[理学]采煤概论电子教案.doc
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1、课题绪论课型新授课 教学目的了解矿井井巷的有关概念 认识煤矿生产系统教学重点 煤矿巷道的命名教学难点 各个生产系统的路线建议学时理论:2 教学教具教学方法 讲授法教学过程课程导入主要内容组织教学导入新课讲授新课 绪论 第一讲教案 绪论 1. 矿井生产模型建设矿井-形成生产系统可分三个步骤 (1) 井田开拓(2) 井巷掘进(3) 采煤方法的选取2. 矿山井巷煤矿地下开采中,为了提升、运输、通风、排水、动力供应等需要而开掘的井筒、巷道和硐室总称为矿山井巷(1)根据井巷轴线与水平面的关系分类:1) 直立巷道立井概念暗立井概念2) 水平巷道平洞概念平巷与大巷概念石门与煤门3) 倾斜巷道斜井概念采区上下
2、山概念主要上下山概念斜巷概念硐室概念(2) 按其作用和服务范围不同分类;1) 开拓巷道2) 准备巷道3) 回采巷道3. 井田开拓及井巷掘进的工程1) 主副井2) 井底车场、主要运输石门、水平阶段运输大巷3) 运输大巷-采区运输石门-采区下部车场-采区下部材料车场4) 采区运输上山、采区轨道上山同时风井回风石门-回风大巷-采区回风石门-采区上部车场-上山绞车房5) 第一区段的区段运输巷-区段回风巷-下区段回风巷6) 安装机电设备4. 矿井井下生产系统1) 运煤系统2) 通风系统3) 运料排矸系统4) 排水系统5. 矿井地面生产系统地面洗选6. 煤矿环境保护小结:简单认识矿井基本概念,认识各种井巷
3、和生产系统作业: p5 1. 2.课题模块一 煤矿地质与矿图基础知识 课题一 地壳和煤 课型新授课 教学目的认识岩石及其分类,煤、煤层及煤系煤的化学组成及煤质的主要指标教学重点 掌握煤矿基本地质构造教学难点 断层的分类及认识建议学时理论:2 教学教具教学方法 讲授法教学过程课程导入主要内容组织教学导入新课讲授新课 模块一 煤矿地质与矿图的基础知识课题一 地壳和煤课题二煤质第二讲教案模块一煤矿地质与矿图基础知识课题一地壳与煤1. 地壳与岩石矿物概念岩石分类1) 岩浆岩又称火成岩,常见花岗岩和玄武岩2) 沉积岩风化剥蚀-搬运-堆积-固结成岩3) 变质岩石灰岩变质为大理岩2. 煤、煤层和煤系煤是植物
4、遗体在适当的气候、地貌、地质综合条件作用下形成的1)煤形成具备的四个条件:(1) 茂盛的植物条件(2) 温湿的古气候条件(3) 积水沼泽的古地理条件(4) 缓慢沉降的地壳运动条件2) 煤层厚度的决定于植物遗体堆积速度与地壳沉降速度之间的关系1)植物遗体堆积速度与地壳沉降速度一致时,易形成厚煤层2)植物遗体堆积速度大于地壳沉降速度时,易形成薄煤层3)植物遗体堆积速度小于地壳沉降速度时,煤层顶底板火成为煤层中的夹矸3煤系煤系概念在煤系中,除煤炭还含有其他沉积矿产4. 我国主要的聚煤期晚古生代的早晚石炭世,早、晚二叠世,中生代的晚三叠世,早、中晚侏罗纪,早白垩世,新生代的第三世课题二1煤的化学组成主
5、要有有机物和无机物两大类C H O N P S2煤质煤质的主要指标:1) 水分和灰分2) 挥发分3) 固体碳4) 角质层厚度 5) 发热量6) 硫和磷7) 含矸率3. 煤 的工业分类以结焦性能、挥发分含量和角质层厚度来划分为十类4煤的综合利用煤的综合利用途径主要有直接气化、低温干馏、高温炼焦和加氢液化等。小结:认识什么是岩石,什么是矿物,掌握煤、煤系和煤层的概念了解煤的化学成分及煤质的主要指标作业:p8 1, 2, P10 1, 2, 第三讲教案课题课题三 煤层的赋存及地质构造的影响课型新授课 教学目的认识煤层的赋存状态掌握地质构造及对煤矿生产的影响教学重点 掌握煤矿基本地质构造教学难点 断层
