煤矿基本知识.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Company Logo,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,煤矿基本知识,XXXX,1,1,煤的成因,煤是古代植物遗体堆积在湖泊、海湾、浅海的地方，经过复杂的生物化学和物理化学作用转化而成的一种具有可燃性能的沉积岩。在显微镜下可以发现煤中有植物细胞组成的,孢子花粉等，在煤层中还可,以发现植物化石，所有这些,都可以证明,煤是由植物遗体,堆积而成的。,煤是如何形成的,？,煤 矿 基 本 知 识,2,科学家们在地质考察研究中发现，在地球上曾经有过气候潮湿，植物茂盛的时代。如按,地质年代,（见下表）,来说，晚古生代的石碳纪、二迭纪（距今约有,3,亿年）中生代的侏罗纪（距今约,1.3,亿,1.8,亿年）等，当时大量繁生的植物在封闭的湖泊、沼泽或海湾堆积下来，并迅速被泥沙覆盖，经过亿万年以后，植物变成了煤，泥沙变成了沙石。由于有节奏的地壳运动和反覆堆积，在同一地区往往有很多煤层，每个煤层都被岩石分开。,煤 矿 基 本 知 识,煤的成因,3,地质年代及中国主要赋煤区煤炭形成时代对应表,东北赋煤区,西北、华北,华北赋煤区,华南赋煤区,贵州,4,2,中国煤炭资源的分布,5,中国的煤炭资源较为丰富，目前煤炭储量居,世界第一位,。全国现,已探明,的保有煤炭储量为,10000,亿吨,。主要分布在华北、西北地区，以新疆、内蒙古、山西、陕西等省区的储量最为丰富。,中国煤炭资源量分布情况一览表,中国煤炭资源的分布,6,3.1,煤矿矿 井的生产能力,煤 矿 基 本 知 识,小型,9,、,15,、,21,、,30,万吨,中型,45,、,60,、,90,万吨,大型,120,、,150,、,180,、,240,、,300,万吨及以上；其中,300,万吨及以上的矿井也叫特大型矿井。,矿井生产能力,井型,7,3.2,、我国目前矿井瓦斯分,我国目前矿井瓦斯分为三级,1,、高瓦斯；,2,、低瓦斯；,3,、煤与瓦斯突出矿井；,相对瓦斯涌出量大于,10,立方米,/,吨 绝对瓦斯涌出量大于,40,立方米,/,分钟的是高瓦斯矿井反之是低瓦斯矿井；,只要发生过一次瓦斯突出的矿井就是突出矿井。,8,煤矿开拓是指为了煤矿生产（或生产矿井的再生产）形成的完整的开拓系统所掘的提升，通风、排水、供电等各种井巷硐室工程（如中央变电所，中泵房等）。,它包括：竖井、斜井和主平硐，通向煤体的石门。,主要运输大巷、井底车场及绕道等。,4.,煤矿开拓？,煤 矿 基 本 知 识,9,目前，事业部所属的矿井中，,永晟,煤矿属于垂直走向,平硐开拓,，,白坪煤矿、六家坝煤矿、竹林寨煤矿、大圆煤矿,均属于,斜井开拓,4.1,开拓方式,煤矿矿井开拓,煤 矿 基 本 知 识,10,5,矿井通风,煤 矿 基 本 知 识,供给井下人员足够的空气，满足人员呼吸的需要；,稀释和排出各种有毒有害气体和矿尘；,调节气候条件，给作业人员一个舒适的环境，以提高工作效率。,矿井通风的重要性,“一通三防”,是煤矿安全生产中的重中之重。“一通三防”中的,“一通”就是指“矿井通风”,，,“三防”系指“防瓦斯、防尘、防自燃发火”,。煤矿安全生产“十二字方针”中的,“以风定产”,，就是,以通风能力核定生产能力,。只要有人正常作业的地方就必须保证有效通风。有效的矿井通风是煤矿安全生产的最基本保证。,矿井通风的任务,11,几个专业术语,矿井通风系统：,是向矿井各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风网络、通风动力和通风控制设施的总称。