采煤概论 名词解释.docx
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采煤概论名词解释
采煤概论名词解释
1.地质作用:
1.内力地质作用2.外力地质作用.内力地质作用:
由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构造、地表形态发生变化的地质作用,它包括地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震作用等。
外力地质作用:
它作用在地壳表层,主要是由地球以外的太阳辐射能、日月引力能等引起。
按其作用方式可分为:
风化和剥蚀、搬运和沉积、固结成岩。
2.岩石:
矿物的集合体。
按生成原因分岩浆岩、变质岩、沉积岩。
煤层的厚度:
薄煤层(煤层厚度从最小可采厚度至1.3m)中厚煤层(煤层厚度1.3m至3.5m)厚煤层(煤层厚度3.5m以上)
3.地质构造对煤层的影响:
岩层的空间位置及特征通常用产状要素来描述。
产状要素有走向、倾向和倾角。
4.根据断层两盘相对运动的方向,断层分为:
正断层、逆断层、平推断层。
5.矿井储量分为:
矿井地质资源量、矿井工业储量、矿井设计储量、矿井设计可采储量.
6等高线是地面上高程相同的若干点联接而成的曲线,或者说是水平面与地表面相截的交线。
将高程不同的等高线投影到平面上,则得到等高线图。
特点
(1)等高线是连续的闭合曲线,如果不在图内闭合,就一定要在图外闭合。
所有等高线在一般情况下,不能相交或重合。
2)等高线上任一点向相邻等高线可以作很多线段,投影到水平面后,其中最短的一条线段称为最大倾斜线。
等高线与最大倾斜线成直交。
3)等高线稠密表示陡坡,等高线稀疏表示缓坡,等高线间距均匀表示坡度一致。
7井田开拓:
在一个井田范围内,主要巷道的总体布置及其有关参数的确定叫井田开拓。
8煤田划分为井田划分的原则1.井田范围、储量、煤层赋存及开采条件要与矿井生产能力相适应2.保证井田有合理的尺寸3.充分利用自然等条件划分井田4.合理规划矿井开采范围,处理好相邻矿井之间的关系
9矿井设计生产能力(万t/a)即:
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。
大型矿井:
120、150、180、240、300、400、500、600及以上(其中300Mt/a及其以上又称特大型矿井)中型矿井:
45、60、90。
小型矿井:
9、15、21、30。
10巷道按空间特征分为垂直巷道、水平巷道、倾斜巷道。
11矿井巷道按其在生产中的重要性还可以作以下分类:
开拓巷道、准备巷道、回采巷道三种。
井田开拓方式种类很多,一般可按下列特征分类。
按井筒(硐)形式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。
12井底车场是井硐与井下主要巷道连接处的一组巷道和硐室的总称。
根据矿车在车场内运行的特点,井底车场均可分为环行式和折返式两大类。
13煤巷:
沿煤层掘进的巷道,如果在掘进断面中,煤层占4/5以上者(包括4/5在内),称为煤巷.