6、的分类及认识建议学时理论:2 教学教具教学方法 讲授法教学过程课程导入主要内容组织教学导入新课讲授新课 课题三 煤层的赋存及地质构造的影响课题三煤层的赋存及地质构造的影响1煤层的赋存状态1) 埋藏深度2) 煤层的层数3) 煤层的厚度煤层的厚度是确定采煤方法的主要因素之一,根据开采技术特点将煤层按厚度不同分为:薄煤层: h1.3m中厚煤层: 1.3mh3.5m厚煤层: h3.5m4) 煤层顶底板岩石2地质构造1) 褶皱构造褶皱的概念2) 单斜构造产状要素:(1) 走向(2) 倾向(3) 倾角3) 断裂构造断裂构造的概念:岩层受地质作用后遭到破坏,失去了连续性和完整性的构造形态称为断裂构造断层的要
7、素(1) 断层面(2) 断盘(3) 断距断层的分类根据两盘的想到运动方向分为:A正断层B逆断层C平推断层根据断层走向与岩层走向的关系分为:A走向断层B倾向断层C斜交断层根据落差分类:大型断层:大于50m的中型断层; 20m到50m的小型断层:小于20m4) 冲蚀冲蚀的概念5) 岩溶塌陷陷落柱概念6) 岩浆侵入岩浆的破坏作用小结:认识煤层赋存的概念,清楚认识各种地质构造以及地质构造对矿井生产的影响作业:p16 1, 2第四讲教案课题课题四 矿图的基础知识课型新授课 教学目的 了解矿图的分类 掌握比例尺、坐标系统和标杆投影教学重点 比例尺和标高投影教学难点 标高投影平面图的认识建议学时理论:2 教
8、学教具教学方法 讲授法教学过程课程导入主要内容组织教学导入新课讲授新课 课题四 矿图基础知识课题四 矿图基础知识1. 矿图的种类生产矿井必备图样:(1) 矿井测量图(2) 矿井地质图采掘工程图是矿井地质图和测量图的综合2. 矿图的比例尺比例尺的概念矿图常见比例尺有1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:10000等3. 坐标系统(1) 地理坐标(2) 平面直角坐标(3) 高程-(高程,相对高程)4. 标高投影标高投影是一种平行直角投影5. 采掘工程平面图用途:(1) 了解煤层采掘情况,用于开采设计(2) 计算产量、损失量及“三量”(3) 用于编制其他矿图活动:识别采掘工程平面
9、图按照“从整体到局部,从地面到井下”的顺序进行1) 识读轮廓外的内容2) 了解矿井的开拓方式、采区布置、采煤方法及通风系统、运输系统等3) 了解煤层产状及地质构造 小结:认识矿图,掌握矿图的基本知识作业: p20 1, 2第五讲教案课题模块二 井田开拓课题一井田开拓的基本知识课型新授课 教学目的 掌握矿井储量、年产量和服务年限 了解井田开拓和井田内划分教学重点 矿井储量的具体内容教学难点 阶段内布置方式建议学时理论:2 教学教具教学方法 讲授法教学过程课程导入主要内容组织教学导入新课讲授新课模块二 井田开拓课题一井田开拓的基本知识课题二斜井开拓模块二 井田开拓课题一井田开拓的基本知识井田开拓的
