煤系地层、煤层产状和构造等测绘在地形图上，绘制成地质图。3、坑探工程在覆盖层较薄的地区，用人工方法为地质测量揭露岩层、煤层、矿体及地质构造等地质现象，或为了采集矿样所设计的一些坑探、钻探工程，主要有探槽、探井和探巷（硐）等。4、钻探工程利用钻机向地下钻孔，利用空心钻头和钻杆来获取岩、煤芯，以取得必要的资料。钻探工程是最重要最常用的地质勘探技术手段。5、地球物理勘探技术地球物理勘探技术简称“物探”，是利用具有不同物理性质（如密度、磁性、电性、弹性波传播速度、放射性等）的岩层和煤层对地球物理场所产生的异常来寻找矿体、圈定含煤区域、推断地质构造及解决其它地质问题的一种
31、技术手段。第三节第三节 煤田地质勘探与矿井储量煤田地质勘探与矿井储量井煤炭资源的大小以储量来表示，同时还具有经济含义。经济的：地质可靠程度已达到探明或控制程度，其数量和质量是依据符合市场价格确定的煤炭工业指标计算的。边际经济的：地质可靠程度已达到探明或控制程度。经可行性研究或预可行性研究，其内部收益率在零至行业基准内部收益率之间，净现值等于或接近于零。次边际经济的：地质可靠程度已达到探明或控制程度。经可行性研究或预可行性研究，其内部收益率小于零，净现值小于零。内蕴经济的：地质可靠程度已达到探明或控制、推断、预测程度。未做可行性研究或预可行性研究，仅对普查、详查、勘探工作取得不同地质可靠程度的勘
32、查资源，通过概略研究作了相应的投资机会评价。第三节第三节 煤田地质勘探与矿井储量煤田地质勘探与矿井储量储量分类方案主要以地质可靠程度和经济意义将矿产资源分为储量、基础储量和资源量三大类十六种类型。下表中所用编码(111334)，第1位数表示经济意义：1为经济的，2M为边际经济的，2S为次边际经济的，3为内蕴经济的，?为经济意义未定的；第2位数表示可行性评价阶段：1为可行性研究，2为预可行性研究，3为概略研究；第3位数表示地质可靠程度：1为探明的，2为控制的，3为推断的，4为预测的。b为未扣除设计、采煤损失的可采储量。第三节第三节 煤田地质勘探与矿井储量煤田地质勘探与矿井储量煤炭资源和储量分类表
33、 第二章第二章 井田开拓井田开拓一、一、在地质历史发展的过程中，含碳物质沉积形成的基本连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。续的大面积含煤地带称为煤田。二、二、矿区矿区 开发煤田形成的社会区域，称为矿区。开发煤田形成的社会区域，称为矿区。三、三、井田井田 在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田。露天、在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田。露天、井工开采。井工开采。一般情况下，煤田（矿区）井田（矿井）一般情况下，煤田（矿区）井田（矿井）第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田 第一节第一节 煤田划分为井田煤田划分为井田一、一、矿井生产能力矿井生
34、产能力 矿井设计生产能力矿井设计生产能力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核定生产能力矿井经过技术改造，核定后的生产能力。第二节第二节 矿井生产能力和服务年限矿井生产能力和服务年限二、二、井型井型 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。大型：大型：中型：中型：小型小型第二节第二节 矿井生产能力和服务年限矿井生产能力和服务年限三、三、矿井服务年限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。第二节第二节 矿井生产能力和服务年限矿井生产能力和服务年限一、一、阶段概念
