礦山壓力及其控制8426921714

1、第一次課煤礦開(kāi)采學(xué)課件1緒 論一、煤炭開(kāi)采的發(fā)展歷史二、建國(guó)后煤炭工業(yè)的主要成就三、我國(guó)煤炭生產(chǎn)結(jié)構(gòu)四、我國(guó)煤礦災(zāi)害事故現(xiàn)狀五、我國(guó)煤炭開(kāi)采先進(jìn)技術(shù)實(shí)例2緒 論一、煤炭開(kāi)采的發(fā)展歷史開(kāi)采利用煤炭已有幾千年的歷史，早在公元前500多年的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，煤炭已經(jīng)成為一種重要產(chǎn)品。春秋稱煤炭為：石涅、涅石魏晉稱煤炭為：石墨唐宋稱煤炭為：石炭明朝稱煤炭為：煤炭3緒 論天工開(kāi)物明末宋應(yīng)星編著，是世界第一部記載包括地質(zhì)、開(kāi)拓、采煤、支護(hù)、通風(fēng)、提升、運(yùn)輸和瓦斯排放等在內(nèi)的古代煤炭開(kāi)采技術(shù)。4緒 論建國(guó)以后，采煤方法的發(fā)展過(guò)程：1949年1952年：恢復(fù)時(shí)期；1953年1957年：采煤方法改革，長(zhǎng)壁式為主占9

2、2.27%；1976年1980年：發(fā)展長(zhǎng)壁、柔性、對(duì)拉、無(wú)煤柱護(hù)巷采煤法和水力采煤法；1981年-至今：發(fā)展綜合機(jī)械化采煤法。5緒 論新中國(guó)成立之初，煤炭年產(chǎn)量只有32.43Mt，“七五”期間的6億噸左右，“九五”期間的13億噸，2005年21.9億噸創(chuàng)歷史最高水平，居世界第一位，機(jī)械化程度由改革開(kāi)放初期的30%提高到77.78%；6緒 論煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占70%左右，2002年國(guó)內(nèi)煤炭消費(fèi)13億噸，占國(guó)內(nèi)一次能源消費(fèi)量的66.1%，預(yù)計(jì)2006年國(guó)內(nèi)煤炭消費(fèi)21.4億噸2002年底探明我國(guó)儲(chǔ)量10000億噸，居世界第一位。2005年我國(guó)煤炭產(chǎn)量為21.9億噸，居世界第一位。 7緒 論 二

3、、建國(guó)后煤炭工業(yè)的主要成就煤炭產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)。全國(guó)原煤產(chǎn)量由改革開(kāi)放初期的6億噸左右提高到2005年產(chǎn)量21.9億噸，處于歷史最高水平，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了能源保障。生產(chǎn)水平大幅度提高。大中型煤礦機(jī)械化水平、單產(chǎn)、單進(jìn)、原煤工效，都逐年增高。建成了一批國(guó)際領(lǐng)先、高產(chǎn)高效礦井，初步建全了技術(shù)、設(shè)計(jì)、制造、培訓(xùn)比較完整的技術(shù)保障體系。 8緒 論19992005年全國(guó)煤炭生產(chǎn)情況9產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得重大進(jìn)展。煤炭大型企業(yè)集團(tuán)規(guī)模不斷擴(kuò)大，一些企業(yè)開(kāi)始了跨地區(qū)、跨行業(yè)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)合，煤、電、化、路、港、航產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)始形成，一批劣勢(shì)企業(yè)退出市場(chǎng)。行業(yè)整體效益不斷增加。在經(jīng)歷三年嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)困難后，2001年煤炭

