采礦工程英語翻譯

1、 LESSON 1煤炭開采史人類首次使用煤炭的時(shí)期可能追溯到原始社會(huì)，確定這種黑色石頭能夠燃燒無疑是偶然的，這個(gè)現(xiàn)象可能是在幾千年間世界上（不同地方的人們）獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的。這些獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)極可能是這樣產(chǎn)生的：原始人碰巧在暴露出黑色石頭的礦上營火。這是他們驚訝的發(fā)現(xiàn)那兒可以燃燒。中國對(duì)煤炭的使用最早的記錄出現(xiàn)在公元1100年，從圣經(jīng)我們上得知所羅門王時(shí)是相當(dāng)熟悉煤的在今天的敘利亞。在威爾士，有證據(jù)顯示，在青銅時(shí)代的人們用煤火葬，而且眾所周知，羅馬人使用了這種能源。這兒還有其他的古代參考資料。所以煤炭能夠燃燒的說法，甚至一些相關(guān)的應(yīng)用流傳了幾千年。然而，實(shí)踐并堅(jiān)持使用煤炭的是中世紀(jì)的英國。在美國，到處可

2、以找到證據(jù)表明印第安人偶然使用了煤炭。然而，美國第一次有記載的利用煤炭的是法國探險(xiǎn)家，他在1679年報(bào)道了一個(gè)在伊利諾斯河邊的暴露的露頭。這樣之后，法國和英國其他的探險(xiǎn)家取得了一個(gè)又一個(gè)發(fā)現(xiàn)，但是，第一個(gè)有記載的實(shí)際使用時(shí)在1702年的維吉尼亞州，一個(gè)法國的殖民者被允許在他的鐵廠使用煤。最早有記載的商業(yè)煤礦是在1750年。煤田從詹姆斯河延伸到里士滿伊利諾斯附近，現(xiàn)在那兒被遺棄了。除了當(dāng)?shù)氐南M(fèi)，煤炭還被運(yùn)往費(fèi)城,紐約和波士頓.起始，所有煤炭都是手工用銷和釬從堅(jiān)固的固體礦床上砍下來的。然后它們被工人用鏟掘到籃子 、箱子和推車上，運(yùn)到外面或井底車場(chǎng)。隨后，車子有了改進(jìn)，但仍需工人拽木板。隨著時(shí)間推

3、移，鐵皮，鐵軌被用到礦車上，騾子矮馬和普通馬被用于拉運(yùn)。逐漸地，黑火藥被用于爆破煤炭，但底部掏槽，側(cè)面掏槽和鉆孔仍需要人工進(jìn)行，在17世紀(jì)和18世紀(jì)，采礦業(yè)取得一系列重大發(fā)展，1775年，第一臺(tái)蒸汽機(jī)在英國被瓦特發(fā)明，它被用于抽出開采過程中的地下水，非常重要的，它使礦井有可能開采更深的部分，第一條軌道修成了，第一臺(tái)用煤的蒸汽機(jī)車在1814年的英國被喬治。斯蒂芬遜改進(jìn)了，第一輛電動(dòng)機(jī)車在1883年的德國用于地下交通。工作面的機(jī)械化操作在1900年前就開始了，它體現(xiàn)沖壓機(jī)和鏈條式切割機(jī)的發(fā)展（沖壓機(jī)，鏈條式切割機(jī)用于爆破，爆炸前的煤層和巖層）、電動(dòng)式和壓縮空氣式機(jī)車的使用，甚至有人做了關(guān)于連續(xù)采礦

4、機(jī)械的一些早期實(shí)驗(yàn)。長(zhǎng)臂開采直到1910年才在美國普遍使用，尤其是在伊利諾斯州。但后來它在開采厚煤層方面無法和逐漸填法和房柱法競(jìng)爭(zhēng)，因?yàn)樗麄兘柚藱C(jī)械化。與此同時(shí)，長(zhǎng)臂開采在歐亞繼續(xù)占有主要地位，因?yàn)槟抢镏饕鞘菝汉蜕盥竦拿簩?。在第二次世界大?zhàn)中，德國在工作面改進(jìn)了長(zhǎng)臂開采的鏟送機(jī)，它可以連續(xù)把煤加載到鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上。這是由幾個(gè)世紀(jì)的各式割煤機(jī)發(fā)展起來的。然而，這最重要的發(fā)展是液壓支架，自航屋頂千斤頂和旋塞。他們大大減小了在人工設(shè)置單體支柱和木垛時(shí)所需的體力。隨著技術(shù)的發(fā)展，美國煤炭公司又一次長(zhǎng)臂開采產(chǎn)生了興趣。對(duì)美國而言，大量改變和一般性的加強(qiáng)是必須的。在一些失敗和誤用后，長(zhǎng)臂開采在這個(gè)國家被

5、實(shí)際運(yùn)用，假設(shè)開采條件是正確的，也被逐漸增加的產(chǎn)量所證實(shí)。露天開采是最早的采煤方法。它被考慮用于煤床暴露于地表、上覆物只有幾英寸厚的情況，在深部巖層和巖石下，最經(jīng)濟(jì)的方法是地下開采，事實(shí)上這也是唯一的方法，所以，露天開采直到1910前還是微不足道的。從大范圍看，被騾子拉著的刮土鏟運(yùn)機(jī)和鏟運(yùn)車普及程度很低。練習(xí) 譯文 第一種For many years the continually improving productivity in US coal mining was the envy of the world.( 多年來,不斷提高的美國煤礦效益令人羨慕)。 Such steady impr

6、ovement meant a fairly level, or even slightly declining,price to the consumer despite large increases in wages,materials,taxes,and other costs of production.（這樣的穩(wěn)步提高意味著相當(dāng)?shù)乃?或甚至輕微下降,給消費(fèi)者盡管價(jià)格大幅上漲工資、材料、稅收、和其他生產(chǎn)成本。） However,this trend has drastically declined since 1968 because of the new stringent Fe

7、deral safety regulations;rigid controls on surface water,and air pollution;and the mass of newly introduced,and constantly changing,bureaucratic reports. （然而,這種趨勢(shì)自1968年以來數(shù)量急劇下降,因?yàn)樾碌膰?yán)格的聯(lián)邦安全法規(guī),嚴(yán)格控制地表水,空氣污染,及新引進(jìn)的各種標(biāo)準(zhǔn),并且不斷在改變著,官僚主義報(bào)告）。 The problem now is to not only meet the new safety and environmental

8、 requirements but,at the same time,to revive the steady progress of the past. (現(xiàn)在的問題是,不僅要滿足新的安全、環(huán)保要求,而且,與此同時(shí),還要來恢復(fù)過去穩(wěn)步前進(jìn)的步伐。) Reserves of all fossil fuels are limited,but the United States has more reserves in coal than in oil,gas,oil shale,and tar sands combined.( 所有化石燃料儲(chǔ)量是有限的,但美國有更多的儲(chǔ)備在煤比石油、天然氣、石油

9、頁巖,瀝青沙的總和。) Even if coal reserves are over estimated ,as some in the industry believe,the relative dominance compared to other fossil fuels is apparent.(即使煤炭?jī)?chǔ)量在估計(jì), 像一些業(yè)內(nèi)人士相信, 相對(duì)優(yōu)勢(shì)比其它化石燃料是很明顯的.) Reserves of all fossil fuels are finite,so far the long pull the world is forture in having nuclear energy