35、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，每个长条部分具有独立的生产系统，称之为一个阶段。开采水平开采水平 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。第三节第三节 井田再划分井田再划分第三节第三节 井田再划分井田再划分二、二、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
36、石门与主要大巷相连构成相对独立的生产系统。第三节第三节 井田再划分井田再划分三、三、第三节第三节 井田再划分井田再划分一、一、下行开采下行开采 上行开采上行开采 一般地，不论是整个井田，还是阶段内、采区内，对同一煤层，都应首先考虑使用下行开采顺序。二、二、前进式前进式：工作面背向采区上（下）山方向。后退式后退式：工作面面向采区上（下）山方向。第四节第四节 井田内开采顺序井田内开采顺序一、按空间位置和形状一、按空间位置和形状 垂直巷道垂直巷道：立井、暗立井、溜井。倾斜巷道倾斜巷道：斜井、暗斜井、上山、下山。水平巷道水平巷道：平硐、石门、煤门、平巷。第五节第五节 巷道分类巷道分类二、按巷道用途及其
37、服务范围二、按巷道用途及其服务范围 开拓巷道开拓巷道：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、下平巷和开切眼等。第五节第五节 巷道分类巷道分类1.1.立井，立井，2.斜井斜井，3.平硐平硐，4.暗立井，暗立井，5.溜井，溜井，6.石门石门9.9.上山上山，10.下山下山，11.风井风井，12.岩石平巷岩石平巷，13.煤层平巷煤层平巷 通称为开拓方式。通称为开拓方式。第六节第六节 开拓方式开拓方式(a)(
38、a)立井单水平上下山式；立井单水平上下山式；(b)立井多水平上下山式；立井多水平上下山式；(c)立井多水平上山式；立井多水平上山式；(d)立井多水平上山及上下山式混合式立井多水平上山及上下山式混合式第六节第六节 开拓方式开拓方式斜井单水平分区式开拓斜井单水平分区式开拓1.主井；主井；2.副井；副井；3.井底车场；井底车场；4.阶段运输平巷；阶段运输平巷；5.阶段辅巷；阶段辅巷；6.采区运输上山；采区运输上山；7.采区轨道上山；采区轨道上山；8、15.区段运输平巷；区段运输平巷；9、16.区段回风平巷；区段回风平巷；10、17.采煤工作面；采煤工作面；11.阶段回风平巷；阶段回风平巷；12-回风
39、井；回风井；13.采区运输下山；采区运输下山；14.采区轨道下山；采区轨道下山；18.专用回风上山；专用回风上山；19.采区煤仓；采区煤仓；20.井底煤仓；井底煤仓；21.行人进风上山；行人进风上山；22.回风联络巷回风联络巷第六节第六节 开拓方式开拓方式第三章第三章 矿井生产系统矿井生产系统有掘进、采煤和运输提升等三个主要过程，还有通风、排水、材料和动力供应等辅助生产系统。井下生产系统的主要任务是保证井下采煤、掘进、运输、提升、排水和通风等工作正常进行，把采掘出来的煤炭和矸石输送到地面，再和地面生产系统相衔接。同时，将动力、材料和设备，送至所需地点。第三章第三章 矿井生产系统矿井生产系统通常