4、行業(yè)開(kāi)始走出低谷，呈現(xiàn)恢復(fù)性增長(zhǎng)。2002年后步入快速增長(zhǎng)周期，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量不斷提高。2005年全國(guó)規(guī)模以上煤炭企業(yè)補(bǔ)貼后實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)達(dá)550億元。 緒 論10緒 論三、我國(guó)煤炭生產(chǎn)結(jié)構(gòu)截止2005年4月，煤礦總數(shù)24813處。其中：國(guó)有重點(diǎn)煤礦681處，納入45戶重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象的有414處；煤礦在27個(gè)省（市、自治區(qū)）1264個(gè)市縣均有分布，占縣級(jí)行政區(qū)劃的44.2%；我國(guó)煤礦以井工開(kāi)采為主，礦井規(guī)模小。露天礦產(chǎn)能不到5%；設(shè)計(jì)能力30萬(wàn)噸/年以上的大中型礦井?dāng)?shù)量?jī)H占3.1%。11緒 論我國(guó)煤炭產(chǎn)量的構(gòu)成12緒 論四、我國(guó)煤礦災(zāi)害事故現(xiàn)狀煤礦災(zāi)害事故近年呈下降趨勢(shì)，但事故總數(shù)仍然偏高2005年發(fā)生

5、各類(lèi)災(zāi)害事故3306余起，死亡5938人，百萬(wàn)噸死亡率2.81,首次下降至3以下。重特大災(zāi)害事故有顯著減少，但每年仍在300起左右。一次死亡百人以上的特別重大事故的發(fā)生頻率加快， 1981年2005年全國(guó)煤礦發(fā)生一次死亡百人以上特大事故11起，間隔為10年1起、5年1起、4年1起、2年1起、1年2起、1年4起。13緒 論1995-2005年全國(guó)煤礦事故死亡人數(shù)和百萬(wàn)噸死亡率圖59862.8414緒 論五、我國(guó)煤炭開(kāi)采先進(jìn)技術(shù)實(shí)例近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)采技術(shù)水平提高很快，例如神華神東公司創(chuàng)造很多世界第一：礦區(qū)連續(xù)五年煤炭產(chǎn)量遞增1000萬(wàn)噸以上，發(fā)展速度世界第一；大柳塔等七對(duì)礦井，“一井一面”產(chǎn)量突破1

6、000萬(wàn)噸，井工礦生產(chǎn)能力世界第一；15緒 論上灣礦一個(gè)綜采工作面產(chǎn)量突破1000萬(wàn)噸，綜采單產(chǎn)水平世界第一；孫家溝、榆家梁二礦，分別利用8個(gè)多月，近10個(gè)月，建成年產(chǎn)800萬(wàn)噸，1000萬(wàn)噸的現(xiàn)代化礦井，建井速度世界第一；榆家梁礦投資噸煤42元，投資最少世界第一；哈拉溝礦百人千萬(wàn)噸建成試生產(chǎn)，用人之少世界第一。16第一節(jié)煤田開(kāi)發(fā)的概念第二節(jié) 礦山井巷名稱和井田內(nèi)劃分第三節(jié) 礦井生產(chǎn)的基本概念第一章礦井開(kāi)采的基本概念17第一節(jié)煤田開(kāi)發(fā)的概念一、煤田和礦區(qū)煤田：在地質(zhì)歷史發(fā)展過(guò)程中，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)稱為煤田。礦區(qū)：統(tǒng)一規(guī)劃和開(kāi)發(fā)的煤田或其一部分稱為礦區(qū)。一般一個(gè)礦

7、區(qū)開(kāi)發(fā)一個(gè)煤田第一章礦井開(kāi)采的基本概念18二、井田井田：劃分給一個(gè)礦井開(kāi)采的那一部分煤田叫做井田。井田范圍 ：指井田沿煤層走向的長(zhǎng)度和傾斜方向的水平投影寬度 。 19煤田劃分為井田 井型 井田走向長(zhǎng)度（m）小型礦井 1500中型礦井 4000大型礦井 700020三、礦井生產(chǎn)能力和井型 礦井生產(chǎn)能力 ：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，萬(wàn)t /a。即設(shè)計(jì)中規(guī)定礦井在單位時(shí)間（年或日）內(nèi)采出的煤炭和其它礦產(chǎn)品的數(shù)量。礦井核定生產(chǎn)能力 ：礦井經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，核定后的生產(chǎn)能力，萬(wàn)t /a。井型：根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力不同，我國(guó)將礦井分為大、中、小三種類(lèi)型，稱井型。 21井型劃分井型 生產(chǎn)能力（萬(wàn)t / a）大型礦井：