,矿井通风方式：,是指矿井进风井与回风井的布置方式。分中央式、对角式、区域式、混合式四种。,风巷：,进风风流所经过的巷道叫进风巷。,回风巷：,回风风流所经过的巷道叫回风巷。,盲巷：,凡长度超过,6M,而又不通风或通风不良的独头巷道，统称为盲巷。,分区通风（并联通风）：,采区或采掘工作面的回风流直接进入回风巷而不再进入其它采掘工作面或用风地点的通风系统。,矿井通风,煤 矿 基 本 知 识,12,串联通风,采掘工作面或硐室的回风再进入其它采掘工作面或硐室的通风方式，称为串联通风，也叫一条龙通风。,扩散通风,利用空气的自然扩散运动而对掘进工作面或硐室进行通风的方法叫扩散通风。,独立风流,从主要进风巷分出的，经过爆炸材料库或充电硐室后再进入主要回风巷的风流。,上行通风,风流沿采煤工作面由下向上流动的通风方式。,下行通风,风流沿采煤工作面由上向下流动的通风方式。,局部通风,利用局部通风机或主要通风机产生的风压对局部地点进行通风的方法。,循环风,局部通风机的回风，部分或全部再进入同一部局部通风机的进风风流中。,通风网络,矿井风流按照生产需求在井巷中流动时，有分、有合，通常把风流分岔、汇合的路线结构形式叫通风网路。,煤 矿 基 本 知 识,13,新鲜空气（新风）污浊空气（乏风）井下空气的主要成分：氧气和氮气,氧气：相对密度为,1.105,，人体在静止状态下耗氧量为,0.25 l/min,，在工作时耗氧量为,1,3 l/min,；当浓度小于,17,时，呼吸困难、心跳加快，当浓度小于,15,时，无力进行劳动，当浓度小于,12,时，有生命危险。当浓度小于,3,时,立即死亡。,规程,规定工作面进风流中,=20,氮气：相对密度为,0.97,，微溶于水，不助燃，无毒。地层中涌出。当氮气浓度升高时，意味着氧气浓度的减少，可引起缺氧窒息。,6.,矿井空气成分,6.1.1,井下空气成分,煤 矿 基 本 知 识,14,井下空气中,常见的有毒有害气体：,一氧化碳（,CO,）、二氧化氮（,NO,2,）、硫化氢（,H,2,S,）、二氧化硫（,SO,2,）、二氧化碳（,CO,2,）、甲烷（,CH,4,）、氢气（,H,2,）等。其,来源,是爆破生成的炮烟、矿物氧化、火灾、爆炸，以及柴油机工作产生的废气等。,井下各种有害气体最高允许浓度,15,人体在不同二氧化碳浓度下的反应,一氧化碳与人体中毒的关系,16,甲烷，对空气的相对密度为,0.55,，难溶于水。一定浓度并遇到高温,(650,750),时能引起爆炸。,煤矿安全规程,规定：,在,采掘工作面,进风流的瓦斯浓度,不得超过,0.5,，,在采掘工作面和采区的,回风流,中，瓦斯浓度,不得超过,1,，,在矿井和一翼的,总回风流中,，瓦斯浓度,不得超过,0.75,。,矿井空气成分,煤 矿 基 本 知 识,17,6.1.2,稀释矿内有害气体的措施,应向矿内连续供给新鲜风流，使之达到安全浓度。,CH,4,和,CO,2,是矿内有害气体的主要成分，稀释它们所需的风量最大，所以它们是确定矿井风量和工作面风量的主要依据。,抽放瓦斯、煤体注入石灰水以减少,H,2,S,和,SO,2,、防止煤炭自燃、采取综合防尘措施等。,爆破后空气中的,CO,、,CO,2,、,NO,2,等气体浓度往往超过安全浓度，除了采取水炮泥、喷雾洒水等措施外，必须等炮烟吹散后方可进入掘进工作面。,当发生爆炸、火灾、煤与瓦斯突出等事故时，空气中有害气体的浓度通常是致命的，应佩带自救器。,煤 矿 基 本 知 识,18,6.2,通风系统,6.2.1,矿井通风系统,矿井通风系统是矿井通风机的工作方法、通风方式和通风网络的总称。,19,原则：撤人、断电、限量,职责：指挥的职责；撤人的职责；警戒有职责。