40、包括地面提升系统、运输系统、排矸系统、选煤系统和管道线路系统。此外，还有变电所、压风机房、锅炉房、机修厂、坑木加工场、矿灯房、浴室及行政福利大楼等专用建筑物。地面生产系统的主要任务是煤炭经过运输提升到地面后的加工和外运，还要完成矸石排放、动力供给、材料设备供应等工作。一、概述一、概述矿井地面设备、建筑物和构筑物及各种管线组成的总体称为矿井地面生产系统。所占用的场地称为地面工业场地。影响地面工业场地布置的主要因素有影响地面工业场地布置的主要因素有：1、矿井的开采方法及提升方式2、煤的性质及用户对煤质的要求3、矿井的井型及服务年限4、工业场地的工程、水文条件及地形、气候条件5、矿井的发展远景及与邻
41、近企业的关系。第一节第一节 地面生产系统地面生产系统二、地面工业场地布置二、地面工业场地布置 1、分散式布置 工业场地内各建筑物与构筑物基本上单独修建和分散布置，建筑物的体积比较小，而数目较多。目前，多数矿井属这种布置方式。分散式布置方式适合于地形复杂、机械化程度不高的中小型矿井。2、综合式布置 把工业场地内的建筑物组合成大型综合建筑物，即所谓的同体建筑物。采用综合式布置时，各建筑物与构筑物的组合，要最大限度地适合生产工艺过程的要求，缩短运输距离，并使建筑结构尽量简单。第一节第一节 地面生产系统地面生产系统三、矿井地面生产系统三、矿井地面生产系统（一）矿井地面生产系统的类型（一）矿井地面生产系
42、统的类型 1无加工设备的地面生产系统。2设有选矸设备的地面生产系统 3设有筛分厂的地面生产系统。4设有洗选厂的地面生产系统（二）排矸与运料系统（二）排矸与运料系统 1矸石场的选址及类型。风向，水源。2材料、设备的运输：材料、设备的运输系统布置必须以副井为中心。（三）地面管线系统（三）地面管线系统 上下水道、热力管道、压缩空气管道、地下电缆等。第一节第一节 地面生产系统地面生产系统第二节第二节 井下生产系统井下生产系统一、运输系统一、运输系统（一）采煤工作面的运输方式（一）采煤工作面的运输方式一般用可弯曲刮板输送机运输。（二）区段运输平巷运输（二）区段运输平巷运输一般用转载机和可伸缩胶带输送机运
43、输。（三）采区上（下）山运输方式（三）采区上（下）山运输方式运输上山：胶带输送机轨道上山：轨道运输（四）大巷运输方式（四）大巷运输方式电机车运输；胶带输送机运输。（五）井筒提升方式（五）井筒提升方式1、平硐直接用电机车或胶带输送机运输2、斜井箕斗；胶带输送机；串车。3、立井箕斗；罐笼。第二节第二节 井下生产系统井下生产系统二、运输与提升设备类型二、运输与提升设备类型（一）运输设备类型（一）运输设备类型1、输送机1）刮板输送机：适用于倾角小于25的采煤工作面。第二节第二节 井下生产系统井下生产系统 2）带式输送机：（1）可伸缩带式输送机。是机械化采煤工作面中顺槽运输的配套输送机 （2）钢绳牵引带
44、式输送机。适用于长运距输送的特殊型带式输送机 （3）水平弯曲带式输送机：能在水平面内改向折曲输送物料的带式输送机。（4）大倾角带式输送机。在倾角为1625范围内使用的带式输送机（5）管状带式输送机。物料在输送过程中完全处于封闭状态的带式输送机。（6）气垫式带式输送机。不用托辊（或不用上托辊），将输送带沿着气垫层运行的带式输送机。第二节第二节 井下生产系统井下生产系统2、轨道运输基本设备时轨道、矿车和牵引设备。（1）轨道。（2）矿车。第二节第二节 井下生产系统井下生产系统第二节第二节 井下生产系统井下生产系统（3）钢丝绳运输。（1）有极绳运输：钢丝绳的一端固定在绞车上，另一端钩挂在矿车上运行，适
45、用于625倾斜井巷。（2）无极绳运输：空车和重车利用摘挂车装置分别挂在往返的两侧钢丝绳上，即可进行运输。无极绳运输多用于水平巷道中。第二节第二节 井下生产系统井下生产系统（4）电机车运输 电机车是以电力为动力，用牵引电动机驱动车轮的机车。目前，我国采用的电机车均为直流电机车。根据供电方式不同，可分为架线式电机车和蓄电池式电机车。架线式电机车在行驶时，常常发生电火花，有可能引起瓦斯、煤尘爆炸，所以架线式电机车一般用于低瓦斯矿井中的主要运输巷道，而高瓦斯矿井中则采用蓄电池式电机车。随着综采综掘的迅速发展，现已研制成功防爆特殊型胶套轮蓄电池机车，为采区辅助运输提供了一种新型机车设备。第二节第二节 井