10、.( 儲(chǔ)備的化石燃料是有限的,到目前為止,世界的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃是寄托在核能。) The distant future may see all fossil fuels consumed for higher uses than boiler fuel,for example,petrochemicals,lubricants,gasoline,chemicals,etc. (在遙遠(yuǎn)的未來可能會(huì)看到所有化石燃料在其他方面的消耗比鍋爐燃料的使用更高,例如、石化、潤(rùn)滑油、汽油、化學(xué)品等。)Table 1.1 US Reserves of Fossil Fuels Expressed in Heat Val

11、ue.( 表1.1美國儲(chǔ)備的化石燃料熱值表達(dá))Reserves儲(chǔ)量Coal煤Oil石油Natural gas天然氣Tar sands油砂Oil shale油頁巖Total總量Quadrillions of Btu17307237319067406425653ctivity per man day.(人均日產(chǎn)量) Metric equivalent:（公式等效）1 stX0.9071847=tDespite the tremendous importance of coal,the industry is faced with serious problems,such as；(盡管有重大意義的

12、煤、產(chǎn)業(yè)正面臨著嚴(yán)峻的問題,如)1) Air and water pollution both at the mines and at the consuming end. (空氣和水的污染在礦山和消費(fèi)兩者間結(jié)束。)2) The onerous new Federal safety regulations.（ 繁重的新的聯(lián)邦安全條例。）3) Public outcry against surface mining and lack of satisfactory restoration in some cases.（公眾強(qiáng)烈抗議露天采礦和一定程度上缺乏滿意的地表修復(fù)。）4) A shortag

13、e of qualified supervisory and engineering personnel,as well as mine workers,to meet the growing demand for coal and the increasingly more difficult mining conditions.（缺乏合格的監(jiān)督和工程人員,以及煤炭工人,來滿足日益增長(zhǎng)的煤炭需求和越來越多的困難開采條件。）5) A need to improve machinery,techniques,and managerial ability to resume the former

14、yearly improvement in productivity and cost.（需要改進(jìn)機(jī)械、技術(shù)與管理能力,以恢復(fù)前些年度在生產(chǎn)力和成本上的增值。） There are certainly solutions to all of these problems, which are challenges that a young person entering the industry should welcome as great opportunities.（當(dāng)然要解決所有這些問題,對(duì)于一個(gè)年輕人進(jìn)入這個(gè)受歡迎的行業(yè)有更多的機(jī)會(huì)但是富有挑戰(zhàn)的。）16 / 16LESSON 2煤的

15、性質(zhì)和分類已經(jīng)存在幾種煤的分類方法。大部分都是以化學(xué)分析和某些物理測(cè)量煤在進(jìn)一步的壓力和溫度（變質(zhì)）下的反應(yīng)為基礎(chǔ)的。這個(gè)進(jìn)一步的反應(yīng)表明一個(gè)連續(xù)的煤系列從褐煤到各種煙煤再到無煙煤和變質(zhì)無煙煤。這美國煤等級(jí)的分類標(biāo)準(zhǔn)，由美國試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)制定，見表2.1。隨后的章節(jié)解釋了用在表格里面的術(shù)語。在確定煤等級(jí)時(shí)，礦物質(zhì)不包括在分析中，因?yàn)樗稽c(diǎn)也不能反應(yīng)煤的變質(zhì)程度。在較高等級(jí)煤中，濕度通常很低而且被排除在測(cè)定的等級(jí)影響因素中。在較低等級(jí)煤中，濕度被認(rèn)為是煤的基本性質(zhì)，因此水分包括在分析中，作為等級(jí)劃分的基礎(chǔ)。殘留在炭渣的有機(jī)物，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分析過程通過非燃燒過程的熱量將揮發(fā)性成分（比如瓦斯）排除的，這

16、被稱為固定碳。揮發(fā)分是部分在標(biāo)準(zhǔn)分析程度下作為氣體被移除的有機(jī)物質(zhì)。煤的燃燒所產(chǎn)生的熱稱為發(fā)熱量，它也是由標(biāo)準(zhǔn)分析過程所決定。這（BUT）英國的熱量單位，通常被用來表示熱值，是一英鎊水升一度所需要的熱量，它一般被稱作是多少磅碳。燒結(jié)的特點(diǎn)是在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)試粉末狀的樣品煤是否或會(huì)熔化形成固體狀態(tài)在高溫條件下。由于全世界大多數(shù)煤的分類都基于類似的標(biāo)準(zhǔn)，所以將其他地方所采用的分類描述煤等級(jí)與美國分類法描述的煤等級(jí)進(jìn)行比較總是可行的。對(duì)于在高溫高壓下會(huì)進(jìn)一步形成較高等級(jí)的煤這一觀點(diǎn)有不同的意見，但是煤碳方面的科學(xué)家認(rèn)為在一個(gè)長(zhǎng)期中適當(dāng)?shù)臒崾歉匾臎Q定因素。煤的變質(zhì)程度增加從褐煤到亞煙煤這一等級(jí)經(jīng)

17、歷了高揮發(fā)性，中揮發(fā)性，低揮發(fā)性的煙煤的等級(jí)，到無煙煤和變質(zhì)無煙煤。這等級(jí)上的增長(zhǎng)是大致以不穩(wěn)定物質(zhì)的進(jìn)一步虧損和碳含量的增加為特點(diǎn)的。 高溫以及火成巖侵入導(dǎo)致了自然焦炭煤層的產(chǎn)生。在這兒它們跟煤有更少的直接了解，火成巖的侵入是溫度達(dá)到一個(gè)可以使煤液化的程度，在某些方面把煤的等級(jí)由低級(jí)變?yōu)榱烁呒?jí)。包括無煙煤在內(nèi)的更高等級(jí)的煤的出現(xiàn)，然而，在巖漿侵入的附近就不知道了。這更高等級(jí)的煤，被展示在表2.1，是變質(zhì)無煙煤。這個(gè)等級(jí)的煤是相對(duì)少有以及無論是化學(xué)還是物理性質(zhì)類似石墨。變質(zhì)無煙煤被認(rèn)為在世界上有很多地方，通常是跟火成巖入侵是有關(guān)系的。它也被認(rèn)為是來自前寒武紀(jì)的地層中，確信是由于海藻或者真菌的聚

18、集所形成的。變質(zhì)無煙煤在羅德島上有商業(yè)開采。練習(xí)2 煤的組成就像前面提到的，煤是一種復(fù)雜的礦物，因?yàn)樽畛跣纬赡嗵康奈镔|(zhì)是多樣化的以及隨著等級(jí)的升高這些物質(zhì)也在發(fā)生不同的變化。在這里我們將要簡(jiǎn)要地研究煤的植物組成（古生物學(xué)）和物理成分（巖相學(xué)）。1.古植物學(xué)大量的植物化石存在與伴生在煤層中的不同的巖石，我們得出了一個(gè)結(jié)論：煤是由植物演變而來的。有許多例子說明，植物化石能夠清楚地在煤層中識(shí)別并且能夠清晰地辨認(rèn)出從煤層中撿來的煤中的植物部分，特別是在低級(jí)的褐煤中。2.巖相學(xué)仔細(xì)觀察煤塊我們會(huì)立即發(fā)現(xiàn)煤是由很多薄的條帶和透鏡狀礦體組成并且有顯著地不同特點(diǎn)。一些條帶是十分明亮并光亮透明的，另外一些比較暗

