煤矿开采基本知识
煤矿采掘基本知识
煤矿采掘基本知识一、矿井爆破（一）爆破器材1.炸药炸药是在一定条件下，能够发生快速化学反应、放出大量热量、生成大量气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物。
矿用炸药分为煤矿许用炸药和非煤矿许用炸药。
煤矿井下的所有爆破作业工作面，必须使用煤矿许用炸药。
2.雷管雷管是一种装有起爆药的小管，用来起爆炸药的专用材料。
雷管按起爆方式分为火雷管和电雷管两种，电雷管由电能来起爆。
电雷管又分为瞬发雷管、秒延期雷管和毫秒延期雷管。
煤矿井下广泛使用毫秒延期电雷管。
3.发爆器发爆器是用来供给电爆网路的电雷管起爆电能的仪器。
《煤矿安全规程》规定，井下爆破必须使用发爆器。
（二）爆破技术1、掘进工作面爆破（1）炮眼分类及布置掘进工作面的炮眼，按其所起作用不同，可分为以下三类①掏槽眼（又名掏心眼）②辅助眼③周边眼（2）主要爆破参数巷道掘进的爆破参数主要包括炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目、单位炸药消耗量的具体规定。
巷道掘进爆破作业要按照《煤矿安全规程》及爆破参数执行。
2、回采工作面爆破（1）炮眼种类及布置炮眼布置方式（见图3-12）单排眼：用于薄煤层、煤质较软及节理发育的煤层。
双排眼：包括对眼、三花眼。
一般用于采高较小的中厚煤层及煤质中硬的工作面。
三排眼：即五花眼。
用于煤层坚硬和采高较大的中厚煤层工作面。
（2）主要爆破参数炮采工作面的爆破参数主要包括炮眼布置、间距、炮眼深度、炮眼数目、单位炸药消耗量的具体规定。
炮采工作面爆破作业要按照《煤矿安全规程》及爆破参数执行。
二、巷道施工巷道施工方法包括钻眼爆破法和机械化掘进法。
其主要工序有破岩、装岩、运岩和支护等。
（一）破岩1.钻眼爆破法钻爆破岩法是指利用电钻或风钻进行打眼、装药爆破的方法。
为了提高打眼的速度可以使用专门的钻眼机械打眼。
钻爆破岩法推广光面爆破。
光面爆破（简称光爆）是指在钻眼爆破过程中，通过采取一定措施，使爆破后的巷道断面形状、尺寸基本符合设计要求，并尽量使巷道轮廓以外的围岩不受破坏的一种破岩方法。
煤矿开采基本知识
正断层 逆断层
平移（推）断层
压性断层 根据受力性质分张 剪性 性断 (扭层性)断层
复合型断层
3、裂隙
裂隙又称为节理，指沿断裂面两侧没有发生 明显位移的断裂。
原生裂隙
根据成因次生裂隙构造裂隙张剪裂裂隙隙
非构造裂隙
三、陷落柱
岩溶陷落柱是煤系地层下部可溶性岩石在地 下水和重力作用下所产生的塌陷现象。
一、木棚子
二、金属支架
三、锚杆支护
锚杆的种类较多：
金属锚杆
木锚杆
竹锚杆
树脂锚杆
钢筋或钢丝绳砂浆锚杆
第五节 巷道掘进的辅助工序
一、通风工作 二、排水 三、辅轨 四、测量工作
局部通风机通风
第五章 采煤方法
采煤方法主要分为： 露天开采 井工开采 水力采煤 其它（煤炭汽化、液化等）
大型矿井：生产能力为 120万T/a、150万T/a、 180万T/a、240万T/a、300万T/a、400万T/a、 500万T/a及以上的矿井，300万T/a及其以上的矿 井又称特大型矿井。
中型矿井：生产能力为45万T/a、60万T/a、90万 T/a
小型矿井：生产能力为9万T/a、15万T/a、21万 T/a、30万T/a。
我国国有煤矿多为大、中型矿井；地方煤矿多为中 小型矿井；乡镇煤矿多是小煤窑，年产量在多小于 3万T/a。
第三节 矿井生产系统
（一）开拓巷道
1、井筒和平峒 2、井底车场 3、回风井 4、石门 5、运输大巷 6、回风大巷
（二）准备巷道
1、采区车场 2、采区煤仓 3、采区上山 4、采区下山
0-1煤矿开采基本知识
一、煤田、矿区、井田1．煤田：在地质历史发展过程中，同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分布区。
2．矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分，称为矿区。
