煤矿开采及安全地质条件学案.pptVIP

第六章　煤矿开采及安全地质条件 主要内容： 一. 煤矿开采地质条件 1、煤层厚度变化 2、矿井地质构造 3、岩浆侵入体与喀斯特陷落柱 二. 煤矿安全地质条件 1、瓦斯 2、煤尘 3、煤的自燃与地温 4、煤层顶、底板 5、矿山压力与冲击地压 瓦斯：是指在煤矿生产过程中，从煤和围岩中释放出来的一种多成分的混合气体(CH4 、N2 、CO2 、 C2H6 、 SO2 、H2S 、CO等)。 一、矿井瓦斯的形成及分带 1、瓦斯的成分和性质：瓦斯中甲烷（CH4）占绝大多数。瓦斯又称沼气，为无色、无味、无毒，可以燃烧和爆炸的气体。比重为0.554，比空气轻，聚集在巷道上部。 矿井瓦斯、煤层气 4、瓦斯的分带 矿井瓦斯具有分带现象，自上而下按瓦斯成分分为 （1）氮气－二氧化碳带，二氧化碳大于20％； （2）氮气带，氮气大于80％、甲烷小于20％； （3）氮气－甲烷带，甲烷为20~80％； （4）甲烷带，甲烷含量大于80％，氮气小于20％ 。 前三个带统称为瓦斯风化带。其深度差别很大，决定于空气透入条件，上部煤岩层风氧化情况及地下水活动强弱程度。风化带下，瓦斯含量、压力、涌出量与煤层埋藏深度呈正线性关系（？）。 第六章 煤矿安全地质条件 4、瓦斯的分带 煤层瓦斯含量：单位体积或重量的煤体内，在自然条件下含瓦斯的体积，单位m3/t、m3/m3、cm3/g，它应包括吸附、游离和溶解瓦斯。 （1）煤的变质程度 变质程度越高，产气数量越多，瓦斯含量越大。 变质程度不同的煤，空隙率不同，吸附能力差异较大。 （2）围岩和煤层的渗透性 渗透性好，有利用于瓦斯的运移和排放，煤层瓦斯含量较小，瓦斯分布较均一；透气性差，不利于瓦斯的运移和排放，有利其保存，瓦斯含量较大。 （3）地质构造 地质构造对瓦斯的聚积和排放具有双重作用：张性断裂有利于瓦斯排放，压性断裂有利于瓦斯聚积。在煤层顶板岩性致密，透气性差的条件下，在未受断裂破坏和严重剥蚀的褶皱地区，一般在背斜轴部瓦斯含量大，向斜槽部小，当顶板为脆性岩层时，则相反。 三、矿井瓦斯涌出量及矿井瓦斯等级 三、矿井瓦斯涌出量及矿井瓦斯等级 三、矿井瓦斯涌出量及矿井瓦斯等级 四、防治煤（岩）与瓦斯突出的地质工作 四、防治煤（岩）与瓦斯突出的地质工作 第六章　煤矿开采及安全地质条件 主要内容： 一. 煤矿开采地质条件 1、煤层厚度变化 2、矿井地质构造 3、岩浆侵入体与喀斯特陷落柱 二. 煤矿安全地质条件 1、瓦斯 2、煤尘 3、煤的自燃与地温 4、煤层顶、底板 5、矿山压力与冲击地压 煤尘 一、煤尘特征 煤尘指矿井生产过程中产生的细微颗粒的煤炭粉尘。 1.煤尘浓度 一般情况下，能引爆的煤尘浓度为30~2000g/m3；当煤尘浓度为300~400g/m3时，爆炸力最强。 2.煤尘粒度 3.煤尘的挥发分 挥发分(V)（挥发份产率）：在隔绝空气条件下，将煤在900±10℃温度下加热7分钟时，煤中的有机质和一部分矿物质就会分解成气体和液体逸出，逸出物质减去水份即为挥发份。 煤炭分类的第一指标（一定程度上反映了煤中有机质的性质和煤的变质程度） 4.煤尘的水分和灰分 二、矿井环境对 煤尘爆炸性的影响 一般在700~800度时可以引燃或爆炸。在遇火源时，由于迅速的连锁反应，短时间即可达燃爆温度。 自燃 暴露于空气中的煤炭自身氧化积热达到着火点温度而自然燃烧的现象。称煤的自然发火，又称煤炭自燃，是煤矿自然灾害之一。 1.自燃条件 2.诱发因素 3.煤层自然发火期 一、引起煤矿地温异常的因素 1、大地构造位置：地壳稳定类型 2、岩石的导热性： 地温 地温 三、降温措施 我国的矿山安全条例规定：井下工人作业地点的空气温度，不得超过28℃，超过时应采取降温和其他保护措施。同时煤矿安全规程规定：采掘工作面的空气温度不超过26℃，机电硐室的空气温度不得超过30℃，空气温度超过时，要采取降温措施。? 改善矿内气候条件的措施很多，归纳起来有两个方面： 一为非人工制冷措施，即矿井通风；一般来说，在地温31℃以上、37℃以下时，可能产生热害，但这种热害一般通风方法（即：非人工风流的措施）就可以解决。 二为人工制冷来冷却风流的措施，也称为矿井空气调节；在地温达到37℃以上的地区，一般来说，单靠加强通风降低温度难以达到目的，应考虑采用人工制冷降温系统。 煤层顶底板 1、影响工作面的连续推进 工作面遇断层时，坚硬的顶底板不利于挑顶挖底的方式通过断层，工作面不得不重开切眼。 2、顶底板的破坏可能导致突水 华北地区下组煤的安全开采是一个重大课题。 3、影响支护 不同类型的顶板影响到支护的密度、支护形式。底板松