46、下生产系统井下生产系统（二）提升设备类型（二）提升设备类型1、立井提升（1）立井箕斗提升。（2）立井罐笼提升。立井副井的提升容器普遍采用罐笼，用来提升材料、设备、矸石并供人员上、下。在中、小型矿井中也可以用罐笼提煤。第二节第二节 井下生产系统井下生产系统2、斜井提升（1）斜井箕斗提升。（2）斜井串车提升。（3）斜井钢丝绳牵引带式输送机提升：适用1825斜井中。（4）斜井提升机。单绳缠绕式：单滚筒；双滚筒。多绳摩擦式：2-6根钢丝绳。第二节第二节 井下生产系统井下生产系统第二节第二节 井下生产井下生产系统系统1111第二节第二节 井下生产系统井下生产系统辅助运输系统辅助运输系统第二节第二节 井下
47、生产系统井下生产系统二、矿井通风系统二、矿井通风系统矿井通风方法、通风方式、通风网路与通风设施的总称。矿井通风系统是否合理，对整个矿井通风状况的好坏和能否保障矿井安全生产起着重要的作用，同时还应在保证安全生产的前提下，尽量减少通、风工程量，降低通风费用，力求经济合理。第二节第二节 井下生产系统井下生产系统通风系统通风系统第二节第二节 井下生产井下生产系统系统三、矿井排水系统三、矿井排水系统矿井排水方式可分为自流式自流式和扬升式扬升式两种。平硐开拓采用自流式；扬升式是借助于水泵将水排至地面，可分为固定式和移动式两种。井下水泵房为固定式，竖井和斜井掘进时可采用移动式。（一）矿井排水系统（一）矿井排
48、水系统1、采区排水、采区排水上山采区：自流至大巷水沟内。下山采区，下山底部设采区水仓，用水泵排至大巷水沟。2、大巷排水、大巷排水：35的坡度，水沟自流。3、井底排水井底排水：井底水仓（8小时的涌水量）、水泵房。第二节第二节 井下生产系统井下生产系统二、矿井排水设备二、矿井排水设备（一）矿井涌水量（一）矿井涌水量 涌水量小的矿井：Q2时，地面建筑物将出现明显裂缝破坏。4、根据发生的地点和位置分类 (1)煤体冲击。发生在煤体内，根据冲击深度和强度又分为表面、浅部和深部冲击。(2)围岩冲击。发生在顶底板岩层内，根据位置有顶板冲击和底板冲击。我国是世界上高温热害矿井最多的国家。随着开采深度的增加、围岩
49、温度提高，矿井热害问题越来越突出。据1999年不完全统计，70多处国有重点煤矿大中型生产井工煤矿的采掘工作面最高气温超过煤矿安全规程的要求，超过26，其中30多处矿井采掘工作面温度超过30，最高达37。全国煤矿热害突出的矿井有平顶山八矿、新汶斜庄矿、丰城建新矿、徐州三河尖矿、永荣曾家山矿以及新开发的巨野矿区等。第九节第九节 矿井热害矿井热害第八章第八章 露天开采露天开采o 概述o 露天开采的主要工艺过程o 露天开采程序及开拓运输系统o 露天矿生产能力第一节第一节 概述概述 一、生产工艺环节o 露天开采工艺环节分主要生产环节和辅助生产环节两类。o (一)主要生产环节o (1)煤岩预先松碎 采掘设
50、备的切割力是有限度的，除软岩可以直接采掘外，对中硬以上的煤岩必须进行预先松碎后方能采掘。o (2)采装 利用采掘设备将工作面煤岩铲挖出来，并装人运输设备(汽车、铁道、车辆、输送机)的过程。o (3)运输 采掘设备将煤岩装入运输设备后，煤被运至卸煤站或选煤厂，土岩运往指定的排土场；o (4)排土和卸煤 土岩按一定程序有计划地排弃在规定的排土场内，煤被卸至选煤厂或卸煤站。o (二)辆助环节o 辅助环节包括；动力供应；疏干及防排水；设备维修：线路修筑、移设和维修；滑坡清理及防治等。第一节第一节 概述概述o 二、露天开采的采场要素及开采工艺分类n 1.台阶o在开采过程中，露天矿往往被划分为若干具有一定