14半煤岩巷道:
当岩层(包括夹石层)占掘进工作面面积的1/5~4/5时,即称半煤岩巷道。
15上山掘进特点
(一)炮眼布置:
由于巷道具有向上倾斜的特点,易于出现巷道上飘现象,因此,要求炮眼布置能使爆出的巷道倾斜角度符合规定。
此外,放炮时要特别注意防止崩倒支架,所以多用底部掏槽。
倾斜巷道施工时,每向上掘进75~100m,应设避炮硐。
(二)通风工作。
由于瓦斯轻于空气,易于积聚在上山工作面附近,尤其在沿高瓦斯煤层或其底板掘进时,更应注意加强工作面通风及沼气检查。
在瓦斯涌出量较大的的矿井中,由下向上掘进上山时,隔一定距离就要用联络眼贯通,以利通风。
使用局部扇风机通风时,无论工作期间或交接班时,都不准停风。
如因检修停电等原因停风时,都要撤出人员,切断电源,待恢复通风并检查瓦斯后,人员才可进入工作面。
(三)装岩及提升运输工作
沿倾斜施工,破碎后的煤、矸要运出,施工设备、工具及支护材料要运入,而上、下山的长度往往较长,倾斜角度又各不相同,为此,要选择合理的提升、运输方案,以保证决速安全地施工。
>35°时,煤、矸可沿巷道底板靠自重下滑;25~35°时,可用铁溜槽;14~25°时,可以采用搪瓷溜槽。
(四)支护工作特点:
在倾斜巷道中,由于顶板岩石受重力的作用,有沿倾斜向下滑落的趋势,因此在架棚时,棚腿要相对于顶、底板垂线向上倾斜一定角度,这个夹角称为迎山角。
16下山掘进特点
(一)下山掘进的特点1)装载工作比较困难。
2)做好防排水工作,以免影响掘进工作进行。
3)在掘进工作面附近一定要有可靠的挡车器,以防止矿车自然滑下时不致冲击到工作面,保证工作面工人的安全。
(二)排水工作
在掘进下山时,往往工作面都有积水。
在处理方法上,必须先了解水的来源。
1)上部平巷排水沟漏水;2)巷道顶、底板涌水;3)工作面的涌水。
(三)防止跑车的安全措施
安全绳法。
在提升钢丝绳的尾部钩头以上,联结一根环形的钢丝绳(安全绳)。
提升时把安全绳套在矿车上,以免脱钩跑车。
17准备方式:
准备巷道的布置方式。
18条带式准备方式的优点:
巷道布置简单,巷道掘进和维护费用低,建井工期短,投产快;运输系统简单,占用设备少,运输费用低;采煤工作面长度在整个采煤期间保持不变,为采用综采设备创造了良好的条件;煤炭损失少,回收率高;通风系统简单,通风设备少;对某些地质条件的适应性强。
但是其缺点为:
倾斜巷道掘进工程量大,效率低;倾斜巷道长,辅助运输比较困难;当煤层沿倾斜起伏较大时,巷道积水不易解决;而且大巷装车站多。
19采区车场根据所处的位置:
可分为上部、中部和下部车场。
上部车场是采区上山和区段回风巷之间的联络巷道。
并担负运输、通风和行人的任务。
其基本形式有两种:
甩车场和平车场。
20甩车场是采用绞车将矿车沿轨道上山提升到甩车道以上,经甩车道下甩到左右区段回风平巷。
21平车场是将车场绞车房和回风巷布置在同一标高上,轨道上山的上端用水平轨道与区段回风巷或总回风巷贯通。
矿车或材料车经轨道上山提到平车场摘钩,然后沿岔道进入总回风巷。
22下部车场:
是采区和阶段运输大巷连接的枢纽,最常用的是绕道式车场。
23采区采出率:
采区内采出的煤量与采区内工业储量的百分比称为采区采出率。
24矿山压力:
围岩移动而产生的压力。
25周期来压:
当工作面推进到一定的距离,基本顶悬臂在自重和上覆岩层的作用下,又会产生断裂垮落,这时同样会给工作面带来增压现象。
当工作面再继续推进,这部分垮落的基本顶被甩入采空区,工作面又处于基本顶悬梁掩护之下,恢复到前述的状态。
继工作面的推进,基本顶的垮落与工作面增压现象重复出现。
这种垮落与来压随工作面推进而周期性的出现,称为基本顶周期垮落和周期来压。
26顶板下沉:
根据破坏的特征,上覆岩层沿竖直方向自下而上可分为三带:
冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。
27采煤工作:
在采场内,为了采取煤炭所进行的一系列工作,称为采煤工作。
采煤工作可分为基本工序和辅助工序。
破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理。
28采煤工艺:
按照一定顺序完成各项工作的方法及其配合,称为采煤工艺。
在一定时间内,按照一定的顺序完成采煤工作各项工序的过程,称为采煤工艺过程。
29采煤方法:
是采煤工艺与采煤系统在时间上、空间上相互配合的总称。
根据不同的矿山地质及技术条件,可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合,从而构成多种多样的采煤方法。
30放顶煤采煤法的优点、适用条件及应注意的问题:
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。
(3)提高采煤工效。
(4)降低吨煤生产费用。
2.适用条件放顶煤采煤法适用于煤层厚度5m~20m或更厚的煤层;煤层倾角由缓斜到倾斜或急倾斜厚煤层;煤质比较松软易冒落,冒落块度不大;顶板容易垮落。
3.应注意的问题
(1)应采取措施提高煤炭采出率。
(2)防止煤的自燃和瓦斯爆炸事故的发生。
(3)继续完善控制顶煤下放的技术措施。
31矿井通风阻力分为摩擦阻力和局部阻力两类。
32局部阻力:
空气流经井巷的某些局部地点(如井巷突然扩大、突然缩小,急转弯以及分岔或汇合等),造成风流速度和方向的突然变化,导致均匀风流产生紊乱的涡流与撞击,因而在局部地点产生的附加阻力称为局部阻力。
33降低通风阻力的措施:
1)减小井巷摩擦阻力系数。
对于服务年限长的主要井巷,应尽量采用巷道周壁表面光滑的支护方式,对于棚式支护,应尽量架设整齐,必要时背好帮顶等,。
2)保证有足够大的井巷断面。
特别是主要进、回风流巷道断面扩大对降低风阻效果明显。
3)尽量缩短通风路线长度。
因为巷道的摩擦阻力与巷道长度呈正比,因此应尽量缩短风路的长度。
4)避免巷道内风量过于集中。
巷道摩擦阻力与风量的平方成正比,若巷道内风量过于集中,摩擦阻力会大大增加。
因此,应尽可能使矿井的总进风早分开,使矿井的总回风晚汇合。
5)降低局部阻力。
应尽量避免巷道急拐弯,避免巷道断面突然扩大、突然缩小,尽量避免在主要巷道内任意停放车辆、堆积木材、器材等。
34机械通风是矿井通风的主要动力。
按其服务范围可以分为三种:
1)主要通风机(简称主扇),主要用于全矿井或矿井的一翼(部分);2)辅助通风机(简称辅扇),主要服务于矿井网络的某一分支(如采区或工作面),以帮助主要通风机供风以保证该分支的风量;3)局部通风机(简称局扇),主要用于独头掘进的井巷等局部地区通风。
35矿用通风机按其构造又可分为离心式通风机和轴流式通风机两类。
36矿井通风方式:
可把矿井通风方式分为三种基本类型:
中央式、对角式、混合式三种。
37中央式与对角式比较优点:
(1)矿井总回风巷可以随采区接替逐步开掘,因而建井工期短,总回风巷的维护费用低;
(2)回风井筒数目少,同时运转的风机台数少,容易管理;(3)当进风井口及井底车场附近发生火灾需要反风时,容易实现。
缺点:
(1)随着向边界采区开采,总回风巷不断延长,通风线路随之加长,因而通风阻力不断增加;
(2)矿井生产期间,由于井下巷道阻力不断增加,阻力变动范围大,难以保证通风机在高效率状态下运转;(3)矿井总进风和总回风风流反向平行流动,容易发生漏风;(4)在矿井生产的中后期,多采区同时生产时矿井通风系统关联性太强,系统独立性差,系统防灾抗灾能力差。
38局部通风机通风的通风方式主要有压入式、抽出式和混合式通风三种。
39压入式通风优缺点?
