礦圖講解(礦圖的授課大綱)
1.礦圖的授課大綱
《采煤工藝技術(shù)》教學大綱 一、課程基本情況 開課單位：資源與環(huán)境工程系 課程代碼： 總學時： 70 試用專業(yè)：煤礦開采技術(shù) 授課學期：第五學期 修課方式：必選 考核方式：考試 先修課程：《煤礦開采基本知識》、《煤礦地質(zhì)學》、《礦圖》、《礦井通風》、《采區(qū)設計》等。
參考教材：《采煤學》。 二、課程的性質(zhì)、任務和目的 ? 課程的性質(zhì)、任務和目的 采煤工藝技術(shù)是《采礦技術(shù)與管理》專業(yè)的主要專業(yè)課之一。
本課程的任務是使學生了解采煤工作面的采煤工藝過程，采煤工作面的生產(chǎn)技術(shù)管理的內(nèi)容及要求。通過本課程的學習使學生會編制采煤工作面的作業(yè)規(guī)程和在特殊條件下的安全技術(shù)措施，培養(yǎng)解決實際問題的能力和實際操作能力，為今后的工作打下良好的基礎。
? 本課程與其他課程的關(guān)系 本課程是煤礦區(qū)（隊）管理的基礎，因為本課程是煤礦采煤隊生產(chǎn)、技術(shù)管理的主要內(nèi)容，只有掌握了本課程內(nèi)容，才能學好煤礦區(qū)（隊）管理課。 三、課程內(nèi)容和學時分配 （一）課程內(nèi)容 本課程主要包括以下幾個方面的內(nèi)容： ? 采煤工藝技術(shù)概述（ 8 學時） 1.1 長壁工作面采煤工藝概述（ 2 學時） 長壁采煤方法；長壁采煤工作面采煤工藝方式；采煤工藝方式的特點。
1.2 采煤工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)（ 4 學時） 采煤工作面循環(huán)作業(yè)；循環(huán)方式；工序安排 ；勞動組織；循環(huán)圖表。 1.3 采煤作業(yè)規(guī)程與安全技術(shù)措施（ 2 學時） 采煤工作面作業(yè)規(guī)程的編制；特殊條件下安全技術(shù)措施的編制；采煤作業(yè)規(guī)程示例。
? 炮采工作面采煤工藝技術(shù) （ 12 學時） 2.1 概述（ 0.5 學時） 工作面概況；地質(zhì)及水文情況；采區(qū)巷道布置圖及生產(chǎn)系統(tǒng)。 2.2 炮采工作面破、裝、運煤（ 1.5 學時） 落煤；裝煤和運煤。
2.3 炮采工作面頂板管理（ 2 學時） 炮采工作面支護設計；支架的架設與回柱放頂；堅硬頂板的強制放頂。 2.4 傾斜分層下行垮落采煤法采煤工藝特點（ 2 學時） 再生頂板及假頂；假頂?shù)匿佋O；假頂下采煤工作的特點。
2.4 炮采工作面循環(huán)工作組織（ 2 學時） 循環(huán)方式和作業(yè)形式；工序安排和勞動組織形式；人員配備與工人出勤圖表；技術(shù)經(jīng)濟指標。 2.6 炮采工作面安全技術(shù)措施（ 2 學時） 工作面正常生產(chǎn)時的安全技術(shù)措施；特殊條件下的開采措施。
2.7 炮采工作面冒頂?shù)姆乐危?2 學時） 局部冒頂事故的防治、大型冒頂事故的防治、冒頂處理。 第三章 普采工作面采煤工藝技術(shù)（ 10 學時） 3.1 普采工作面的落；裝煤和運煤（ 2 學時） 落、裝、運煤設備的選型與配套；滾筒采煤機落、裝煤；普采工作面運煤。
3.2 普采工作面頂板管理（ 2 學時） 概述；普采工作面支護設計。 3.3 普采工作面循環(huán)工作組織（ 2 學時） 循環(huán)方式和作業(yè)形式；勞動組織、循環(huán)圖表。