3．井田：划归一个矿井（或露天矿）开采的部分煤田。
三、煤层的分类（1）按煤层倾角的大小，可分为缓倾斜(含近水平)、倾斜煤层和急斜煤层。
地下开采近水平煤层 8°以下缓倾斜煤层 8°~ 25°倾斜煤层 25°~ 45°急倾斜煤层 45°以上（2）按开采煤层的厚度大小，可分为薄煤层，中厚煤层、厚煤层。
地下开采 (m)薄煤层 1.3以下中厚煤层 1.3 ~ 3.5厚煤层 3.5以上（3）按煤层厚度的变化情况分为：稳定、较稳定、不稳定、极不稳定煤层。
四、矿山井巷名称矿山井巷：在地下开采中，为解决提升、运输、通风、排水、动力供应等需要而开掘的井筒、巷道和硐室的总称。
（一）按空间形态分类按井巷的长轴线与水平面的关系，分为直立巷道、水平巷道和倾斜巷道三类。
1、直立巷道：巷道长轴线与水平面垂直。
2、水平巷道3、倾斜巷道：巷道长轴线与水平面有一定夹角，如斜井、上山、下山、斜巷等。
4、硐室：空间三个轴线长度相差不大且又不通地表的地下巷道（有水平的，也有倾斜的），如绞车房、变电所、煤仓等。
（二）按服务范围分类矿山巷道按服务范围不同，分为：开拓巷道、准备巷道和回采巷道。
开拓巷道：为全矿井、一个水平或1个以上采区服务的巷道。
准备巷道：为一个采区或几个区段服务的巷道。
回采巷道：仅为采煤工作面生产服务的巷道。
（一）井下生产系统1、运煤系统：25－20－14－12－5－4－3－12、通风系统：新鲜风流从地面－12－3－4－5－9－11－15－19－20－25；污风－23－17－8－7－6－排入大气。
3、运料排矸系统：2－3－4－5－9－11－15－23－254、排水系统：20-22-21-15-11-9-5-4-2第二节煤田划分为井田二、井田划分的原则1、井田范围与矿井生产能力相适应2、井田尺寸应合理3、充分利用自然条件4、合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井关系（特别是深部和浅部）三、井田境界的划分方法（一）垂直划分（二）水平划分三）按煤组划分（四）按自然条件划第三节井田内再划分一、井田划分为阶段和水平1、阶段阶段：在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高将煤层划分为若干平行于走向的长条形，每一个长条形叫一个阶段。
第3章 煤矿开采基本知识
第二节 矿井开采基本知识
2.普通机械化采煤工作面采煤工艺
普采工艺的主要特点是用采煤机落煤。采煤机 主要有刨煤机和滚筒采煤机2类。滚筒采煤机主要 有单滚筒和双滚筒2种。 （1） 落煤、装煤。普采工作面的落煤与装煤 由采煤机完成。
第二节 矿井开采基本知识
（2） 运煤。普采工作面运煤采用可弯曲刮板 输送机。推移输送机时，利用液压千斤顶将输送机 移到目的地，并使输送机平、直，符合要求。
第一节 矿井地质基本知识
（2） 陷落柱，是指煤系 地层下部可溶性岩石在地下 水溶蚀和重力作用下产生的 坍塌现象。由于坍塌呈圆形 或不甚规则的椭圆形柱状体， 所以称为“陷落柱”，如图。
岩溶陷落柱
第一节 矿井地质基本知识
陷落柱内有大小不等 的煤块、岩块和其他杂质 胶结在一起，不坚硬，有 的有积水、瓦斯等。在水 文地质复杂的矿井中，陷 落柱常是地下水的良好通 道。陷落柱顶板难于管理。
4.综合开拓
综合开拓是指借助于2种或2种以上井筒形式从 地面进入地下，并通过一系列巷道通达矿体（煤层） 的开拓方式。
第二节 矿井开采基本知识
二、 采煤工艺
在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序及 其配合，称为采煤工艺。采煤工艺与回采巷道布置 及其在时间上、空间上的相互配合总称为采煤方法。 我国常见的采煤工艺有爆破采煤（简称炮采）、普 通机械化采煤（简称普采）、综合机械化采煤（简 称综采）、综采放顶煤等。
逆断层
平推断层
（3）平推断层，是指两盘沿断层面作水平方 向相对位移的断层，如图（平推断层）。
第一节 矿井地质基本知识
3.冲蚀、陷落柱和岩浆侵入