优点是:
从风筒吹出的风流清洗工作面的能力强;通过局部通风机压入的风流为新鲜风流,安全可靠,风筒可使用轻便的柔性风筒,即使少量漏风,也可起到冲淡巷道内炮烟的作用。
缺点是排除沿巷道流动的炮烟需要较长的时间,巷道越长,排出炮烟的时间越长。
40煤层瓦斯含量是指单位质量或单位体积的煤体,在一定压力和温度下所含的瓦斯数量(即游离瓦斯和吸着瓦斯的总和),用m3/t或m3/m3表示。
41瓦斯的涌出形式
(1)普通涌出:
瓦斯从煤层或岩层表面非常细微的缝隙中缓慢、均匀而持久地涌出。
这种涌出的方式涌出的面积大、时间长,是瓦斯涌出的主要形式。
(2)特殊涌出:
特殊涌出又可以分为瓦斯喷出和煤(岩)与瓦斯突出两种。
42瓦斯涌出量的计算矿井绝对瓦斯涌出量:
指矿井在一定时间或单位时间内所涌出的瓦斯数量,通常用m3/d或m3/min来表示。
43矿井瓦斯等级根据《规程》规定,一个矿井只要有一个煤(岩)层发现瓦斯,该矿井即为瓦斯矿井。
矿井瓦斯等级,根据矿井相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为:
(1)低瓦斯矿井:
矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。
(2)高瓦斯矿井:
矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。
煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)突出矿井。
44瓦斯爆炸的条件及其影响因素
瓦斯爆炸的三个充分必要条件:
瓦斯浓度、引火温度和氧的浓度。
1.瓦斯浓度瓦斯只在一定浓度范围内爆炸,该浓度范围称为瓦斯爆炸界限,其最低浓度界限叫爆炸下限,最高浓度界限叫爆炸上限,瓦斯在空气中的爆炸下限为5%~6%,上限为14%~16%。
当瓦斯浓度低于爆炸下限时,遇高温火源并不爆炸,但能在火焰外围形成稳定的燃烧层。
当瓦斯浓度高于爆炸上限时,失去其爆炸性,但在空气中遇火仍会燃烧。
在正常空气中瓦斯浓度为9.5%时,其爆炸威力最大。
当瓦斯浓度为7%~8%时最容易爆炸。
2、引火温度瓦斯的引火温度受瓦斯浓度、火源性质及混合气体的压力等因素而变化,一般认为,瓦斯的引火温度为650~750℃,最低点燃能量为0.28Mj。
当混合气体在压力增高时,引燃温度即降低。
在引火温度相同时,火源面积越大、点火时间越长,越易引燃瓦斯。
3、氧的浓度在煤矿井下巷道及采场等一般氧浓度均满足瓦斯爆炸条件(氧浓度>12%)。
井下含瓦斯的混合气体中氧的浓度降低时,瓦斯爆炸界限随之提高。
当氧的浓度低于12%时,混合气体即失去爆炸性。
45预防瓦斯爆炸的措施1、防止瓦斯积聚的措施1)加强通风2)及时处理局部聚集的瓦斯3)加强瓦斯监测检测2、防止瓦斯引燃措施1)在井口和井口房内,禁止使用明火。
2)在瓦斯矿井,要使用防爆型或安全火花型电器设备,对其防爆性能要经常检查,不符合要求的要及时更换。
3)严格执行放炮制度。
4)严格管理火区,防止密闭墙漏风,并定期测定火区温度。
46煤炭自燃的早期识别1)按自燃的外部征兆判断:
早期自燃的外部征兆有:
空气的湿度、温度增加,在火区附近出现烟雾,巷道壁和支架上有水珠,或有煤油、煤焦油、松节油等的气味。
2)矿内空气成分的变化:
煤的氧化过程可使附近地区空气成分发生变化,即氧的浓度降低,一氧化碳和二氧化碳浓度增加,并出现一些碳氢化合物。
47矿井水:
在矿井建设和生产过程中,地面水和地下水都可能通过各种通道涌入矿井,我们把所有涌入矿井的水,统称为矿井水。
48常用的道岔有单开道岔(DK)、对称道岔(DC)、渡线道岔(DX)三种类别。
49矿井生产系统矿井巷道开掘顺序如下:
首先自地面开凿1.主井2.副井进入底下;当井筒开凿到第一阶段下部边界开采水平标高时,即开凿3.井底车场4.主要运输石门,然后向井田两翼掘进开采5.水平阶段运输大巷;直到采区运输石门位置后,由5.运输大巷9.开掘采区运输石门通达煤层;到达预定位置后,开掘10采区下部车场底板绕道、11采区下部材料车场;然后,沿煤层自下而上掘进采区运输14上山和15轨道上山。
与此同时自6.风井、7.回风石门,开掘8.回风大巷;向煤层开掘17采区回风石门、18采区上部车场、16绞车房,与采区14运输上山及15轨道上山联通。
当形成通风回落后,即可自采区上山向采区两翼掘进第一区段的20区段运输平巷、23区段回风平巷、2下去段回风平巷,当这些巷道掘到采区边界后,即可掘进24.开切眼形成工作面。
安装好机电设备和进行必须的准备工作后,即可开始采煤。
25.采煤工作面向采区上山后退回采,与此同时需要适时地开掘第二区段的区段运输平巷和开切眼,保证采煤工作面正常接替。
矿井的主要生产系统如下:
一、运煤系统:
从25采煤工作面破落下的煤炭,经20区段运输巷、14采区运输上山到12采区煤仓,在10采区下部车场内装车,经开采水平5运输大巷、4.主要运输石门、运到3.井底车场,由1.主井提升到地面。
二、通风系统:
新鲜风从地面经2.副井进入井下,经3.井底车场、4.主要运输石门、5.运输大巷、11.采区下部材料车场、15.采区轨道上山、19.中部车场、20.区段运输巷进入25采区工作面。
清洗工作面后,汚风经23.区段回风巷、17.采区回风石门、8.回风大巷、7.回风石门,从6.风井排入大气。
三、运料排矸系统:
采煤工作面所需材料和设备,用矿车由2.副井下放到3.井底车场,经4.主要运输石门、5.运输大巷、9.采区运输石门、11.采区下部材料车场,由采区15轨道上山提升到23.区段回风平巷,再运到25采煤工作面.采煤工作面回收的材料、设备和掘进工作面的矸石,用矿车经由与运料系统相反的方向运至地面。
四、排水系统:
排水系统一般与进风风流方向相反,由采煤工作面,经由区段运输平巷、采区上山、采区下部车场、开采水平运输大巷、主要运输石门等巷道一侧的水沟,自流到井底车场水仓,再由水泵房的排水泵通过副井的排水管道排至地面。
二、矿井开拓、采区准备和工作面准备
巷道系统,按其作用和服务的范围不同,可将矿山分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三种类型。
一般说来,为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道,如井筒、井底车场、主要石门、运输大巷和回风大巷(或总回风道)、主要风井,称为开拓巷道。
开拓巷道是从地面到采区的通路。
这些通路在一个较长时期内为全矿井或阶段服务,服务年限一般在10~30a以上。
为一个采区或数个区段服务的巷道,如采区上下山、采区车场、采区硐室称为准备巷道。
准备巷道是在采区范围内从已开掘好的开拓巷道祈祷达区段的通路。
这些通路在一定时期内为全采区服务,服务年限一般在3~5a以上。
仅为采煤工作面生产服务的巷道,如区段回风平巷、开切眼(形成初始菜场的巷道)叫做回采巷道。
回采巷道服务年限较短一般在0.5~1.0a左右。
开拓巷道的作用在于形成新的或扩展原有的阶段或开采水平,为构成矿井完整的生产系统奠定基础。
准备巷道的作用在于准备新的采区,以便构成采区的生产系统。
回采巷道的作用在于切割出新的采煤工作面并进行生产。
开拓、准备、回采是矿井生产建设中紧密相关的三个主要程序,解决好三者之间的关系,对于保证矿井正常生产运营具有重要意义。
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