《井巷工程教案》word版

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1、井巷工程第一章煤田地质基础知识地质工作是煤矿生产的先锋，地质资料（主要指煤层和岩层的埋藏情况）是矿井设计与日常生产的重要依据。没有可靠的地质资料，矿井设计与生产就会陷入盲目状态。煤矿地质工作包括煤田地质勘探和矿井地质工作，前者指找煤开始和最终获得一定精度的地质资料，以满足矿井设计的需要；后者指在建井和生产过程中进一步查清地质情况，直接为生产服务。第一节煤层埋藏特征与煤层分类一、概述(一)煤的形成虽然我国采煤和用煤的历史可以追溯到上千年前，但人们一直不清楚煤是怎样形成的。随着科学技术的发展，尤其是发明了显微镜以后，人们终于揭开了这个千年之谜：煤是

2、由植物转变而来的。植物是成煤的原始物质，它分为低等植物和高等植物。由低等植物形成的煤称为腐泥煤，在我国俗称“石煤”（因其灰分即矿物质含量高，外观似黑色岩石而得名）；由高等植物形成的煤称为腐植煤，因其含有大量的腐植酸而得名。在自然界，腐植煤占绝大多数，目前开采的也主要是腐植煤。煤是由植物经过漫长的极其复杂的生物化学、物理化学作用转变而成的。从植物遗体堆积到转变为煤的一系列演变过程称为成煤作用。成煤作用大致可分为两个阶段（图1-1）：第一阶段，泥炭化阶段；第二阶段，煤化阶段。在泥炭化阶段，低等植物及浮游生物遗体经腐泥化作用形成腐泥，高等植物遗体经泥

3、炭化作用形成泥炭；在煤化阶段，腐泥转变为腐泥煤，泥炭经煤成岩作用转变为褐煤，褐煤经煤变质作用转变为烟煤和无烟煤等。褐煤、烟煤、无烟煤均属腐植煤类。图1-1成煤作用阶段划分(二)煤的分类我国煤炭资源丰富，煤种齐全。按煤的煤化程度和工艺性能，可将煤炭分为褐煤、烟煤和无烟煤三大类，其煤化程度逐渐升高。其中烟煤又可分为长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤以及贫煤，越往后煤化程度越高。二、煤层埋藏特征(一)煤田和储量1．煤田在同一地史发展过程中，由炭质物的沉积并连续发育而造成的大面积含煤地带，称为煤田。煤田的范围、储量大小不一，小型煤田的面积不大，储量只有几百

4、到几千万吨；大型煤田的面积有数千或数万平方公里，储量可达几亿到几百亿吨。2．煤的储量煤的储量是指地下埋藏着具有工业开采价值的煤炭资源的数量，可用分级和分类来表示其价值，见表1-1。表1-1煤炭储量分类表根据煤田内不同块段的勘探程度，将储量分为A、B、C、D四级。A、B级称为高级储量；C、D级称为低级储量。级别越高，表示地质情况勘查得越详细，煤炭的数量和质量了解得越可靠。（1）地质储量。由地质勘探在一定范围和计算深度内，所获得的总储量，称为地质储量（一个矿井范围内的地质储量，习惯上称矿井总储量）。（2）平衡表外储量。指由于煤炭灰分高、厚度小、水文

5、地质条件复杂等，在目前技术条件下暂时不能开采的储量，也称尚难利用储量。（3）平衡表内储量。指符合当前开采技术经济条件，可以开采和利用的储量，也称能利用储量。（4）工业储量。指平衡表内比较清楚的A、B、C三级储量的总和，是矿井设计和投资的依据。（5）远景储量。指平衡表内的D级储量。由于勘探程度不高，有待进一步勘探，提高储量级别后，才能直接利用。它是矿井远景规划的依据。（6）可采储量。指工业储量中可以采出的那一部分储量。（7）设计损失量。指为了煤矿生产安全和技术上的需要，按设计规定遗留在井下的那一部分储量，例如：井筒保护煤柱；断层、河流、边界（井田

6、和采区边界）、巷道等的保护煤柱。（二）煤层埋藏特征煤像其它沉积岩层一样，一般呈层状分布，但也有呈鸡窝状、扁豆状或其它似层状。不同的煤层其结构、厚度及稳定性等有所不同。1.煤层结构根据煤层中有无稳定的岩石夹层（夹矸），将煤层分为两种结构类型。（1）简单结构煤层煤层中不含稳定的呈层状的岩石夹层，但含有呈透镜体或结核分布的矿物质（图1-2）。一般厚度较小的煤层往往结构简单，说明煤层形成时沼泽中植物遗体堆积是连续的。图1-2煤层结构示意图（2）复杂结构煤层煤层中常夹有稳定的呈层状的岩石夹层，少者1～2层，多者十几层（图1-2）。岩石夹层的岩性最常见的有

7、碳质泥岩、碳质粉砂岩。岩石夹层的厚度一般从几厘米到数十厘米不等。煤层中如有较多的或较厚的岩石夹层，往往不利于机组采煤，同时也影响煤质，增加煤的含矸率。但有的岩石夹层是优质的陶瓷原料或耐火材料等，其经济价值甚至高于煤层本身。2．煤层厚度煤层的顶板与底板之间的垂直距离叫煤层厚度。对复杂结构的煤层，则有总厚度和有益厚度之分。总厚度是指煤层顶面至底面之间全部煤分层与岩石夹层之和；有益厚度是指煤层顶面至底面之间各煤分层之和。根据我国有关部门的规定，一般地区煤层地下开采的最低可采厚度标准，见表1-2；露天开采最低可采厚度为0.5m；缺煤地区的地下开采最低可

8、采厚度分别比相应标准降低0.1m即可。表1-2一般地区煤层最低可采厚度标准（地下开采）3．煤层的层数及层间距各煤田中的煤层数目不同，少的只有一层或几层