19、，再有一些條帶和組分部分是松弱和烏黑的。這些烏黑色的條帶就是臟手的原因。煤的巖相學(xué)是通過借助顯微鏡對(duì)煤的構(gòu)成進(jìn)行系統(tǒng)的研究。3.礦物質(zhì) 煤除了有機(jī)物構(gòu)成外,無機(jī)的礦物質(zhì)(煤燃燒后形成灰分)也是一種重要的煤組分.礦物質(zhì)一般是不好的成分,涉及到煤使用時(shí)，它是各種問題根源.硫通常被認(rèn)為是一種有害成分，它在冶金焦炭中不受歡迎，因?yàn)樵诟郀t中降低了鐵的含量，同時(shí)它也是一種被廣泛認(rèn)為是空氣受污染的貢獻(xiàn)者當(dāng)煤燃燒時(shí)，并相信它在熔融灰分的點(diǎn)火設(shè)備中起了不好的作用。綜合其他因素考慮，鍋爐的腐蝕以及其中沉淀物的結(jié)構(gòu)都和煤中的硫分有關(guān)。除了硫，像鈉、鉀、鈣、氯、鐵、鋁、硅元素和其他以被發(fā)現(xiàn)都是礦物主要組成部分，同樣在

20、燃燒、煉焦或轉(zhuǎn)化過程（液化和汽化）時(shí)也有影響。煤的成分，有所有的地球物質(zhì)，有多種微量元素，通常在百萬或十億分之幾來衡量的品種。由于空氣質(zhì)量日益關(guān)注，煤中的微量元素的分析已經(jīng)加速。這些礦物質(zhì)成分是否顯著加劇了空氣污染問題仍有待確定。一些微量元素，當(dāng)然，當(dāng)煤燃燒時(shí)留在了煤中。某些微量元素，可能在一些煤炭轉(zhuǎn)化過程中會(huì)起阻礙催化作用，而某些卻起催化作用。LESSON 3 煤的地質(zhì)年代從前寒武紀(jì)的沉積巖中得知，煤的一般分布是通過沉積巖的次序來體現(xiàn)的，只有相對(duì)稀少的材料才會(huì)變得像煤，有的甚至變成石墨。這些材料被認(rèn)為是當(dāng)?shù)丶械脑孱愔参锘蛘婢?。在寒武紀(jì)中，從最古老的巖石中發(fā)現(xiàn)重要有機(jī)體的化石是常見的，它們是

21、海藻沉積物和海洋生物的貝殼遺骸。它們主要在石灰石和其他石灰質(zhì)巖層中發(fā)現(xiàn)。最早知道的陸生植物化石是在志留紀(jì)巖層中出現(xiàn)的，少量的煤是在志留紀(jì)和泥盆紀(jì)上覆巖層中發(fā)現(xiàn)的，分布在世界各地，包括北美。第一個(gè)大煤層是在北美的密西西比州和賓夕法尼亞州的巖層和歐洲的白堊紀(jì)年代巖層中發(fā)現(xiàn)的。在過去大多數(shù)北美的煤礦來源于美國和加拿大的賓夕法尼亞州地層。西方國家過去幾年快速增長(zhǎng)的煤炭產(chǎn)品主要來自白堊紀(jì)和第三紀(jì)的煤層。阿巴拉亞契煤的煤層特點(diǎn)如圖3.2所示。在世界各地煤分布在從志留紀(jì)到第四紀(jì)的所有地質(zhì)時(shí)期。沒有太多商業(yè)價(jià)值的煤層被發(fā)現(xiàn)在比密西西比年代更久的地層年代，盡管在歐洲有局部地區(qū)也開采泥盆紀(jì)的煤炭。二疊紀(jì)的煤炭在美

22、國被開采，但是這一地質(zhì)年代的煤層更多的被保留在世界的其他地方，尤其是在蘇聯(lián)和澳大利亞。三疊紀(jì)的煤被一些歐洲國家開采但是儲(chǔ)量很少。盡管歐洲和亞洲部分地區(qū)開采，侏羅紀(jì)的煤層儲(chǔ)量在大部分地方相對(duì)較少。然而，侏羅紀(jì)煤層在西伯利亞和加拿大西部卻有很大儲(chǔ)量。大量的白堊紀(jì)和第三紀(jì)的煤層在美國西部，加拿大西部以及世界上其他地方發(fā)現(xiàn)，也將是美國西部露天開采的巨大基礎(chǔ)。成煤條件已經(jīng)存在很長(zhǎng)時(shí)間了，特別是自從密西西比州地層年代之后，一些被影響的地區(qū)達(dá)到成千上萬英里大小。獨(dú)立煤層的厚度從零點(diǎn)幾英寸到數(shù)英寸不等，被報(bào)道在一些地方最厚的可達(dá)91米。大部分煙煤的厚度小于6.1米，大多數(shù)煤田介于0.9到3米之間。在美國西部一

23、些發(fā)展較快速的含次煙煤和褐煤的煤層可達(dá)30.5米可以進(jìn)行露天開采。在一些地區(qū)，沉積巖地層會(huì)達(dá)到幾千英尺厚，但這還是比較少見的。在一個(gè)煤田中，含煤地層有4572-6096米厚，但是已勘探出的煤層通常存在于世界上小于1524米的地下。在美國，大部分勘探出的煤層處于914.4米的深度，但幾乎所有的開采深度已從幾英尺到305米。部分沉積巖在水中形成，泥，泥漿和沙子被溪水預(yù)淤積起來最終形成頁巖和泥巖，粉砂巖和砂巖。在地質(zhì)年代的早期，雖然尚未在最早的沉積巖中發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物和簡(jiǎn)單海洋生物已經(jīng)出現(xiàn)。在前寒武紀(jì)的沉積巖中只能發(fā)現(xiàn)很原始的藻類和真菌遺跡以及像蟲一樣的地洞，但是關(guān)于寒武紀(jì)的海生生物多樣性的集合物已經(jīng)出現(xiàn)

24、。許多海生動(dòng)物和植物從海水中吸取碳酸鈣。當(dāng)他們積聚在海底，其他的貝類和鈣碳酸鹽泥形成厚度從幾英尺到幾百英尺的沉積巖，演變稱現(xiàn)在的石灰?guī)r和大理巖。在過去多變的地質(zhì)年代中，巨大的海域被切割，蒸發(fā)作用使鹽度升高難以維持生命，導(dǎo)致了石膏和硬石膏的沉積。盡管許多沉積巖都被先前發(fā)生過的沉積作用標(biāo)示，但其他的積聚類型也被證實(shí)，包括風(fēng)蝕作用和溪流湖泊沉積作用。在沉積巖中，我們今天所看到的煤層巖是由許多不同時(shí)期的大量植物材料沉積而形成的，而這種沉積有獨(dú)特的性質(zhì)。LESSON 4煤田地質(zhì)構(gòu)造很多地質(zhì)因素影響著煤的厚度，質(zhì)量和開采條件。泥煤積累不久以后，形成一些特點(diǎn)，而其他特點(diǎn)在深埋藏和煤化作用后出現(xiàn)。一些相同的特

25、點(diǎn)將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行描述：1.煤夾層和裂開的煤在泥炭沼澤中植物原料積累，河流周期性地泛濫，堆積薄的淤泥層，變成了頁巖夾層或者泥砂巖，在植物原料煤化以后。特別是在洪水河邊相對(duì)地沉積的很厚一層，在洪峰后，沼澤也隨著重建。這種導(dǎo)致煤撕裂發(fā)生在煤田中（圖4.1）。2.沖蝕在植物原料積累和各種沉積物埋藏之后，它可能被河流向下沖蝕。這種巖層的缺失叫做水沖蝕缺失。（圖4.2）。沖蝕可能發(fā)生在泥炭沉積不久之后或者很久之后，甚至煤被其它沉積物覆蓋。后來槽堆滿泥漿和其他泥沙沉積物，以至于煤的存在位置被頁巖或砂巖占據(jù)。3.傾斜和褶曲 貫穿整個(gè)地質(zhì)時(shí)代，水平和垂直應(yīng)力作用導(dǎo)致巖石順序變化，例如折疊只會(huì)使底層傾斜產(chǎn)生