（1） 冲蚀，是指成煤后水流侵蚀了煤层、 顶板甚至底板，而过后又被砂石充填的现象，又 称冲刷带。有的还在煤层内形成包裹体，如图 （冲蚀和冲刷包裹体）。
煤矿开采基础知识
煤矿开采基础知识煤炭资源是中国的重要能源资源之一，但其开采并非一项轻松简单的工作。
在煤矿开采操作中，拥有基础知识是非常重要的。
本文将介绍一些煤矿开采的基础知识。
一、煤的性质煤是一种化石燃料，是由植物经过几千万年的地质作用形成的。
煤的种类繁多，根据其含量不同可以分为无烟煤、焦炭、褐煤和石煤等。
在煤矿开采中，需要根据不同的煤种选择不同的开采方法。
二、煤矿开采方式煤矿开采方式通常可以分为露天开采和井下开采两种。
在露天开采中，采煤的过程是在地面上进行的，这种方式主要适用于煤层较浅的情况。
而在井下开采中，采煤的过程是在矿井内进行的，这种方式主要适用于煤层较深的情况。
三、井下开采的基本术语1.采煤面：矿井内的开挖面，也就是煤矿开采的主要区域。
2.支护：采煤面要经过支护，支护有助于保持煤层的稳定性，减少坍塌的风险。
3.瓦斯爆炸：瓦斯是煤炭开采中的一种有害气体，容易引起爆炸，所以在采煤的过程中要对其进行监测和管理。
四、煤矿安全煤矿开采过程中，安全问题是非常重要的。
煤矿存在多种风险，如坍塌、火灾、瓦斯爆炸等。
因此，煤矿的安全措施非常重要。
要定期进行安全检查和维护，以确保煤矿的安全。
五、煤炭使用煤炭是一种重要的化石燃料，使用范围广泛。
燃烧煤炭可以产生大量的热能，可以供暖、烧烤等。
同时，煤炭也可以用于发电和工业生产。
综上所述，煤矿开采是非常复杂的过程，需要根据煤的种类和地质情况选择不同的开采方式。
在采煤的过程中，要进行支护、监测，保证煤矿的安全。
同时，煤炭使用具有广泛的应用价值，是中国能源资源中非常重要的一部分。
煤矿开采技术专业相关知识
煤矿开采技术专业相关知识1、煤田：在地质历史的发展过程中，由含碳物质沉积而形成并大致连续分布的含煤地带称为煤田。
2、井田：划归给一个矿井（或露天矿）开采的那一部分煤田，称为井田。
3、矿井划分：可分为（1）根据我国目前开采技术条件：①一般小型矿井走向长度：N 1500m②中型矿井走向长度：N4000m③大型矿井走向长度：N700m（2 ）根据矿井设计生产能力不同：我国矿井分为大、中、小三种类型，称为井型。
①大型矿井：生产能力为 1.2Mt/a、1.5Mt/a、1.8Mt/a、2.4Mt/a、3.00Mt/a、4.00Mt/a、5.00Mt/a、和 5.00Mt/a 以上的矿井。
3.00Mt/a及其以上的矿井也称为特大型矿井。
②中型矿井：生产能力为45万t/a、60万t/a、90 万t/a 矿井。
③小型矿井：生产能力为9万t/a、15万t/a、21万t/a和30万t/a的矿井。
我国原有的国有重点煤矿多为大、中、型煤矿；地方煤矿多为中、小型煤矿。
4、矿井巷道：在地下开采中，为了建立矿井提升、运输、通风、排水、动力供应等需要开掘的巷道和硐室，称为矿井巷道。
按其倾角分为三大类：直立巷道、水平巷道、倾斜巷道。
5、水平巷道：巷道长轴线也水平面近似平行，如平硐、平巷、石门等。
6、平硐：与地面直接相同的水平巷道7、平巷：与地面不直接相通的水平巷道。
8、大巷：其长轴线与煤层走向大致平行，为开米水平服务的平巷通常称为大巷。
9、石门：其长轴线与煤层走向垂直或斜交的岩石水平巷道。
10、硐室：与地面不直接相通，长、宽、高相差不的地下特殊用途巷道，如绞车房，变电所、煤仓等。
11、开采水平：在矿井中，通常将布置有井底车场、阶段运输大巷的水平，称为“开采水平”，简称为“水平”。
12、采煤工作面：又称回采工作面、采场，是进行采煤作业的产场所。
13、采煤工艺：又称回采工艺。
14、长壁工作面：长度一般在50m以上的采煤工作面。
15、短壁工作面：长度一般在50m以下的采煤工作面。
煤矿开采的基本知识
煤矿开采的基本知识一、井田开拓基本知识1、煤田；在地质历史发展的过程中，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带2、矿区；统一规划和开发的煤田或其一部分3、矿区开发；矿区根据储量、赋存条件、煤炭市场需求量和投资环境等情况，确定矿区规模、划分井田，规划井田开采方式，规划矿井或露天矿建顺序，确定矿区附属企业的类别、数目和生产规模，建设过程等，总称为矿区开发。