3.4 普采工作面安全技術(shù)措施（ 2 學時） 普采工作面正常開采時的安全技術(shù)措施；特殊條件下的安全技術(shù)措施。 3.5 普采用于其它條件下的采煤工藝特點（ 2 學時） 傾斜煤層采煤工藝特點；普采在傾斜長壁工作面的采煤工藝特點；普采在分層開采假頂下采煤工藝特點；薄煤層普采采煤工藝特點；薄煤層刨煤機機采工藝特點。
? 綜采工作面采煤工藝技術(shù)（ 16 學時） 4.1 綜采工作面落、裝、運煤（ 4 學時） 采煤機有關(guān)參數(shù)的選擇；雙滾筒采煤機的工作方式；雙滾筒采煤機的進刀方式；采煤機的操縱；運煤。 4.2 綜采工作面頂板管理 （ 2 學時） 綜采工作面支架選型；綜采工作面端頭支護；綜采工作面上下順槽支護；自移式液壓支架的移架；特殊頂板的管理措施。
4.3 綜采工作面的循環(huán)工作組織（ 2 學時） 循環(huán)方式和作業(yè)形式；勞動組織；綜采工作面循環(huán)圖表；綜采工作面的開機率；綜采工作面的工程質(zhì)量管理。 4.4 綜采工作面安全技術(shù)措施（ 2 學時） 概述；綜采工作面主要工序進行時的安全技術(shù)措施；液壓支架使用中出現(xiàn)問題時的處理；綜采工作面通過地質(zhì)構(gòu)造及老巷。
4.5 綜采工作面的安裝與拆除（ 6 學時） 概述；綜采工作面設備安裝；綜采工作面拆除；旋轉(zhuǎn)式采煤。 第五章 其它條件下綜采工藝特點（ 6 學時） 5.1 傾斜長壁工作面采煤工藝特點（ 1 學時） 對采煤機的要求；對輸送機的要求；對液壓支架的要求。
5.2 薄煤層綜采采煤工藝特點（ 1 學時） 薄煤層綜合機械化裝備及工藝特點；綜采設備與配套。 5.3 厚煤層大采高綜采采煤工藝特點（ 2 學時） 大采高綜采的優(yōu)越性、大采高綜采采煤工藝、勞動組織、開采特殊措施、傾斜開采的特點和措施、端頭支護、防止煤壁片幫、防倒防滑 。
大采高綜采工作面防倒防滑措施 5.4 厚煤層分層開采時綜采采煤工藝特點（ 1 學時） 傾斜分層金屬網(wǎng)假頂下行垮落開采；緩傾斜煤層恒底式上行采煤。 5.5 傾斜煤層綜采采煤工藝（ 1 學時） 防止采煤機下滑；液壓支架的防倒防滑。
第六章 放頂煤綜采的采煤工藝（ 4 學時） 6.1 厚煤層放頂煤長壁采煤法簡介 （ 1 學時） 放頂煤采煤技術(shù)的發(fā)展、放頂煤的開采方式、放頂煤開采的優(yōu)缺點和適用條件 。 6.2 綜采放頂煤采煤法采煤工藝 （ 1 學時） 放頂煤設備的類型及選擇、放頂煤采煤法采煤工藝、放頂煤綜采的安全技術(shù)措施。
6.3 簡易放頂煤開采技術(shù) （ 1 學時） 滑移頂梁支架放頂煤采煤工藝、∏型鋼梁鋪頂。
2.礦山基本安全知識講述
一、礦山地質(zhì)安全知識
（一）礦物
礦物是由地殼中化學元素通過地質(zhì)作用形成的一種具有一定化學成分和物理特性的單質(zhì)或化合物。自然界中礦物存在的狀態(tài)有3種：固態(tài)，如石英、正長石、云母；液態(tài)，如水、自然汞；氣態(tài)，如二氧化碳、硫化氫等。
（二）巖石
1.巖石的物理力學性質(zhì)
巖石是在各種地質(zhì)作用下，由一種或多種礦物有規(guī)律地組合成的礦物集合體。巖石的物理力學.性質(zhì)表現(xiàn)在其變形特性、強度特征、破壞形式三方面。
2）巖石的強度特征
巖石在外載荷的作用下，當應力達到某一極限時便發(fā)生破壞，這個極限就是巖石的強度極限。具體指標有：單向抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度、三向抗壓強度。
3）巖石的破壞形式
巖石的破壞形式分為脆性破壞和塑性破壞兩種。