26、局部變化（包括煤層），有時(shí)影響的區(qū)域很廣大例如一個(gè)間歇地下沉的盆地的范圍會(huì)有幾千平方英里，有時(shí)折疊底層很強(qiáng)烈，有時(shí)這種褶曲是那樣強(qiáng)烈以至于煤層幾乎接近垂直或者實(shí)際上可能倒轉(zhuǎn)。部分被強(qiáng)烈侵蝕的褶曲使追蹤這連續(xù)的煤田變得困難。4.斷層斷層是巖石斷裂形成的，每層的斷裂向不同方向移動(dòng)。這種移動(dòng)測(cè)得可能是幾英尺，幾十甚至幾百英尺或者更少。移動(dòng)可能向任何方向，從水平到垂直。兩種最常見的斷層形式，用立體圖舉例描述，如圖4.3。壓力發(fā)在相反的方向上或者拉緊的，在破裂的表面巖石被拉開有位移表示正斷層，【4.3（A）】。水平方向有壓力的斷層，巖石以另一方式存在，舉例如4.3（B），展示了逆沖斷層或者逆斷層。如果一

27、個(gè)鉆眼鉆孔非常接近正斷層，會(huì)縮短關(guān)鍵層的間距，然而在一個(gè)逆斷層，層序的部分會(huì)被重復(fù)地鉆孔。5.碎屑巖墻和黏土脈不規(guī)則垂直-傾斜平板狀的塊在碎屑狀的原料（粘土，泥沙，沙粒）中，中斷了煤層，被稱為碎屑巖墻（如圖4.4）。它們也被稱為頂?shù)装逋怀觯苍诹硪恍╊I(lǐng)域中運(yùn)用。它們可能來自于一英寸到幾英寸的斷裂而且常擴(kuò)展到更多距離到幾百英寸。它們伸展到一定的距離到煤覆蓋的巖層，當(dāng)開采煤時(shí)會(huì)不斷的導(dǎo)致頂板變?nèi)酢?.頂?shù)装逋怀鲈谠S多礦中，大量的頂板頁巖向下突出緩慢的擠入煤層中。頂?shù)装逋怀龅拿簩訚u漸變薄，但是并沒有表現(xiàn)出被腐蝕。這些頂?shù)装逋怀龀３］^小，很少超過煤層厚度的一半，常常只有幾英尺寬，即使一些大的突出被發(fā)現(xiàn)

28、。7.節(jié)理和裂隙煙煤通常有稠密的、相對(duì)平滑垂直裂隙或楔隙，裂隙與裂隙之間都是一英寸到幾英寸的距離。這里有兩個(gè)很常見的方向趨勢(shì)的層理，接近90。這種層理能夠更好伸展，叫做主要解理面，另一種叫煤層的短而不清楚的解理面。8.結(jié)核煤和副礦常常包含著一些球形、盤形或不規(guī)則形式的聚集物。它們可能很細(xì)或幾英寸寬，盡管最常見寬度只有幾英寸。LESSON 4 煤層底板和頂板煤層的頂?shù)装鍘r石性質(zhì)可能對(duì)煤的可采性有重要影響。通常，粘土下面的煤層（也歸類為底土，底巖，底粘土或耐火土）他們?cè)谖锢矸矫嫘再|(zhì)變化很大。它可能相當(dāng)軟弱，特別它是濕的時(shí)候，可能阻礙大型挖煤設(shè)備的使用。在很多例子中，在煤層采空和煤巷掘進(jìn)后，底板材料

29、不夠結(jié)實(shí)而不能支撐過重的負(fù)擔(dān)，從而需要煤柱支撐。在這個(gè)例子中，煤柱下的粘土向側(cè)面和向外流動(dòng)到采空區(qū)和巷道的空白處。這種流動(dòng)叫做底板鼓起或底板擠壓。煤上幾英寸的煤層性質(zhì)對(duì)采煤有重要的影響。當(dāng)用木結(jié)構(gòu)或頂錨支撐時(shí)，材料必須足夠結(jié)實(shí)去保持所需時(shí)間的穩(wěn)定。頁巖和粉砂巖是最常見的頂板巖類型，并且在位置和性質(zhì)方面變化最多。一些頁巖和泥砂巖是相當(dāng)硬的，表現(xiàn)為很結(jié)實(shí)，很堅(jiān)定的頂板。其他是相對(duì)松軟，易斷裂的或者具有滑動(dòng)的特點(diǎn)而難于支撐。石灰?guī)r和砂巖是更好的頂板巖層，但是這些巖層易變化會(huì)導(dǎo)致頂板質(zhì)量變化大。2.巖漿入侵在一些采煤區(qū)，煤層和相關(guān)的地層曾經(jīng)被熔融的火層巖侵入而被迫改變層積順序從下圖可看出(圖4.5)。

30、火層巖一般看成是巖墻，通常像扁平的物塊垂直切割沉積的巖層。 被稱為煤的很多材料有不同的重要的性質(zhì)。由于不同的原因煤的物理和化學(xué)性質(zhì)很復(fù)雜。首先，這就是煤很多類型的植物最終變化成泥煤，的形成。第二，植物的不同部分（樹木的組織，樹皮，葉子，孢子，種子等）成為最初的泥煤，有很多不同的特征和不同的形成過程。第三，最初泥煤聚集環(huán)境不同。第四，在寬廣的地質(zhì)環(huán)境中存在多種地藏條件。其他地質(zhì)因素，如最終埋深，最大溫度和壓力，火成巖侵入的影響和持續(xù)的地質(zhì)時(shí)間通過這些條件來影響煤的形成，同樣可以影響煤的性質(zhì)。正如我們所知道的那樣，在泥炭煤化以后礦物質(zhì)積累或者與泥炭有關(guān)或者在積在煤層里，同樣也對(duì)煤的性質(zhì)有很深的影響

31、。表格：Fig.4.1 煤層的破裂 Fig.4.2 一些特征影響煤的連續(xù)性。煤在A處通過近代的水侵蝕移動(dòng)，沉積侵蝕在B處，C 處是在煤沉積后的侵蝕，D處溪水流動(dòng)通過煤的堆積時(shí)間。 Fig.4.3 斷層。正斷層A中上盤沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)向下運(yùn)動(dòng)，下盤相對(duì)向上運(yùn)動(dòng)；逆斷層B中上盤向上運(yùn)動(dòng)。Fig.4.4. 一個(gè)碎屑堤壩中斷了煤層和上覆巖層.煤田勘探煤田勘探可被定義為獲取必要的數(shù)據(jù)確定以及獲得煤礦可采的商業(yè)價(jià)值。不同于金屬礦，煤炭資源分布廣泛且相對(duì)豐富，在幾乎所有情況下供大于求。這個(gè)簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)對(duì)于煤炭來說是不夠的。各個(gè)煤層的化學(xué)和物理變化特征，煤炭開發(fā)的資本密集性和煤炭利用的變化方式要求對(duì)每個(gè)潛在儲(chǔ)量做多