4、井田；划分给一个矿井开采的那一部分煤田5、立井：直接与地面相通的直立巷道6、暗立井：不与地面直接相通的垂直巷道7、斜井：与地面直接相通的倾斜巷道8、暗斜井：没有出口直接通到地面，用来联系上、下两个水平并担负提升任务的斜巷9、上山\下山:服务于一个采盘区的倾斜巷道，上山用于开采其开采水平以上的煤层；下山用于开采其开采水平以下的煤层11、平硐：直接与地面相通的水平巷道12、石门：不与地面直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层直交或斜交的岩石平巷13、煤门：与煤层走向垂直或斜交的煤层平巷14、平巷；没有出口直接通到地面，沿岩层走向开掘的水平巷道15、开拓巷道；为全矿井或一个开采水平服务的巷道16、准备巷道；为采区、一个以上区段、分段服务的运输、通风巷道17、回采巷道；形成采煤工作面及为其服务的巷道18、矿井生产系统；在煤矿生产过程中的提升、运输、通风、排水、人员安全进出、材料设备上下井、矸石出运、供电、供气、供水等巷道线路及其设施19、阶段；在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分具有独立的生产系统，称之为一个阶段20、水平；布置大巷的某一标高水平面21、开采水平；简称水平，指地下采煤时，将井田沿倾斜方向按一定高度划分的开采范围22、采区式划分；在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系统的块段，每一块段称为采区23、分段式划分；在阶段范围内沿倾斜方向将煤层划分为若干平行于走向的长条带，每个长条带称为分段，每个分段沿倾斜布置一个采煤工作面24、带区式划分；在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的带区，带区内又划分成为若干个倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面。
煤矿开采基本知识(1)
三、煤的用途与工业分类
分类
分类指标
名称
符号
挥发分（% 胶质层厚度（毫米）
主要用途
无烟煤
贫煤
烟
瘦煤 焦煤
肥煤
煤
气煤 弱粘煤
不粘煤
长焰煤
褐煤
A
0～10
T ⅡC K ）K
P CC HC
＞10～20 ＞14～20 ＞14～30 ＞26或＜26 ＞30 ＞20～37 ＞20～37 ＞37
煤矿开采基本知识(1)
二、地史及地层的概念
n 地球的形成已有四十五亿年以上的历史。为 了便于研究，通常根据地壳运动和古生物的 发展，将地壳的历史从古到今，划分为太古 代、元古代、古生代、中生代和新生代等五 个大的时期。为了反映更短的时间间隔内地 壳的变化，代以下分为若干纪，纪以下又分 为世。代、纪、世是国际统一的划分地质时 代的单位。
煤矿开采基本知识(1)
第三节 煤系地层和矿井地质构造
一、煤系地层与煤层赋存状态 （一）煤系 煤是在一定历史时期形成的具有成因联系
的大致连续沉积的一套含煤岩系。
煤矿开采基本知识(1)
（二）煤层
1、煤层是由植物体大量堆积，经成煤作 用形成的层状固体可燃矿产。
2、煤层的形态是指煤层赋存的几何形态。
煤矿开采基本知识(1)
岩石的物理机械性能对于掘进和开 采工作影响很大，为了能够用简明的指标 来区分各种岩石破碎的难易程度，通常按 岩石的单向抗压强度，把岩石分为十级， 并用坚固性系数f来表示。f值是岩石单向 抗压强度与标准抗压强度10MPa之比。
例如，测得某种岩石的单向抗压强 度为80MPa，则其坚固性系数f值为8。
煤矿开采基本知识(1)
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（2）断盘 位于断层面两侧的岩块称为断盘。
（3）断层线和断层交面线 断层线是指断层在地