8、120、150 、180 、240 、300、 400、 500及500以上 其中300萬(wàn)t/a及其以上稱特大型礦井中型礦井： 45 、 60 、90 。小型礦井： 9 、 15 、 21、 30。 22礦井年產(chǎn)量礦井年產(chǎn)量：礦井實(shí)際生產(chǎn)的煤炭數(shù)量，萬(wàn)t/a。礦井年產(chǎn)量與生產(chǎn)能力有時(shí)同義，有時(shí)不同義。23礦井可采儲(chǔ)量和服務(wù)年限礦井可采儲(chǔ)量 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限可采儲(chǔ)量愈多，生產(chǎn)能力和服務(wù)年限愈大可采儲(chǔ)量一定，應(yīng)有合理的生產(chǎn)能力和服務(wù)年限國(guó)外大型礦井的服務(wù)年限 4050a國(guó)內(nèi)一般不小于60a國(guó)內(nèi)外礦井的生產(chǎn)能力有增大和服務(wù)年限有縮小的趨勢(shì)24四、露天開(kāi)采與地下開(kāi)采的概念25第二節(jié)、井田內(nèi)劃分(一)

9、、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 階段劃分 在井田范圍內(nèi)，沿煤層傾斜方向，按一定標(biāo)高將煤層劃分為若干平行于走向的并等于井田走向全長(zhǎng)的長(zhǎng)條形，每一個(gè)長(zhǎng)條形叫一個(gè)階段。26階段的走向長(zhǎng)等于井田的走向長(zhǎng)階段下部布置運(yùn)輸大巷,階段上部布置回風(fēng)大巷井田劃分為階段27井田劃分為階段階段的開(kāi)采順序：下行式 28井田劃分為階段29水平水平：常指某一標(biāo)高的水平面。表示：標(biāo)高、開(kāi)采順序及用途（1）0、-200、-500水平等（2）礦井生產(chǎn)中，表示開(kāi)采順序，又稱第一水平、第二水平（3）礦井生產(chǎn)中，常把運(yùn)輸大巷所在的水平稱運(yùn)輸水平；回風(fēng)大巷所在的水平稱回風(fēng)水平。30開(kāi)采水平開(kāi)采水平（簡(jiǎn)稱水平）

10、：布置有井底車(chē)場(chǎng)、階段運(yùn)輸大巷，并擔(dān)負(fù)全階段運(yùn)輸任務(wù)的水平。廣義的水平 ：布置大巷的某一標(biāo)高的水平面 既包括一個(gè)水平，又包括所服務(wù)的階段上 回風(fēng)水平下 運(yùn)輸水平31（二）階段內(nèi)的再劃分1.階段劃分為采區(qū)，采區(qū)劃分為區(qū)段 階段 階段 階段 階段 階段 階段1區(qū)段2區(qū)段3區(qū)段1區(qū)段2區(qū)段3區(qū)段32采區(qū)式劃分采區(qū)與區(qū)段采區(qū)：在階段范圍內(nèi)，沿走向把階段劃分為具有獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的塊，每一塊叫一個(gè)采區(qū)。 采區(qū)斜長(zhǎng)=階段斜長(zhǎng)（可達(dá)1000m）采區(qū)走向=4005000m區(qū)段：在采區(qū)內(nèi)沿傾斜方向劃分的開(kāi)采塊段。 區(qū)段下部有區(qū)段運(yùn)輸平巷區(qū)段上部有區(qū)段回風(fēng)輸平巷區(qū)段平巷與采區(qū)的斜巷相連（運(yùn)輸上山和軌道上山）33采區(qū)式