2.煤層的頂?shù)装鍘r石
(1)頂板巖石。從采煤工作的角度，根據(jù)頂板巖層變形和垮塌的難易程度，可將煤層的頂板巖層分為偽頂、直接頂、基本頂（又稱老頂）3種。 （2）底板巖石。煤層的底板巖石可分為直接底及基本底（又稱老底）兩種。
（三）地層
地層系統(tǒng)是用來描述地層上下層之間空間關(guān)系的，國際上通常用的地層劃分單位有界、系、統(tǒng)。地質(zhì)時代是用來描述地層上下層之間時間關(guān)系的。在劃分地層系統(tǒng)的基礎上，將地殼的發(fā)展歷史相對應地劃分成若干地質(zhì)時代的單位，即代、紀、世。
（四）地質(zhì)構(gòu)造
沉積巖層（包括煤層）在形成時，一般都是水平或近水平的，在一定范圍內(nèi)是連續(xù)完整的。但后來由于受到地殼運動的影響，使巖層的形態(tài)和產(chǎn)狀發(fā)生了變化。這種由地殼運動所引起的巖層變形和變位的結(jié)果叫構(gòu)造變動。構(gòu)造變動按其表現(xiàn)形式，主要可分為褶皺和斷裂兩類。這種由地殼運動而造成巖層空間形態(tài)的變化，稱為地質(zhì)構(gòu)造。
1.巖層的產(chǎn)狀要素
為了說明傾斜巖層的空間形態(tài)，常用產(chǎn)狀要素來表示，即巖層的走向、傾向及傾角。
2.褶曲構(gòu)造
褶皺構(gòu)造的基本單位叫褶曲。褶曲就是巖層的一個彎曲。
(1)褶曲的基本形態(tài)：一般把褶曲的基本形態(tài)分成背斜和向斜兩種。
(2)褶曲的要素：褶曲要素包括核部、翼部、軸面、軸線、樞紐。
(3)褶曲的分類：根據(jù)褶曲軸面的產(chǎn)狀，分為直立褶曲、傾斜褶曲和倒轉(zhuǎn)褶曲。
3.斷裂構(gòu)造
巖層在外力或內(nèi)力作用下，產(chǎn)生了機械破壞，使巖體喪失連續(xù)性和完整性，不論發(fā)生位移與否，都稱巖層產(chǎn)生了斷裂。斷裂后，兩側(cè)巖層若沒有發(fā)生顯著位移，稱為裂隙或節(jié)理；發(fā)生了顯著的位移則稱斷層。
1）裂隙
裂隙按成因可分為：原生裂隙、風化裂隙和構(gòu)造裂隙。
根據(jù)裂隙的產(chǎn)狀和巖層的產(chǎn)狀關(guān)系，可分為：走向裂隙、傾向裂隙和斜交裂隙。
2）斷層
巖層沿斷裂面發(fā)生顯著位移的斷裂構(gòu)造，稱為斷層。
(1)斷層要素。為了描述斷層的性質(zhì)、位置和空間形態(tài)，我們給斷層的各個部位以一定的名稱，這些斷層的基本組成部分叫斷層要素。
(2)斷層的分類。根據(jù)斷層上下盤相對移動的方向，可分為：正斷層、逆斷層和平推斷層。根據(jù)斷層面的傾角，又把逆斷層分為：沖斷層（斷層面傾角大于45°）、逆掩斷層（斷層面傾角為45°~25°之間）和輾掩斷層（斷層面傾角在25°以下）、根據(jù)斷層走向與巖層走向關(guān)系，把斷層又分為：走向斷層、斜交斷層。斷裂構(gòu)造發(fā)育的地區(qū)，經(jīng)常是許多斷層以某種組合形式出現(xiàn)，其中有：地塹和地壘、迭瓦狀構(gòu)造、階梯狀構(gòu)造。
（五）地下水
5.地下水的分類
按地下水的埋藏條件分為潛水和承壓水；按地下水含水層性質(zhì)分為孔隙水、裂隙水、巖溶水。巖溶發(fā)育必須具備的四個條件：要有可溶巖層、巖層因具有裂隙而透水、水必須有侵蝕性，水在巖層中應是流動的。
6.地下水的化學成分
由于所含化學成分的不同，地下水表現(xiàn)了不同的化學性質(zhì)。反映地下水化學性質(zhì)的常用指標有水的總礦化度、氫離子濃度（pH值）、水的硬度。
7.礦井水的來源