32、相、三維空間的評(píng)價(jià)。不僅包括煤的數(shù)量和質(zhì)量，而且煤的地質(zhì)、水文、工程特點(diǎn)及其圍巖，這些因素都必須進(jìn)行調(diào)查。第一階段的典型勘探計(jì)劃包括一個(gè)初步的調(diào)查，這個(gè)調(diào)查涉及到將匯編的所有可用的和恰當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行審查。這個(gè)階段的主要目的是搜集和探索到足夠的數(shù)據(jù)，使得地質(zhì)學(xué)家對(duì)鎖定地域界限以幫助后面更詳細(xì)的勘探階段。即使在這個(gè)階段的早期，勘探人員必須確定煤的潛在范圍和質(zhì)量，以及煤的沉積環(huán)境和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)煤層的影響。假設(shè)勘探的目標(biāo)已經(jīng)被確認(rèn)并且初步或區(qū)域調(diào)查已經(jīng)分級(jí)，進(jìn)行勘探的地質(zhì)學(xué)者下一步就要組織到最有利的目標(biāo)區(qū)域?qū)嵤┮巴馄詹橐宰C實(shí)和擴(kuò)大現(xiàn)有的數(shù)據(jù)。測(cè)量并詳細(xì)描述所有煤系露頭。地層學(xué)部分測(cè)量標(biāo)記煤床、追溯

33、并確認(rèn)標(biāo)志層和煤層其橫向的相關(guān)程度。盡可能詳細(xì)地記錄影響目標(biāo)煤層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。這個(gè)勘探階段的數(shù)據(jù)可能以1 :24000（1英尺=2000英寸）的地圖比例或直接以同一尺度的航空照片來編譯。如果野外普查證實(shí)了初步調(diào)查和目標(biāo)地區(qū)有潛力的結(jié)論，下一步的探索將由關(guān)鍵域的獲取和廣泛開拓鉆探的計(jì)劃組成。初步勘探鉆探計(jì)劃的目的是使獲得的數(shù)據(jù)提供一個(gè)推斷（50%）置信水平。這通常意味著數(shù)據(jù)點(diǎn)（鉆洞，露頭，礦山測(cè)量）的范圍從1.6至3.6公里（1至2英里）為中心；然而，異常復(fù)雜的地區(qū)可能需要在非常小的坐標(biāo)方格里鉆探。如果決定繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)階段的探索，那么就開始進(jìn)行幾種開拓鉆探計(jì)劃中的第一個(gè)計(jì)劃。作為真正的所有階段的

34、探索，每一次連續(xù)的鉆井方案都會(huì)評(píng)估以決定繼續(xù)或暫?？碧巾?xiàng)目。進(jìn)一步的鉆探確定煤層的儲(chǔ)量范圍并且提高煤層的噸位和質(zhì)量的置信水以達(dá)到所指示的程度。一般來說，這里指資料點(diǎn)相距0.82.4 km ( 0.51.5 miles ) ，究竟相距多少，取決于儲(chǔ)量的特征（相當(dāng)?shù)乇淼纳疃龋┮约俺练e環(huán)境和煤層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。在最后階段的探索包括鉆探計(jì)劃，使工程處于實(shí)測(cè)狀態(tài)，準(zhǔn)備最后的可行性研究，并獲得項(xiàng)目邊界內(nèi)的所有性質(zhì)。鉆孔程序不僅要確定煤的數(shù)量和質(zhì)量的測(cè)量置信水平，而且精確地界定露頭，次露頭，薄煤帶，沖刷區(qū)，和結(jié)構(gòu)變形區(qū)。這取決于項(xiàng)目的復(fù)雜性，數(shù)據(jù)點(diǎn)的范圍以0.8到0.4公里（1/ 2至1/ 4英里）為中心。

35、匯編的數(shù)據(jù)應(yīng)按照初步設(shè)計(jì)的比例中獲取，通常從1 :12000（1英寸=1000英尺）到1 :2400（1英寸=200英尺）。在大多數(shù)情況下，在開始在初始探索階段允許相關(guān)數(shù)據(jù)的收集；然而，通常收集到的信息的公開性是有限的。在最后的鉆探計(jì)劃中，勘探地質(zhì)學(xué)家應(yīng)審查聯(lián)邦，州，和當(dāng)?shù)氐V山許可證的規(guī)定并實(shí)施各種取樣和記錄程序的必要履行許可證的要求。最后的評(píng)估需要最綜合的分析，提供針對(duì)初步采煤計(jì)劃的必要數(shù)據(jù)和詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)分析。在所之前的階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行再次審查，并作出決定繼續(xù)或暫停礦山發(fā)展。煤的儲(chǔ)量計(jì)算在勘探之后地質(zhì)學(xué)家繪制出可可采煤礦的范圍和厚度，以及覆蓋巖層的深度時(shí)，便可以計(jì)算礦藏儲(chǔ)量了。儲(chǔ)量首先計(jì)算的是在

36、地方的總儲(chǔ)量（比如在地下的煤）。當(dāng)煤的比重得知時(shí)，就可以運(yùn)用下面這個(gè)公式了。在地方噸=CA1359SG其中，C指的是以英尺為單位的可開采煤的厚度，A指的是以英畝為單位的面積數(shù)，1359代表比重為1.0時(shí)的煤噸數(shù)，SG指的是比重。當(dāng)煤層比重未知時(shí)，我們也可能假設(shè)一個(gè)平均的比重值。等級(jí) 比重 無煙煤 1.47 煙煤 1.32 次煙煤 1.30 褐煤 1.29 礦藏現(xiàn)有儲(chǔ)量就地轉(zhuǎn)換為回采和凈回采儲(chǔ)量（可銷售的儲(chǔ)量）通過應(yīng)用礦山和洗煤廠的回收率。這些采收率是分別基于地區(qū)的開采經(jīng)驗(yàn)和可洗性的研究的。雖然很少或幾乎沒有開采數(shù)據(jù)是可利用的，下面這些煤的回采率是經(jīng)常被使用的。 開采方法 回收率 深礦：保守的連

37、續(xù)性開采法 50%80%長(zhǎng)壁采礦法和短壁采礦法 70% 露天開采：所有方法 85%洗煤廠的損失受到由煤層的質(zhì)量特點(diǎn)廣泛變化所影響最終成品決定了質(zhì)量的要求。洗煤廠的回收率（凈煤回收率）反映了在原煤開采的清洗過程中需要除去的雜質(zhì)（分離物、頂板和底層巖石等）的平均總量，這些未加工的煤在洗煤是要被移除。凈回采儲(chǔ)量計(jì)算方式如下：（見書）上浮巖層的所占的比例是至關(guān)重要的，它決定著露天開采的儲(chǔ)量。這個(gè)比例用每一噸商業(yè)煤開除出需要開采出的上浮巖層。12.5：1的比例表明12.5立方碼的覆蓋層被移除才能開采出僅僅1噸的煤。和礦藏儲(chǔ)量的計(jì)算一樣，比例的計(jì)算也是為了現(xiàn)有儲(chǔ)量和可采儲(chǔ)量。礦藏儲(chǔ)量可以以非常多的方法被記

38、錄出來。一些是以地帶為基礎(chǔ)記錄的，每個(gè)有礦藏的地帶的土地區(qū)域都是被一一地分別評(píng)估。其他的礦藏儲(chǔ)量便會(huì)以巖層質(zhì)量和高度標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)來總結(jié)。煤田勘探的階段階段目標(biāo)儲(chǔ)備的置信水平1認(rèn)清勘探對(duì)象推測(cè)假設(shè)2通過使用最初獲得物的特性控制和鉆探土地考察措施來確認(rèn)和擴(kuò)大現(xiàn)有數(shù)據(jù)源假設(shè)值（+100%）3在目標(biāo)范圍內(nèi)獲取關(guān)鍵要表和使用初級(jí)寬范圍鉆孔。給出一份獲取數(shù)據(jù)評(píng)估和運(yùn)行初步可行性研究推斷（+50%）4增大鉆孔和核心深度，積累數(shù)據(jù)在連續(xù)接縫處，結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性，在工程學(xué)上的難題，繼續(xù)認(rèn)識(shí)獲取物特性作為極據(jù)，作出評(píng)估并參究起可行性確認(rèn)（+20%）5加大鉆孔和核心密度獲得詳細(xì)數(shù)據(jù)對(duì)于保留煤的初步可行性研究做出保證，繼