表的出露线，也就是断层面与地面的交线，它反映
了断层的延展方向。
断层面与岩层面的交线称为交面线。
断层面与煤层底板面的交线称煤层交面线，或断 煤交线。
（4）断距
断距指断层两盘相对错开的距离，
包括：真断距、地层断距、铅直断距和水平断距。
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构造变动引起的变化特点：
原始结构破坏，出现层间揉皱和滑动镜面， 在构造复杂的地段煤呈碎粒状、鳞片状和粉 末状，煤的光泽变暗，灰分增高；煤层增厚 带和变薄带相间出现，并沿主要构造线呈狭 长条带分布；煤岩层出现不协调褶曲，有时 煤岩互相穿插，致使煤层呈各种不规则状态。
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(四) 煤层顶板和底板
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三、煤的用途与工业分类
分类
分类指标
名称
符号
挥发分（% 胶质层厚度（毫米）
主要用途
无烟煤
贫煤
烟
瘦煤 焦煤
肥煤
煤
气煤 弱粘煤
不粘煤
长焰煤
褐煤
A
0～10
T ⅡC K ）K
P CC HC
＞10～20 ＞14～20 ＞14～30 ＞26或＜26 ＞30 ＞20～37 ＞20～37 ＞37
B
＞40
—
0（粉状） 0～12 ＞8～25 ＞25 ＞5～25 0～9（块状） 0（粉状） 0～5
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ab——总断距或真断距 hi——地层断距 dg——铅直断距或称落差 gn——水平断距
（二）矿物
矿物是地壳中一种或多种元素在各种地质作 用下形成的自然产物，具有比较固定的化学 成分和一定的物理性质与形态。
自然界中已发现的矿物有两千多种，绝大多 数呈固态，也有的呈液态（如水、石油和汞 等）和气态（如沼气）。但组成岩石的常见 矿物并不多，主要的仅20余种。
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（三）岩石:岩石是矿物的集合体，可包含一种或多种 矿物。
（二）断层构造 岩层或煤层受力超过其强度极限发生变形破
坏的类型，可以分为两类：
断层（两侧岩块有显著位移）和节理（裂隙）。 断层是影响矿井安全生产的最主要的地质构造。 1、断层要素 断层面 断盘 断层线（断层交面线） 断距
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（1）断层面 断层的断裂滑动面称为断层面。 走 向、倾向、倾角。
岩浆岩、 沉积岩 变质岩 地壳中的岩石绝大部分为岩浆岩，沉积岩只占地壳总
重量的5%，但沉积岩却覆盖着地球表面积的75%，是 最常见的一类岩石。由于煤层一般都埋藏于沉积岩岩 层中，因此沉积岩与采煤工作的关系最为密切。此外， 在沉积岩地层中还有许多重要的矿产资源，如石油、 天然气、沉积铁矿、盐矿、铝矿、磷矿、油页岩和石 灰岩等。
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第二节 煤的形成、用途和分类
一、煤的形成 远在距今约0.03～3.2亿年间，即地质史上
称为第三纪、侏罗纪、二迭纪和石炭纪等 时代，地球上许多地区布满了湖泊、沼泽， 当时气候温暖潮湿，植物生长茂盛。 二、评价煤质的主要指标 水分和灰分：挥发分：固定碳：胶质层厚 度：发热量：硫：磷：含矸率：
顶板：赋存在煤层之上的临近岩层 底板：赋存在煤层之下的临近岩层
1 、顶板的类型 根据顶板的岩性、厚度及 回采 过程中垮落的难易程度，分为3种顶板类型。
伪顶
直接顶
老顶
2 、底板的类型
直接底
老底精Βιβλιοθήκη 课件精品课件二、矿井地质构造
矿井地质构造是井田边界及其范围内的褶皱、断 层、节理和层间滑动等地质构造的统称。 （一）褶皱构造