煤礦生產(chǎn)過程中，經(jīng)常見地下水流人或涌入巷道或工作面，這就是礦井水。礦井水來源有地表水、含水層水、老窯水和斷層水。
3.礦圖的種類及其用途有哪些
（一）礦圖的分類（p21） 基本礦圖、專門礦圖、日常生產(chǎn)用礦圖和生產(chǎn)交換圖四類。
（二）基本礦圖及其用途（p21） 井田地形地質(zhì)圖、工業(yè)場地平面圖、采掘工程平面圖（最基本最重要的圖紙）、主要巷道平面圖、井上下對照圖、井筒斷面圖、主要保護礦柱圖。 （三）常見地質(zhì)圖的特點和用途（p22） 1.鉆孔柱狀圖：反映一個鉆孔內(nèi)礦體、巖層相互位置關(guān)系及厚度。
2.地質(zhì)剖面圖：根據(jù)同一勘探線上勘探資料編制的，反映地層、礦體、標志層、構(gòu)造等內(nèi)容的剖面圖。 3.（層狀礦體）底板等高線圖：層狀礦體底板與一定標高的假想水平面相交，交線就是該礦體的底板等高線，將這些等高線投影在水平面上得到的圖。
4.礦床的基本知識
（一）礦石、礦體和礦床1.礦石礦石是指地殼中有用礦物（可以是單礦物或多礦物組成）的固態(tài)集合體。
礦石和巖石沒有本質(zhì)的區(qū)別，都是礦物的集合體，只不過礦石中含有有用礦物（可加工利用的金屬或非金屬礦物），如銅礦石中的黃銅礦，亦稱礦石礦物。礦石中除礦石礦物外，常有與之伴生的暫時無工業(yè)價值的礦物，叫脈石礦物，如銅礦石中的長石、石英和方解石，在礦石處理過程中是被廢棄的。
礦石品位指礦石中有用成分的單位含量。大多數(shù)金屬礦石以質(zhì)量百分比表示。
一般情況下，礦石品位愈高，質(zhì)量就愈好，礦石品位也是衡量礦床經(jīng)濟價值的主要指標。礦石的工業(yè)品位即最低平均可采品位，是對單個礦段主要有用組分平均含量的最低要求。
邊界品位又稱邊際品位，是劃分礦與非礦（圍巖或夾石）界線的品位，即圈定礦體的最低品位。平均品位高于邊界品位，低于工業(yè)品位的礦體，其擁有的儲量暫不能利用，稱為表外儲量。
2.礦體礦體是指由礦石和脈石組成，在地殼中占有一定空間位置，并具有一定大小、形狀、產(chǎn)狀和有用礦物的礦物集合體。它是組成礦床的核心部分；是礦山開采的對象。
3.礦床礦床是指在地殼中，由地質(zhì)作用形成的有用礦物堆積體的質(zhì)和量達到工業(yè)要求，能為國民經(jīng)濟利用時稱為礦床。礦床按其規(guī)模分為小、中、大和特大型。
礦床由一個或多個大小不等的礦體組成。礦床是綜合地質(zhì)體（圖1-2）；其包括礦體、圍巖、構(gòu)造。
礦體周圍的巖石叫圍巖；位于礦體上盤的圍巖叫頂板；位于礦體下盤的圍巖叫底板；礦體與圍巖的界線有清楚的，也有漸變的。圖1-2 母巖、圍巖、礦體及接觸帶示意圖T2 —泥質(zhì)灰?guī)r；T2 —灰?guī)r和白云巖互層；T2 —石灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r；SK—矽卡巖；1—含斑黑云母花崗巖；2—白崗巖；3—矽卡巖化變輝綠巖；4—礦體；5—破碎帶礦床在不同地質(zhì)作用和環(huán)境下生成，類型多種多樣，規(guī)模、質(zhì)量、開采利用的技術(shù)條件、礦區(qū)自然經(jīng)濟環(huán)境及國家需要情況等各不相同，必須對礦床進行勘探，以確定礦床的公元利用價值。
4.母巖母巖是指供給成礦物質(zhì)的巖體。如輝長巖是釩鈦磁鐵礦的母巖。
能提供成礦物質(zhì)的巖層，則稱為礦源層。5.圍巖圍巖是指礦體周圍沒有開采利用價值的巖石。
有的圍巖就是礦體的母巖；如鉻鐵礦礦床，礦體通常產(chǎn)于超基性侵入巖的母巖體中。但多數(shù)情況圍巖和母巖是不一致的。