,基本要求：,a,、排除独头巷道积聚的瓦斯，须先检查瓦斯浓度；送入有限的风量，逐步排放积聚的瓦斯。,b,、排放瓦斯时，应有瓦斯检查人员在独头巷道回风流与全风压风流混合处，经常检查瓦斯浓度；,c,、排放瓦斯时，严禁局部通风机发生循环风；,d,、排放瓦斯时，独头巷道的回风系统内，必须切断电源，撤出人员；还应有矿山救护队在现场值班；,e,、排放瓦斯后，经检查证实，整个独头巷道内风流中的瓦斯浓度不超过,1,，氧气浓度不低于,20,和二氧化碳浓度不超过,1.5,，且稳定,30min,后，瓦斯浓度没有变化，才可恢复局部通风机的正常通风。,排放瓦斯的原则、职责及基本要求,煤 矿 基 本 知 识,20,7,煤炭开采的安全问题,煤矿是地下作业。井下作业环境恶劣，且受,水、火、瓦斯、煤尘、顶板,等,五大自然灾害,的威胁。因此，煤炭行业是高危行业（目前又出现热害）。,在这五大灾害中，我认为瓦斯的灾害、水的灾害更为严重。尤其是瓦斯，还包含着有的矿井具有严重的煤与瓦斯突出的突出问题。煤矿要生产，就必须积极认真严肃主动地治理好这些安全问题。为了使大家对煤矿的自然突害有个初浅的认识，这里重点介绍一下瓦斯、煤与瓦斯突出的灾害方面的基本知识。,煤 矿 基 本 知 识,21,矿井瓦斯的概念,矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生气体。瓦斯是煤矿井下以甲烷为主的有害气体的总称。有时也单指甲烷,CH,4,。,矿井瓦斯形成的两个时期,一个是植物遗体形成泥炭的过程中形成瓦斯，属于生物化学的造气期，这个时期生成的瓦斯易于排放，大部分都会逸散到天空中去。,二是由泥炭形成褐煤，烟煤和无烟煤时期形成甲烷，大部分被保留在煤层中。,瓦斯的基本性质,瓦斯是一种无色、无味、无臭的气味。比空气还轻，瓦斯的比重是,0.554,。它有很强的扩散性，在一定的浓度范围内可以燃烧或可以爆炸。,7.1,煤矿瓦斯的基本知识,煤 矿 基 本 知 识,22,矿井瓦斯的危害：主要是窒息。,瓦斯在空气中的浓度达到,43%,时，人呼吸困难，达到,57%,时，人会死亡。因为此时氧含量只有,9%,。,瓦斯赋存的状态,一是游离状态；,二是吸附状态。吸附状态又包括吸着状态和吸收状态。,瓦斯爆炸的条件：,（,1,）一定浓度的瓦斯,（,5%,16%,）,（,2,）高温火源的存在,（,650,750,）,（,3,）充足的氧气,（,12%,）,煤矿瓦斯的基本知识,煤 矿 基 本 知 识,23,先说一下瓦斯浓度：,瓦斯爆炸有一定的浓度范围。我们把在空气中瓦斯迂火后能引起爆炸的浓度范围，称为瓦斯爆炸介限。瓦斯爆炸介限为,5%,16%,。,当浓度低于,5%,时，迂火不爆炸。但能在火焰外围形成燃烧层，当瓦斯浓度为,9.5%,时，其爆炸威力最大，因为这时氧和瓦斯发生完全反应；瓦斯浓度在,16%,以上时，失去其爆炸性，但在空气中迂火仍会燃烧。,瓦斯爆炸的介限并不是固定不变的，它还受温度、压力以及煤尘，其它可燃气体，惰性气体的混入等因素的影响。,煤矿瓦斯的基本知识,煤 矿 基 本 知 识,24,再说一下温度：,瓦斯的引火温度，即引燃瓦斯的最低温度一般认为,650,750,，但受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素的影响而变化。当瓦斯含量在,7%,8%,时，,最易引燃,。当混合气体的压力增高时，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。,最后说一下氧的浓度：,实践证明，空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸的介限随之缩小。