10、主要内容:确定井硐的形式、数目和位置,水平的数目和标高,阶段内的布置方式,井底车场和主要巷道的布置等。以井硐为依据将煤矿开拓方式划分为斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓四种安装水平数目不同,矿井开拓方式还可以划分单水平开拓和多水平开拓两种。1. 矿井储量、年产量和服务年限(1) 矿井储量工业储量和远景储量可采储量(2) 矿井年产量划分特大、大、中、小型煤矿(3) 矿井服务年限Z=ATK2. 井田内再划分(1) 井田划分为阶段按标高划分若干长条行部分(2) 阶段内的布置连续式分区式分带式(3) 近水平煤层井田划分为盘区或分带课题二 斜井开拓1. 片盘斜井开拓片盘的概念阶段倾斜方向只布置一个工
11、作面,沿走向方向不再划分采区二十连续开采,这种小阶段俗称片盘。前进式开采后退式开采优缺点:建设周期短,井筒和巷道总工程量小,设备简单,对施工技术要求不高投资少主要缺点是生产能力小,服务年限短,只能开采地质条件简单、煤层斜角不超过25、埋藏较浅的煤层2. 分区式多水平斜井开拓分区式多水平斜井开拓常称为集中斜井开拓工作面布置采煤系统通风系统小结:掌握井田开拓的基本知识,初步了解斜井开拓的矿井各生产系统作业:p24 1, 2, P28 1,第六讲教案课题课题三 立井开拓课型新授课 教学目的掌握立井单水平上、下山开拓立井多水平开拓教学重点 立井单水平开拓的运煤系统,通风系统教学难点 立井多水平开拓的布
12、置方式建议学时理论:2 教学教具教学方法 讲授法教学过程课程导入主要内容组织教学导入新课讲授新课 课题三 立井开拓课题三 立井开拓1. 立井单水平上下山开拓掘进顺序:一对立井井底车场运输大巷采区上山,同时风井开掘区段巷道开采水平:在井底车场水平面上,除运输大巷外,还开掘有服务的各种硐室,他们担负着整个矿井的运输提升、通风、排水、动力和材料供应、指挥调度等任务。这组开拓巷道和他所开采的范围,即是开采水平。运煤系统:工作面7区段运输平巷5采区上山4运输大巷3井底车场2主井地面通风系统:新鲜风流井底车场2运输大巷3采区上山4区段运输平巷5清洗采煤工作面7污风经采区回风平巷采区风井6此种上下山同时布置
13、的单水平开拓系统,适用于倾角在20度以下倾斜度不大的井田2. 立井多水平开拓第一水平第二水平当煤层倾角比较大事,下山阶段的开采相对困难。若下山阶段有足够的储量可在第一阶段采完前将井筒向下延深,在第一水平以下选择适宜的位置建立新水平,称为第二水平。第二水平也要开掘一组主要巷道,如井底车场、运输大巷、石门及硐室等。多水平开拓提升、运输、通风、行人系统巷道掘进顺序重点运输系统和通风系统运输系统:煤由采煤工作面区段超前运输平巷联络巷10区段集中运输平巷9采区运输上山6煤仓8阶段运输大巷4井底车场3主井1地面通风系统:新鲜风流副井2井下井底车场阶段运输大巷4采区轨道上山7区段集中运输平巷9联络巷10区段
14、超前运输巷11清洗工作面区段超前回风平巷12联络巷10阶段回风大巷13地面小结:全面掌握立井开拓及其生产系统作业:p31 1, 2,第七讲教案课题课题四 综合开拓课题五 井底车场课型新授课 教学目的认识平硐开拓掌握综合开拓了解井底车场与主要巷道布置教学重点 综合开拓的优点教学难点 井底车场的主要布置建议学时理论:2 教学教具教学方法 讲授法教学过程课程导入主要内容组织教学导入新课讲授新课课题一:煤矿的类型和煤矿生产经营的主要特点任务一:判断煤矿类型课题四 综合开拓1. 平硐开拓在山区和丘陵地带,利用水平巷道进入煤层进行开拓和采煤的开拓方式称为平硐开拓。优点:平硐开拓史最简单最经济的方式,它可以