39、續(xù)保留至少90%獲取物的特性測(cè)量（+10%+20%）LESSON 6測(cè)量與礦圖測(cè)量是用一些參考點(diǎn)或參考線來確定物體，線或者地區(qū)的位置。測(cè)量有很多不同的方法。例如：陸地測(cè)量，即為了確定陸地區(qū)域邊界的測(cè)量；線路測(cè)量，即為了確定道路，高速公路，公用道路和運(yùn)輸線的位置；城市測(cè)量，即為了規(guī)劃地塊，街道和小巷；礦山測(cè)量，即為了投影采礦巷道以及定位采礦操作過程。根據(jù)其是否考慮地球曲率，測(cè)量方法更進(jìn)一步的被分為平面測(cè)量和大地測(cè)量。平面測(cè)量技術(shù)能把被測(cè)區(qū)域簡(jiǎn)化成一個(gè)平面，除非需要考慮區(qū)域面積大小，否則不會(huì)有明顯的測(cè)量錯(cuò)誤產(chǎn)生。相反地，大地測(cè)量考慮了大地曲率并且在測(cè)量大面積區(qū)域和距離時(shí)會(huì)作出修正和調(diào)整。幾乎所有的

40、測(cè)量方法都涉及到確定一個(gè)定位點(diǎn)相對(duì)于另一點(diǎn)的方向和距離的測(cè)量。一些測(cè)量也用來確定一個(gè)點(diǎn)相對(duì)于另一個(gè)點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)測(cè)量決定了相對(duì)高程的測(cè)量并且在很多測(cè)量中起到了重要作用，例如路線和礦山測(cè)量，在這些測(cè)量中需要根據(jù)高程的不同來計(jì)劃運(yùn)輸?shù)榔露群团潘到y(tǒng)。所有的平面測(cè)量手段基本上用的都是相同的基本數(shù)學(xué)原理和野外測(cè)量技術(shù)來達(dá)到他們的目標(biāo)。這些基本原理來自平面和球面三角學(xué)以及平面和立體幾何學(xué)，但要勘查各式各樣的野外資料可簡(jiǎn)化為方向角和距離的測(cè)量，這幾乎為任何一個(gè)查閱普通交通地圖以便找出從一個(gè)城市到另一個(gè)城市有多遠(yuǎn)和如何走的人所熟知。用一種稍微過于簡(jiǎn)化的方式看，大多數(shù)測(cè)量手段可以解決確定兩點(diǎn)間水平距離和由兩點(diǎn)

41、構(gòu)成直線的方向。礦山測(cè)量有和其它類型測(cè)量有大部分相同的基本原理。實(shí)際上，測(cè)量礦山表面作業(yè)施工與其他測(cè)量方法沒有太大差別。但是，當(dāng)?shù)叵率┕ぷ鳂I(yè)測(cè)量時(shí)，必須做出一些技術(shù)上的修改和改變?？偟膩碚f，合格的地下測(cè)量工作包含可能比其他測(cè)量更寬范圍的測(cè)量技術(shù)。在測(cè)量站點(diǎn)，地下照明的問題需特別注意以獲得好的視線。并且，測(cè)量站點(diǎn)，測(cè)量站點(diǎn)需設(shè)在可以被容易再定位的地方，而且要保護(hù)其免于在有限的巷道空間內(nèi)被礦山機(jī)械破壞。后者已經(jīng)克服了當(dāng)?shù)V的頂板比底板高的并不太多的時(shí)候，測(cè)站點(diǎn)可以被設(shè)在頂板上。然而，將側(cè)站點(diǎn)放置在頂板上需要將普通的測(cè)量技術(shù)修改到這種程度以致使作業(yè)基本上顛倒了。然而在普通的測(cè)量作業(yè)中經(jīng)緯儀被設(shè)在測(cè)站點(diǎn)

42、上，當(dāng)測(cè)站點(diǎn)被定在頂板上時(shí)，經(jīng)緯儀一定會(huì)設(shè)在其下方。在確定地下高程時(shí)同樣的問題也存在；得到頂板上點(diǎn)的高程比底板上的點(diǎn)高程更方便更有必要。在這些例子中，這些工作與地面水平測(cè)量作業(yè)相比是顛倒的，也要求技術(shù)上的改變和更多的注意細(xì)節(jié)來避免錯(cuò)誤。地下測(cè)量和城市測(cè)量有些相似，因?yàn)榇蠖鄶?shù)地下礦井設(shè)計(jì)和規(guī)劃都有城市的小巷，街區(qū)，街道系統(tǒng)的風(fēng)格。開采計(jì)劃設(shè)計(jì)規(guī)劃施工工作以致主要巷道可以通到煤礦的各主要采煤工作面（類似于主要街道），第二級(jí)通道到達(dá)煤礦中稍微小一點(diǎn)的地區(qū)（類似于背街），還有石門（或者聯(lián)絡(luò)橫巷）就是在單獨(dú)巷道之間的通道，就類似于在城市街道間的小巷。地下測(cè)量工作是為了兩個(gè)原則上的目的的需要。第一，礦井巷

43、道，通道和工作區(qū)域必須根據(jù)采礦作業(yè)的總體規(guī)劃的工程設(shè)計(jì)來合理的定位。第二，開采工作進(jìn)度必須及時(shí)測(cè)量和定位，從而使礦圖能顯示什么地方才開過，什么地方正在進(jìn)行，以及什么地方在將來進(jìn)行開采。因此，測(cè)量用來確定“中心線”的位置，礦井巷道將沿這條中心線掘進(jìn)；確定“測(cè)量點(diǎn)”（稱為井下測(cè)量鉤站）的位置；確定礦井巷道從一個(gè)方向轉(zhuǎn)向另一個(gè)方向的“轉(zhuǎn)彎位置”。練習(xí)1象限角和方位角現(xiàn)在大圓真北方向是方向測(cè)量的一個(gè)參考量。方向使用象限角和方位角表示。圖7.1舉例說明了出大圈及方位角圓和象限角圓的關(guān)系。從圖7.1可以看出方位角圓隨順時(shí)針方向變大，從正北方向的0開始，并且增大圓的正東方90，再到180的正南方，再到270

44、的正西方，再回到360（或者回到0）的正北方。這樣，如果一條線的方位角是16000（160度0分），那它的方位將在正東方和正南方之間偏南。同樣的，從圖7.1可以看出，象限圓被分成四部分：北東（NE）象限，南東（SE）象限，南西（SW）象限，和北西（NW）象限。在北東象限的象限角沿順時(shí)針方向增大，從正北方的0到正東方的90。在南東象限，象限角沿逆時(shí)針方向增大，從正南方的0到90的正東方。在南西象限，象限角沿順時(shí)針從正南方的0到正西方的90。并且在北西象限，象限角沿逆時(shí)針從正北方的0到正西方的90。因?yàn)榇髨A既包括了方位角，也包括了象限角，所以表示一個(gè)方向可以用方位角或象限角之一表示，并且可以把方位