11、走向長(zhǎng)壁工作面：工作面沿傾斜布置，沿走向推進(jìn)。342.階段劃分為帶區(qū)，帶區(qū)劃分為分帶分帶：沿煤層走向把階段劃分為若干長(zhǎng)條，每一個(gè)長(zhǎng)條叫一個(gè)分帶。由若干分帶組成，并具有獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的區(qū)域叫帶區(qū)傾斜走向長(zhǎng)壁工作面：工作面沿走向布置，沿傾向推進(jìn)。35階段劃分為劃分為帶區(qū)，帶區(qū)劃分為分帶J1 階段J2 階段J3 階段J 3階段J2 階段J1 階段36(三)井田直接劃分為盤(pán)區(qū)或帶區(qū)井田沿傾斜高差較小的條件下37第三節(jié)、礦山井巷名稱及礦井生產(chǎn)系統(tǒng)38（一）礦井開(kāi)拓、準(zhǔn)備和回采的概念1、井巷名稱礦山井巷 ：為進(jìn)行采礦，在地下開(kāi)掘的井筒、巷道和硐室的總稱。2、按傾角分類(lèi)： 垂直井巷 傾斜井巷水平井巷39111

12、453666131312121229101-立井， 2-斜井， 3-平硐， 4-暗立井， 5-溜井， 6-石門(mén)， 9-上山， 10-下山11-風(fēng)井 12-巖石平巷， 13-煤層平巷，礦山井巷40垂直井巷立井 （豎井）：在地層中開(kāi)鑿的直通地面的 垂直巷道 主立井 （主井） 用于提升煤炭。 副立井（副井）用于行人、運(yùn)料、通風(fēng)、排放矸石。 風(fēng)井、排水井暗立井 ：無(wú)直通地面的出口的垂直巷道 主暗立井， 副暗立井溜井 ：用于自上而下溜煤的垂直巷道。 溜煤眼 - 長(zhǎng)度短，直徑小的溜井。 41水平巷道平硐 ：在地層中開(kāi)鑿的直通地面的水平巷道 主平硐，副平硐石門(mén)：無(wú)直接地面出口，垂直或斜交于煤層走向，在巖層中

13、開(kāi)掘的水平巷道煤門(mén)：無(wú)直接地面出口，垂直或斜交于煤層走向，在煤層中開(kāi)掘的水平巷道42水平巷道平巷：無(wú)直接地面出口，沿煤層走向開(kāi)掘的 水平巷道煤層平巷：開(kāi)掘在煤層中的平巷巖石平巷：開(kāi)掘在巖石中的平巷43水平巷道階段大巷：為一個(gè)開(kāi)采水平或階段服務(wù)的水平巷道階段大巷： 階段運(yùn)輸大巷 階段回風(fēng)大巷。區(qū)段平巷： 為一區(qū)段服務(wù)的水平巷道 區(qū)段平巷 ：區(qū)段運(yùn)輸平巷 區(qū)段回風(fēng)平巷44傾斜巷道斜井：在地層中開(kāi)鑿的直通地面的傾斜巷道 斜井：主斜井 用于提升煤炭 副斜井 用于行人、提升矸石、通風(fēng)45上下山采區(qū)上山采區(qū)：位于開(kāi)采水平以上的采區(qū)下山采區(qū)：位于開(kāi)采水平以下的采區(qū)上山：位于開(kāi)采水平以上，為本水平或采區(qū)服務(wù)的傾斜巷道。下山：位于開(kāi)采水平以下，為本水平或采區(qū)服務(wù)的傾斜巷道。46傾斜巷道按層位分： 巖石上下山 ：布置在巖層中的上下山 煤層上下山 ：布置在煤層中的上下山 按用途分： 運(yùn)輸上下山 用于運(yùn)煤 運(yùn)料上下山 用于運(yùn)料分帶斜巷： 運(yùn)輸斜巷 運(yùn)料斜巷473.礦井開(kāi)拓、準(zhǔn)備和回采的概念 按井巷作用和服務(wù)范圍分： 1）開(kāi)拓巷道：為全礦、一個(gè)水平或若干采區(qū)服務(wù)的井巷。服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)。10