6378.2km，极半径为6356.8km。地球的最 外层是坚固的外壳，称为地壳，平均厚度约为 20km。地壳主要由岩石组成，组成岩石的是 矿物，而矿物则是由各种化学元素所组成。因 此，在地壳中蕴藏着非常丰富的矿产资源。
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（一）元素
组成地壳的元素达百余种，但占主要地位的 是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢等， 而以氧(46.6%)和硅(27.7%)为最多。
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二、地史及地层的概念
地球的形成已有四十五亿年以上的历史。为 了便于研究，通常根据地壳运动和古生物的 发展，将地壳的历史从古到今，划分为太古 代、元古代、古生代、中生代和新生代等五 个大的时期。为了反映更短的时间间隔内地 壳的变化，代以下分为若干纪，纪以下又分 为世。代、纪、世是国际统一的划分地质时 代的单位。
岩层和煤层在构造应力作用下形成的一系列连续 的弯曲称为褶皱构造。
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每一个单独的弯曲称为褶曲
有2种基本形式: 向斜：岩层向下弯曲，核部是老岩层，两
翼是新岩层 背斜：岩层向上弯曲，核部是新岩层，两翼
是老岩层 褶曲要素（基本组成部分）： 核部、翼部、 轴面、 枢纽
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背斜
向斜
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(三）煤层厚度的变化
煤层厚度是影响煤矿开采的主要地质因素，煤 层厚度不同，采煤方法亦不同。 １、煤层厚度的原生变化 泥炭层堆积过程中，形 成顶板前，由于各种地质作用影响而形成的煤层形 态和厚度的变化。 ２、煤层厚度的后生变化 泥炭层被覆盖或煤系形 成后，由于构造变动，岩浆侵入，河流剥蚀等地质 作用引起的煤层形态和厚度的变化。
—
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是良好的动力和民用煤并可作化 工用煤
多作动力和民用煤 一般作配焦用煤 主要的炼焦用煤 配焦用煤 气化、炼油、配焦用煤 配焦、气化、炼油和动力用煤 气化、动力和民用煤 气化、炼油和动力用煤
化工、气化、炼油和民用煤
第三节 煤系地层和矿井地质构造
一、煤系地层与煤层赋存状态 （一）煤系 煤是在一定历史时期形成的具有成因联系的 大致连续沉积的一套含煤岩系。
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（二）煤层
形12成按、、的煤煤成层层层状层是的固由形的体植态可连物是燃指体续矿煤大产程层量。层 似度 堆赋积存状 层，的煤 状几经层 煤 何成煤形层态作。用 非层状煤层
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3、煤层厚度是指煤层顶底板之间的垂直距离，也 称为煤层真厚度。
（1）薄煤层 （2）中厚煤层 （3）厚煤层
厚度小于1.3m 厚度为1.3～3.5m 厚度大于3.5m.
煤矿开采基本知识 主讲人 杨伟
淄博煤炭经济技术开发公司
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第一章 地质基础知识 第二章 煤矿生产概貌 第三章 井田开拓 第四章 巷道掘进 第五章 采煤方法 第六章 矿井通风与安全 第七章 矿井固定设备与供电
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第一章 地质基础知识
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第一节 地壳
一、地壳的组成物质 地球是一个巨大的椭球体，其赤道半径为