（二）礦產(chǎn)勘查階段與礦床勘探方法根據(jù)國家頒發(fā)的 《GB/T17766—1999 固體礦產(chǎn)資源/儲量分類》和 《GB/T13908—2002 固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則》規(guī)定：礦產(chǎn)勘查最終的目的是為礦山建設設計提供礦產(chǎn)資源/儲量和開采技術(shù)條件等必需的地質(zhì)資料，以減少開發(fā)風險和獲得最大的經(jīng)濟效益。1.礦產(chǎn)勘查工作階段劃分固體礦產(chǎn)勘查工作分為預查、普查、詳查、勘探4個階段。
（1）預查預查是通過對區(qū)內(nèi)資料的綜合研究、類比及初步野外觀測、極少量的工程驗證，初步了解預查區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源遠景，提出可供普查的礦化潛力較大地區(qū)，并為發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟提供參考資料。（2）普查普查是通過對礦化潛力較大地區(qū)開展地質(zhì)、物探、化探工作和取樣工程，以及可行性評價的概略研究，對已知礦化區(qū)作出初步評價，對有詳查價值地段圈出詳查區(qū)范圍，為發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟提供基礎資料。
（3）詳查詳查是對詳查區(qū)采用各種勘查方法和手段，進行系統(tǒng)的工作和取樣，并通過預可行性研究，作出是否具有工業(yè)價值的評價，圈出勘探區(qū)范圍，為勘探提供依據(jù)，并為制定礦山總體規(guī)劃、項目建議書提供資料。（4）勘探勘探是對已知具有工業(yè)價值的礦區(qū)或經(jīng)詳查圈出的勘探區(qū)，通過應用各種勘查手段和有效方法，加密各種采樣工程以及可行性研究，為礦山建設在確定礦山生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、開采方式、開拓方案、礦石加工選冶工藝、礦山總體布置、礦山建設設計等方面提供依據(jù)。
礦產(chǎn)勘查工作，一般應按規(guī)定的階段循序漸進，對特別復雜、難以正規(guī)設計開采的礦床，可以邊探邊采；個別地質(zhì)條件簡單的礦種或正在開采礦山外圍和深部的礦床勘查階段，也可按實際情況簡化和合并，但應經(jīng)有關(guān)上級主管部門批準。2.礦床勘探技術(shù)方法為研究礦床地質(zhì)構(gòu)造，揭露、追索和圈定礦體，查明礦產(chǎn)的質(zhì)和量，以及了解礦床水文地質(zhì)和開采條件等所采用的各種工程和技術(shù)方法，總稱勘查手段。
目前常采用的鉆探和坑探工程合稱探礦工程或勘探技術(shù)。除探礦工程外，還常配合采用物化探方法，判斷礦體的位置和產(chǎn)狀，指導探礦工程布置，檢查探礦工程質(zhì)量和尋找盲礦體。
（1）探礦工程簡介探礦工程有時也稱勘探技術(shù)，除鉆探、坑探兩個主要方面外，為完成礦產(chǎn)勘查工作而必須進行的其他工程，如交通運輸、修配業(yè)務、動力供配等，也屬探礦工程的范疇。1）坑探工程（簡稱坑探）。
為揭露地質(zhì)及礦產(chǎn)現(xiàn)象而在地表或地下挖掘不同類型坑道的技術(shù)手段叫坑探工程?？犹焦こ逃址譃榈乇砜犹焦こ蹋▌兺?、淺坑、探槽、淺井等）和地下坑探工程（平巷、豎井、斜井等）兩種。