当氧气浓度降到,12%,以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。,这一性质对井下密闭的火区有很大影响，在密闭的火区内往往积存大量的瓦斯，且有火源存在，但因氧的浓度低，并不会发生爆炸。如果有新鲜空气进入，氧气浓度达到,12%,以上，就可能发生爆炸，因此，对火区要严加管理，在启封火区时，更应格外慎重，必须在火熄灭后才能启封。,煤 矿 基 本 知 识,25,煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中最为严重的自然灾害之一。,因为具有突发性，对生产人员的危害极大。由于突出的机理目前尚处于假说阶段，影响它的因素随之性又大，要完全控制它的发生还有一定难度。,但采取一些行为有效的措施后，仍可以做到不发生或减少伤亡事故。,煤与瓦斯突出问题,煤 矿 基 本 知 识,26,附：煤的分类方法,(,了解,),煤 矿 基 本 知 识,新制定的中国煤炭分类国家标准，首先根据,煤的煤化程度,，将所有煤分为,褐煤,、,烟煤,和,无烟煤,。,对于褐煤和无烟煤，再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为,2,个和,3,个小类。,烟煤部分,按挥发分,大于,10,20,、大于,20,28,、大于,28,37,和大于,37,的,4,个阶段,分为低、中、中高及高挥发分烟煤,。关于烟煤粘结性，则,按粘结指数,G,区分：,0,5,为不粘结和微粘结煤。大于,50,65,为中等偏强粘结煤，大于,65,则为强粘结煤。对于强粘结煤，又把其中胶质层最大厚度,y,值大于,25mm,或奥亚膨胀度,b,大于,150,（对于,Vdaf,大于,28,的烟煤，,b,大于,220,）的煤定为特强粘结煤。这样，在烟煤部分，可分为,24,个单元，并用相应的数码表示。,中国煤炭分类国家标准中各类煤,27,28,各类煤的特征及用途,煤类,特征,用途,无烟煤,挥发分低，固定碳高，比重大，纯煤真比重最高可达,1.90,，燃点高，燃烧时不冒烟。对这类煤，可分为：,01,号为老年无烟煤；,02,号为典型无烟煤；,03,号为年轻无烟煤。,无烟煤主要是民用和制造合成氨的造气原料，低灰、低硫和可磨性好的无烟煤不仅可以做高炉喷吹及烧结铁矿石用的燃料，而且还可以制造各种碳素材料，如碳电极、阳极糊和活性碳的原料，某些优质无烟煤制成航空用型煤还可用于飞机发动机和车辆马达的保温。,贫煤,变质程度最高的一种烟煤，不粘结或微弱粘结，在层状炼焦炉中不结焦，燃烧时火焰短，耐烧。,主要是发电燃料，也可作民用和工业锅炉的掺烧煤。,煤 矿 基 本 知 识,29,煤类,特征,用途,瘦,煤,低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。焦化过程中能产生相当数量的焦质体。单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦煤，但这种焦碳的耐磨强度稍差，但,2,炼焦配煤使用，效果较好。,这种煤也可作发电和一般锅炉等燃料，也可供铁路机车掺烧使用。,焦煤,中等或低挥发分的以及中等粘结或强粘结性的烟煤,加热时产生热稳定性很高的胶质体,如用来单独炼焦,能获得块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦煤。这种焦煤的耐磨强度也很高。但单独炼焦时，由于膨胀压力大，易造成推焦困难，,一般作为炼焦配煤用，效果较好。