45、角轉(zhuǎn)化為象限角，反之亦然。很有必要清晰的理解這種相互了解，因?yàn)?，?dāng)確定從一條線到另一條線角度變化時(shí)計(jì)算常用方位角，但線的方向通常都用象限角記錄。把方位角轉(zhuǎn)化為象限角下面的計(jì)算例子表示了方位角與象限角的關(guān)系：如果一條線的方位角是4615，那么這條線的象限角是多少？解：方位角4615在大圓的東北象限。因?yàn)橄笙藿窃诒睎|象限隨順時(shí)針增大，所以象限角和方位角一樣。答案：N4615Eb） 如果一條線的方位角是12030，那么這條線的象限角是多少？解：方位角12030在大圓的東南象限。因?yàn)橄笙藿窃跂|南象限沿逆時(shí)針增大，所以象限角等于（180）（12030）答案：S5915Ec）如果一條線的方位角是21513

46、，那么這條線的象限角是多少？解：方位角21513在大圓的西南象限。因?yàn)橄笙藿窃谖髂舷笙扪仨槙r(shí)針增大，所以象限角等于（21513）（180）答案：S3513Wd）如果一條線的象限角是N3911W，它的方位角是多少？解：在西北象限象限角沿逆時(shí)針方向增大，所以這條直線的方位角等于（36000）（3911）答案：32049課文2礦圖采礦作業(yè)需要繪制兩種地圖。一類是地面圖，表示地貌特征，諸如煤及其他礦物露頭，河流，道路，鐵路，鉆孔，油氣井的位置以及礦藏自身的邊界線等。地面圖也表示了各種施工設(shè)施的位置，比如礦井巷道，選煤廠，儲(chǔ)存場(chǎng)，還有各種開采建筑。地下圖表示出礦井巷道，通道，采區(qū)，鉆孔眼，臨近井巷的油氣

47、井和各種設(shè)備，例如配水，配電和壓氣管道線。地下圖必須與地表圖相關(guān)聯(lián)，以便顯示地下作業(yè)點(diǎn)相對(duì)于礦產(chǎn)邊界域和某些地表特征的實(shí)際位置。礦圖可以使用任何比例尺。表示整個(gè)礦床特征的礦圖可以用非常小的比例繪制，比如礦圖上得1英寸相當(dāng)于實(shí)際距離的1000英尺或更多。在另一方面，在地圖上要求表示更多的細(xì)節(jié)，例如采區(qū)的地圖，比例尺就需要較大的，比如1英寸等于100英尺或者50英尺。在大多數(shù)井工開采的煤礦，通常用1英寸等于100英尺的比例繪制所有的井巷和工作區(qū)域，也可以使用攝影示意圖技術(shù)獲得更小比例的礦圖，比如1英寸等于300英尺，500英尺，1000英尺等。在某些國家1：200英尺是底圖的標(biāo)準(zhǔn)比例尺。在一個(gè)類似

48、網(wǎng)格狀的東北坐標(biāo)系中通過勘察測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)繪制礦圖。礦圖上某一給定測(cè)點(diǎn)標(biāo)志著某一參考左邊中北多少英尺，東多少英尺的指定位置。例如，如果一個(gè)礦井下測(cè)站鉤的坐標(biāo)值為北10100.00，東10000.00，在以基本參考坐標(biāo)繪制的圖上井下測(cè)站鉤位于北10100.00，東10000.00的坐標(biāo)點(diǎn)（圖7.2）。與使用多個(gè)象限相比，為了便于計(jì)算和繪圖，幾乎總是選擇0-0坐標(biāo)（基準(zhǔn)線）的位置以便把所有礦產(chǎn)都放在東北象限里。所有的井下測(cè)站鉤通過他們的坐標(biāo)值在圖上繪制都可以代表真正的礦山位置的方向和距離，除了距離已經(jīng)使用比例尺化簡(jiǎn)。礦井巷道的水平剖面圖表示井下測(cè)量。如圖7.3測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄。隨著礦井巷道的往前掘進(jìn)

49、，測(cè)點(diǎn)布置在為該巷道的掘進(jìn)而設(shè)的頂板中心線上。圖7.3表示兩條巷道，左邊的巷道被掘進(jìn)超過或者鄰近#103點(diǎn)，右邊的巷道鄰近在#104點(diǎn)附。左邊巷道中心線處帶有“+”號(hào)的數(shù)字表示101號(hào)測(cè)點(diǎn)向前的距離。在鄰近點(diǎn)的兩邊帶有“+”號(hào)測(cè)點(diǎn)表示巷道煤層壁兩邊的距離和距聯(lián)絡(luò)巷中心的距離。所以在#101測(cè)點(diǎn)前+3m處，兩幫到左邊的距離為3.4m，相對(duì)于右邊中心線聯(lián)絡(luò)巷中心為3.4m。往#101測(cè)點(diǎn)內(nèi)移動(dòng)，在十27.4m處煤層距中心線距離為3.7m、相對(duì)聯(lián)絡(luò)巷右邊中心線點(diǎn)為3m.在+33.5m處相對(duì)于左邊煤層距為3m,相當(dāng)于聯(lián)絡(luò)巷右邊中心線距是3.4m.當(dāng)巷道進(jìn)一步掘進(jìn)到103號(hào)測(cè)點(diǎn)附近，需要建立另一測(cè)點(diǎn)的距

50、離時(shí)，巷道兩邊的測(cè)量工作將繼續(xù)。增加的距離將需要在點(diǎn)#103處重新掘進(jìn)。同樣的方法也可以用于圖7.3右邊巷道的工程。如果聯(lián)絡(luò)橫巷的中心點(diǎn)被建立用于兩交界的巷道，那么連接中心位置應(yīng)設(shè)在聯(lián)絡(luò)巷兩幫如圖7.3所示。練習(xí)2井下測(cè)量?jī)x器“測(cè)量手段”特指用工程經(jīng)緯儀或經(jīng)緯儀測(cè)方向角和用鋼尺或其他同精度的設(shè)備來進(jìn)行距離的測(cè)量。盡管對(duì)這些測(cè)量的需求已經(jīng)被闡明，一些測(cè)量應(yīng)用的例子已被展示，但是并沒有深入測(cè)量的每個(gè)細(xì)節(jié)的技術(shù)和手段。為了提供一個(gè)非技術(shù)但基礎(chǔ)的對(duì)定位和標(biāo)出礦山作業(yè)的工作的描述。各種測(cè)量中用的儀器包括常規(guī)的經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀。經(jīng)緯儀用來測(cè)量水平角和垂直角，水準(zhǔn)儀用來測(cè)高程差。有幾種經(jīng)緯儀，但最常用的是工程

51、經(jīng)緯儀。除了有特殊用途的附加裝置，其他的經(jīng)緯儀在結(jié)構(gòu)和功能上都很相似。高精度經(jīng)緯儀根本上是高精度的經(jīng)緯儀。它的操作原則本質(zhì)上和常規(guī)經(jīng)緯儀一樣，但是角度讀數(shù)是通過一個(gè)在望遠(yuǎn)鏡旁邊特殊目鏡讀數(shù)的。雖然以前高精度經(jīng)緯儀基本用于高精度的測(cè)量工作上，但現(xiàn)在它在普通測(cè)量工作上的應(yīng)用也正在普及。水準(zhǔn)儀的類型很多，但最常用的是直接讀數(shù)的類型。LESSON 7開采基礎(chǔ)知識(shí)1.開采作業(yè)的分類采煤包括煤炭生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)幕締卧鳂I(yè)以及雖不直接對(duì)煤炭產(chǎn)量產(chǎn)生影響擔(dān)憂是必不可少的服務(wù)性輔助作業(yè)。這些可分為如下：?jiǎn)卧鳂I(yè)輔助作業(yè)切割通風(fēng)器械鉆探地面控制(頂板支護(hù))爆破排水系統(tǒng)裝載供電運(yùn)輸通信和照明開采方法是這些單元作業(yè)和輔