15、不开凿井底车场,无提升环节,生产系统简单,生产能力大,成本低。2. 综合开拓综合开拓的特点:主斜井带式运输可与地面转载系统直接相连,便于实现连续运输,运煤量大,运输系统简单,副井提升速度快,提升量大,主、副井均可作为进风井,进风量大,风阻小。课题五 井底车场与主要巷道的布置1. 井底车场硐室及运输线路井底车场硐室1) 主井系统:翻笼硐室、煤仓、箕斗装载硐室、清理斜巷、绞车硐室、主井井底水窝和泵房等2) 副井系统:包括马头门、中央变电所、中央水泵房、水仓、排水管子道等3) 还有调度室、机车库及修理间、防火硐室、消防列车库、乘车站等。井底车场运输线路1) 存车线2) 行车线3) 辅助线路2井底车场
16、的形式和特点1) 环形式井底车场可分为:卧式井底车场、斜式井底车场、立式井底车场2) 折返式井底车场1) 梭式车场2) 尽头式车场3运输大巷的布置方式1) 分层运输大巷2) 集中运输大巷3) 分组集中运输大巷4. 运输大巷的位置5. 运输大巷的方向和坡度6. 矿井总回风道的布置小结:了解平硐的概念,掌握综合开拓矿井的生产系统作业:p34 1,2 p36 1第八讲教案课题模块三 井巷掘进和支护课题一 巷道断面形状和岩石工程分级课型新授课 教学目的 巷道断面形状、岩石的过程分级 钻眼机具的类型及原理 安全炸药 教学重点 巷道断面形状的决定因素教学难点 钻眼机具类型及原理建议学时理论:2 教学教具教
17、学方法 讲授法教学过程课程导入主要内容组织教学导入新课讲授新课模块三 井巷掘进和支护课题一 巷道断面形状、岩石工程分级和钻眼机具模块三 井巷掘进和支护课题一 巷道断面形状、岩石工程分级和钻眼机具1. 煤矿巷道断面形状常见的有梯形、直墙拱形和矩形。特定的岩层或地压情况下才选用不规则形。选择巷道断面形状的三大因素:(1) 围岩的性质、地压的大小和方向(2) 巷道服务的年限、用途(3) 巷道支护的方式和支护材料通常根据前两个因素确定支护方式和支架材料以便确定巷道断面形状2. 岩石的工程分级坚固性系数表示岩石破坏的难易程度,通常称为普氏系数将岩石分为十级共15种3. 钻眼机具1) 冲击式凿岩机具(1)
18、 风动凿岩机按其安设与推进方式可分为气腿式、手持式、向上式、导轨式等类型(2) 凿岩台车2) 旋转式凿岩机具(1) 钻眼机械a电动b风动c液压驱动(2) 钻眼工具a钻头要求坚固、耐磨具有适当的几何形状和尺寸B钻杆4. 炸药主要是用硝铵炸药,用电雷管或导爆索引爆焊破要求其爆炸不致引起井下瓦斯和煤尘爆炸;爆炸式生成的有害气体成分少,经短时间通风以后,人员即可进入工作面继续工作小结:了解各种巷道断面,岩石的工程分级,及钻眼机具作业: p44 1,2第九讲教案课题课题二 岩巷掘进课型新授课 教学目的 了解钻眼爆破工作 认识装岩机的类型教学重点 装岩机的类型及原理教学难点 光面爆破工艺建议学时理论:2
19、教学教具教学方法 讲授法教学过程课程导入主要内容组织教学导入新课讲授新课 课题二 岩巷掘进课题二 岩巷掘进1. 钻眼爆破工作1) 定向工作中线控制巷道方向腰线控制巷道坡度目前巷道利用激光指向仪定向代替了中腰线2) 工作面炮眼布置炮眼可分为:掏槽眼、辅助眼、周边眼爆破顺序:先掏槽眼,其次辅助眼,最后周边眼2. 钻眼工作钻眼凿岩机类型很多,选择的主要依据是工程要求和施工速度,一般常用气腿式风动凿岩机 3. 爆破工作1) 爆破参数(1) 单位炸药消耗量(2) 炮眼直径(3) 炮眼深度(4) 炮眼数目2) 光面爆破技术使爆破后的巷道轮廓线规整,围岩保持稳定,不产生或很少产生炮震裂隙。4. 岩石装运工作
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