,1/3,焦煤,中高挥发分的强粘结性煤，是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤种，单炼焦时能生成熔融性良好、强度较高的焦煤，炼焦时这种煤的配入量可在较宽范围内波动，但都能获得强度较高的焦炭。,良好的炼焦配煤用的基础煤,各类煤的特征及用途,煤 矿 基 本 知 识,续,1,30,煤类,特征,用途,肥煤,中等及中高挥发分的强粘结性的烟煤，加热时能产生大量的胶质体。肥煤单独炼焦时，能生成熔融性好、强度高的焦炭，其耐磨强度也比焦煤炼出的焦炭好。,是炼焦配煤中的基础煤。但单独炼焦时，焦炭上有较多的横裂纹，而且焦根部分常有蜂焦。,气肥煤,一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘结性肥煤，有人称之为“液肥煤”。这种煤的结焦性介于肥煤和气煤之间。单独炼焦时能产生大量气体和液体化学产品。,气肥煤最适于高温干馏制煤气，也可用于配煤炼焦，以增加化学产品产率。,气,煤,一种变质程度较低的炼焦煤。加热时能产生较多的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳定性低于肥煤，也能单独炼焦，但焦炭的抗碎强度和耐磨强度均稍差于其它炼焦煤，而且焦炭多呈长条而较易碎，且有较多的纵裂纹。,在配煤炼焦时多配入气煤，可增加气化率和化学产品回收率，气煤也可以高温干馏来制造城市煤气。,各类煤的特征及用途,煤 矿 基 本 知 识,续,2,31,煤类,特征,用途,1/2,中粘煤,一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。这种煤有一部分在单煤炼焦时能生成一定强度的焦炭，可作为配煤炼焦的煤种；粘结性较弱的另一部分单独炼焦时，生成的焦炭强度差，粉焦率高。,1/2,中粘煤可作为气化用煤或动力用煤，在配煤炼焦中也柯适量配入。,弱粘煤,一种粘结性较弱的低变质到中等变质程度的烟煤，加热时，产生的胶质体较少，炼焦时，有的能生成强度很差的小块焦，有的只有少部分能结成碎屑焦，粉焦率很高。,这种煤多适于作气化原料和电厂、机车及锅炉的燃料煤。,不粘煤,多是在成煤初期就已经受到相当氧化作用的低变质到中等变质程度的烟煤，加热时基本上不产生胶质体。这种煤的水分大，有的还含有一定量的次生腐植酸；含氧量有的高达,10%,以上。,不粘煤主要作气化和发电用煤，也可作动力和民用燃料。,各类煤的特征及用途,煤 矿 基 本 知 识,续,3,32,煤类,特征,用途,长焰煤,变质程度最低的烟煤，从无粘结性到弱粘结性的均有，最年轻的长焰煤还含有一定数量的腐植酸，贮存时易风化碎裂。煤化度较高的长焰煤加热时还能产生一定数量的胶质体，结成细小的长条形焦炭，但焦炭强度甚差，粉焦率也相当高。,长焰煤一般作气化、发电和机车等燃料用煤。,褐,煤,分为两小类：透光率,PM,大于,3050%,的年老褐煤和,PM,小于或等于,30%,的年轻褐煤。褐煤的特点是：水分大，比重小，不粘结，含有不同数量的腐植酸。煤中含氧量常高达,1530%,左右，化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重，存放在空气中易风化变质、碎裂成小块乃至粉末状。发热量低，煤灰熔点也大都较低，煤灰中常含较多的氧化钙和较低的三氧化二铝。,多作为发电燃料，也可作气化原料和锅炉燃料。有的褐煤可用来制造磺化煤或活性碳，有的可作为提取褐煤蜡的原料。另外，年轻褐煤也适用于制作腐植酸铵等有机肥料，用于农田和果园，能促进增产,各类煤的特征及用途,煤 矿 基 本 知 识,续,4,33,