52、助作業(yè)綜合設(shè)計(jì)的結(jié)果，它包括確定人員和機(jī)械最有效的調(diào)配.因?yàn)榫掠龅降淖匀粭l件千變?nèi)f化，因而就有了把輔助作業(yè)和單元作業(yè)組合成有效的整體實(shí)施方案的不同開采方法。 當(dāng)然，最終目標(biāo)是在保證安全和健康前提下有可能最高的產(chǎn)量和生產(chǎn)率。 可以猜想在采礦工業(yè)中安全和生產(chǎn)率常是非常矛盾的，所選擇的采煤方法必須把兩者統(tǒng)一起來。事實(shí)上，最安全的系統(tǒng)將永遠(yuǎn)被證明是最有效的,反之亦然。然而,把一個(gè)長(zhǎng)期應(yīng)用的不合理的開采方法改進(jìn)為一個(gè)更新的更安全的方法時(shí)偶爾會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)的混亂或減產(chǎn)。然而,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,安全生產(chǎn)工序的效率將很快超過了不安全生產(chǎn)。在日常運(yùn)作中，把健康和安全作為生產(chǎn)步驟的一個(gè)重要組成部分。因此,健康以及安全因素

53、將被認(rèn)為是與技術(shù)及經(jīng)濟(jì)因素同等重要的,而事實(shí)上經(jīng)濟(jì)與技術(shù)才是最被人們最強(qiáng)調(diào)的. 地下開采系統(tǒng)可稱為房柱式開采，它將作為單元作業(yè)和輔助作業(yè)相結(jié)合采礦的一個(gè)實(shí)例,因?yàn)樗瞧駷橹棺畛Ｒ姷牡叵虏傻V系統(tǒng)并且與其他地下開采系統(tǒng)有許多共同之處。2.巷道掘進(jìn)稱為平硐礦的地下開采在開拓階段從掘進(jìn)主平巷開始。同一類型的掘進(jìn)主平巷在生產(chǎn)階段稱為一個(gè)煤倉。一個(gè)巷道進(jìn)口通常是4.6到6.1米寬,高跟煤層的厚度保持一致。它提供了一個(gè)工作區(qū)域,被稱之為工作面。隨著煤從煤層中取出,工作面通常是通過普通開采方法或者連續(xù)開采方法向前掘進(jìn)。普通開采方法有五個(gè)基本步驟操作，它們依次是:切割、鉆孔、爆破、加載和運(yùn)輸(6個(gè)步驟包括頂板

54、錨桿支護(hù))。連續(xù)開采將這些作業(yè)的前四項(xiàng)集中于一臺(tái)機(jī)械即連續(xù)采煤機(jī)上，連續(xù)采煤機(jī)在單一作業(yè)中完成從工作面破煤到將煤裝入梭車。 盡管在傳統(tǒng)的和連續(xù)采礦方法在這篇文章中將被詳細(xì)的介紹，但是連續(xù)采煤將被用作一個(gè)例子，以及現(xiàn)在流行的各式各樣的連續(xù)采煤機(jī)，切頭采煤機(jī)將被描述。因?yàn)榈V井平巷比采煤機(jī)的3m切割寬度大，所以采煤機(jī)向前開采一下段距離后就后退靠幫，根據(jù)需要在一層層的擴(kuò)幫，最后達(dá)到所要求的平巷寬度。這個(gè)步驟將被重復(fù)直到機(jī)器掘進(jìn)完水平巷道例如上文提到的6.1m。然后必須停下來安裝頂板支護(hù)和延伸通風(fēng)和其他要求的設(shè)備。在關(guān)于連續(xù)開采煤機(jī)的作業(yè)過程描述中,掘一條獨(dú)頭平巷的缺點(diǎn)在生產(chǎn)與安全兩個(gè)方面是顯而易見的，

55、。機(jī)械不得不停止生產(chǎn)在因需要的輔助施工而不能生產(chǎn)時(shí)。而且掘一條獨(dú)頭平巷隨著長(zhǎng)度迅速增加限制迅速增多以致輔助服務(wù)不易實(shí)施，結(jié)果是健康與安全受到威脅。因此，至少同時(shí)應(yīng)掘進(jìn)二條巷道，以便開采與服務(wù)交替進(jìn)行，如圖8.1。當(dāng)連續(xù)采煤機(jī)正開采no.1地區(qū)時(shí)（從左向右向里標(biāo)號(hào)），頂板支護(hù)工作組應(yīng)該在2號(hào)區(qū)域進(jìn)行。如果工作組合機(jī)械尺寸得到適當(dāng)滿足時(shí)，機(jī)械操作員將完成1號(hào)區(qū)落煤工作，同時(shí)，支護(hù)組也完成了2號(hào)區(qū)域的工作，雙方能交換工作區(qū)域。連接工作區(qū)域的石門，一般不超過30m，不僅為了方便設(shè)備移動(dòng)，也為通風(fēng)提供一條通路。一系列不開采于兩工作面之間不開采的煤巖稱為煤柱，留下來為頂板支護(hù)。煤柱寬度將隨地下深度，頂板條

56、件等變化，平均為12m左右。3.房柱法采煤同時(shí)開掘面兩個(gè)工作區(qū)對(duì)連續(xù)開采是很有效率的，傳統(tǒng)開采法進(jìn)行五個(gè)單元作業(yè)要求一個(gè)工作面為一個(gè)工作單元，而要獲取理想效率，總數(shù)有7-10個(gè)工作點(diǎn)最為理想。因?yàn)樯a(chǎn)時(shí)安全總被忽視，最多有16個(gè)工作面被平行掘進(jìn)，從根本上提供足夠的通風(fēng)和運(yùn)輸能力。一次通常最少5條主平巷需被挖掘在一個(gè)平硐開采礦中以到達(dá)露頭處，如8.2圖所示。在主巷道已經(jīng)提供足夠距離，為煤柱，在礦層露頭或進(jìn)口處，三產(chǎn)煤入口，稱作盤區(qū)或石門，6.1m寬，609-1219m長(zhǎng)，將向左呈直角方向掘進(jìn)至主巷道。然后，煤房9.1寬，挖121m深沿著盤區(qū)巷道入口，在它們中留下足夠?qū)挼拿褐Ｈ欢?2m寬的煤柱被留在最初的西煤房間，他們構(gòu)成了回風(fēng)巷，用來促使礦井中空氣循環(huán)，并且最后塌陷區(qū)域是熟知的采空區(qū)。練習(xí)1開采基礎(chǔ)知識(shí)剛才描述的工序?qū)⒁粋€(gè)盤區(qū)接著一個(gè)盤區(qū)繼續(xù)進(jìn)行，直到主平巷達(dá)到地界線以及所有左側(cè)的煤已經(jīng)開采完。如果在主平巷的右側(cè)存在同樣數(shù)量的煤，沿盤區(qū)巷道向右以直角掘進(jìn)到主平巷，對(duì)這些巷道，開始在礦井最里的部分，工作朝著巷道的入口的反方向。然而剛才我們敘述的（見表7.2）是一個(gè)相對(duì)較小的平硐礦，那些大的煤礦就不那么復(fù)雜了。所有尺寸被布置在這個(gè)邏輯坐標(biāo)系統(tǒng)。房柱法的寬度隨著礦井自然條件的變化而變化，煤柱也不能部分或完全留下來,但房柱法是采礦的一種基本的方法。然而，圖