地表坑探受深度限制，作用有限。地下坑探所揭露的地質(zhì)和礦產(chǎn)地質(zhì)現(xiàn)象能直接觀察描述，也能采取代表性好的實物樣品供試驗研究，但因工作量大、耗費大且進度慢，一般只能在勘探階段視情。
5.選礦的基礎知識
電選的理論基礎
1、概述
電選是利用各種礦物及物料電性質(zhì)不同而進行分選的一種物理選礦方法。電選的內(nèi)容很廣泛，包括電選、電分級、摩擦帶電分選、介電分選、高梯度電選、電除塵諸方面。除電除塵見環(huán)保篇外，其余均屬本篇范圍，而本篇的重點又在于工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛使用的電選方法。
電選乃根據(jù)各種礦物的電性質(zhì)不同，在電場的作用下，礦粒所受到的電力和機械力（指離心力、重力、阻力等）不同，產(chǎn)生的運動軌跡也不同，從而使之分開的一種選礦方法。
電分級是根據(jù)物料的粒度、密度或形狀不同，在高壓電場中產(chǎn)生的運動軌跡也不同，從而將物料分成為不同粒級或類型，以適應下一步作業(yè)的需要。
摩擦電選是利用兩種礦?；ハ嘟佑|、碰撞和摩擦，或使之與某種材料做成的給礦槽摩擦，產(chǎn)生大小不同而符號相反的電荷，然后給入到高壓電場中，由于礦粒帶電符號不同，產(chǎn)生的運動軌跡也明顯不同，從而使兩種礦物分開。
介電分選是在液體介質(zhì)或空氣介質(zhì)中進行，通常大多在液體介質(zhì)中進行。兩種介電常數(shù)不同的礦粒或物料，在非均勻電場中，如果某種礦粒的介電常數(shù)大于液體介電常數(shù)時，則該種礦粒被吸引；反之，介電常數(shù)小于液體者則被排斥，從而使之分開。
高梯度電選是在介電分選原理的基礎上發(fā)展起來的一種新方法，它主要是針對微細粒礦物的分選。在介電液體中放入介電體（非導體）纖維或小球，此種介電體受到電場極化后，在其表面產(chǎn)生極不均勻的電場，從而增加了非均勻電場的作用力。當其中一種礦粒的介電常數(shù)大于液體介電常數(shù)時，粒子被吸向電場強度及梯度最大區(qū)域，反之則被排斥而進入低的電場區(qū)域，兩種礦粒的運動軌跡也不同，故能使之分開。高梯度電選，很類似于高梯度強磁選，放入分選罐內(nèi)的纖維或球介質(zhì)，與高梯度磁選的鋼毛或其他介質(zhì)相似，也是一種捕獲介質(zhì)。
目前除少數(shù)一些礦物直接采用電選外，在大多數(shù)情況下，電選主要用于各種礦物及物產(chǎn)的精選。電選前，大多先經(jīng)重選或其他選礦方法粗選后得出粗精礦，然后采用單一電選或電選與磁選配合，得出最終精礦。有一部分礦物其磁性、密度及可浮性都很近似，采用重選、磁選、浮選均不能或難以有效分選，但可利用它們的電性質(zhì)差別而使之分選。
除介電泳及高梯度電選是在介電液體中進行外，其余均為干式作業(yè)，對缺水地區(qū)具有優(yōu)越性。對一些只適宜于干式分級的物料，電分級具有明顯的優(yōu)點。電選對周圍環(huán)境不產(chǎn)生污染，因而在世界上一些發(fā)達國家，得到了更廣泛的應用。
電選的有效處理粒度通常為2毫米到0.1毫米，但對片狀或密度上的物料如云母、石墨、煤等，其最大處理粒度則可達5毫米左右，而濕式高梯度電選機的處理粒度則可下降到微米級。國內(nèi)有人研究后認為，即使是一般的鼓筒式電選機，其處理粒度下限也可下降到20微米。
在大多數(shù)情況下，電選都是在高壓電場中進行，除少數(shù)采用高壓交流電源外，絕大多數(shù)均用高壓直流電源，將負電輸?shù)诫姌O，個別情況下才采用正電。
